Автореферат и диссертация по ветеринарии (16.00.02) на тему:Роль свободнорадикального окисления липидов в механизмах возрастной инволюции системы крови животных в условиях воздействия экстремальных факторов

БУБЕНЬЩИКОВ Олег Михайлович

РОЛЬ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ В МЕХАНИЗМАХ ВОЗРАСТНОЙ ИНВОЛЮЦИИ СИСТЕМЫ КРОВИ ЖИВОТНЫХ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ФАКТОРОВ

16. 00. 02. - патология, онкология и морфология животных

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата ветеринарных наук

Екатеринбург - 2004

Работа выполнена на кафедре физиологии и биохимии животных Уральской государственной сельскохозяйственной академии, в лаборатории патологическойфизиологии старения Свердловского областного клинического психоневрологического госпиталя для ветеранов войн

Научный руководитель: доктор ветеринарных наук, профессор,

Садовников Николай Васильевич

Научный консультант: доктор медицинских наук, профессор,

Мещанинов Виктор Николаевич

Официальные оппоненты: доктор ветеринарных наук, профессор

Колчина Анна Фадеевна

доктор медицинских наук, профессор Базарный Владимир Викторович

Ведущее учреждение:

Уральская государственная академия ветеринарной медицины, г. Троицк.

Защита состоится 20 мая 2004 г. в 13 часов на заседании

Диссертационного Совета Д. 220.067. 03 при

Уральской государственной сельскохозяйственной академии

по адресу: 620219, г. Екатеринбург, ул. Карла Либкнехта, 42.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уральской государственной сельскохозяйственной академии

Автореферат разослан 20 апреля 2004г

Ученый секретарь Диссертационного Совета,

кандидат ветеринарных наук, доцент ^ ^-Л/- Рабовская Л .А.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

АОА - антиокислительная активность

АОЗ — антиокислительная защита

ХЛ - индуцированная хемилюминесценция

ДК - диеновые конъюгаты

КТ - каталаза

ПЗ - пероксидаза

МДА - малоновый диальдегид

ОРЭ - осмотическая резистентность эритроцитов

ПРЭ - перекисная резистентность эритроцитов

СОД - супероксиддисмутаза

ФЛ—фосфо липаза

НЬ - гемоглобин

ОЛ — общие липиды

ПОЛ - перекисное окисление липидов

КПОЛ - коэффициент перекисного окисления липидов

КАОА - коэффициент антиокислительной активности

АК - аскорбиновая кислота

БШ - белый шлам алюминия

АФК - активные формы кислорода

СРО - свободнорадикальное окисление

ПНЖК - полиненасыщенные жирные кислоты

СР—свободный радикал

БАВ - биологически активные вещества

Эг - эритроциты

|>ОС НАЦИОНАЛЬНА* | БИБЛИОТЕКА |

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В предварительных исследованиях показано, что регуляторная роль ПОЛ с возрастом у крыс линии Вистар и у людей в условиях полиорганных патологий при экстремальных воздействиях изменяется (Мещанинов В.Н., 1987-2001; Гаврилов И.В., 1995-1996; Гольдберг Е.Д. с соавт., 1997; Нефедотова Т.В. с соавт., 1991).

Установлено, что стресс-воздействие ведёт к изменениям в организме гипоксического характера, сопровождающимся снижением активности антиокислительной защиты (АОЗ) и активацией ПОЛ (Коган АХ., 1976; Шкопинский О.Б., 1987; Марченко В.В., с соавт., 1996; Нагорнев СИ. с соавт., 1996). Однако воздействие гипоксии на уровень ПОЛ в организме старых животных изучено недостаточно, так как, по мнению одних авторов в старом организме происходит снижение устойчивости к гипоксическому воздействию (Коркушко О.В., 1980; Harman D., 1995; Mills D.E. et al., 1995), а такие исследователи, как Фролькис В.В. (1988), Нагорнев С.Н. (1996), указывают на повышение устойчивости старого организма к гипоксии при снижении его общей резистентности.

Проблема увеличения продолжительности жизни домашних животных - это проблема любого цивилизованного общества, а разрешение вопроса ускоренного старения и вызванного этим преждевременного сокращения репродуктивного периода сельскохозяйственных животных и птиц является одним из путей повышения эффективности сельскохозяйственного производства.

На наш взгляд, одним из способов решения этой проблемы может стать применение уже используемых в сельском хозяйстве различных минеральных подкормок (сапропель, белый шлам). Однако в настоящий момент их влияние на уровень ПОЛ в организме птиц в нормальных условиях и при воздействии экстремальных факторов изучено недостаточно. Кроме того, нет научно обоснованных норм скармливания сапропеля и белого шлама алюминия (БШ) сельскохозяйственным птицам, нет данных, характеризующих их влияние на продуктивность в возрастном аспекте (Петрухин И.В., 1989; Хазин ДА, 1990; Емельянов A.M., 1992). Весьма актуален вопрос об обогащении данных подкормок различными антиоксидантами (АО), который также нуждается в дальнейшем изучении. Недостаточно' проведено исследований, направленных на проверку прооксидантного действия сапропеля и БШ.

Таким образом, онтогенетический и видовой аспекты роли ПОЛ в процессах адаптации различных животных к экстремальным воздействиям остаются мало изученными. В настоящее время неясно, является ли данная роль ПОЛ видовой особенностью млекопитающих. И является ли роль антиоксидантов, в частности АК, в регуляции уровня ПОЛ в костном мозге и в периферической крови эволюционно сложившимся, механизмом адаптации различных позвоночных в данных условиях, или это видовая особенность млекопитающих. Недостаточная

изученность выше перечисленных вопросов и обусловила актуальность настоящего исследования.

Цель и задачи исследования. Цель работы - охарактеризовать состояние ПОЛ и АОА системы крови у млекопитающих и птиц в возрастном аспекте при постгеморрагической анемии и в условиях корригирующего воздействия.

Для реализации указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить состояние процессов ПОЛ и АОА периферической крови и костного мозга у мышей линии СВА старого и зрелого возраста в условиях воздействия АК.

2. Изучить состояние процессов ПОЛ и АОА периферической крови, костного мозга и печени у крыс линии Вистар зрелого и старого возраста в норме, при острой кровопотере и в условиях коррекции АК.

3. Изучить состояние процессов ПОЛ и АОА периферической крови, костного мозга и печени у кур кросса «Родонит» старого и зрелого возраста в норме и при постгеморрагической анемии в условиях коррекции АК.

4. Изучить влияние сапропеля на процессы ПОЛ и АОА в периферической крови, костном мозге и печени у кур старого и зрелого возраста в норме и при постгеморрагической анемии.

5. Изучить влияние сапропеля на состояние ПОЛ/АОА организма в нормальных условиях и на фоне введения АК у зрелых и старых кур в условиях постгеморрагической анемии.

6. Изучить влияние БШ на состояние ПОЛ и АОА периферической крови, костного мозга и печени у старых кур в нормальных условиях.

7. Охарактеризовать онтогенетические и филогенетические особенности влияния ПОЛ и АОА системы крови на процессы адаптации животных к постгеморрагической анемии.

Научная новизна. Дана оценка состояния ПОЛ и АОА системы крови и печени у животных разного возраста в условиях экстремального воздействия. Впервые показаны особенности регуляторной роли ПОЛ и АОА системы крови кур кросса «Родонит» в процессах адаптации к постгеморрагической анемии в условиях возрастной инволюции. Выявлена более значительная активация ПОЛ в системе крови у старых крыс и кур при экстремальном воздействии. Определено, что изменения процессов ПОЛ и АОА периферической крови, в миелокариоцитах и печени в условиях постгеморрагической анемии имеют возрастную зависимость. Экстремальные воздействия гипоксического характера вызывают в организме птиц повышение ПОЛ в периферической крови и костном мозге, снижение резистентности эритроцитов, причем в большей степени у старых животных. В организме старых крыс и птиц роль процессов ПОЛ системы крови в процессах адаптации к гипоксии возрастает. Птицы менее устойчивы к воздействию экстремальных факторов, чем крысы. При этом роль ПОЛ системы крови в индукции эритропоэза у кур более значительная, чем у крыс. Установлены особенности влияния АК на процессы адаптации, кроветворной ткани к

патологическому воздействию гипоксического характера у лабораторных крыс и кур в возрастном аспекте. У старых крыс и кур в условиях постгеморрагической анемии АК оказывает более выраженный антиоксидантный эффект, чем у зрелых. АК в условиях экстремального воздействия оказывает однозначное влияние на уровень ПОЛ и эритропоэз в костном мозге, как у некоторых млекопитающих (крысы), так и у птиц (куры), но у крыс данное действие АК более существенно, чем у кур. Выявлено влияние сапропеля на состояние ПОЛ/АОА периферической крови, костного мозга и печени у кур в условиях возрастной инволюции при кровопотере и в нормальных условиях. В условиях постгеморрагической гипоксии сапропель способствует более быстрой нормализации процессов ПОЛ в системе крови птиц. При этом у старых птиц, в отличие от зрелых, отмечается более значительная активация АОФ. Сапропель стимулирует костномозговое кроветворение, способствует ускоренному восстановлению гематологических показателей периферической крови и корригирует возрастные изменения адаптационных возможностей птиц, оказывая антигипоксическое и антиоксидантное воздействие. Установлено влияние минеральной подкормки БШ на уровень ПОЛ и АОА системы крови старых кур в нормальных условиях. БШ способствует повышению активности АОФ во всех исследуемых органах при незначительной активации ПОЛ, оказывая при этом антиоксидантное и гепатопротекторное действие. Изучено влияние сапропеля на уровень ПОЛ и АОА на фоне воздействия АК у зрелых и старых кур в нормальных условиях и при кровопотере.

Теоретическая и практическая значимость. В работе охарактеризовано влияние ПОЛ на процессы адаптации в условиях кровопотери и определены особенности влияния АК на уровень ПОЛ и АОА периферической крови и костного мозга в условиях нормы и при экстремальном воздействии у лабораторных крыс и кур старого и зрелого возраста. Дана оценка влияния сапропеля и БШ на состояние ПОЛ/АОА периферической крови и костного мозга у кур разного возраста в условиях нормы и при кровопотере, а также влияние сапропеля на состояние. ПОЛ/АОА на фоне парентерального введения АК у птиц разного возраста.

Учитывая полученные данные исследований, предложено использовать АК как корректор процессов ПОЛ в организме кур при проведении лечебных и профилактических мероприятий. При этом нужно учитывать, что птицы старше 1214 месяцев более чувствительны к эндогенному дефициту АК. Не рекомендуется совместное использование в качестве подкормки сапропеля и АК, а также применение АК при лечении заболеваний, если в рацион птиц включен сапропель.

Результаты исследований могут быть использованы для исследования новых комплексных фармакологических препаратов и для обогащения витаминами уже используемых в сельском хозяйстве минеральных подкормок.

Результаты проведённых исследований используются при подготовке дипломных и курсовых работ, практикумов, а. также в процессе преподавания разделов курса патофизиологии старения: типические патологические процессы

(гипоксия), перекисное окисление липидов и антиокислительная защита на кафедрах патологической физиологии и биохимии Уральской государственной медицинской академии и Уральской государственной сельскохозяйственной академии.

Результаты исследований могут быть внедрены в виде практических рекомендаций в различных отраслях птицеводства. Исследованные механизмы адаптации млекопитающих и птиц к экстремальному воздействию использованы в лаборатории патофизиологии старения Свердловского областного клинического психоневрологического госпиталя для ветеранов войн для создания методов определения биологического возраста у животных и его коррекции.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены: на Всероссийской конференции «Гипоксия. Механизмы, адаптация, коррекция», Москва, 1997 г; на Межобластной научно-практической конференции «Геронтология и гериатрия, послевоенная медицина», Екатеринбург, 1998 г; на Всероссийской конференции «Актуальные проблемы патофизиологии», Санкт-Петербург, 2000 г; на 56-й научной конференции молодых учёных и студентов «Актуальные вопросы современной медицинской науки и здравоохранения», Екатеринбург, 2001 г; на Межобластной научно-практической конференции «Геронтология, гериатрия, медицинская помощь ветеранам войн», Екатеринбург, 2001 г.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 12 научных работ.

Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 159 страницах текста, набранного на компьютере в текстовом редакторе Microsoft Word 2000, содержит 36 таблиц и 7 рисунков. Основной материал изложен на 124 страницах текста. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, двух глав собственных исследований, общего заключения, выводов и списка литературы, включающего 222 работ на русском и 70 работ на иностранных языках.

На защиту выносятся следующие положения:

1. В условиях поздних сроков острой постгеморрагической анемии в организме млекопитающих и птиц наблюдается повышение уровня ПОЛ в периферической крови и в костном мозге, сопровождающееся стимуляцией эритропоэза. У старых животных и птиц в данных условиях активация процессов ПОЛ происходит в большей степени, чем у зрелых.

2. Уровень АОА в периферической крови и в костном мозге при поздних сроках постгеморрагической анемии у экспериментальных млекопитающих животных и птиц повышается, причем в большей степени у старых.

3. Роль ПОЛ в процессах адаптации к стрессорным воздействиям гипоксического характера у разных классов животных является универсальной.

4. АК, используемая в исследовании в качестве антиоксиданта, оказывает неоднозначное влияние на уровень ПОЛ системы крови и эритропоэз в процессах возрастной инволюции, как у некоторых видов млекопитающих (крысы), так и у

птиц (кур). У старых животных в условиях пяти суток постгеморрагической анемии прослеживается более выраженное антиоксидантное действие АК.

5. Сапропель, использованный в исследовании в качестве кормовой добавки в дозе 5 грамм на голову, в нормальных условиях проявляет выраженное антиоксидантное действие в печени зрелых птиц.

6. В условиях постгеморрагической анемии сапропель в дозе 5 грамм на голову оказывает значимое антиоксидантное действие во всех исследуемых органах, причем в большей степени у зрелых птиц.

7. АК при парентеральном введении на фоне сапропеля в костном мозге и в печени кур оказывает антиоксидантное воздействие, причем у старых птиц в большей степени в костном мозге, а у зрелых - в печени. При этом в периферической крови птиц АК проявляет прооксидантное влияние.

8. Использованный в исследовании в качестве минеральной подкормки БШ в дозе 5 грамм на голову не оказывает выраженного антиоксидантного действия в костном мозге старых птиц, но повышает антиокислительную защиту в периферической крови и особенно в печени.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Экспериментальные исследования были проведены на 32 мышах-самцах линии СВА зрелого (6-8 месяцев) и старого (20-22 месяца) возраста массой 25-35 г, на 48 крысах-самцах линии Вистар зрелого (6-8 месяцев) возраста массой 200-250 грамм и старого (19-22 месяца) возраста массой 400-500 г, 65 курах-несушках кросса «Родонит» зрелого (5-6 месяцев) и старого (19-20 месяцев) возраста. Всего в исследовании было использовано 145 животных.

В качестве воздействия, стимулирующего гемопоэз у животных, использовали острую кровопотерю в объеме 2 % от массы тела, которую вызывали у крыс под легким эфирным рауш-наркозом путем отсечения кончика хвоста, у птиц путем рассечения под местной анестезией плечевой вены с последующим ушиванием раны. Контрольные животные подвергались ложной операции.

Периферическую кровь, печень и костный мозг у животных исследовали через 5 суток после кровопотери или ложной операции.

Влияние на измененные показатели системы крови в организме животных, находящихся в условиях постгеморрагической анемии осуществляли при помощи стерильного раствора АК путем парентерального введения (в брюшную полость крысам, в грудную мышцу курам) в дозе 500 мг/кг массы тела животного. Раствор АК, доведенный 0,1 н. раствором едкого натра до рН= 6,9 (Мещанинов В.Н., 1999), вводился трехкратно за 6, 4, и 2 дня до убоя животных. Контрольным животным парентерально вводился стерильный физиологический раствор в тех же объемах с той же кратностью.

Периферическую кровь, полученную при декапитации, забирали в градуированные пробирки стоящие на льду, стабилизируя раствором гепарина (10000 ЕД. в 1 мл). Плазму получали центрифугированием. Костный мозг выдували из бедренных костей животных и суспендировали в физиологическом растворе с последующим центрифугированием. Печень гомогенезировали на гомогенизаторе Поттера-Эльвегейма, с последующим разведением гомогената забуферным физиологическим раствором.

В периферической крови определяли содержание гемоглобина, эритроцитов, лейкоцитов с помощью гематологического анализатора Micros (Rosche, Швейцария) на кафедре нормальной физиологии УГМА и фотометрически (Меньшиков В.В., 1987) с последующим вычислением цветового показателя. Количество ретикулоцитов у крыс и мышей в мазках периферической крови с использованием иммерсионной системы (Кост Е.А., 1975), у кур мазки окрашивали азур-эозином (Ромейс Б., 1954). Лейкоцитарную формулу подсчитывали в мазках периферической крови из расчета на 300 клеток при тех же условиях микроскопии (Меньшиков В.В. с соавт., 1987; Караш Ю.М. с соавт., 1988).

Морфологию костного мозга исследовали в мазках, окрашенных по Романовскому, вычисляли соотношение лейко/эритро (Владимирская Е.Б., 1993) (совместно с морфологическим отделом ЦНИЛ УГМА). По числу ядросодержащих клеток подсчитывали в камере Горяева количество миелокариоцитов в 1 л суспензии (Меньшиков В.В. с соавт., 1987).

Регистрацию ПОЛ в биообразце проводили с помощью индуцированной перекисью водорода хемилюминесценции (ХЛ) (Серкиз Я.И. с соавт., 1984; Журавлев А.И. с соавт., 1985). Исследование проводили на люминометре 1420. 1., (ТОО "Конструктор,, Н.Новгород).

Определяли содержание гидроперекисей и диеновых коньюгатов (ДК) высших ненасыщенных жирных кислот (Аношина М.Ю. с соавт., 1994). Определение количества МДА проводили на основе общепринятого метода (Стальная И.Д.,1977, Коган В.Е., 1986). Полученные показатели ПОЛ сыворотки крови соотносили с содержанием в ней общих липидов (Орлов Л.В., 1980), показатели ПОЛ миелокариоцитов костного мозга и печени - с количеством клеток в пробе и количеством общего белка в пробе (Двинская Л.М. с соавт., 1980). Для оценки АОА проводилось исследование активности антиокислительных ферментов: каталазы (КФ 1.11.1.6.) (Бах А.Н., 1937), СОД (КФ 1.15.1.1.) (Дубинина Е.Е. с соавт., 1983), пероксидазы (КФ 1.11.1.7.) (Попова Т с соавт., 1977). Активность ферментов рассчитывали в условных единицах (У.Е.) на 1 г белка (для костного мозга и печени) или 1 г гемоглобина (для периферической крови) (Плешков Б.П., 1976).

Для более точного определения состояния ПОЛ и АОА при их комплексной оценке в периферической крови и исследуемых органах был применен модифицированный коэффициент антиокислительной защиты (Гаврилов И.В., 2000), предложенный Нагорневым С.Н. с соавт. (1996).

В результате получены формулы коэффициента перекисного окисления липидов (КПОЛ) и коэффициента антиокислительной активности (КАОА):_

кпол =

КАОА =

Амппит.ХЛ

Амплит.ХЛ ч ср.значение /

Светосум.ХЛ СветосумЛЛ ср.значение /

\2 (

МДА

ЦЦА ср.значение

\2

ДК

ДК

ср.значение у

Каталаза Катаяаза к ср.значение

Пероксидаза Пероксидаза _ ср.значение _

/Г

V?

СОД СОД ^ср.значение j

КПОЛ и КАОА рассчитывались отдельно для каждого животного.

Определяли ОРЭ, которую оценивали в процентах как величину, обратную степени гемолиза эритроцитов (Рощупкин В.И. с соавт., 1990). Содержание общего белка в сыворотке крови и в костном мозге животных определяли по биуретовому методу с помощью стандартных наборов реактивов (Реакомплекс «ДИА-М», Москва).

Полученные данные подвергали статистической обработке с использованием непараметрических и параметрических критериев статистики (Гублер Е.В. с соавт., 1973). Анализ производился на персональном компьютере Celeron 333 А в специально созданной программе для сравнения средних величин. Для оценки достоверности различий между сравниваемыми группами из параметрических критериев использовался критерий Стьюдента, из непараметрических критериев -ранговый W-критерий Вилконсона (Лакин Г.Ф. 1980; Гаврилов И.В., 2000).

При этом появилась возможность достоверно оценивать у животных изменения показателей относительно контроля статистическими методами. Так, в формуле для расчета КАОЗ одновременно использовались значения контроля и опыта исследуемого показателя, в результате получалось одно число. Во-вторых, стало возможным отслеживать ситуации, когда при повышении уровня ПОЛ наблюдалась активация АОА (т.к. в КАОЗ показатели АОА делятся на показатели ПОЛ, и КАОЗ в этих случаях не изменяется) (Гаврилов И.В., 2000).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1. Влияние постгеморрагической анемии при коррекции АК на процессы ПОЛ системы крови в условиях возрастной инволюции

Воздействие на организм старых и зрелых мышей АК путем парентерального введения в нормальных условиях не сопровождается достоверными изменениями процессов ПОЛ и АОА в периферической крови и в костном мозге. Это можно объяснить использованием в исследовании здоровых животных с достаточной самообеспеченностью их организмов эндогенными АО, что позволяет поддерживать процессы ПОЛ на оптимальном уровне.

В условиях 5 суток после кровопотери у старых и зрелых крыс в периферической крови наблюдалось достоверное снижение количества эритроцитов, 'гемоглобина, ОРЭ и увеличение количества ретикулоцитов по отношению к контрольной группе старых животных. Повышалась АОА и некоторые показатели ПОЛ в периферической крови. При этом повышение КАОА сыворотки крови у старых крыс составляло 19,8 %(р<0,05), у зрелых крыс 10,6 % (р<0,01), а КПОЛ сыворотки у старых крыс повышался на 30,6 % (р<0,05), у зрелых на 10,8 % (р<0,05) по отношению к контрольным группам животных

Рис. 1. Состояние ПОЛ системы крови крыс через 5 суток после крвопотери на фоне введения АК (в 15 % по отношению к кровопотере: *-р<0.05; **-

старые зрелые

□ Эритроциты ЕШРЭ ИЛей/эритро

НКПОЛ крови ОКПОЛ кост.м. НКПОЛ печени

соответствующих возрастов.

В миелокариоцитах наблюдалось увеличение числа эритроидных элементов на 61,4 % (р<0,01) у старых и на 41,8 % (р<0,05) у зрелых крыс.

Снижение в миелограмме старых крыс соотношения лейко/эритро на 55,8% (р<0,01) и тенденция к снижению у зрелых крыс относительно соответствующих

показателей старых и зрелых интактных животных может свидетельствовать об активации у них эритропоэза, причем в большей степени у старых крыс.

В печени у старых и зрелых крыс при кровопотере наблюдалось повышение КПОЛ и КАОА.

Несмотря на значительную активацию эритропоэза после анемии, количество эритроцитов в периферической крови у старых крыс оставалось ниже физиологической нормы, что, возможно, связано с их усиленным гемолизом в результате укороченного срока жизни, вызванного условиями напряженного эритропоэза, снижением их резистентности при повышенном ПОЛ. Преобладание у старых животных гемолиза над эритропоэзом может свидетельствовать о снижении адаптационно-приспособительных возможностей старого организма к условиям кровопотери.

При кровопотере на фоне введения АК в периферической крови старых крыс относительно животных с анемией без введения АК наблюдалось снижение КПОЛ на 16,5 % (р<0,05) при повышении активности каталазы на 16,3 % (р<0,05) и тенденции к повышению КАОА.

Мы полагаем, что АК в условиях гипоксии, вызванной кровопотерей, способствует ослаблению сывороточного гемолитического ПОЛ/АОА-зависимого механизма, индукции гемопоэза на фоне относительно низкого ПОЛ в миелокариоцитах у старых животных при кровопотере, что подтверждает полученные ранее аналогичные результаты другими исследователями (Рис. 1).

2. Влияние постгеморрагической анемии на процессы ПОЛ и АОА

системы крови кур в условиях коррекции аскорбиновой кислотой

Через 5 суток после кровопотери в периферической крови птиц снижалось содержание гемоглобина. Количество эритроцитов в данных условиях у старых птиц было на 16,2 % (р<0,05) меньше, а у зрелых только на 4,3 % по отношению к контрольным группам птиц. У старых кур относительно контрольных значений отмечалось снижение коэффициента лимфоциты/сегментоядерные нейтрофилы на 44,4 % (р<0,05), у зрелых на 21,5 % (р<0,05), и достоверное повышение КПОЛ.

В миелограмме у старых птиц после кровопотери относительно контрольных значений наблюдались снижение у старых кур соотношения лейко/эритро на 31,6 % (р<0,05) и тенденция к снижению данного показателя у зрелых кур относительно соответствующих показателей старых и зрелых интактных птиц. Повышение КПОЛ в миелокариоцитах старых кур составило 55,9 % (р<0,05), а у зрелых в 3,5 раза (р<0,05) меньше. В печени в условиях кровопотери у старых кур наблюдалось увеличение количества гидроперекисей, общих липидов, активность фосфолипазы снижалась на 63,2 % (р<0,05), а КПОЛ возрастал на 42,7% (р<0,05) по отношению к контрольной группе старых птиц. У зрелых кур в аналогичных условиях КПОЛ

возрастал на 61,7 % (р<0,05). КАОА у старых птиц был в 3,1 раза (р<0,05) ниже, чем у зрелых по отношению к контрольным значениям (Рис.2.).

Влияние постгеморрагической анемии на фоне введения АК на показатели ПОЛ

и АОА системы крови кур разного возраста имело некоторое сходство. Так, например, у зрелых кур, которые были подвергнуты кровопотере на фоне АК, в сыворотке крови имелась тенденция к снижению светосуммы, амплитуды ХЛ и содержания ДК. КПОЛ при этом имел тенденцию к снижению по сравнению с соответствующими показателями зрелых кур в условиях кровопотери без введения АК. У старых птиц в аналогичных условиях, в отличие от зрелых, также отмечалась тенденция к снижению КАОА.

В миелокариоцитах старых кур после кровопотери при введении АК содержание МДА уменьшалось на 20,51 % (р<0,01), амплитуда ХЛ - на 30,8 % (р<0,05), а КПОЛ имел тенденцию к снижению относительно соответствующих показателей старых кур с кровопотерей без введения АК. У зрелых птиц в аналогичных условиях показатели ПОЛ и АОА изменялись незначительно.

В печени старых птиц при кровопотере на фоне введения АК КПОЛ снижался на 11,5% (р<0,05), а КАОА увеличивался на 12,0 % (р<0,05) по отношению к птицам с кровопотерей без введения АК. У зрелых кур прослеживалась тенденция к уменьшению КАОА и КПОЛ.

Более эффективное антиоксидантное действие АК у старых животных при кровопотере, вероятно, связано с тем, что при старении происходит снижение запасов неферментных антиоксидантов и уменьшение с возрастом животных их роли в поддержании процессов ПОЛ на физиологическом уровне (Аграновский З.М. с соавт., 1978; №кт L. et а1., 1989; (^Ш Нуап., 1999). По-видимому, этим можно объяснить низкое антиоксидантное влияние АК у животных в нормальных

условиях В условиях экстремального воздействия у старых животных активируются процессы ПОЛ и на этом фоне АК оказывает хорошо выраженный ангиоксидангаый эффект (Коломеец М Ю, 1999). То, что в периферической крови у старых животных при анемизации КПОЛ повысился на 30,6 % (р<0,05) при повышении КАОА на 19,8 % (р<0,05), а при введении АК КПОЛ снизился на 14 % при незначительном повышении КАОА, подтверждает данное предположение. При исследовании костного мозга получены данные аналогичной направленности, но они менее выражены, что, возможно, связано с его более высокой антиоксидантной обеспеченностью (Ястребов А.П, 1988).

Таким образом, используемая нами в качестве антиоксиданта АК более эффективно отменяет ПОЛ/АОА-зависимые изменения показателей системы крови у старых животных

3. Влияние сапропеля и БШ на процессы ПОЛ и АОА системы крови кур в условиях коррекции аскорбиновой кислотой

После скармливания сапропеля у старых и зрелых кур в нормальных условиях гематологические показатели периферической крови существенно не изменялись. Однако, у старых кур отмечались тенденция к снижению ПРЭ, повышение количества гемоглобина, эритроцитов и достоверное повышение количества ретикулоцитов на 34,4 % (р<0,01) У зрелых птиц относительно контрольных значений прослеживалась тенденция к повышению количества эритроцитов, гемоглобина и ретикулоцитов.

Рис.3. Состояние ПОЛ иАОА системы крови кур при подкормке сапропелем (в% по отношению к контролю:*-р<0.05; *-р<0.01)

зо .

□ Лейко/эритро костного мозга ЕЗКПОЛ крови

■ КАОА крови ЕЗКПОЛ миелокариоцитов

□ КАОА миелокариоцитов ВКПОЛ печени

□ КАОА печени

В лейкоцитарной формуле у старых животных увеличивалось количество лейкоцитов на 23,0 % (р<0,05) и прослеживалась тенденция к повышению содержания эозинофилов в периферической крови. Это свидетельствует о незначительном стрессирующем влиянии сапропеля на организм птиц.

В сыворотке крови птиц при подкормке сапропелем наблюдалось незначительное повышение КПОЛ по отношению к контрольным группам, а КАОА у старых кур возрастал на 24,1 % (р<0,05) по отношению к контрольной группе соответствующего возраста (Рис.3.).

Повышение у старых кур соотношения лейко/эритро на 24,0 % (р<0,05) относительно контрольных значений свидетельствует о некоторой активации у них эритропоэза. У зрелых кур также наблюдалось некоторое увеличение количества эритроидных и миелоидных клеток.

В миелокариоцитах старых птиц при скармливании сапропеля повышался уровень общих липидов на 17,2 % (р<0,05), МДА на 29,9 % (р<0,05), у зрелых кур

Рис. 4. Состояние ПОЛ и АОА системы крови кур через 5 суток после кровопотери на фоне сапропеля (в % по отношению к кровопотере: *-р<0.05; **-

происходило снижение уровня МДА на 21,65 % (р<0,05). КАОА увеличивался на 14,2 % у старых кур (р<0,05) и на 10,9 % у зрелых, а КПОЛ при этом имел тенденцию к повышению у обеих групп птиц.

В печени у старых кур при кормлении сапропелем отмечалось повышение светосуммы ХЛ на 24,75 % (р<0,01), амплитуды ХЛ на 22,15 % (р<0,05), гидроперекисей на 24,56 % и КПОЛ на 21,17 % (р<0,05). У зрелых птиц наблюдаясь понижение КПОЛ на 11,8 % (р<0,05) относительно контрольных значений показателей птиц соответствующих возрастов.

Активность каталазы при добавлении к корму сапропеля повышалась у старых на 28,75% (р<0,05) и снижалась у зрелых на 19,21 % (р<0,05), активность СОД у старых изменялась недостоверно, а у зрелых повышалась на 17,5 % (р<0,01). КАОА у зрелых птиц увеличивался на 22,6 % (р<0,05), у старых на 12,8 % по отношению к контрольным значениям (Рис. 3).

В условиях 5 суток после кровопотери при подкормке сапропелем у старых птиц в периферической крови увеличивалось количество эритроцитов на 10,3% (р<0,01), НЬ на 40,6 % (р<0,05), ретикулоцитов на 19,6 % (р<0,05) по отношению к группе птиц с кровопотерей без сапропеля. У зрелых птиц повышалось количество гемоглобина на 25,3 % (р<0,05), увеличивалась ПРЭ на 17,5 % (р<0,05) и снижалось количество ретикулоцитов на 44,2 % (р<0,05) (Рис. 4.).

У зрелых и старых кур в периферической крови наблюдалась тенденция к повышению соотношения лимфоциты/сегментоядерные нейтрофилы по отношению к группам птиц с кровопусканием без сапропеля, что является благоприятной адаптивной реакцией.

Уровень ПОЛ снижался на 17,7 % (р<0,05) у старых и на 18,0 % (р<0,05) у зрелых кур по отношению к показателям групп соответствующих возрастов с кровопотерей. КАОА у старых птиц повышался на 15,7 % (р<0,05), а у зрелых прослеживалась тенденция к его повышению.

В миелограмме зрелых птиц, в отличие от старых, в тех же условиях наблюдалось снижение числа эритроидных клеток и нормализация соотношения лейко/эритро, что свидетельствует об отмене ПОЛ/АОА-зависимой активации эритропоэза.

При кровопотере на фоне сапропеля у старых и зрелых кур в миелокариоцитах отмечалось снижение КПОЛ на 17,0 % (р<0,05) и 18,0 % (р<0,05) соответственно по отношению к группам птиц соответствующих возрастов с кровопусканием без сапропеля, а КАОА при этом у зрелых и старых кур несколько повышался (Рис.4).

В печени старых птиц при кровопотере на фоне сапропеля наблюдалось снижение КПОЛ на 19,8 % (р<0,05), а АОА повышалась на 15,2 % (р<0,05). У зрелых птиц уменьшение КПОЛ составило 15,7 % (р<0,05).

Таким образом, в отличие от зрелых кур у старых птиц не восстановленные через 5 суток после кровопускания без подкормки сапропелем гематологические показатели почти полностью соответствовали физиологическим нормам при кровопотере на фоне сапропеля.

Учитывая, что гипоксия, возникающая при кровопотере (Шмелева Н.И., 1977; Середенко М.М., 1987) или в процессе возрастной инволюции (Жижина Г.П. с соавт., 1993; Коркушко О.В., 1980), способствует активации ПОЛ (Меерсон Ф.З. с соавт., 1980; Нагорнев СИ. с соавт., 1996; Марченко В.В. с соавт., 1996; Ястребов А.П. с соавт., 1997), можно предположить, что повышение содержания эритроцитов, гемоглобина в периферической крови в нормальных условиях и более быстрое восстановление гематологических показателей после кровопотери в условиях подкормки сапропелем предотвращали активацию процессов ПОЛ на

фоне возникающей гипоксии тканей, вызванной кровопусканием. Вероятно, причиной данного влияния сапропеля на гематологические показатели периферической -крови являлось высокое содержание в его составе липидов, в том числе фосфолипидов. Последние выполняют функцию переносчиков НЭЖК, которые могут быть использованы в качестве энергетического и пластического материала при экстремальных воздействиях.

Менее выраженное антиоксидантное действие сапропеля в периферической крови старых кур объясняется ослаблением у них с возрастом адаптационно-приспособительных возможностей (Дроздова И.Л., 1971- Коркушко О.В. с соавт., 1980; Колчинская А.З., 1981; Кудрявцев Б.Н. с соавт., 1991). Некоторая активация

Рис. 5. Состояние ПОЛ и АОА системы крови кур через 5 суток после кровопотери на фоне сапропеля и АК (в % по отношению к кровопотере на фоне сапропеля: *-р<0.05; *-

15 * р<0.01)

□ КПОЛ крои ШКПОЛ миелокариоцитов

■ КПОЛ печени Нлимфоциты/сегм.нейтрофилы

□ КАОА печени

процессов ПОЛ в системе крови кур после скармливания им сапропеля, вероятно, связана с дополнительной нагрузкой на антиокислительную систему птиц содержащимися в сапропеле БАВ прооксидантного действия (металлы переменной валентности, жирные кислоты и другие). Механизм стимулирующего влияния сапропеля на костномозговое кроветворение в нормальных условиях заключался в некотором повышении ПОЛ, сопровождающемся увеличением проницаемости клеточных мембран для необходимых компонентов используемых клетками при активации пролиферативных процессов. Кроме того, снижалась ПРЭ, вызывающая активацию гемолиза эритроцитов и индукцию эритропоэза продуктами их разрушения (Ястребов А.П. с соавт., 1988; Нефедова Т.В. с соавт., 1991). Являясь источником синтетических, пластических и энергетических материалов (белков, липидов, ферментов), сапропель способствует более быстрому восстановлению всех показателей периферической крови при меньшем напряжении адаптационно-приспособительных механизмов организма. Данное действие сапропеля у зрелых кур проявлялось в меньшей степени, чем у старых, что, вероятно, связано с

достаточным запасом у них эндогенных и экзогенных антиоксидантов и, по всей видимости, с более быстрым и полным использованием пластических и энергетических материалов, содержащихся в сапропеле.

В ходе исследования влияния сапропеля на клетки печени старых и зрелых птиц было обнаружено его антиоксидантное действие за счет активации АОФ, при этом у старых кур антиоксидантное действие осуществлялось в большей степени за счет повышения активности АОФ, а у зрелых их активность изменялась незначительно. Из этого можно сделать предположение, что у зрелых птиц ингибирование процессов ПОЛ связано с более эффективным использованием неферментных антиоксидантов и более совершенным механизмом их доставки к тканям. Другой причиной данного явления может служить различный временной промежуток, необходимый для восстановления до физиологических норм измененных при кровопотере показателей ПОЛ и АОА системы крови. По всей видимости, у зрелых кур к 5 суткам после кровопотери данные показатели в клетках печени максимально приближались к физиологическим пределам, а сапропель при этом играл роль катализатора этого процесса, как у старых, так и у зрелых птиц за счет увеличения уровня энергетических субстратов в крови, усиления липидного обмена в печени и улучшения энергетического обеспечения всех тканей организма. В результате этого снижалось количество продуктов ПОЛ в тканях, сохранялся высокий уровень активности АОФ, улучшался энергетический обмен.

После кровопотери на фоне сапропеля и АК в периферической крови у старых и зрелых кур наблюдалась тенденция к повышению ПРЭ, количества эритроцитов, гемоглобина и снижение ретикулоцитов по отношению к группам птиц с кровопотерей на фоне сапропеля без введения АК, а КАОА у старых кур имел тенденцию к снижению, у зрелых - к повышению. КПОЛ при этом увеличивался у старых на 13,3 % (р<0,05), у зрелых кур - на 11,5 % (р<0,05) по отношению к группам птиц соответствующих возрастов с кровопотерей на фоне сапропеля без введения АК.

В костном мозге у старых птиц КПОЛ и КАОА изменялись недостоверно.

В печени после кровопотери на фоне сапропеля и введения АК по отношению к группам птиц соответствующих возрастов с кровопотерей на фоне сапропеля без введения АК изменения показателей ПОЛ и АОА носили недостоверный характер (Рис. 5).

Полученные данные свидетельствуют о том, что выраженное антиоксидантное влияние АК в условиях кровопотери на фоне сапропеля не выявлено. Более того, отмечалась тенденция к активации ПОЛ у старых кур в печени при существенном повышении КПОЛ в периферической крови. У зрелых птиц в аналогичных условиях прослеживалась тенденция к активации процессов ПОЛ в сыворотке крови и в костном мозге на фоне некоторого снижения уровня ПОЛ в печени.

То, что совместное использование сапропеля и АК сопровождалось тенденцией к увеличению КПОЛ в периферической крови птиц, возможно, связано с проявлением прооксидантного действия АК в данных условиях (Газдаров А. К. с

соавт., 1979; Серкиз Я.И. с соавт., 1984; Дурнев А.Д. с соавт., 1990), которая в процессе аутоокисления может восстанавливать трехвалентное железо до двухвалентного с последующей активацией им реакции Габера-Вейса, в процессе которой происходит разложение перекиси водорода ионом двухвалентного железа с образованием гидропероксильного радикала.

При добавлении к корму птиц минеральной добавки БШ у старых кур в периферической крови по отношению к контрольным значениям наблюдалось

повышение ОРЭ на 23,5 % (р<0,01), количества эритроцитов на 9,9 %, ретикулоцитов и увеличение на 19,29 % (р<0,05) гемоглобина.

Наблюдалось некоторое снижение светосуммы ХЛ, количества общих липидов, незначительно повышалась активность фосфолипазы и уровень ДК. КПОЛ изменялся недостоверно, а КАОА увеличивался на 23,7 % (р<0,05) по отношению к контрольной группе птиц.

В миелокариоцитах отмечалось уменьшение уровня общих липидов на 23,9 % (р<0,01), активность СОД увеличивалась на 20,6 % (р<0,05), а КАОА при этом имел тенденцию к повышению по отношению к контрольной группе птиц.

В печени птиц при добавлении к рациону БШ количество общих липидов снижалось на 15,7 % (р<0,05), КПОЛ на 14,7 % (р<0,05), активность СОД повышалась на 24,2 % (р<0,05), пероксидазы на 16,9 % (р<0,05) а КАОА при этом увеличивался на 20,25 % (р<0,05) по отношению к контрольной группе птиц (Рис.6).

Один из механизмов антиоксидантного действия БШ в печени птиц обусловливают его высокие адсорбционные свойства, в том числе по отношению к тяжелым металлам. Это способствует предотвращению развития эндогенной интоксикации с последующим образованием среднемолекулярных веществ пептидной природы - перекисных продуктов (Звягинцева Т.Д. с соавт., 1998; Урсова И.И., 1997). Данное влияние БШ является особенно важным для старых животных, так как при старении ослабевает контроль со стороны нервной системы

над системой микросомального окисления гепатоцитов и снижается активность ферментов данной системы. Все это неизбежно ведет к ослаблению детоксикационной функции печени, обеспечивающей наряду с другими факторами более длительную индивидуальную продолжительность жизни (Парамонов Г.И., 1997).

ВЫВОДЫ

1. В нормальных условиях АК оказывает менее значительное антиоксидантное влияние на состояние ПОЛ и АОА в периферической крови и миелокариоцитах животных, чем в условиях экстремального воздействия.

2. Старые млекопитающие и птицы более чувствительны к воздействию постгеморрагической гипоксии, чем зрелые. Через 5 суток после кровопотери у старых крыс и кур в периферической крови наблюдается более значительное снижение резистентности эритроцитов, увеличение ПОЛ в миелокариоцитах, периферической крови и костном мозге, чем у зрелых.

3. Роль ПОЛ как регулятора процессов эритропоэза в механизмах адаптации млекопитающих и птиц к экстремальным воздействиям в условиях возрастной инволюции увеличивается.

4. АК оказывает выраженное антиоксидантное влияние в условиях 5 суток после кровопотери в системе крови старых крыс, а у старых птиц в костном мозге и печени. Это свидетельствует о снижении ферментной АОЗ и уменьшении запасов эндогенных АО в системе крови старых млекопитающих и птиц. В целом АК в условиях экстремального воздействия в системе крови животных проявляет однозначное антиоксидантное влияние.

5. Используемый в качестве подкормки сапропель в дозе 5 грамм на голову в нормальных условиях вызывает некоторое увеличение показателей ПОЛ и АОА в системе крови птиц старого и зрелого возраста, но в большей степени у старых кур в костном мозге и печени.

6. В условиях анемии сапропель оказывает хорошо выраженный антиоксидантный эффект. Наблюдается снижение ПОЛ и повышение АОЗ во всех исследуемых органах, причем, у старых кур данное влияние сапропеля более значительно, чем у зрелых. Сапропель способствует ускоренному восстановлению показателей периферической крови, измененных при кровопотере, и сглаживает негативное влияние стрессового воздействия.

7. Совместное использование сапропеля и АК в условиях анемии вызывает повышение ПОЛ в периферической крови обеих возрастных групп птиц, снижение АОА в печени зрелых и ПОЛ в костном мозге старых кур. Эти данные указывают на то, что совместное их применение в данных условиях оказывает некоторое прооксидантное влияние.

8. Используемый в качестве подкормки БШ в нормальных условиях несколько повышает ПОЛ в костном мозге и периферической крови, а в печени снижает. АОЗ

увеличивается во всех исследуемых органах, причем более значительно, чем показатели ПОЛ. При этом в периферической крови несколько увеличивается количество ретикулоцитов и эритроцитов, что является следствием активации костномозгового кроветворения. Можно предположить, что БШ, проявляя эритропоэзстимулирующее и гепатопротекторное действие, способен минимизировать последствия негативного влияния внешних факторов на организм птиц.

9. Экстремальные воздействия гипоксического характера оказывают значительное влияние на состояние ПОЛ и АОА системы крови млекопитающих и птиц. При этом обнаружено, что у старых крыс и кур процессы ПОЛ активируются в большей степени, чем у зрелых. Также установлено, что у птиц в данных условиях изменения ПОЛ/АОА в системе крови более значительны, чем у млекопитающих. Это свидетельствует о большей чувствительности птиц к экстремальным воздействиям.

10. Роль ПОЛ в процессах адаптации к стрессорным воздействиям гипоксического характера является универсальной для млекопитающих и птиц и носит возрастзависимый характер.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для предотвращения преждевременной выбраковки кур-несушек рекомендуем вводить в их рацион сапропель в дозе 5 г на голову ежедневно, а курам старше одного года через один день.

2. С целью повышения общей резистентности организма кур и увеличения их продуктивности, предлагается использовать минеральную подкормку БШ в дозе 5 г на голову ежедневно.

3. Для придания минеральным подкормкам более выраженного геропротекторного и антиоксидантного действия, рекомендуем включать, в *их состав различные антиоксиданты, но при этом необходимо проводить дополнительные исследования с целью изучения их прооксидантного действия при совместном использовании.

4. Предлагаем использовать аскорбиновую кислоту как корректор процессов ПОЛ в организме кур при проведении лечебных и профилактических мероприятий. Птицы старше 14-15 месяцев более чувствительны к эндогенному дефициту аскорбиновой кислоты.

5. Не рекомендуем совместное использование в качестве подкормки сапропеля и аскорбиновой кислоты, а также применение аскорбиновой кислоты при лечении заболеваний, если в рацион птиц включен сапропель.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Участие свободнорадикальных механизмов окисления липидов в адаптации системы крови старых и зрелых мышей к условиям кровопотери, коррекция мелатонином / В.Н. Мещанинов, И.В. Гаврилов, О.М. Бубеныциков; УГМА // Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция: Материалы Всероссийской конференции. - Москва, БЭБиМ, 1997 г. - С. 143.

2. Мещанинов В.Н. Свободнорадикальное окисление липидов органов системы крови старых крыс при воздействии нормобарической гипоксии, его коррекция /

B.Н. Мещанинов, И.В. Гаврилов, О.М. Бубеныциков; УГМА, Свердл. госпиталь ветеранов войн // Цитология. - 1997. - Т. 39, № 6. - С. 462-463.

3. Усиление роли свободнорадикального окисления липидов как индуктора эритропоэза у старых крыс при кровопотере / В.Н. Мещанинов, О.М. Бубеныциков УГМА, Свердл. госпиталь ветеранов войн // Материалы конф. 3 съезда физиологов Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск. — 1997. - С. 145-146.

4. Уровень ПОЛ/АОА костного мозга у кур разного возраста в условиях постгеморрагической анемии / О.М. Бубеныциков, Н.В. Садовников, В.Н. Мещанинов; УГМА, УГСХА // Актуальные вопросы современной медицинской науки и здравоохранения. Материалы 55 научной конференции молодых ученых и студентов годичной научной конференции академии. Екатеринбург - 2000. - С. 52.

5. Состояние ПОЛ/АОА костного мозга у крыс разного возраста при постгеморрагической анемии / О.М. Бубеныциков, В.Н. Мещанинов, И.В. Гаврилов; УГМА, Свердл. госпиталь ветеранов войн // Актуальные проблемы патофизиологии. Материалы Межгородской конференции. С-Петербург. - 2000. -

C. 29-32.

6. Бубеныциков О.М. Влияние аскорбиновой кислоты на уровень перекисного окисления липидов и эритропоэз в костном мозге у птиц разного возраста в условиях постгеморрагической анемии / О.М. Бубеныциков, В.Н. Мещанинов, Н.В. Садовников, И.В. Гаврилов, А.П. Ястребов, В.А Лукаш; УГМА,УрГСХА, Свердл. госпиталь ветеранов войн // Альманах " Геронтология и гериатрия". - 2001. - Вып. 1.-С. 52-54.

7. Бубеныциков О.М. Возрастные особенности влияния сапропеля на уровень свободнорадикального окисления липидов в костном мозге у кур в норме и при постгеморрагической анемии / О.М. Бубеныциков, Н.В. Садовников В.Н. Мещанинов, И.В. Гаврилов; УГСХА, УГМА // Био. - 2001. - № 6 (9). - С. 12-16.

8. Роль ПОЛ/АОА периферической крови у экспериментальных животных разного возраста при постгеморрагической анемии в условиях коррекции аскорбиновой кислотой / О.М. Бубеныциков, В.Н. Мещанинов, И.В. Гаврилов, Д.Л. Щербаков; УГМА, Свердл. госпиталь ветеранов войн, УГСХА // Геронтология, гериатрия, медицинская помощь ветеранам войн: Материалы межобластной научно-практической конференции. Екатеринбург. - 2001 г. - С. 22.

9. Использование минеральной добавки БШ в качестве корректора свободнорадикального окисления липидов у кур / О.М. Бубеньщиков, В.В. Котомцев; УГСХА // VI Региональная научно-практическая конференция "Алюминий Урала". Краснотурьинск. - 2001. - С. 163-165.

10. Регуляторная роль перекисного окисления липидов периферической крови при постгеморрагической анемии в эксперименте / О.М. Бубеныпиков, В.Н. Мещанинов, И.В. Гаврилов; УГМА, Свердл. госпиталь ветеранов войн // Геронтология, гериатрия, медицинская помощь ветеранам войн: Материалы межобластной научно-практической конференции. Екатеринбург. - 2001. - С. 2224.

11. Бубеныциков О.М. Роль экспериментальных исследований в геронтологии / О.М. Бубеныциков, В.Н. Мещанинов, И.В. Гаврилов; УГМА, Свердл. госпиталь ветеранов войн // Геронтология, гериатрия, послевоенная медицина: Материалы областной научно-практической- конференции. Екатеринбург. - 2002. - С. 17-18.

12. Бубеныциков О.М.' Влияние БШ на уровень перекисного окисления, липидов системы крови старых кур / О.М. Бубеныциков, Н.В. Садовников, В.Н. Мещанинов, И.В. Гаврилов; УГСХА, УГМА//Био. - 2002. - №6. - С. 18-20.

8 9 4 8

Подписано в печать 20.04.04г. Формат 60x84 1/16. Бумага писчая Печать на ризографе. Усл. Печ л 1.0. Тираж 100. Заказ №136 Отпечатано в копировальном центре ООО НПО «Индукция» 620078 г Екатеринбург, ул. Малышева, 128 А. Телефон (343)375-31-68

Актуальность проблемы. В настоящее время в литературе имеются данные о том, что уровень перекисного окисления липидов (ПОЛ) является одним из факторов, определяющих процессы возрастной инволюции. (Фролькис В.В., 1970-1980; Эмануэль Н.М., 1970-1980; Анисимов В.Н., 2000; Бербетова Н.Т., 2000; BeckmanK.B., 1998).

В предварительных исследованиях показано, что регуляторная роль ПОЛ с возрастом у крыс линии - Вистар и у людей в условиях полиорганных патологий при экстремальных воздействиях изменяется (Мещанинов В.Н., 1987-2001; Гаврилов И.В., 1995-1996; Гольдберг Е.Д. с соавт., 1997; Нефедотова Т.В. с соавт., 1991). Таким образом, установлена весомая роль ПОЛ в процессах возрастной инволюции (Harman D., 1988-1995; Rollo C.D. et al., 1996). Также известно, что в условиях стрессорного воздействия на организм роль ПОЛ в функционировании костного мозга и периферической крови возрастает (Ястребов А.П. с соавт., 1983; Гладилов В.В., 1996). Установлено, что стресс-воздействие ведёт к изменениям в организме гипоксического характера, сопровождающимся снижением активности антиокислительной защиты (АОЗ) и активацией ПОЛ (Коган А.Х., 1976; Шкопинский О.Б., 1987; Марченко В.В., с соавт., 1996; Нагорнев С.И. с соавт., 1996). Одним из механизмов адаптации зрелого организма к гипоксии является усиление оксигенации тканей, ведущее к более экономному использованию кислорода, что способствует повышению АОА и снижению уровня ПОЛ в тканях (Чукаев С.А. с соавт., 1991; Малышев В.В. с соавт., 1995; Закощиков К.Ф., 1996). Однако воздействие гипоксии на уровень ПОЛ в организме старых животных изучено недостаточно, так по мнению одних авторов в старом организме происходит снижение устойчивости к гипоксическому воздействию (Коркушко О.В., 1980; Harman D., 1995; Mills D.E. et al., 1995), а такие исследователи как Фролькис В.В. (1988), Нагорнев С.Н. (1996) указывают на повышение устойчивости старого организма к гипоксии при снижении его общей резистентности.

При проведении исследований на молодых животных, которые в течении некоторого периода времени получали безантиоксидантную пишу, в тканях их организма наблюдались изменения, свойственные старым животным (снижение активности антиокислительных ферментов, повышение уровня ПОЛ, уменьшение скорости обменных процессов и другие) (Никитченко Ю.В., 1997). Это свидетельствует о влиянии антиоксидантов на возрастные изменения генетического аппарата клетки, свойства ферментов и продолжительность жизни животных (Ганнушкина И.В. с соавт., 1986; Юрженко И.Н. с соавт., 1987). Кроме того, дефицит антиоксидантов угнетает функциональную активность различных органов и тканей и снижает адаптационные возможности организма (Воскресенский О.Н., 1985; Девяткина Т.А. с соавт., 1987). В последнее время большое внимание уделяется поиску различных антиоксидантов с целью эффективной коррекции процессов ПОЛ в живых организмах (Бербетова Н.Т., 2000; Mazejka J., 1982). Одним из фармакологических препаратов, обладающих антиоксидантным действием, является аскорбиновая кислота (АК), которая в условиях гипоксии предотвращает повышение микровязкости мембран и накопление продуктов ПОЛ в эритроцитах (Крюкова Л.В., 1964; Могильницкая Л.Ф с соавт., 1992; Кения М.В. с соавт., 1993; Крайнова Н.Н., 1993; Muldoon M.F. et al., 1996).

Проблема увеличения продолжительности жизни домашних животных -это проблема любого цивилизованного общества, а разрешение проблемы ускоренного старения и вызванного этим преждевременного сокращения репродуктивного периода сельскохозяйственных животных и птиц является одним из путей повышения эффективности сельскохозяйственного производства.

На наш взгляд, одним из способов решения этой проблемы может стать применение уже используемых в сельском хозяйстве различных минеральных подкормок (сапропель, белый шлам). Однако в настоящий момент их влияние на уровень ПОЛ в нормальных условиях и при воздействии экстремальных факторов изучено недостаточно. Кроме того, нет научно обоснованных норм скармливания сапропеля и белого шлама алюминия (БШ) сельскохозяйственным птицам, нет данных, характеризующих их влияние на продуктивность в возрастном аспекте (Петрухин И.В., 1989; Хазин Д.А., 1990; Емельянов A.M., 1992). Весьма актуален вопрос об обогащении данных подкормок различными антиоксидантами (АО) также нуждается в дальнейшем изучении, недостаточно проведено исследований, направленных на проверку их прооксидантного действия и генотоксичности.

Таким образом, онтогенетический и видовой аспекты роли ПОЛ в процессах адаптации различных животных к экстремальным воздействиям остаются мало изученными. В настоящее время неясно, является ли данная роль ПОЛ видовой особенностью млекопитающих и является ли роль антиоксидантов, в частности АК в регуляции уровня ПОЛ в костном мозге и в периферической крови эволюционно сложившимся механизмом адаптации различных позвоночных к данным условиям, или это видовая особенность млекопитающих. Недостаточная изученность выше перечисленных вопросов и обусловила актуальность настоящего исследования.

Цель работы. Охарактеризовать состояние ПОЛ и антиокислительной активности (АОА) системы крови у млекопитающих и птиц в возрастном аспекте при постгеморрагической анемии и в условиях коррегирующего воздействия.

Задачи исследования.

1. Изучить состояние процессов ПОЛ и АОА периферической крови и костного мозга у мышей линии СВА старого и зрелого возраста в условиях воздействия АК.

2. Изучить состояние процессов ПОЛ и АОА периферической крови, костного мозга и печени у крыс линии Вистар зрелого и старого возраста в норме, при острой кровопотере и в условиях коррекции АК.

3. Изучить состояние процессов ПОЛ и АОА периферической крови, костного мозга и печени у кур кросса «Родонит» старого и зрелого возраста в норме и при постгеморрагической анемии в условиях коррекции АК.

4. Изучить влияние сапропеля на процессы ПОЛ и АОА в периферической крови, костном мозге и печени у кур старого и зрелого возраста в норме и при постгеморрагической анемии.

5. Изучить влияние сапропеля на состояние ПО Л/АО А организма в нормальных условиях и на фоне введения АК у зрелых и старых кур в условиях постгеморрагической анемии.

6. Изучить влияние БШ на состояние ПОЛ и АОА периферической крови, костного мозга и печени у старых кур в нормальных условиях.

7. Охарактеризовать онтогенетические и филогенетические особенности влияния ПОЛ и АОА системы крови на процессы адаптации животных к постгеморрагической анемии.

Научная новизна. Впервые показаны особенности регуляторной роли ПОЛ и АОА системы крови кур кросса «Родонит» в процессах адаптации к постгеморрагической анемии в условиях возрастной инволюции. Установлены особенности влияния АК на процессы адаптации кроветворной ткани к патологическому воздействию гипоксического характера у лабораторных крыс и кур в возрастном аспекте. Выявлено влияние сапропеля на состояние ПОЛ/АОА периферической крови и печени у кур в условиях возрастной инволюции в нормальных условиях и при кровопотере. Установлено влияние минеральной подкормки БШ на уровень ПОЛ и АОА системы крови у старых кур в нормальных условиях. Изучено влияние сапропеля на уровень ПОЛ и АОА на фоне воздействия АК у зрелых и старых кур в нормальных условиях и при кровопотере.

Практическая ценность и пути реализации. В работе изучено влияние ПОЛ на процессы адаптации в условиях кровопотери и определены особенности влияния АК на уровень ПОЛ и АОА периферической крови и костного мозга в условиях нормы и при экстремальном воздействии у лабораторных крыс и кур старого и зрелого возраста. Дана оценка влияния сапропеля и БШ на состояние ПОЛ/АОА периферической крови и костного мозга у кур разного возраста в условиях нормы и при кровопотере, а также влияние сапропеля на состояние ПОЛ/АОА на фоне парентерального введения АК у птиц разного возраста.

Результаты исследования могут быть использованы для исследования новых комплексных фармакологических препаратов и для обогащения витаминами уже используемых в сельском хозяйстве минеральных подкормок.

С целью повышения общей резистентности организма и повышения продуктивности кур предлагается использовать минеральные подкормки сапропель и БШ с учетом суточной дозы, кратности кормления и календарного возраста птиц. Для придания минеральным добавкам геропротекторного и антиоксидантного действия рекомендуется включать в их состав различные антиоксиданты, но при этом необходимо проводить дополнительные исследования с целью изучения их прооксидантного действия при совместном использовании.

Внедрение результатов исследования. Результаты проведённых исследований используются при подготовке курсовых работ, практикумов, а также в процессе преподавания разделов курса патофизиологии старения: типические патологические процессы (гипоксия), перекисное окисление липидов и антиокислительная защита на кафедрах патологической физиологии и биохимии Уральской государственной медицинской и сельскохозяйственной академий.

Результаты исследований могут быть внедрены в виде практических рекомендаций в различных отраслях птицеводства. Исследованные механизмы адаптации млекопитающих и птиц к экстремальному воздействию использованы в лаборатории патофизиологии старения в Свердловском областном клиническом психоневрологическом госпитале для ветеранов войн для создания методов определения биологического возраста у животных и его коррекции.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на:

1. Всероссийской конференции «Гипоксия. Механизмы, адаптация, коррекция», Москва, 1997 г.

2. Межобластной научно-практической конференции «Геронтология и гериатрия, послевоенная медицина», Екатеринбург, 1998 г.

3. Всероссийской конференции «Актуальные проблемы патофизиологии», Санкт-Петербург, 2000 г.

4. 56 научной конференции молодых учёных и студентов «Актуальные вопросы современной медицинской науки и здравоохранения», Екатеринбург, 2001 г.

5. Межобластной научно-практической конференции «Геронтология, гериатрия, медицинская помощь ветеранам войн», Екатеринбург, 2001 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ.

На защиту выносятся следующие положения:

1. В условиях поздних сроков острой постгеморрагической анемии в организме млекопитающих и птиц наблюдается повышение уровня ПОЛ в периферической крови и в костном мозге, сопровождающееся стимуляцией эритропоэза. У старых животных и птиц в данных условиях активация процессов ПОЛ происходит в большей степени, чем у зрелых.

2. Уровень АО А в периферической крови и в костном мозге при поздних сроках постгеморрагической анемии у экспериментальных животных и птиц повышается, причем у старых в большей степени, чем у зрелых.

3. Роль ПОЛ в процессах адаптации к стрессорным воздействиям гипоксического характера у разных классов животных является универсальной.

4. АК, использованная в исследовании в качестве антиоксиданта, оказывает неоднозначное влияние на уровень ПОЛ системы крови и эритропоэз в процессах возрастной инволюции как у некоторых видов млекопитающих (крысы), так и у птиц (куры). У старых животных в условиях пяти суток постгеморрагической анемии прослеживается более выраженное антиоксидантное действие АК.

5. Сапропель, использованный в исследовании в качестве кормовой добавки в дозе 5 грамм на голову, в нормальных условиях проявляет выраженное антиоксидантное действие в печени зрелых птиц.

6. В условиях постгеморрагической анемии сапропель в дозе 5 грамм на голову оказывает значимое антиоксидантное действие во всех исследуемых органах птиц.

7. АК при парентеральном введении на фоне сапропеля в условиях кровопотери оказывает некоторое прооксидантное воздействие в периферической крови птиц.

8. Использованный в исследовании в качестве минеральной подкормки БШ в дозе 5 грамм на голову оказывает выраженное антиоксидантное действие в печени старых птиц, и повышает антиокислительную защиту в периферической крови и печени.

Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 159 страницах текста, набранного на компьютере в текстовом редакторе Microsoft Word 2000, содержит 36 таблиц и 7 рисунков. Основной материал изложен на 124 страницах текста. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, двух глав-собственных исследований, общего заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 222 работ на русском и 70 работ на иностранных языках.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящее время получены различные данные, которые указывают на изменения в организме, происходящие в результате старения, однако, причины и механизмы возрастной инволюции требуют дальнейшего изучения.

Одной из развивающихся фундаментальных теорий старения является свободнорадикальная теория. В пользу этой точки зрения говорят эксперименты, проведенные на насекомых и млекопитающих. Эти исследования указывают на тесную связь процессов возрастной инволюции организма с накоплением молекулярных повреждений свободными радикалами и продуктами перекисного окисления. Известно, что стресс-воздействие ведет к изменениям в организме гипоксического характера, сопровождающимся снижением активности АОЗ и активацией ПОЛ. Однако, воздействие гипоксии на уровень ПОЛ в организме старых животных требует дальнейшего изучения, так как единого мнения о влиянии гипоксии на организм в процессе возрастной инволюции нет. Одни авторы считают, что при старении на фоне общего понижения резистентности организма происходит повышение его резистентности к гипоксии. Другие авторы указывают на то, что при старении организма происходят повышение чувствительности и снижение устойчивости к гипоксическим воздействиям.

Достаточно остро стоит проблема ускоренного старения сельскохозяйственных животных и птиц и связанная с этим преждевременная их выбраковка.

Для решения этого вопроса в последнее время большое внимание уделяется поиску и применению различных минеральных кормовых добавок и АО с целью эффективной коррекции процессов ПОЛ в живых организмах в условиях неблагоприятного воздействия внешних факторов. Одним из способов решения этой проблемы может стать использование в сельском хозяйстве сапропеля и БШ, обогащенных витаминами. Однако в настоящий момент их влияние на процессы ПОЛ изучены недостаточно.

Кроме того, остается неясным, является ли роль ПОЛ и АК в процессах адаптации различных животных к экстремальным воздействиям видовой особенностью млекопитающих.

Все выше сказанное и определило актуальность, цель и задачи нашего исследования.

ГЛАВА2

МЕТОДИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Характеристика животных, использованных для исследования

Животные модели - это существенная основа для дальнейших исследований в экспериментальной геронтологии. Результаты сравнения между различными животными моделями и между животными и людьми зависит от соответствующего положения в иерархии филогенетического развития. В последние годы в геронтологических исследованиях все чаще стали использоваться птицы (Sprott Ricnard L., 1997). Благодаря сопоставлению результатов исследований, проведенных на различных животных, появляются возможности получения уникальных данных, которые при рассмотрении отдельных видов получить невозможно.

Исследования были проведены на 32 мышах-самцах линии СВА зрелого (68 месяцев) и старого (20-22 месяца) возраста массой 25-35 граммов, на 48 крысах-самцах линии Вистар зрелого (6-8 месяца, массой 200-250 грамм) и старого (19-22 месяца, массой 400-500 грамм) возраста, 65 курах-несушках кросса «Родонит» зрелого (5-6 месяцев) и старого (19-20 месяца) возраста. Всего в исследовании было использовано 145 животных.

Старых и зрелых крыс и мышей (с известной датой рождения) доставляли из питомника «Рапполово» (Ленинградская обл.). Куры старого и зрелого возраста были предоставлены Чебаркульской птицефабрикой (Челябинская обл.). Животные и птицы в период проведения экспериментальных работ содержались в стандартных условиях лабораторного вивария. Всех животных и птиц выдерживали в течении двух недель на карантине.

Птиц кормили 2 раза в день комбикормом. Добавки задавались 1 раз в сутки с кормом в дозе 5 грамм на голову, в течении 35 дней. Используемый сапропель имел влажность 50%.

Для учета суточной и сезонной изменчивости исследуемых нами показателей, а также для снижения методической ошибки во всех проведенных нами исследованиях наряду с опытными животными в те же дни и часы в эксперименте использовали контрольных животных.