.

Показники енергетичного обміну в організмі тварин за умов штучного гіпобіозу (автореферат)

Язык: украинский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
3 2366
Скачать документ

НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ВИХОВАНЕЦЬ ВІКТОРІЯ ІВАНІВНА

УДК 577.121:591.543.42:636.92+599.23

Показники енергетичного обміну в організмі тварин за умов штучного
гіпобіозу

03.00.04 – біохімія

А в т о р е ф е р а т

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Київ – 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі біохімії тварин, якості і безпеки
сільськогосподарської продукції Національного аграрного університету
Кабінету Міністрів України

Науковий керівник – доктор біологічних наук, доцент

Мельничук Сергій Дмитрович,

Національний аграрний університет,

професор кафедри біохімії тварин,

якості і безпеки сільськогосподарської продукції,

проректор з навчальних та науково-виробничих

питань якості, стандартизації і сертифікації продукції АПК,

директор Української лабораторії

якості та безпеки продукції АПК

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, старший науковий
співробітник

Тугай Василь Андрійович,

Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України,

провідний науковий співробітник відділу біохімії м’язів

доктор біологічних наук, професор

Войціцький Володимир Михайлович,

Київський національний університет імені Тараса Шевченка,

професор кафедри біохімії

Провідна установа – Національний медичний університет ім. О.О.
Богомольця,

кафедра біологічної,
біоорганічної та фармацевтичної хімії

Міністерство охорони здоров’я України, м. Київ

Захист відбудеться “ 26 ” ___жовтня___ 2005 р. о __10__годині на
засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.08 у Національному
аграрному університеті за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв
оборони, 15, навчальний корпус №3, ауд. 65

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аграрного
університету за адресою: 03041, м. Київ, вул. Героїв оборони, 13,
навчальний корпус №4, кімн. 41

Автореферат розісланий “_21_” ___вересня____ 2005 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради
Калінін І.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. За несприятливих умов навколишнього середовища
більшість живих організмів виробили механізми пристосування до них.
Мікроорганізми утворюють цисти, комахи впадають у стан діапаузи, а деякі
види тварин, наприклад ховрахи, впадають у сплячку. Під час зимового
періоду гібернуючі тварини, пристосовуючись до змін оточуючого
середовища, легко переносять значні зниження температури та концентрації
кисню в навколишньому середовищі (П.Ю. Шмидт, 1948; Н.И. Калабухов,
1956; Г.Ф. Жегунов, 1995).

Перспектива створення стану зниженої життєдіяльності з метою його
використання манила науковців. Біологи почали розробляти методи введення
тварин у стан штучного гіпобіозу (Н.Н. Тимофеев, 1983; Ю.С.
Алюхин, 1998; В.И. Загнойко, 1998). Однією з основних проблем у цьому
сенсі є розроблення методів введення теплокровних тварин у стан штучного
гіпобіозу, який за біологічним статусом подібний до зимової сплячки.
Наукові дослідження показали, що у стані гіпобіозу тварини без шкоди для
власного здоров’я переносять радіоактивне опромінення, підвищені дози
отрут, не гинуть і не хворіють від штучного зараження мікробами,
вірусами та ін. (П.Ю. Шмидт, 1948, Н.И. Калабухов, 1956), а також значно
краще переносять складні оперативні втручання в організм порівняно із
загальною анестезією (С.Д. Мельничук, 1998, 2001). Це показує на більш
високий рівень адаптаційно – компенсаторних можливостей організму при
такому варіанті існування живої матерії.

Існують різні уявлення про чинники, які переводять організм у стан
штучного гіпобіозу. У проблемній науковій лабораторії “Біохімії
гіпобіозу тварин” Національного аграрного університету перевагу надають
вуглекислоті, як фактору, який забезпечує регуляцію стану штучного
гіпобіозу (Мельничук Д.О., 1974, 2000). Характерним для цього стану є
зниження частоти пульсу і дихання, температури тіла, втрата рефлексів
рухомості та реакції на больовий подразник (Е.В. Майстрах, 1971; С.Д.
Мельничук, 1995, 2001).

На даний час одержано багаточисельні дані, які характеризують біохімічні
показники стану штучного гіпобіозу. У якості дослідних тварин було
вибрано класично щурів, а також нову модель – кролів. Відомо, що
метаболізм кролів у деяких аспектах відрізняється від метаболізму щурів
і є більш схожим на процеси обміну у людини (Косенко Е.А., 1983). Тому
з метою подальшого впровадження в практику стану штучного гіпобіозу, у
тому числі як засобу знеболення, співробітниками кафедри за участю
автора і була розроблена нова модель введення теплокровної тварини –
кроля в стан штучного гіпобіозу. При цьому, біохімічні зміни, що
відбуваються в організмі тварин потребували подальшого детального
дослідження.

При вирішенні багатьох актуальних питань досліджень виникла необхідність
визначення показників енергетичного обміну за умов штучного гіпобіозу.
Обумовленість останнього визначається і тим, що даних, які накопиченні
на сьогоднішній день є недостатньо для повної характеристики обмінних
процесів, що відбуваються в організмі за умов штучного гіпобіозу. У
зв’язку з цим з’явилась актуальність визначення вмісту аденілових
нуклеотидів та їхнього співвідношення, креатинфосфату, неорганічного
фосфору та циклічного аденозинмонофосфату, що дозволять розширити
існуючі уявлення про особливості енергетичного обміну у щурів та кролів
за умов штучного вуглекислотного гіпобіозу.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Виконана робота
є складовою частиною дослідження в рамках планової науково-дослідної
теми: „Вивчення впливу різних форм вуглекислоти на розвиток стану
штучного гіпобіозу та розробка технологій переведення організму тварин,
тканин та клітин в стан штучного гіпобіозу” (№ державної реєстрації
0103U005378) і виконана в проблемній науковій лабораторії „Біохімії
гіпобіозу тварин” на базі кафедри біохімії тварин, якості і безпеки
сільськогосподарської продукції Національного аграрного університету.
Задана частина науково-дослідного завдання автором виконана в повному
обсязі самостійно.

Мета і завдання дослідження. Мета дисертації полягала у дослідженні
показників енергетичного обміну в крові та печінці теплокровних тварин
(щурів та кролів) за умов штучного вуглекислотного гіпобіозу.

Для досягнення мети були поставленні наступні завдання:

1. Дослідити показники енергетичного обміну в крові щурів у процесі
входження, перебування і виходу тварин зі стану штучного гіпобіозу.

2. Вивчити вміст аденілових нуклеотидів, креатинфосфату, неорганічного
фосфору, циклічного аденозинмонофосфату у печінці щурів за дії
гіпобіотичних чинників.

3. Дослідити показники енергетичного обміну в стані гіпотермії та
штучного гіпобіозу у крові кролів.

4. Вивчити вміст аденілових нуклеотидів, креатинфосфату, неорганічного
фосфору в печінці кролів за умов гіпотермії та у стані штучного
гіпобіозу.

Об’єкт дослідження: щури та кролі за умов штучного гіпобіозу, кров,
печінка.

Предмет дослідження: показники енергетичного обміну у крові та печінці
щурів та кролів, стан штучного гіпобіозу.

Методи дослідження: колориметричні, спектрофотометричні, імуноферменті,
хроматографічні.

Наукова новизна одержаних результатів. Автором вперше отримано
результати досліджень показників енергетичного обміну за умов штучного
гіпобіозу (певні співвідношення концентрацій вуглекислоти та кисню при
зниженній температурі середовища перебування) у теплокровних тварин на
класичній моделі щурів і на новій моделі кролів.

Визначено показники енергетичного обміну у крові та печінці щурів у
процесі входження, перебування і виходу тварин зі стану штучного
гіпобіозу. Встановлено, що в крові та печінці щурів за умов гіпобіозу
відбувається вірогідне зниження вмісту АТФ, цАМФ та суми аденілових
нуклеотидів, підвищення вмісту АДФ та неорганічного фосфору, а при
виході з цього стану вірогідне підвищення вмісту АТФ, цАМФ, суми
аденілових нуклеотидів з досягненням через добу всіх досліджуваних
показників рівня контрольних величин.

Досліджено показники енергетичного обміну в стані гіпотермії та штучного
гіпобіозу у крові та печінці кролів. Виявлено, що за умов штучного
гіпобіозу у крові кролів вірогідно знижується вміст АТФ, відношення
АТФ/АДФ і показник аденілатного енергетичного заряду та підвищується
вміст АДФ, АМФ, неорганічного фосфору та глюкози. У печінці кролів за
умов штучного гіпобіозу вірогідно підвищується вміст АДФ і
креатинфосфату.

Практичне значення одержаних результатів. Отримані результати дозволили
істотно розширити існуючі уявлення про особливості енергетичного обміну
в організмі тварин за умов штучного вуглекислотного гіпобіозу. Стан
штучного гіпобіозу є перспективною та зручною моделлю для дослідження
адаптаційних можливостей організму. Застосування вуглекислого газу, як
одного з факторів, що забезпечує переведення тварин в стан гіпобіозу має
важливе значення для розуміння його ролі в регуляції процесів
метаболізму. Показники енергетичного обміну в тканинах тварин за умов
гіпобіозу можуть бути використані, як показники реакції організму на
змінені умови зовнішнього середовища. Запропонована модель дає підстави
для створення в майбутньому універсальних методик для досягнення стану
штучного гіпобіозу у вищих тварин з метою впровадження в клінічну
практику та для проведення оперативних втручань в організмі без
використання медикаментів та полегшення реабілітації, а також в областях
кріобіології та кріомедицини, для консервування клітин і тканин.

Одержані результати проведених досліджень можуть бути використані у
навчальному процесі в закладах біологічного, медичного та ветеринарного
профілів.

Особистий внесок здобувача. Автором дисертаційної роботи особисто
здійснений підбір та оброблення літературних даних, розроблена
методологія досліджень, виконані експериментальні дослідження.
Самостійно проведенні лабораторні дослідження біохімічних показників
тканин крові та печінки тварин з вивченням показників енергетичного
обміну за умов штучного гіпобіозу. Автором виконані розрахунки та
статистична обробка даних, проведено аналіз одержаних результатів та
формулювання основних положень і висновків. Програма наукових досліджень
розроблена разом із науковим керівником.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертаційної роботи
апробовані на: Міжнародній науково-практичній конференції: „Сучасний
стан і проблеми експериментальної та клінічної біохімії”, Тернопіль,
2004; Міжнародній науково-практичній конференції: „Ветеринарна медицина
– 2004: сучасні аспекти розробки, маркетингу і виробництва ветеринарних
препаратів”, Феодосія, АР Крим, 2004; IX Міжнародній науково-практичній
конференції: „Проблеми ветеринарного обслуговування дрібних домашніх
тварин”, Київ, 2004; 2-й, 3-й та 4-й конференціях
професорсько-викладацького складу і аспірантів Навчально-наукового
інституту ветеринарної медицини, якості і безпеки продукції АПК, Київ,
2003, 2004, 2005.

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 8 робіт. З них 6
статей у наукових фахових виданнях та 2 тези доповідей на наукових
конференціях.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація викладена на 143 сторінках
друкованого тексту, ілюстрована 4 таблицями і 24 малюнками, складається
із вступу, трьох розділів (огляду літератури; матеріалів та методів
досліджень; результатів роботи та їх обговорення, аналізу й узагальнення
результатів досліджень), висновків та списку використаної літератури.
Список включає 244 джерела.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Огляд літератури. Для більш повного розкриття проблеми гіпобіозу в
даному розділі наведена термінологія станів зниженої життєдіяльності;
обговорено питання стосовно чинників, які призводять до розвитку стану
гіпобіозу; описано біохімічні особливості за умов гіпобіозу з виділенням
основного акценту показникам енергетичного обміну; показано зміни
показників енергетичного метаболізму за дії окремо взятих факторів
гіпотермії, гіперкапнії та гіпоксії.

Матеріали і методи досліджень. Для виконання поставлених задач було
проведено дві серії досліджень при яких штучно створювали умови для
переведення теплокровних тварин у стан гіпобіозу. Для дослідження були
використані щурі та кролі, яким не властивий стан гіпобіозу.

Першу серію досліджень проведено на самцях білих щурів лінії Вістар з
масою тіла 180 – 200 г. Тварин утримували за стандартним раціоном у
віварії кафедри біохімії тварин якості і безпеки сільськогосподарської
продукції Національного аграрного університету.

Тварин було поділено на 5 груп. Перша група – контрольна, в якій
використовували інтактних тварин. Дослідні групи: друга – входження в
гіпобіоз (0-1,5 год); третя – стан штучного гіпобіозу (0-3 год);
четверта – вихід щурів зі стану гіпобіозу (3-3 год); п’ята – вихід
тварин зі стану гіпобіозу (3-24 год).

Стан штучного гіпобіозу створювали за методикою Бахметьєва-Джайя-Анжуса,
яка детально описана в роботах (Мельничука С.Д., 1995, 2001). Під час
виконання дослідження тварин поміщали у герметично закриту камеру
об’ємом 3 дм3 і перенесенням їх в гіпобіотичну камеру з
температурою 3 – 4 0С. Протягом перебування тварин у камері за таких
умов змінюється як температура, так і склад газового середовища: зростає
вміст вуглекислоти та поступово зменшується рівень кисню (Мельничук
С.Д., 1995). У тварин спостерігалося зниження температури тіла з 37 0С
до 16 0С, зменшення частоти серцевих скорочень з 380 до 80 ударів за
хвилину, тварини повністю втрачали рухомість, реакцію на больовий
подразник та зникав рефлекс на положення, що свідчило про розвиток стану
штучного гіпобіозу. Вихід тварин зі стану штучного гіпобіозу проходив
самостійно при кімнатній температурі та звичайному складі повітря.
Тварин в певний час декапітували. Для проведення біохімічного аналізу
відбирали проби крові та печінки.

Другу серію досліджень проведено на кролях самцях віком 4 місяці масою
тіла 2,5-3 кг, яких утримували у віварії Національного аграрного
університету. Тварини були поділені на три групи: контрольна та дві
дослідні.

В якості контрольних слугували інтактні тварини – перша група. Тварин
другої (дослідної) групи охолоджували у гіпобіотичній камері ГК-01,
спеціально розробленої для цих цілей при температурі 2 – 4 0С протягом
3-х годин. При цьому суттєвих змін фізіологічних показників виявлено не
було. У тварин третьої (дослідної) групи стан штучного гіпобіозу
викликали поміщаючи їх у гіпобіотичну камеру ГК-01 при температурі 2 –
40С і подачею газової суміші за допомогою змішувача газів 122СГ-01 з
певним співвідношенням двоокису вуглецю та кисню протягом трьох годин.
Про розвиток стану штучного гіпобіозу свідчило зниження температури тіла
з 37 0С до 28 0С, частоти серцевих скорочень з 195 до 133 скорочень за
хвилину, частоти дихальних рухів з 156 до 47 рухів за хвилину. За таких
показників у тварин значно знижувалась рухомість та реакція на больовий
подразник, що є характерно для стану штучного гіпобіозу. Відбір проб
крові та печінки у дослідних тварин проводили через три години після
початку досліду.

Визначення аденіннуклеотидів в еритроцитах крові проводили методом
тонкошарової хроматографії за методикою Н.Б. Захарової та В.І. Рубіна
(1980), у печінці – згідно методики І.В. Зарубіної та Б.І. Криворучко
(1982). Після визначення концентрації кожної фракції аденіннуклеотидів
проводили розрахунок суми аденілових нуклеотидів (АТФ + АДФ + АМФ);
відношення АТФ/АДФ; показник аденілатного енергетичного заряду (ЄЗ)
розраховували за формулою (Аткінсон Д.Є., 1968): ЄЗ = 1/2 * (2 (АТФ) +
(АДФ))/ (АТФ) + (АДФ) + (АМФ).

Неорганічний фосфор у сироватці крові визначали фотометрично у складі
комплексу фосфорномолібденової кислоти в ультрафіолетовому світлі.
Вимірювання проводили на автоматичному аналізаторі MiсroLab-200
(Нідерланди). Неорганічний фосфор у печінці визначали за методикою М.Н.
Кондрашової і співавт. (1965), креатинфосфат – за вмістом креатиніну
згідно методики А.М. Алексєєвої (1950, 1956). Глюкозу досліджували в
сироватці крові колориметрично глюкозоксидазним методом. Вміст
3?,5ґ-циклічного аденозинмонофосфату визначали за допомогою
імуноферментного методу з використанням набору цАМФ “Biotrak Amersham
Biosciences”, Англія.

Цифровий матеріал оброблено статистично за допомогою персонального
комп’ютера в програмі МS Exсel. Вірогідність різниці середніх значень
визначали за критерієм Стьюдента (td).

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Дослідження показників енергетичного обміну у крові щурів за умов
штучного гіпобіозу

За результатами дослідження вмісту аденілових нуклеотидів у крові щурів
в умовах штучного гіпобіозу можна відзначити, що під час входження
тварин у стан штучного гіпобіозу вміст АТФ має тенденцію до зниження, в
стані гіпобіозу він вірогідно знижується на 18 %. На третю годину у
процесі виходу зі стану гіпобіозу вміст АТФ має тенденцію до підвищення,
а через 24 год знаходиться в межах цього показника у контрольної групи
тварин (табл.1).

Вміст АДФ під час входження щурів у стан гіпобіозу має лише тенденцію до
підвищення, у стані гіпобіозу спостерігається вірогідне зростання його
вмісту на 18 %, через 3 год виходу зі стану гіпобіозу – збільшується
на 19 %, через 24 год – стабілізується.

Вміст АМФ через 1,5 год перебування щурів в умовах гіпобіозу вірогідно
зменшується на 28 %, а через 3 год з розвитком стану гіпобіозу
збільшується на 15 %. Вихід тварин зі стану гіпобіозу
супроводжується деяким зниженням вмісту АМФ, але не досягає рівня
контрольної групи. Через 24 год даний показник стабілізується.

Відомо, що рівень вмісту АТФ та співвідношення компонентів аденілових
нуклеотидів визначає характер, інтенсивність та шляхи ресинтезу АТФ і
метаболізм організму в цілому. Тому необхідним є визначення
співвідношення аденілових нуклеотидів.

Таблиця 1

Вміст аденіннуклеотидів в еритроцитах крові щурів за умов штучного
гіпобіозу, мкмоль/л (М+m, n=5)

Показники Контрольна група Дослідні групи

1,5 год входження в стан гіпобіозу

стан штучного гіпобіозу

3 год виходу зі стану гіпобіозу

24 год виходу зі стану гіпобіозу

АТФ 275,59±15,18 244,07±20,61 227,12±10,04* 284,36±10,75 267,42±14,35

АДФ 163,20±10,11 171,01±10,46 193,30±7,82* 195,72±6,28* 160,84±13,88

АМФ 127,92±3,96 93,16±4,57** 147,66±6,58* 132,65±4,56 130,68 ±4,47

Тут і далі в таблицях і рисунках * дані достовірні відносно
контролю, p ? 0,05 , ** p

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2020