English version
СОСТОЯНИЕ БЕЛКОВОГО ОБМЕНА ПРИ ФАСЦИОЛЕЗНОЙ
ИНВАЗИИ У КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА
Шелякин И.Д., Венцова И.Ю., Семёнов С.Н.
ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный
университет им. императора Петра I»
Введение. Как известно мировой практике - фасциолез, как гельминтоз, наносит значительный экономический ущерб животноводству из-за утилизации печени, снижения удоев молока и прироста массы тела, снижения специфической и неспецифической резистентности организма, повышения восприимчивости к патогенным агентам. В познании специфики изменения клеточного метаболизма при данной патологии одно из главных мест занимает проблема ферментативного катализа, и прежде всего изучение особенностей функционирования, регуляции активности, механизма действия ферментов именно белкового обмена. Исследования саморегулирования обменных процессов на уровне отдельных ферментных систем позволят приблизиться к глубокому и детальному анализу организации метаболизма в животной клетке. Исследованию ферментативных процессов посвящено немало научных работ. В этом плане функциональное состояние ферментной системы крови и печени у крупного рогатого скота при фасциолезе изучено недостаточно, но имеет исключительное значение для определения биохимического статуса животных при проведении противофасциолезных мероприятий [2, 4].
Целью наших исследований было изучение функционирования ферментной системы процессов переаминирования, мочевинообразования в крови и печени крупного рогатого скота, пораженного фасциолезом для выяснения паразито-хозяинных отношений и проведения патогенетической терапии.
Материалы и методы. Исследования проводили в одном из хозяйств Воронежской области у 20 коров симментальской породы, инвазированных Fasciola hepatica, и 20 коров – клинически здоровых. Кровь брали из яремной вены утром до кормления. Для стабилизации крови применяли гепарин фирмы «Биохеми».
В цельной крови определяли: активность аминотранфераз колориметрическим методом Райтмана-Френкеля и выражали в нмоль сек/л; активность аргиназы – по Храмову В.А.; концентрацию мочевины – колориметрически по цветной реакции с диацетилмонооксимом; вычислялся коэффициент Де Ритиса (отношение АсАТ к АлАТ). Математико-статистическое описание данных исследования и оценка значимости различия производных величин проведена с помощью персонального компьютера с использованием пакетов прикладных программ электронной таблицы Microsoft Excel 2003, с учетом рекомендаций Г.Ф. Лакина [1, 3, 5, 6, 7, 8].
Результаты. Реакции орнитинового цикла синтеза мочевины в печени являются центральными реакциями обезвреживания аммиака и углекислоты. Ключевая роль в этом принадлежит ферменту аргиназе, катализирующему реакцию гидролиза L-аргинина, отщепляя гуанидиновую группу до мочевины и орнитина. А посредством процессов переаминирования осуществляется взаимосвязь белкового обмена с реакциями цикла трикарбоновых кислот, а также с уровнем свободных аминокислот метаболического фона [4].
Как показали наши исследования, в печени здоровых и инвазированных животных происходит переаминирование аспарагиновой кислоты, аспарагина, фенилаланина, гистидина, лейцина, тирозина, триптофана, метионина, валина и аланина с α – кетоглутаровой кислотой с образованием глутаминовой кислоты. Наиболее интенсивное образование глутаминовой кислоты происходит при переаминировании аспарагиновой кислоты и аспарагина с α–кетоглутаратом у инвазированных животных. Активными аминодонорами в этой реакции являются также фенилаланин, гистидин, лейцин. Слабее всего реакция переаминирования протекает между аланином и α–кетоглутаратом. Отмеченный интенсивный синтез глутаминовой кислоты у коров, больных фасциолезом, свидетельствует о функциональном изменении клеток печени с усилением процессов переаминирования и самообновления белков в них, как ответная реакция на заболевание. Такие аминокислоты, как аргинин, лизин, серин, треонин и пролин в условиях наших опытов не вступают в реакцию переаминирования с α–кетоглутаратом.
Наивысшая активность аргиназы в печени была у инвазированных животных и составила 5,39 ± 0,26 мкМ мочевины на 1 г сырой ткани при концентрации мочевины в крови 5,73 ± 0,04 ммоль/л (табл. 1).
Таблица 1
|
Группа |
Активность арги- назы (мкМ моче -вины на 1г ткани) |
Концентрация |
Выделение азота |
|
Контрольная |
3,71 ± 190 |
3,00 ± 0,05 |
15,8 ± 1,5 |
|
Инвазированная |
5,39 ± 0,26 |
5,73 ± 0,04 |
73,0 ± 5,6 |
Достоверная разница в содержании мочевины в крови и выделения азота с мочой отмечена у больных и здоровых животных.
Так, концентрация мочевины в крови здоровых животных была ниже в 1,9 раза по сравнению с инвазированными животными, выделение азота с мочой – в 4,6 раза.
При фасциолезе нарушается структура и функция печени. Повреждается цитоплазматическая мембрана клеток, начинается выход растворимых энзимов цитоплазмы: аланинаминотрансферазы, альдолазы, фосфорилазы, лактодегидрогеназы, и др. Ферменты быстро диффундируют в межклеточное пространство. При необратимом разрушении гепатоцитов во внеклеточную среду выходят митохондриальные ферменты, в том числе аспартатаминотрансферазы, появляющиеся в циркуляции [2].
Одной из основных характеристик морфологической целостности гепатоцитов является определение в крови аспартатаминотрансферазы (АсАТ) и аланинаминотрансферазы (АлАТ) и имеет исключительное значение для понимания специфики биохимических превращений в крови и печени коров при фасциолезе.
Как показали наши исследования (табл. 2) активность АсАт и АлАт в крови инвазированных животных выше, чем в контрольной группе и составляет соответственно АсАт – 139,0 ± 11,2 нмоль сек/л; АлАт - 120,0 ± 8,9 нмоль сек/л; 81,0 ± 8,6 и 105,0 ± 17,2.
Таблица 2. Активность АсАТ и АлАТ в крови (нмоль сек/л)
|
Группа животных |
АсАт |
АлАт |
АсАт АлАт |
|
Контрольная |
81,0 ± 8,6 |
105,0 ± 17,2 |
0,77 |
|
Инвазированная |
139,0 ± 11,2 |
120,0 ± 8,9 |
1,15 |
Важным показателем функционального состояния печени является коэффициент Де Ритиса – отношение активности АсАт к АлАт. В норме оно меньше 1. Увеличение коэффициента Де Ритиса у инвазированных животных связано, по-видимому, с прогрессирующим разрушением гепатоцитов.
Заключение. Таким образом, одним из механизмов биохимической адаптации метаболизма в гепатоцитах при фасциолезе может являться увеличение активности аминотрансфераз в крови животных. Кроме того, аргиназная активность печени положительно коррелирует с концентрацией мочевины в крови и выделением азота с мочой. Интенсивный синтез глутаминовой кислоты при переаминировании аспартата и α-кетоглутарата, уровень мочевины у коров, больных фасциолезом, свидетельствуют о морфологическом и функциональном изменении гепатоцитов с усилением процессов детоксикации, как ответной реакции на заражение.
Литература: 1. Землянухин А.А. Малый практикум по биохимии – Воронеж, 1985. – 135с. 2. Каримов Ф.А. Автореф. дис. … докт. вет. наук. Уфа, 2005. - 40 с. 3. Лакин Г.Ф. Биометрия. – М.: Высшая школа, 1990. – 352с. 4. Мецлер Д. Биохимия. Химические реакции в живой клетке. - М.: Мир, 1980. – 282с. 5. Титов В.Н. Лабораторное дело. - 1990. - № 8. - С. 4 - 11. 6. Храмов В.А. О Лабораторное дело. – 1984. - № 8. – С. 481 – 482. 7. Bunger U. u.a.//Monatsh. Veterinar. Med.,1986, Bd. 41, № 9. – P. 302 – 303. 8. Husler B.R., Blum J.W. //Vet. Med. A Physiol. Clin. Med. – 2001. – V. 48, № 8. - P. 487 – 500.
© 2015 The Author(s). Published by All-Russian Scientific Research Institute of Fundamental and Applied Parasitology of Animals and Plants named after K.I. Skryabin.
This is an open access article under the Agreement of 02.07.2014 (Russian Science Citation Index (RSCI) and the Agreement of 12.06.2014 (CABI.org / Human Sciences section).