Возрастная и сезонная динамика витаминов а и е у песцов (alopex lagopus l.) и лисиц (vulpes vulpes l.)
На правах рукописи
БАИШНИКОВА Ирина Валерьевна Возрастная и сезонная динамика витаминов А и Е у песцов (Alopex lagopus L.) и лисиц (Vulpes vulpes L.) 03.03.01 – физиология
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук
Петрозаводск – 2012
Работа выполнена в лаборатории экологической физиологии животных Федерального государственного бюджетного учреждения науки Институ та биологии Карельского научного центра Российской академии наук (ИБ КарНЦ РАН) Научный руководитель – доктор cельскохозяйственных наук, профессор, заслуженный деятель науки РК Тютюнник Николай Николаевич
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Карпенко Лариса Юрьевна доктор медицинских наук, профессор Мейгал Александр Юрьевич Ведущая организация – ГНУ Всероссийский НИИ охотничьего хо зяйства и звероводства им. профессора Б.М.Житкова
Защита состоится «16» марта 2012 года в 12 часов на заседании диссерта ционного совета ДМ 212.087.02 при Карельской государственной педаго гической академии по адресу: 185035, Республика Карелия, г. Петроза водск, ул. Пушкинская, 17.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Карельской государ ственной педагогической академии.
» февраля 2012 г.
Автореферат разослан «
Ученый секретарь Диссертационного совета, кандидат медицинских наук, доцент А. И. Малкиель
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Изучение в тканях высших животных уровня витаминов как компонентов, необходимых для жизнедеятельности ор ганизма, представляет существенный интерес. Важную роль в процес сах обмена веществ играют витамины А и Е, которые необходимы для нормального роста, развития, размножения животных и обладают ан тиоксидантными свойствами (Надиров, 1991;
Меньщикова и др., 2006;
Ребров, Громова, 2008;
Blomhoff, Blomhoff, 2006). Закономерности на копления и расходования этих витаминов в организме при влиянии различных факторов изучены у человека и многих видов животных, тогда как в отношении хищных млекопитающих имеются лишь фраг ментарные данные. Представители отряда хищных отличаются рядом биологических особенностей, связанных с питанием, размножением, сменой волосяного покрова (Туманов, 2003), которыми может опреде ляться и специфика обмена жирорастворимых витаминов (Schweigert, Raila, 2002). Исследование уровня витаминов А и Е в онтогенезе и при различных физиологических состояниях у хищных животных имеет большое значение для предупреждения нарушений обменных процес сов, возникающих при их недостатке (Brandt et al., 1989). Известно, что содержание витамина А в крови не всегда отражает обеспечен ность организма этим витамином (Горбачев, Горбачева, 2002), поэто му важно изучение закономерностей формирования его уровня в раз личных органах и тканях в процессе роста, развития и размножения.
Кроме того, изучение воздействия на организм высоких доз витами нов А и Е позволит дополнить знания об их участии в физиологиче ских процессах у пушных зверей, а также оценить соответствие уста новленных в опытах по кормлению норм физиологическим потребно стям исследуемых видов млекопитающих.
Введенные в зоокультуру песцы и лисицы сохранили многие био логические особенности своих диких сородичей (Берестов, Кожевни кова, 1981) и могут служить модельными объектами для изучения процессов, происходящих с представителями данных видов в естест венной среде обитания. Оба вида относятся к одному семейству и обладают рядом сходных физиологических и биохимических харак теристик, однако являются выходцами из различных экологических зон, что обусловливает особенности их метаболизма. В связи с этим представляется целесообразным сравнение содержания витаминов А и Е в органах и тканях данных видов пушных зверей при различных условиях.
Работа выполнена в рамках госбюджетных тем № 37 (ном. гос. рег.
01200700997), № 48 (ном. гос. рег. 01201052926) и проекта № 65 сотруд ничества между Польской академией наук и Российской академией наук.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы было изуче ние эндогенного фона витаминов А и Е в постнатальном онтогенезе у представителей семейства собачьих, различающихся по экогенезу. Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Исследовать уровень витаминов А и Е в сыворотке крови, органах и тканях песцов и лисиц в постнатальном онтогенезе;
2. Изучить сезонные изменения концентрации витаминов А и Е в сыво ротке крови и органах песцов и лисиц;
3. Оценить влияние высоких доз витаминов А и Е и голодания на содер жание изучаемых витаминов в сыворотке крови, органах и тканях у живот ных исследуемых видов.
Научная новизна. Впервые изучено содержание витаминов А и Е в тканях и органах песцов и лисиц в различные возрастные и биологические периоды. Показано, что уровень витаминов А и Е зависит от периода инди видуального развития, физиологического состояния организма и алимен тарных факторов. Обнаружено сходное распределение витаминов А и Е в тканях и органах двух видов одного семейства. Установлено, что у песцов преобладание витамина А в почках по сравнению с печенью проявляется уже в 50-дневном возрасте и достигает соотношения, свойственного взрос лым животным в 5 месяцев. Наиболее высокий уровень витамина А в кро ви песцов зафиксирован в 3-х, тогда как у лисиц в 9-месячном возрасте.
Практическая значимость работы. Результаты исследования расши ряют знания о роли витаминов А и Е в организме хищных млекопитаю щих. Полученные данные могут быть использованы в практике пушного звероводства для коррекции рационов животных с учетом возраста и био логического периода. Сведения, полученные при изучении влияния высо ких доз витаминов А и Е, могут быть применены для оценки физиологи ческой потребности в них песцов и лисиц.
Апробация работы. Материалы работы представлены и обсуждены на Международном симпозиуме «Современные проблемы и методы эко логической физиологии и патологии млекопитающих, введенных в зоо культуру» (Петрозаводск, 2009);
Всероссийской конференции, посвящен ной 100-летию со дня рождения проф. Е.Д.Ильиной «Достижения науки и практики в клеточном пушном звероводстве» (Москва, 2009);
13-й и 14-й Международной Пущинской школе-конференции молодых ученых «Био логия – наука XXI века» (Пущино, 2009, 2010);
Международной научно практической конференции, посвященной 80-летию Вятской государст венной сельскохозяйственной академии и 45-летию подготовки биоло гов-охотоведов «Биологические ресурсы» (Киров, 2010);
International Sci entific Conference “Scientific Achievements and the Breeding Practice” (Kra kow, 2011).
Положения, выносимые на защиту:
1. Содержание витаминов А и Е в организме песцов и лисиц зависит от периода постнатального онтогенеза и сезона года.
2. Эндогенный уровень витаминов А и Е у песцов характеризуется ус тойчивостью к нагрузке витамином А и голоданию.
Публикации. По теме диссертации опубликованы 22 работы, в том числе 6 статей в журналах, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 135 страницах машинописного текста, содержит 6 таблиц и 21 рисунок. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследо вания, 4 глав результатов собственных исследований, обсуждения, за ключения, выводов и списка литературы, который включает 265 наиме нований, из них 161 иностранных.
Благодарности. Выражаю глубокую и искреннюю признательность моему научному руководителю д.с-х.н., профессору Н.Н. Тютюннику, к.б.н. Т.Н. Ильиной и д.б.н. В.А. Илюхе за ценные советы и рекомен дации, сотрудникам лаборатории экологической физиологии животных за всестороннюю помощь при проведении экспериментальных исследо ваний, а также трудовым коллективам зверохозяйств «Кондопожский зверовод» и ОАО «Пряжинское» за помощь при сборе материала.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Исследования выполнены в лаборатории экологической физиологии животных Института биологии Карельского научного центра РАН, на ба зе зверохозяйств Республики Карелия «Кондопожский зверовод» и ОАО «Пряжинское». Объектами исследований являлись представители семей ства собачьих (Canidae) – вуалевые и серебристые песцы (Alopex lagopus L.) и серебристо-черные и рыжие лисицы (Vulpes vulpes L.). Животные содержались в стандартных условиях в открытых шедах и получали сба лансированный по содержанию питательных веществ и энергии рацион (Перельдик и др., 1981;
Паркалов, 2006). Всего было исследовано песцов, 95 лисиц. Работа выполнена с соблюдением международных принципов Хельсинкской декларации о гуманном отношении к живот ным, принципов гуманности, изложенных в директиве Европейского Со общества (86/609/ЕС), «Правил проведения работ с использованием экс периментальных животных», «Биоэтических правил проведения исследо ваний на человеке и животных».
Методы исследования. Кровь для анализа брали из плантарной вены утром до кормления животных. Для получения сыворотки кровь центри фугировали дважды при 3000g по 15 минут. Образцы тканей (печень, почки, сердечная и скелетная мышцы, легкие и селезенка) отбирали в ис следуемый возрастной период или во время планового забоя животных на звероферме, замораживали и хранили до проведения анализа при тем пературе 25°С.
Гомогенаты тканей и органов (навеска 100 мг) готовили в 0,25 М рас творе сахарозы (pH=7,4), содержащей 0,001 М этилендиаминтетрауксус ной кислоты. Для анализа содержания витаминов к 0,25 мл сыворотки или гомогената добавляли 0,25 мл 0,025% раствора бутилокситолуола (БОТ) в этаноле, тщательно перемешивали, затем добавляли 0,5 мл 0,0125% раствора БОТ в н-гексане. Для экстрагирования витаминов про бирки энергично встряхивали в течение 5 минут, центрифугировали мин. при 3400g (анализ сыворотки) или 3000g (анализ тканей и органов), затем образцы оставляли на холоде на 40 мин. В гексановом слое на мик роколоночном жидкостном хроматографе «Милихром 4» с ультрафиоле товым детектором (Скурихин, Двинская, 1989) определяли концентрации ретинола – метаболически активной формы витамина А, и -токоферола – изомера витамина Е, обладающего, по сравнению с другими, наивыс шей биологической активностью и наиболее широко представленного в тканях животных. Элюентом служила смесь гексана с изопропанолом (98,5:1,5). Для построения калибровочных кривых использовали стан дартные растворы ретинола и -токоферола («Sigma»). Концентрацию ре тинола определяли при длине волны 324 нм, -токоферола – 292 нм.
Схемы постановки экспериментов.
Изучение возрастной динамики витаминов А и Е у вуалевых песцов обоего пола проводили в течение двух последовательных лет в возрасте 1, 5, 20, 35 и 50 дней в сыворотке крови (n=22) и органах (n=27), а также в сыворотке крови в 3, 6, 8 и 9-месячном возрасте (n=42). Кроме того, ис следовали органы и ткани у самок песцов в возрасте 5, 18 и 54 месяцев (n=14). У серебристо-черных лисиц обоего пола анализировали сыворот ку крови в возрасте 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9 месяцев (n=53). Количество живот ных в каждой возрастной группе составляло 5–12 особей. Для сравнения возрастной динамики витаминов у животных двух видов изучали неполо возрелых 7-месячных (n=5) и взрослых половозрелых самок серебристых песцов и серебристо-черных лисиц. Возраст взрослых песцов составлял 3,5 года (n=5), лисиц – 2,5 – 4,5 года (n=4).
Влияние физиологического периода на уровень витаминов А и Е изу чали в сыворотке крови самок вуалевых песцов (n=34, 5–12 животных в каждой группе) в различные сезоны года, связанные с определенной ста дией репродуктивного цикла. Кроме того, сравнивали концентрацию ви таминов в печени, почках и сердце самок вуалевых песцов (n=10) и ры жих и серебристо-черных лисиц обоего пола (n=15) осенью (ноябрь, песцов и 10 лисиц) и весной (март, апрель, по 5 песцов и лисиц). Самки, исследованные весной, были непокрытыми в период гона.
Исследование влияния разных доз витаминов А и Е проводили на 6 месячных самках вуалевых песцов и серебристо-черных лисиц в ноябре.
У песцов изучалось влияние двух доз витаминов. Для этого животные были разделены на 5 групп: К – контроль, А1 – 5000 ИЕ витамина А, А2 – 10000 ИЕ витамина А, Е1 – 50 мг витамина Е, Е2 – 100 мг витамина Е на животное в сутки. Лисицы были разделены на 3 группы: К – контроль, А – 10000 ИЕ витамина А, Е – 100 мг витамина Е на животное в сутки. Каж дая группа состояла из 6 особей. Животные контрольных групп получали рацион зверохозяйства, подопытные животные дополнительно к нему в течение 14 дней получали с утренней порцией корма витамин А в виде масляного раствора ретинола ацетата или витамин Е в виде порошка (“Cuxavit E 50” производства Германии). В основной рацион в зверохо зяйстве добавляли 15 мг витамина Е на голову в сутки, что является при нятой нормой для зверей осенью, дополнительного витамина А животные в этот период не получали. В другие периоды норма витамина А, приме няемая в хозяйстве, составляет 500 ИЕ.
Эксперимент по голоданию проводили на 6-месячных самках вуале вых песцов в ноябре. Животных разделили на 2 группы по 6 особей: К – контрольная (основной рацион), О – подопытная (полное голодание в те чение 8 суток без ограничения доступа к воде).
Полученные данные обрабатывали с использованием пакетов про грамм MS Excel и Statgraphics общепринятыми методами вариационной статистики, сравнение проводили с применением непараметрического критерия (U) Вилкоксона-Манна-Уитни (Коросов, Горбач, 2007). Для оценки степени функционального напряжения антиоксидантной системы (АОС) тканей органов при нагрузке витаминами А и Е использовали кор реляционный анализ. Напряженность работы системы антиоксидантов характеризовали с помощью показателя индекса скоррелированности:
I=|rij|, где rij – коэффициенты корреляции между признаками, достовер но отличающиеся от 0 при p0,01.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Уровень витаминов А и Е в сыворотке крови, органах и тканях у песцов и лисиц в постнатальном онтогенезе Витамин А. У песцов и лисиц на протяжении первого года жизни, в периоды интенсивного роста, раз вития, полового созревания и ста новления фенотипа, изменения уровня витамина А в сыворотке крови носили сходный характер (Рис. 1). У 1-дневных песцов кон центрация витамина А была мини мальной по сравнению с другими возрастными периодами, затем к 5 дневному возрасту его уровень уве личился в 9 раз, что связано с тем, что они в это время получали бога тое витаминами молозиво, а к 20 му дню жизни снижался почти в раз. После 30-дневного возраста Рис. 1. Содержание витамина А в сы происходило повышение содержа воротке крови песцов (А) и лисиц (Б) ния витамина А до 3-месячного ( в постнатальном онтогенезе, M±m.
дней) возраста у песцов и 5-месяч Условные обозначения: звездочки – ного (150 дней) у лисиц, после чего различия достоверны по сравнению с у обоих видов его уровень значи предыдущим возрастом (при p0,05;
p0,01 и p0,001, соответственно). тельно снижался. К 5 6 месяцам завершается интенсивный рост щенков, а также происходит стабилизация обмена белка, с которым связан транспорт ретинола в крови (Кожевнико ва, Берестов, 1987;
Чернухи на и др., 1979). В 6-месячном возрасте ( дней) происходит формирование зимнего опушения (Берестов, 1971;
Михайлова, 1977), в связи с чем увеличивается потребность в белке и ви тамине А (Григович, Руоколайнен, Петрова, 1994).
К 9 месячному возрасту (270 дней), когда у песцов и лисиц начинает ся период проэструса (подготовка к размножению) и повышается уровень обмена веществ, концентрация ретинола в крови увеличивалась. Следует отметить, что у песцов уровень витамина А в крови достигал самого вы сокого значения уже в возрасте 3 месяцев, тогда как у лисиц только в месяцев. Установлено, что иммунная система, на работу которой витамин А оказывает существенное влияние (Плецитый, Лидак, 1984;
Beisel, 1982) у песцов также развивается быстрее, чем у лисиц (Березина, 2006). Эти различия могут быть обусловлены особенностями экогенеза двух видов:
песец является выходцем северных, а лисица – умеренных широт. Поло вых различий в концентрации витамина А у песцов и лисиц первого года жизни обнаружено не было.
В печени и почках, как и в сыворотке крови, содержание ви тамина А было минимальным у 1-дневных песцов (Рис. 2). Затем в печени его уровень увеличи вался к 20-му дню почти в 10 раз (с 0,6±0,43 до 5,87±1,26 мкг/г), а к 50-дневному возрасту снижал ся в 4 раза (1,53±0,25 мкг/г) и был на таком уровне до 5-месяч ного возраста. У 1,5-годовалых песцов (18 месяцев) концентра ция витамина А в органе была в 2,9 раза выше по сравнению с 5 Рис. 2. Динамика концентрации витамина месячными, а у 4,5-летних жи А в органах песцов в постнатальном онто- вотных (54 месяца) ниже в 2 раза генезе, M±m. по сравнению с 1,5-годовалыми.
Условные обозначения: звездочки – разли В отличие от печени, уро чия достоверны по сравнению с предыду вень витамина А в почках пес щим возрастом (при p0,05 и p0,01, соот цов повышался на протяжении ветственно).
всего исследованного периода.
У щенков содержание витамина увеличивалось постепенно от 1 к 50 дню жизни с 0,65±0,39 до 3,00±0,27 мкг/г, а у 5-месячных животных было вы ше, чем у 50-дневных в 49,7 раза и составило 149,09±25,67 мкг/г. Самая высокая концентрация наблюдалась у 54-месячных песцов (340,80±16, мкг/г). До 35-го дня жизни содержание ретинола в печени превышало та ковое в почках (за исключением 1-го дня), в 50 дней и более старшем воз расте его концентрация в почках была самой высокой по сравнению с другими исследованными органами, что является характерной особенно стью видов из семейства собачьих и зафиксировано у енотовидных собак и серебристо-черных лисиц (Raila et al., 2000).
Неполовозрелые (7-месячные) песцы и лисицы не различались по уровню витамина А в сыворотке крови (1,47±0,16 и 1,63±0,21 мкмоль/л, соответственно). У взрослых песцов содержание витамина было почти вдвое ниже, чем у неполовозрелых (p0,05), а у лисиц данный показатель с возрастом снижался незначительно.
В органах у 7-месячных и взрослых песцов и лисиц самый высокий уровень витамина А зафиксирован в почках, более низкий выявлен в пе чени, селезенке и сердце, в легких он был обнаружен только у лисиц. В позднем постнатальном онтогенезе в большинстве органов отмечалась тенденция к увеличению концентрации витамина А, но в то же время на блюдалось снижение в печени у песцов и селезенке у лисиц. Необходимо отметить, что межвидовых различий в концентрации ретинола в органах песцов и лисиц разного возраста обнаружено не было, за исключением селезенки у взрослых животных (p0,05).
Таким образом, динамика содержания витамина А в сыворотке крови у песцов и лисиц в течение первого года жизни была сходной, макси мальная концентрация витамина у песцов была зафиксирована раньше, чем у лисиц. Распределение витамина А в органах у представителей двух видов было аналогичным. С возрастом прослеживалась общая тенденция к увеличению его уровня в органах, снижение наблюдалось в сыворотке крови и печени у песцов и селезенке у лисиц.
Витамин Е. В сыворотке крови у песцов в течение первого месяца жиз ни были обнаружены фазные изменения содержания витамина Е, связан ные с определенными этапами развития животных в раннем постнатальном онтогенезе: прозреванием, прорезыванием зубов, переходом от молочного к смешанному питанию. В ранний период развития у обоих видов зафикси рован самый высокий уровень витамина Е, по сравнению с остальными пе риодами (Рис. 3), что связано, вероятно, с его активным участием в обмен ных процессах (Надиров, 1991;
Schneider, 2005), которые у незрелорож дающихся млекопитающих наиболее интенсивны в течение первого месяца жизни (Махинько, Никитин, 1975). К 2-месячному возрасту содержание витамина снижалось и стабилизировалось на уровне, близком к взрослым животным. Как у песцов, так и у лисиц наблюдалось снижение концентра ции токоферола (ТФ) в 6-месячном возрасте, что может быть связано, с адаптацией к низким температурам (сентябрь–октябрь).
У 9-месячных животных содер жание витамина Е увеличивалось в 1,3 раза у песцов и 5,7 раза у ли сиц по сравнению с предыдущим возрастным периодом. В это вре мя (январь февраль), происходит увеличение продолжительности светового дня, у животных повы шается интенсивность обменных процессов и активизируется дея тельность половых желез в связи с приближением периода размноже ния, поэтому потребность в вита мине Е повышается. Половых раз личий в концентрации витамина Е у песцов и лисиц первого года жизни обнаружено не было.
В печени песцов в период ран Рис. 3. Содержание витамина Е в сы него постнатального онтогенеза воротке крови песцов (А) и лисиц уровень витамина Е постепенно (Б) в постнатальном онтогенезе, снижался с 65,68±22,20 мкг/г у 1 M±m.
Условные обозначения: звездочки – дневных до 15,03±4,06 мкг/г у 50 различия достоверны по сравнению дневных животных (Рис. 4). Значи с предыдущим возрастом (при тельное понижение данного пока p0,05;
p0,01 и p0,001, соответст- зателя в 50 дней может быть связа венно).
но с отсадкой щенков от матери, которая происходит в 35 – 45-дневном возрасте. У 5-месячных живот ных содержание витамина в органе практически не отличалось от 50 дневных, а у 1,5-годовалых – было выше в 1,6 раза, чем у 5-месячных.
Самое высокое значение зафиксировано в возрасте 4,5 года (143,50±27,10 мкг/г).
В почках песцов в период раннего постнатального онтогенеза содер жание витамина Е изменялось незначительно, за исключением небольшо го подъема к 20-му дню, что может быть связано с усилением метаболиз ма в связи с увеличением двигательной активности щенков. У 5-месяч ных песцов количество витамина в почках было в 3 раза выше, чем у 50 дневных (32,30±6,19 и 95,20±7,59 мкг/г соответственно). Самое высокое значение, как и в печени, зафиксировано в возрасте 4,5 года (159,30±29,10 мкг/г).
У взрослых животных обоих видов концентрация витамина Е в сыворотке кро ви незначительно снижалась, по сравнению с 7-месячными, уровень витамина у лисиц был несколько выше, чем у песцов. У песцов с возрастом в основном прослеживалась тенденция к повышению со держания ТФ в органах и тка нях, тогда как у лисиц такая динамика наблюдалась толь ко в печени и скелетной мышце, а в селезенке уровень Рис. 4. Динамика уровня витамина Е в орга витамина значительно сни нах песцов в постнатальном онтогенезе, жался (p0,05). Распределе M±m.
ние витамина Е в органах у Условные обозначения: звездочки –различия песцов и лисиц было сход достоверны по сравнению с предыдущим ным: высокое содержание за возрастом (при p0,05 и p0,01, соответст фиксировано в печени, поч венно).
ках и скелетной мышце, низ кое в сердце и селезенке.
Межвидовые различия в концентрации витамина Е были обнаружены в печени и селезенке у 7-месячных животных (p0,05).
Таким образом, динамика содержания витамина Е в сыворотке крови у песцов и лисиц в течение первого года жизни была сходной, макси мальным его уровень был у 1-месячных животных. В органах и тканях песцов в основном происходило увеличение концентрации витамина Е с возрастом, тогда как у лисиц такая динамика наблюдалась только в пече ни и скелетной мышце.
Сезонная динамика содержания витаминов А и Е у песцов и лисиц Песцы и лисицы являются моноэстричными животными и физиологи ческие периоды у них тесно связаны с определенным временем года.
Строгая сезонная цикличность размножения хищных пушных зверей за креплена длительной эволюцией видов в условиях, обеспечивающих вы живаемость только при рождении весной, быстром и интенсивном росте и развитии в период короткого лета и полном созревании к зиме (Ильина, 1975;
Берестов, Кожевникова, 1981;
Fuglei, ritsland, 1999). Содержание витаминов анализировали в периоды физиологического покоя (октябрь, ноябрь), подготовки к гону (февраль), после гона (март у лисиц и апрель у песцов, поскольку период размножения у лисиц наступает на месяц раньше, чем у песцов), беременности (апрель) и лактации (май).
Витамин А. В сыворот ке крови самок песца уро вень витамина А в период физиологического покоя в октябре был максималь ным (Рис. 5). Снижение его концентрации в периоды подготовки к гону (в 1, раза) и беременности (в 1, раза) связано с активным Рис. 5. Уровень витаминов А (левая шкала, использованием в процес круги) и Е (правая шкала, квадраты) в сыво сах эмбрионального разви ротке крови самок песца, M±m.
тия и подготовки к нему Условные обозначения: по оси абсцисс –пе (Azas-Braesco, Pascal, риоды физиологического покоя (I), подготовки 2000;
Ross, 2000). В лакта к гону (II), беременности (III), лактации (IV);
звездочки – различия достоверны по сравне- ционный период уровень нию с предыдущим периодом (при p0,05 и витамина А увеличивался в p0,001, соответственно). 1,6 раза, по сравнению с периодом беременности.
Сезонные изменения содержания витамина А наблюдались и в орга нах животных. Концентрация ретинола в печени песцов весной была поч ти в 3 раза выше, чем осенью (p0,05), тогда как у лисиц практически не изменялась. В почках животных двух видов сезонные изменения уровня ретинола были разнонаправленными: у песцов весной наблюдалось более низкое его содержание, а у лисиц осенью витамин в органе был обнару жен в незначительном количестве (0,68±0,14 мкг/г), тогда как весной, в период размножения, его содержание было выше в 35 раз (24,32±7, мкг/г, p0,01). Обращает на себя внимание то, что осенью у лисиц содер жание ретинола в печени было в 2 раза выше, чем в почках, тогда как вес ной это соотношение изменилось в пользу почек, что характерно для представителей семейства собачьих. Одной из причин может быть низкая обеспеченность лисиц витамином А осенью, в период перед забоем, ко гда в рацион не добавляют витаминов, в то время как весной, в период размножения, животных кормят в соответствии с нормами. В сердечной мышце песцов концентрация ретинола весной была меньше, чем осенью в 1,5 раза, а у лисиц витамин был зафиксирован только весной. Достовер ных различий в уровне витамина в органах рыжих и серебристо-черных лисиц разного пола в пределах одного сезона обнаружено не было. Об разцы тканей весной были взяты от непокрытых самок и самцов после го на, поэтому изменения у них уровня витамина А в том или ином органе отражают, вероятно, его перераспределение, связанное с усилением об менных процессов.
Витамин Е. Концентрация витамина Е в сыворотке крови самок песца в период подготовки к гону несколько повышалась по отношению к пе риоду физиологического покоя (Рис. 5), что обусловлено, вероятно, уси лением обмена веществ и активным перераспределением ТФ. Затем про исходило снижение его содержания в периоды беременности (в 1,3 раза) и лактации (в 2,6 раза), что может свидетельствовать об уменьшении внутренних резервов витамина Е, которое связано с его интенсивным ис пользованием в процессах размножения (Надиров, 1991;
Brigelius-Flohe et al., 2002).
О перераспределении внутренних запасов витамина в разные сезоны года свидетельствует изменение его уровня в органах животных. Так в печени, которая поддерживает гомеостаз витамина Е в организме и депо нирует его, концентрация ТФ в апреле у песцов и в марте у лисиц была выше по сравнению с ноябрем в 1,8 (p0,05) и 7,6 (p0,01) раза, соответ ственно. Увеличение уровня витамина в печени связано, вероятно, со снижением нагрузки на организм исследованных животных после перио да размножения. Отмечена видоспецифичность изменения содержания витамина Е в почках животных: у песцов оно снизилось в 2,2 раза (p0,05), а у лисиц – увеличилось в 3,3 раза (p0,01). В сердце у обоих видов не зафиксировано сезонных изменений ТФ, что, вероятно, свиде тельствует о необходимости его стабильного уровня в сердечной мышеч ной ткани. Следует отметить, что если в ноябре, в период физиологиче ского покоя распределение витамина Е в органах у животных двух видов различалось: у песцов его уровень был максимальным в почках, затем в сердце, а у лисиц наоборот, то весной, после гона, у обоих видов концен трация витамина уменьшалась в ряду печень – почки – сердце.
Таким образом, у песцов и лисиц зафиксированы сезонные изменения концентрации витаминов А и Е, связанные, вероятно, с процессами раз множения. В сыворотке крови самок песца уровень витамина А значи тельно снижался в период беременности, а витамина Е – в лактационный период. Сезонные изменения содержания витаминов А и Е были обнару жены в печени и почках животных обоих видов, тогда как в сердце кон центрация витаминов практически не изменялась.
Влияние нагрузки витаминами А и Е на организм песцов и лисиц Нагрузка витамином А. Представители семейства собачьих обладают толерантностью к большим количествам витамина А в пище (Cline et al., 1997;
Raila, 2000), токсической для них считается доза 70000 ИЕ (Перель дик, Милованов, Ерин, 1981). В наших исследованиях установлено, что увеличение количества витамина А в рационе вызвало значительный подъем его концентрации в сыворотке крови песцов и лисиц подопытных групп. Так, у песцов групп А1 и А2 его уровень был выше в 7,3 и 7,6 раза соответственно (p0,01), причем не наблюдалось зависимости от дозы витамина, а у подопытных лисиц в 4,6 раза (p0,01).
Исходный уровень витамина А в организме песцов и лисиц был невы соким. Так, в печени, которая считается индикатором обеспеченности ор ганизма этим витамином (Olson, 1984;
Blomhoff, 1994), у песцов кон трольной группы ретинол зафиксирован не был, а у лисиц соответствую щей группы был обнаружен лишь у 3-х особей и его уровень был доволь но низким, что отражает невысокое содержанием витамина в корме жи вотных. Увеличение количества витамина А в пище животных способст вовало его депонированию в печени. Введение 10000 ИЕ витамина А в рацион привело к увеличению концентрации ретинола в почках (в 2, раза, p0,01) и селезенке (в 2,6 раза, p0,05) лисиц, такая же тенденция наблюдалась в почках у песцов группы А2. В сердце ретинол был зафик сирован лишь у лисиц, получавших дополнительно витамин А, в легких у некоторых песцов и лисиц подопытных групп.
В организме млекопитающих между витаминами А и Е отмечаются взаимовлияния (Терруан, 1969;
Tesoriere et al., 1996) высокие дозы ви тамина А в рационе повышают потребность в витамине Е (Sklan, Donoghue, 1982), а витамин Е способствует всасыванию витамина А в ки шечнике и тем самым улучшает обеспеченность организма этим витами ном (Терруан, 1969;
Kusin et al., 1974;
Napoli et al., 1984). Витамин А в до зе 5000 ИЕ у песцов и 10000 ИЕ у лисиц привел к значительному сниже нию уровня витамина Е в сыворотке крови (p0,05 и p0,01, соответст венно). У песцов, получавших максимальную дозу витамина А, этот по казатель был практически на том же уровне, что и у контрольных. У пес цов подопытных групп статистически значимых изменений концентра ции витамина Е в исследуемых органах и тканях не наблюдалось, тогда как у лисиц подопытной группы уровень ТФ был выше, чем в контроль ной в сердце (p0,01) и селезенке (p0,05). Увеличение в тканях уровня витамина Е может быть связано с его перераспределением в организме на фоне высокой дозы витамина А.
Добавление к рациону витамина А повлияло на количество и направ ленность корреляционных связей между уровнем витаминов и другими показателями антиоксидантной системы: активностью супероксиддисму тазы (СОД) и каталазы, уровнем глутатиона и концентрацией белка (Ка линина, 2009). У животных обоих видов дополнительный витамин А вы звал увеличение количества корреляционных связей между компонента ми АОС в печени и не повлиял на них в легких. В других органах измене ния зависели от вида животного и дозы витамина.
Нагрузка витамином Е. Концентрация ТФ в сыворотке крови кон трольных песцов и лисиц была практически одинаковой, у подопытных животных его уровень существенно не изменился. В печени песцов, по лучавших 50 мг витамина Е, содержание ТФ повысилось незначительно, тогда как в группе с максимальной дозой его уровень снизился в 2,1 раза по сравнению с контролем (p0,01), что может быть связано с увеличени ем функциональной нагрузки на орган на фоне применения высокой дозы витамина и перераспределением к другим тканям и органам. Концентра ция ТФ в печени лисиц подопытной группы увеличилась в 2,3 раза.
В результате эксперимента нами были выявлены однонаправленные изменения в содержании витамина Е в почках и сердце животных обоих видов. У песцов в почках его концентрация выросла в подопытных груп пах в 1,5 и 1,6 раза соответственно (p0,05). В сердце у песцов группы Е содержание ТФ увеличилось незначительно, в то время, как у животных с максимальной дозой витамина разница с контролем составила 7,3 раза (p0,01). В почках лисиц, получавших дополнительно витамин Е, уро вень ТФ увеличился в 2,5 раза (p0,01), а в сердце в 2,2 раза (p0,01). В скелетной мышце у животных обоих видов также наблюдалась тенденция к повышению уровня ТФ, в других органах изменения были незначитель ными и их направленность у песцов и лисиц различалась.
Увеличение уровня витамина Е в рационе привело к повышению кон центрации витамина А в сыворотке крови песцов группы А2, у песцов другой группы и подопытных лисиц наблюдалась такая же тенденция. На содержании витамина А в органах песцов данная нагрузка практически не сказалась, тогда как у лисиц этот показатель увеличился почти в 2 раза в почках (p0,05) и селезенке, а также был обнаружен в сердце и легких у отдельных особей, в то время, как у контрольных животных в этих орга нах ретинол зафиксирован не был.
Количество корреляционных связей между компонентами АОС орга нов и тканей при нагрузке витамином Е было органоспецифичным и за висело от дозы (Калинина, 2009). У обоих видов скоррелированность по казателей системы антиоксидантной защиты при нагрузке витамином Е увеличивалась в печени и оставалась неизменной или снижалась в почках и скелетной мышце. В других органах изменения этого показателя зави сели от вида животного и дозы витамина. Реакция АОС была связана с компенсаторными взаимоотношениями между антиоксидантами, по скольку повышение в организме концентрации одного антиоксиданта, как правило, индуцирует изменение содержания других (Меньщикова и др., 2006).
Таким образом, высокие дозы витамина А в рационе повлияли на ис следуемые показатели в сыворотке крови у животных обоих видов, тогда как в органах значительные изменения наблюдались только у лисиц. До бавление к рациону высоких доз витамина Е оказало, в основном, сход ное действие на исследуемые показатели у животных двух видов.
Влияние кратковременного голодания на уровень витаминов А и Е у песцов Песец достаточно хорошо адаптирован к неблагоприятным условиям окружающей среды, среди которых отсутствие пищи встречается доволь но часто (Prestrud, 1991). Известно, что при голодании организм переклю чается на эндогенное питание и основным поставщиком энергии наряду с углеводами становятся липиды (Зайчик, Чурилов, 2001;
Mustonen et al., 2006).
Исследование показало, что существенных изменений уровня витами нов А и Е при 8-дневном голодании в тканях и органах песцов не проис ходит. Отмеченное снижение в сыворотке крови концентрации витамина Е в 1,8 раза (p0,05), сопровождалось тенденцией к увеличению его со держания в тканях большинства исследованных органов. Исключение со ставили почки и селезенка. Голодание стимулирует мобилизацию из жи ровых депо жирных кислот с разной степенью насыщенности (Mustonen et al., 2007), а также витамина Е, запасы которого в жировой ткани значи тельны и обеспечивают защиту липоцитов от окислительных поврежде ний (Ребров, Громова, 2008). При этом использование в качестве источ ника энергии внутренних резервов у песцов сопровождается усиленным окислением жира (Tauson, Chwalibog, Ahlstrm, 2002). Поэтому снижение содержания витамина Е в крови связано, вероятно, с его интенсивным расходованием, а также перераспределением в тканях. Витамин А был за фиксирован лишь в сыворотке крови и в почках, вероятно, из-за низкой обеспеченности им животных. Некоторое повышение его содержания в почках может быть обусловлено важной ролью органа в обмене этого ви тамина (Raila, Willnow, Schweigert, 2005).
Таким образом, при 8-дневном голодании у песцов не происходило значительных изменений в тканях и органах концентрации витаминов А и Е. Снижение уровня витамина Е в сыворотке крови связано с пере стройкой метаболизма в организме при адаптации к прекращению экзо генного поступления питательных веществ.
ВЫВОДЫ В постнатальном онтогенезе у песцов и лисиц наблюдается 1.
сходная динамика изменений содержания витаминов А и Е в сыво ротке крови. Для витамина А характерно увеличение концентрации после рождения на протяжении периода роста. Наиболее высокое со держание витамина А у песцов обнаружено в 3-месячном возрасте, а у лисиц в 9-месячном. Максимальный уровень витамина Е в сыво ротке крови у обоих видов отмечен в первый месяц жизни, а с 2-ме сячного возраста его содержание приближается к уровню взрослых животных.
2. Распределение витаминов А и Е в органах песцов и лисиц было сходным. Наиболее высокое содержание витамина А выявлено в почках, что является характерной особенностью видов из семейства собачьих. В большинстве органов у исследованных животных содержание витамина А с возрастом увеличивается. Уровень витамина Е в онтогенезе повыша ется в органах и тканях у песцов, тогда как у лисиц такая динамика про слеживается только в печени и скелетной мышце.
3. Сезонные изменения содержания витаминов А и Е связаны со ста диями репродуктивного цикла. Низкий уровень витамина А в сыворотке крови самок песца наблюдается в период беременности, а витамина Е в лактационный период. У песцов и лисиц сезонные изменения концентра ции витаминов А и Е были обнаружены в печени и почках и отсутствова ли в сердце.
4. Выявлены видовые особенности и тканевая специфика влияния высоких доз витаминов А и Е на организм песцов и лисиц. Более чувст вительными к высокому уровню витамина А в рационе оказались лиси цы. Дополнительные дозы витамина Е оказали сходное действие на жи вотных двух видов, а некоторые различия могут определяться экологиче скими особенностями песцов и лисиц и действием витамина на метабо лизм органа или ткани.
5. Выявлено снижение уровня витамина Е в сыворотке крови песцов при 8-дневном голодании. Отсутствие значительных изменений концен трации витаминов А и Е в органах и тканях свидетельствует о высокой устойчивости их эндогенного фона к воздействию голодания.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ АОС – антиоксидантная система БОТ – бутилокситолуол ИС – индекс скоррелированности СОД – супероксиддисмутаза ТФ –токоферол СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах 1. Ильина Т.Н., Баишникова И.В. Закономерности распределения витаминов А и Е в организме пушных зверей // Кролиководство и звероводство.– 2010.– №2.– С. 13–15.
2. Баишникова И.В., Сергина С.Н. Влияние высокой дозы витамина А на антиок сидантную систему песцов и лисиц // Естественные науки. Астраханский го сударственный университет.– 2010.– № 1 (30).– С. 55–69.
3. Баишникова И.В., Свечкина Е.Б., Унжаков А.Р., Тютюнник Н.Н. Влияние на грузки витамином Е на активность ферментов у песцов и лисиц // Вопросы нормативно-правового регулирования в ветеринарии. 2010.– № 4.– С. 212– 215.
4. Ильина Т.Н., Руоколайнен Т.Р., Белкин В.В., Баишникова И.В. Токоферол в физиологических адаптациях млекопитающих различного экогенеза // Труды КарНЦ РАН.– 2011.– С. 49–56.
5. Баишникова И.В., Сергина С.Н., Ильина Т.Н., Тютюнник Н.Н., Илюха В.А.
Влияние витамина Е на антиоксидантную систему песцов и лисиц // Труды КарНЦ РАН.– 2011.– С. 3–11.
6. Тютюнник Н.Н., Илюха В.А., Ильина Т.Н., Узенбаева Л.Б., Унжаков А.Р., Рен даков Н.Л., Баишникова И.В., Кижина А.Г., Свечкина Е.Б., Сергина С.Н.
Адаптационные изменения метаболизма у животных различного экогенеза // Проблемы биологии продуктивных животных. Боровск, 2010.– С. 5–22.
Работы, опубликованные в сборниках трудов, в материалах региональных, российских и международных конференций 7. Ilyina T.N., Baishnikova I.V. Vitamins A, E and B1 during the postnatal ontogene sis of polar fox // Scientifur.– 2003.– V. 26, N 4.– P. 112–114.
8. Ильина Т.Н., Белкин В.В., Баишникова И.В., Якимов А.В., Федоров Ф.В. Уро вень витаминов А и Е в тканях млекопитающих различного экогенеза // Мате риалы VII съезда териологического общества.– М.– 2003.– С. 142–143.
9. Ильина Т.Н., Белкин В.В., Баишникова И.В. Витамины А и Е в тканях млеко питающих различного экогенеза // Проблемы экологической физиологии пуш ных зверей. Вып.3, Петрозаводск: КарНЦ РАН.– 2004.– С. 38–45.
10. Ильина Т.Н., Баишникова И.В. Уровень витаминов А, Е и В1 у песцов при кратковременном голодании. Материалы 3-го Международного симпозиума «Современные проблемы ветеринарной диетологии и нутрициологии», Санкт Петербург, 2005.– С. 15–16.
11. Баишникова И.В. Влияние физиологического периода на уровень витаминов А и Е у самок песца // Материалы докладов I Всероссийской молодежной на учной конференции «Молодежь и наука на Севере» (в 3-х томах). Том III. XV Всероссийская молодежная научная конференция «Актуальные проблемы биологии и экологии», Сыктывкар, 2008.– С. 17–19.
12. Баишникова И.В., Ильина Т.Н., Тютюнник Н.Н. Влияние высокой дозы вита мина А на эндогенный уровень ретинола и -токоферола у песцов и лисиц // Актуальные проблемы экологической физиологии, биохимии и генетики жи вотных. Материалы II Международной научной конференции Саранск, 2009.– С. 19–21.
13. Баишникова И.В., Ильина Т.Н., Тютюнник Н.Н. О влиянии кратковременной нагрузки витамином Е на распределение ретинола и токоферола в организме песцов и лисиц // Современные проблемы и методы экологической физиоло гии и патологии млекопитающих, введенных в зоокультуру. Материалы Меж дународного симпозиума.– Петрозаводск, 2009.– С.13–18.
14. Ильина Т.Н., Баишникова И.В. Закономерности распределения витаминов А и Е в организме пушных зверей // Материалы Всероссийской конференции, по священной 100-летию со дня рождения проф. Е.Д. Ильиной «Достижения нау ки и практики в клеточном пушном звероводстве». Москва, 2009.– С. 122– 125.
15. Тютюнник Н.Н., Унжаков А.Р., Баишникова И.В., Свечкина Е.Б., Голубева А.Г. Физиологическое состояние лисиц в период подготовки к гону // Там же, 2009.– С. 148–152.
16. Баишникова И.В. Витамины А и Е у песцов и лисиц в постнатальном онтоге незе // Сборник тезисов 13-й Международной Пущинской школы-конферен ции молодых ученых «Биология наука XXI века».– Пущино, 2009.– С. 91–92.
17. Баишникова И.В. Влияние голодания на содержание витаминов А и Е в тканях млекопитающих разных видов // Сборник тезисов 14-й Международной Пу щинской школы-конференции молодых ученых «Биология наука XXI века».– Пущино, 2010.– С.104.
18. Илюха В.А., Калинина С.Н., Ильина Т.Н., Баишникова И.В., Белкин В.В., Яки мова А.Е., Хижкин Е.А., Барабаш Б. Участие антиоксидантной системы в адаптациях млекопитающих к различному уровню кислорода: ныряние, спяч ка и высокогорное происхождение // Материалы III Международной конфе ренции с элементами школы для молодых ученых, аспирантов и студентов «Современные проблемы физиологии и биохимии водных организмов».– Пет розаводск, 2010.– С. 65–66.
19. Баишникова И.В., Ильина Т.Н., Тютюнник Н.Н. Влияние нагрузки витамином Е на содержание ретинола и токоферола в тканях песца // Материалы Между народной научно-практической конференции, посвященной 80-летию Вят ской государственной сельскохозяйственной академии и 45-летию подготовки биологов-охотоведов «Биологические ресурсы».– Киров, 2010.– С. 16–18.
20. Тютюнник Н.Н., Илюха В.А., Ильина Т.Н., Узенбаева Л.Б., Унжаков А.Р., Рен даков Н.Л., Баишникова И.В., Кижина А.Г., Свечкина Е.Б., Сергина С.Н.
Адаптационные изменения метаболизма введенных в зоокультуру животных различного экогенеза // Материалы V Международной конференции «Акту альные проблемы биологии в животноводстве», посвященной 50-летиюВНИ ИФБиП. Боровск, 2010.– С. 233–234.
21. Ilyina T.N., Baishnikova I.V. The influence of short-time starvation on vitamins A and E content in polar fox and mink // International Scientific Conference “Scien tific Achievements and the Breeding Practice”. Krakow, 2011.– P. 74.
22. Илюха В.А., Сергина С.Н., Ильина Т.Н., Баишникова И.В., Белкин В.В., Яки мова А.Е., Хижкин Е.А., Лапински С., Недбала П. Адаптивные перестройки антиоксидантной системы сердца млекопитающих к дефициту кислорода: ны ряние, спячка // XIV Международное совещание и VII школа по эволюцион ной физиологии. Тезисы докладов и лекций. СПб, 2011.– С. 90.
Формат 60х84 1/16 Бумага офсетная. Гарнитура «Times».
Уч.–изд. л. 1,0. Усл. печ. л. 1,1. Подписано в печать 6.02. Тираж 100 экз. Изд. № 272. Заказ № 22.
Карельский научный центр РАН Редакционно–издательский отдел 185003, Петрозаводск, пр. А. Невского,