Сельскохозяйственная биология, 2010, № 4, с. 59-67.

УДК 636.12/.13:577.125.33:591.133:577.15

НЕКОТОРЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ СИСТЕМЫ АНТИОКСИДАНТНОЙ ЗАЩИТЫ У СПОРТИВНЫХ ЛОШАДЕЙ ПРИ ТРЕНИНГЕ РАЗНОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ

А.В. АНТОНОВ

У троеборных лошадей полукровных пород определяли содержание важнейших антиоксидантов в крови на протяжении годового тренировочного цикла и в динамике «покой—работа—отдых». Показано, что к концу годового цикла биосинтез каталазы снижается, а церулоплазмина, напротив, возрастает, начинается мобилизация α-токоферола из тканевых резервов, количественное соотношение между фракциями глутатиона изменяется в пользу окисленной формы, что свидетельствует о повышении нагрузки на антиоксидантные системы. Существенных различий между жеребцами, кобылами и меринами по исследованным показателям не обнаружено.

Ключевые слова: лошади, троеборье, антиоксиданты, α-токоферол, каталаза, церулоплазмин, глутатион.

Цепные самоподдерживающиеся реакции свободнорадикального, или перекисного, окисления липидов (ПОЛ), необходимые для осуществления некоторых биохимических реакций, при чрезмерной интенсивности неблагоприятно воздействуют на организм животного. Процессы ПОЛ в клетках и тканях ингибируют антиоксиданты. К ним относятся, во-первых, сложные ферменты церулоплазмин (КФ 1.16.3.1) и каталаза (КФ 1.11.1.6), в простетических группах которых содержатся соответственно ионы меди и гемовые остатки. В число антиоксидантов входят также трипептид глутатион и восстановленная форма витамина Е — α-токоферол. Механизм действия всех этих веществ различен, но в итоге сводится к купированию цепи реакций перекисного окисления.

У лошадей при тренировочных нагрузках ПОЛ усиливается (1-3). Антиоксидантная система организма реагирует на сдвиги (4-6), однако характер и направленность этой реакции изучены недостаточно.

Целью нашей работы была оценка функционального состояния некоторых звеньев системы антиоксидантной защиты у спортивных лошадей на разных стадиях зимнего тренировочного (подготовительного) цикла и реакции этих систем на нагрузки различной интенсивности.

Методика. Эксперименты выполняли на тренерской конюшне Л.А. Бо-рисовой (пос. Дивово, Рыбновский р-н, Рязанская обл.). Объектом исследований служили 12 троеборных лошадей полукровных пород в возрасте от 4 до 8 лет, из которых сформировали три группы: I группа — 4 жеребца, II — 4 кобылы, III — 4 мерина. Опыт включал три периода. В 1-й период (начало тренировочного сезона, октябрь—ноябрь 2005 года) нагрузка составляла 15 мин рысью и 5 мин кентером, во 2-й (середина сезона, декабрь 2005—февраль 2006 года) — 15 мин рысью и 10 мин полевым галопом, в 3-й (конец сезона, март—апрель 2006 года) — 25 мин рысью и 15 минут полевым галопом с 15 прыжками через препятствия.

В течение опыта регулярно контролировали состояние здоровья животных: оценивали внешний вид, поведение, поедаемость кормов, а также измеряли частоту дыхания и пульса в покое, до кормления и перед работой.

В конце каждого периода у животных брали кровь из яремной вены перед началом работы, сразу после работы и через 45 мин после ее окончания. В плазме крови определяли: активность церулоплазмина — по окислению п-фенилендиамина (7); активность каталазы — по торможению реакции перекиси водорода с молибдатом аммония (8); содержание α-токоферола — спектрофотометрическим методом, разработанным нами совместно с В.Г. Мемедейкиным (ВНИИ коневодства, Рязанская обл.). Для определения a-токоферола сначала разрушали липопротеидные комплексы плазмы этанолом, затем липиды экстрагировали гексаном. В гексановом экстракте определяли содержание a-токоферола по поглощению УФ-лучей при длине волны 297 нм. В цельной крови измеряли концентрацию общего, восстановленного и окисленного глутатиона йодометрическим титрованием (9).

Данные обрабатывали статистически с помощью компьютерных программ TBAS и Microsoft Excel.

Результаты. Клинико-физиологический контроль состояния животных перед взятием крови показал, что частота пульса составляла в 1-й период — 32-64, во 2-й — 32-48, в 3-й — 32-36 ударов в минуту, частота дыхания — соответственно 16-32, 16-24 и 12-24 вдоха в минуту. Это свидетельствует о хорошем состоянии здоровья всех исследуемых лошадей и постепенном улучшении их спортивной формы в течение подготовительного сезона.  

Значения активности антиоксидантных ферментов (табл. 1) свидетельствуют об отсутствии каких-либо закономерных и существенных различий между группами животных по этим показателям. Исходная активность церулоплазмина во 2-й период у жеребцов повысилась на 4,0 %, у кобыл и меринов — снизилась соответственно на 6,8 и 28,4 %. Все эти изменения были статистически недостоверными и, как мы полагаем, носили случайный характер. В среднем по всем животным активность церулоплазмина, измеренная до работы, во 2-й период незначительно (на 11,1 %) снизилась по сравнению с 1-м, в 3-й — повысилась на 46,8 % по сравнению со 2-м. В 1-й и 2-й периоды величина этого показателя после работы несколько возрастала, после отдыха — уменьшалась, в 3-й — имела тенденцию к повышению как после работы, так и после отдыха. Однако все эти изменения также не были достоверными. Известно, что церулоплазмин вырабатывается в печени и его биосинтез регулируется кортизолом (10). Наши данные свидетельствуют, что в течение всего тренировочного сезона и в цикле «покой—работа—отдых» интенсивность биосинтеза церулоплазмина под влиянием возрастающих физических нагрузок не снижалась.

Активность каталазы до работы во 2-й период была выше на 146,8 % (р < 0,001), чем в 1-й, в 3-й — ниже на 42,9 % (р < 0,001), чем во 2-й. После работы она в 1-й период повышалась, во 2-й и 3-й — снижалась, после отдыха — повышалась всегда, но эти изменения не были достоверными.

Известно, что у быстроаллюрных лошадей после работы активность каталазы в крови, как правило, возрастает, после отдыха — уменьшается (6). Наши данные позволяют предположить, что эта закономерность проявляется не всегда. Активность каталазы, очевидно, может лимитироваться интенсивностью ее биосинтеза в тканях. В нашем опыте ко 2-му периоду она, очевидно, возросла, но функциональные резервы уже оказались близки к исчерпанию. В 3-й период они были истощены, и вместо каталазы ведущую роль стали играть другие антиоксиданты, в частности церулоплазмин. Это согласуется с сообщениями о том, что в системе антиоксидантной защиты каталаза — лабильное звено немедленного реагирования в противоположность церулоплазмину, который называют поздним реак-    

них (погодные условия, кормление, питательность рациона), так и внутренних (индивидуальные, возрастные особенности, физиологическое состояние и т.д.) факторов (16).

В 1-й и 2-й периоды не было отмечено закономерных изменений в системе глутатиона под влиянием работы и последующего отдыха. Такое отсутствие видимой реакции на нагрузки, вероятно, объясняется изменениями активности ферментов, регулирующих окисление и восстановление глутатиона. Известно, что у спортивных и скаковых лошадей после работы активность глутатионпероксидазы, катализирующей окисление глутатиона, может в одних условиях повышаться (5), в других — снижаться (1). Очевидно, при этом меняется и активность глутатионредуктазы, восстанавливающей глутатион. В 3-й период после работы резко возрастало соотношение между количеством окисленного и восстановленного глутатиона и снижалось — восстановленного и общего, причем в 1-й и 2-й периоды этого не наблюдали. По всей видимости, в 3-й период в течение работы окисление глутатиона шло наиболее интенсивно и активность глутатионредуктазы была недостаточной для возобновления запасов восстановленного глутатиона.

Различия между жеребцами, кобылами и меринами по изученным показателям не носили закономерного характера и были, как правило, недостоверными. В этом же опыте мы показали, что интенсивность перекисного окисления у кобыл всегда была ниже, чем у жеребцов, о чем мы сообщали ранее (17). У меринов в 1-й и 2-й периоды исходная интенсивность перекисного окисления липидов была наибольшей, в 3-й — лишь незначительно ниже, чем у жеребцов (17). Это позволяет предположить, что указанные различия обусловлены действием других антиоксидантов, например стероидных гормонов. Сообщалось, что эстрогены могут тормозить реакции перекисного окисления (18). Андрогены также обладают такой способностью, но в меньшей степени (19).

Итак, у спортивных лошадей тренинг оказывает влияние на систему антиоксидантной защиты. В течение тренировочного сезона и по мере адаптации животных к нагрузкам активность церулоплазмина не снижается, в то время как резервы синтеза каталазы уменьшаются и ее роль в некоторой степени переходит к другим антиоксидантам. Содержание a-токо-ферола в плазме крови также падает, но к концу сезона в ответ на нагрузку начинается мобилизация его тканевых резервов. Показатели активности системы глутатиона сохраняются при малых и средних нагрузках, и только при больших (конец сезона) напряжение в этой системе начинает возрастать, что выражается в изменениях соотношения между количеством общего, окисленного и восстановленного глутатиона. Существенных различий между жеребцами, кобылами и меринами по изученным показателям мы не обнаружили. По-видимому, половые различия в интенсивности перекисного окисления липидов, выявленные нами (17), обусловлены антиоксидантными свойствами половых гормонов, особенно эстрогенов.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. O n o  K.,  I n u i  K.,  H a s e g a w a  T. e.a. The changes of antioxidative enzyme activities in equine erythrocytes following exercise. Nippon Juigaku. Zasshi., 1990, 52(4): 759-765.
2. C h i a r a d i a  E.,  A v e l l i n i  L.,  R u e c a  F. e.a. Physical exercise, oxidative stress and muscle damage in racehorses. Comp. Biochem. Physiol. B. Biochem. Mol. Biol., 1998, 119(4): 833-836.
3. M i l l s  P.C.,  T h o r n t o n  J.,  S e a w r i g h t  A.A. e.a. Exercise-induced connective tissue turnover and lipid peroxidation in horses. Brit. Vet. J., 1994, 150(1): 53-63.
4. W h i t e  A.,  E s t r a d a  M.,  W a l k e r  K. e.a. Role of exercise and ascorbate on plasma antioxidant capacity in throughbreed rase horses. Comp. Biochem. Physiol. A. Mol. Integr. Physiol., 2001, 128(1): 99-104.
5. W i l l i a m s  C.A.,  K r o n f e l d t  D.S.,  H e s s  T.M. e.a. Antioxidant supplementation and subsequent oxidative stress of horses during an 80-km endurance race. J. Anim. Sci., 2004, 82(2): 588-594.
6. С е р г и е н к о  С.С.,  С е р г и е н к о  Г.Ф.,  В л а с о в а  Н.В.,  Б о р о в а я  Н.Б. Применение фармакологических препаратов при тренировке быстроаллюрных лошадей. В сб.: Интенсификация коневодства. ВНИИК, 1985: 79-90.
7. К а л ь н и ц к и й  Б.Д.,  К у з н е ц о в  С.Г.,  Б а т а е в а  А.П. и др. Методические указания по изучению минерального обмена у сельскохозяйственных животных. Боровск, 1988.
8. К о р о л ю к  М.А.,  И в а н о в а  Л.И.,  М а й о р о в а  И.Г. и др. Метод определения активности каталазы. Лаб. дело, 1988, 1: 16-18.
9. К у д р я в ц е в  А.А. Исследования крови в ветеринарной диагностике. Ч. 1. М., 1952.
10. А л е к с е е в а  Н.Н. Изменение активности церулоплазмина в сыворотке крови под воздействием различных факторов. Гигиена и санитария, 1991, 8: 70-71.
11. С а з о н т о в а  Т.Г.,  А р х и п е н к о  Ю.В.,  М е е р с о н  Ф.З. Увеличение активности ферментов антиоксидантной защиты сердца при адаптации крыс к коротким стрессорным воздействиям. Бюл. эксп. биол. и мед., 1987, 104(10): 411-413.
12. К и м  Л.Б.,  К а л м ы к о в а  Е.Ю. Диагностическое и прогностическое значение сывороточного церулоплазмина. Клин. лаб. диагностика, 2006, 5: 13-19.
13. М и к а е л я н  Э.М.,  Б а р с е г я н  Л.А. Перекисное окисление липидов в крови при остром стрессе. Журн. эксп. и клин. медицины, 1988, 28(3): 286-292.
14. К о л о с о в а  Н.Г.,  М а т а е в  Р.Н.,  К у л и к о в  В.Ю. Влияние гормонов надпочечников на распределение токоферола в организме. Тез. II Всес. конф. «Биоантиоксидант». Т. 1. Черноголовка, 1986: 137-138.
15. Г о л и к о в  П.П.,  Д а в ы д о в  Б.В.,  М а т в е е в  С.Б. Механизмы активации перекисного окисления липидов и мобилизации эндогенного антиоксиданта a-токоферола при стрессе. Вопр. мед. химии, 1987, 33(1): 47-50.
16. Х а л и л о в  З.М. Сравнительная характеристика некоторых показателей белкового обмена у коров разных пород. Автореф. канд. дис. Рязань, 1972.
17. А н т о н о в  А.В. Перекисное окисление липидов у спортивных лошадей при тренинге. С.-х. биол., 2009, 2: 65-69.      
18. В л а д и м и р о в  Ю.А. Основные молекулярные механизмы изменения проницаемости биологических мембран в патологии. В сб.: Патология мембранной проницаемости. М., 1975: 20-21.
19. П р о ш и н а  М.П.,  М а т ю ш и н  А.И. Антиоксидантная роль андрогенов. Фармакол. и токсикол., 1982, 1: 24-26.

SOME PARAMETERS OF ANTIOXIDANT PROTECTION SYSTEM IN SPORTING HORSES DURING VARIOUS INTENSITY TRAINING

A.V. Antonov

In triathlon horses of half-blooded races the author determined the content of the most important antioxidants in blood over a period of annual training cycle and at dynamics «rest—work—relaxation». It was shown, that by the end of annual cycle the catalase biosynthesis is reducing, but the ceruloplasmin biosynthesis is raising, the α-tocopherol mobilizes from tissues reserves, quantitative ratio between glutathione fractions changes for benefit of oxidated form, that suggests about the increase of load on antioxidant systems. The essential differences between stallions, mares and geldings the author doesn’t revealed.

Key words: horses, triathlon, antioxidants, α-tocopherol, catalase, caeruloplasmin, glutathione.

Оформление электронного оттиска