авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Сравнительное изучение показателей энтерального и межуточного обмена углеводов и липидов у трансгенных и интактных свиней

на правах рукописи

БУЗИНА Ольга Викторовна

СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭНТЕРАЛЬНОГО И

МЕЖУТОЧНОГО ОБМЕНА УГЛЕВОДОВ И ЛИПИДОВ

У ТРАНСГЕННЫХ И ИНТАКТНЫХ СВИНЕЙ

Специальность: 03.03.01 – физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Москва – 2010

Работа выполнена на кафедре морфологии и физиологии животных Российского государственного аграрного университета - МСХА имени К.А.

Тимирязева.

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Шевелев Николай Серафимович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Максимов Владимир Ильич доктор биологических наук, профессор Епифанов Виктор Геннадьевич

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных животных

Защита диссертации состоится «15» декабря 2010 г. в 14.30 часов на заседании диссертационного совета Д 220.043.09 при Российском государственном аграрном университете – МСХА имени К.А. Тимирязева по адресу: 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 49, Ученый совет РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ имени Железнова ФГОУ ВПО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева.

Автореферат разослан «12» ноября 2010 г. и размещен в сети Интернет на сайте университета www.timacad.ru

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук А.А. Ксенофонтова 1.

Общая характеристика работы

Актуальность темы Возникновение и бурное развитие биотехнологии и ее основных ветвей – клеточной и генной инженерии, создает возможности более быстрого и радикального воздействия на организм животных, расширения и ускорения их селекции. Основной целью работ по генной инженерии в животноводстве является создание и изучение уникальных племенных животных с измененной и устойчивой наследственностью, используемых в больших популяциях для их совершенствования, повышения продуктивности и качества продукции.

В настоящее время генные инженеры главные усилия направляют на создание новых генных конструкций, преследуя чисто прагматические цели – получение определенного продукта, являющегося результатом экспрессии чужеродного гена. В то же время не следует забывать, что любая чужеродная генная конструкция не подчиняется простой связи «ген - признак», а затрагивает многие стороны организма, меняя его в целом. Это особенно относится к трансгенным животным с интегрированными в геном генными конструкциями, продукты экспрессии которых несут функции регуляторов обмена веществ. В этих случаях следует ожидать значительных изменений в характере обмена веществ, физиологии, биохимии и морфологии организма.

Опыты по получению и изучению трансгенных животных проводятся во многих странах мира. Но, несмотря на многочисленность и многообразие этих исследований, многие факторы, определяющие эффективность экспрессии чужеродных генов в клетках целостного организма остаются недостаточно изученными. В связи с этим, изучение экспрессии введенных генов и изучение их взаимосвязи с физиолого-морфологическими признаками у трансгенных свиней является актуальной задачей.

Цель и задачи исследования Целью диссертационной работы явилось изучение в сравнительном аспекте показателей энтерального и межуточного обмена углеводов и липидов у интактных и трансгенных свиней разных поколений.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Изучить клинико-гематологичаские показатели у интактных и трансгенных свиней 2. Изучить динамику отдельных фракций химуса (растворимой фракции, плотной эндогенной фракции и пищевых частиц) на протяжении желудочно-кишечного тракта.

3. Изучить обмен углеводов и липидов между фракциями химуса в разных отделах пищеварительного тракта и роль разных отделов кишечника в абсорбции углеводов и липидов.

4. Определить содержание основных биохимических показателей в крови во взаимосвязи с обменом углеводов и липидов в желудочно-кишечном тракте.

5. Изучить продуктивные показатели у интактных и трансгенных свиней.

Научная новизна и практическое значение работы Впервые получены данные по структуре химуса свиней. Изучен обмен углеводов и липидов у интактных и трансгенных свиней 2-го и 8-го поколений между фракциями химуса в разных отделах ЖКТ.

Научные положения, выносимые на защиту 1. результаты исследований биохимических показателей крови в связи с углеводным и липидным обменом;

2. особенности структуры химуса у свиней и соотношения фракций химуса;

3. влияние трансгенеза на углеводный и липидный обмен.

Апробация работы Основные положения диссертации были доложены на научных конференциях молодых ученых и специалистов РГАУ - МСХА имени К.А.Тимирязева (2006, 2007 г.г.).

Публикация материалов работы.

По материалам диссертации опубликовано 3 печатных научных работы, в том числе 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК.

Объем и структура работы Диссертационная работа изложена на 154 страницах компьютерного набора, содержит 28 таблиц, 31 рисунок. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов собственных исследований и их обсуждений, выводов и предложений, списка литературы, включающего 201 источник, из них 85 на иностранных языках, приложений.

2. Материал и методика исследований Опыт проводили в 2003 - 2004 г.г. в условиях вивария Всероссийского научно-исследовательского института животноводства, лабораторные исследования на кафедре физиологии и морфологии животных РГАУ – МСХА имени К.А.Тимирязева.

Для опыта были сформированы 3 группы помесных свинок ( крупная белая X ландрас) методом пар - аналогов, по 3 животных в каждой группе (рис. 1).

Сравнительное изучение показателей энтерального и межуточного обмена углеводов у трансгенных и интактных свиней Объект исследований:

свинки породы Ландрас Х КБ Контрольная группа: Опытная группа I: Опытная группа II:

интактные животные, трансгенные трансгенные животные (I ОГ) животные (II ОГ) 3 гол.

2-го поколения, 3 гол. 8-го поколения, 3 гол.

Исследуемые показатели Зоотехнические: Содержимое Корма: Кровь: количество зоотехничес- живая масса, масса ЖКТ: форменных элементов, кий анализ желудка и отделов клетчатка, гемоглобина, глюкозы, кишечника, масса глюкоза, общих липидов, паренхиматозных ЛЖК, жир, рН триглицеридов, органов холестерина Рис. 1. Схема опыта Доращивание и откорм свинок осуществлялся с двухмесячного до девятимесячного возраста, по достижении в среднем живой массы 110 кг.

Животные с 61 до 104-суточного возраста получали комбикорм СК-5, а с 105 до 274-суточного возраста – комбикорм СК-7 (состав и питательность комбикормов представлены в табл. 1). Кормление – нормированное двухразовое, со свободным доступом к воде. Рационы удовлетворяли потребностям животных в энергии и всех нормируемых элементах питания.

Таблица Состав и питательность комбикормов СК-5 СК- Состав, % Овес - 4, Пшеница 30,0 40, Ячмень - 33, Ячмень без пленок 41,6 Отруби пшеничные 10,0 5, Шрот подсолнечный 6,58 8, Шрот соевый 5,88 2, Мука рыбная 1,00 СОМ 1,50 Лизин кормовой 0,03 Смесь кормовая белковая - 2, Мел кормовой 1,00 0, Соль поваренная 0,29 0, Фосфат 1,12 0, Премикс КС-3 1,00 Премикс КС-5 - 1, Ферментная добавка 0,01 Ароматическая добавка 0,01 В 1 кг комбикорма Обменная энергия, мДж 12,99 12, Кормовые единицы 1,22 1, Показатели качества, % Сырая клетчатка 4,99 5, Сырой протеин 16,05 14, Сырой жир 2,66 2, Лизин 0,74 0, Метионин + Цистин 0,59 0, NaCl 0,40 0, Кальций 1,02 0, Фосфор 0,8 0, В течение эксперимента производили отбор проб крови из хвостовой вены. В конце эксперимента был произведен убой животных с последующим отбором средних проб химуса из каждого отдела ЖКТ (желудок, двенадцатиперстная кишка, начало, середина и конец тощей кишки, подвздошная, слепая, ободочная и прямая кишки).

В процессе эксперимента производили зоотехнический анализ кормов, определяли содержание сухого вещества в цельном содержимом желудка и кишечном химусе.

На протяжении опытного периода определяли гематологические показатели (количество форменных элементов методом подсчета в камере Горяева, количество гемоглобина в гемометре Сали), а также общие липиды, триглицериды и холестерин с помощью соответствующих наборов реагентов в сыворотке и плазме крови.

Содержимое желудка, тонкого и толстого кишечника разделяли на отдельные фракции: непереваренные пищевые частицы (ПЧ), растворимая фракция (РФ) и плотная эндогенная фракция (ПЭФ) – по разработанной на кафедре физиологии и биохимии животных РГАУ-МСХА им. Тимирязева методике.

В химусе и его фракциях определяли содержание клетчатки, глюкозы, ЛЖК, сырого жира. Содержание клетчатки в цельном химусе и фракции ПЧ определяли по методу Геннеберга и Штомана. Содержание сырого жира определяли в цельном химусе и фракции ПЧ экстрагированием эфиром по методу Рушковского. Общее количество ЛЖК определяли в РФ химуса методом паровой дистилляции в аппарате Маркгама. Глюкозу определяли в РФ химуса с помощью набора реактивов «Глюкоза-Орто-100-СПб» фирмы «Синтакон» ортотолуидиновым методом.

Статистическую обработку цифрового материала осуществляли по методике, изложенной в курсе «Теория вероятностей» Е. С. Вентцель (1962).

3. Результаты исследований 3. 1. Морфологические и биохимические показатели крови подопытных животных Основные клинико-гематологические показатели, характеризующие общее состояние животных, изменялись незначительно в пределах физиологических норм. Проведенные анализы по определению содержания в плазме крови свиней продуктов метаболизма, позволили установить, что их концентрация во всех группах также находилась в пределах физиологической нормы (табл. 2).

Таблица Биохимические показатели крови трансгенных и контрольных свиней Показатели Интактные Трансгенные свинки свинки 2-го поколения 8-го поколения 1 2 3 а b 97,7 ± 0,7а Глюкоза, мг% 90,8 ± 3,87 113,6 ± 0, Общие липиды, г% 0,36 ± 0,01 0,36 ± 0,02 0,36 ± 0, а b 10,6 ± 0,14b Фосфолипиды, % 11,9 ± 0,15 10,3 ± 0, Моно- и диглицериды, % 2,17 ± 0,14а 1,52 ± 0,10b 1,33 ± 0,07b 3,59 ± 0,32а 2,44 ± 0,12b 2,49 ± 0,12b Холестерол, % 37,7 ± 0,34а 44,6 ± 0,57b 44,1 ± 0,46b Этерифицированный холестерол, % 38,3 ± 0,16а 35,6 ± 0,43b 35,8 ± 0,27b Триглицериды, % 5,91 ± 0,18а 5,32 ± 0,07b 5,57 ± 0,07а НЭЖК, % СТГ, нг/мл 1,40 ± 0,10 1,50 ± 0,00 1,40 ± 0, Примечание: здесь и далее при одинаковых буквенных обозначениях – разность не достоверна, при разных обозначениях – разность достоверна При сравнении содержания в крови отдельных метаболитов у свиней различных групп, как с контрольной группой, так и между собой отмечаются следующие различия.

Концентрация соматотропного гормона в крови свинок 2-го поколения имела тенденцию к повышению (на 7,14 %) в сравнении с контрольными животными, что возможно являлось одной из причин более интенсивного прироста живой массы в период с 4 до 8-ми месячного возраста, в то время как у трансгенных свинок 8-ого поколения заметных отличий выявлено не было.

Концентрация глюкозы в сыворотке крови трансгенных животных 2-го поколения была выше на 25%, а свинки 8-го поколения имели лишь тенденцию к повышению на 7,6%, в сравнении с интактными животными, но этот показатель был достоверно ниже, чем у свинок 2-ого поколения на 16%.

Концентрация общих липидов в сыворотке крови у животных всех групп находилась на одном уровне – 0,36 мг%. При этом по классам отдельных липидов имелись существенные отличия, а именно, содержание фосфолипидов, моно- и диглицеридов, холестерола, триглицеридов и НЭЖК была больше у животных контрольной группы на 13,6%, 30,0%, 32,0%, 6,9%, 10,0% соответственно, чем у трансгенных свинок 2-ого поколения и на 11,5%, 38,7%, 30,6%, 6,5%, 5,8%, соответственно, чем у трансгенных свинок 8-ого поколения (разность достоверна по всем показателям, кроме НЭЖК для трансгенных свинок 8-ого поколения). И, напротив, содержание этерифицированного холестерола выше у трансгенных свинок 2-го поколения на 18,5%, у трансгенных свинок 8-го поколения – на 17,0%, чем в контрольной группе (разность достоверна).

3.2. Динамика соотношений фракций химуса по мере его прохождения по пищеварительному тракту Полученные в ходе эксперимента результаты показывают, что содержание сухого вещества в химусе меняется по мере продвижения его по желудочно-кишечному тракту (рис. 2).

На содержание сухого вещества в разных отделах ЖКТ оказывают влияние многие факторы: поступление слюны, воды и корма в желудок, секреция желудочного сока, в кишечнике – поступление желчи, поджелудочного и кишечного соков, в то же время в тонком кишечнике происходит активное всасывание продуктов расщепления, в толстом – воды, а питательных веществ в меньшей степени.

При общей одинаковой динамике содержания сухого вещества в химусе можно отметить некоторые межгрупповые отличия.

контрольная группа трансгенные свинки поколоения трансгенные свинки поколения желудок 12-ти тощая (1 тощая (2 тощая (3 подвздошная слепая ободочная прямая перстная треть) треть) треть) Рис. 2. Динамика содержания сухого вещества в цельном химусе ЖКТ интактных и трансгенных свинок В целом, у трансгенных свинок 2-го поколения можно отметить более медленное продвижение химуса в начальных отделах кишечника и более интенсивные процессы всасывания воды в прямой кишке в сравнении с интактными свинками. У трансгенных свинок 8-го поколения можно отметить более быстрое продвижение химуса в начальных отделах кишечника в сравнении с интактными и трансгенными свинками 2-го поколения.

Снижение процента сухого вещества в химусе в тонком отделе кишечника можно объяснить поступлением в двенадцатиперстную кишку желчи и пищеварительных соков и активным всасыванием питательных веществ в тощей кишке. В толстом отделе кишечника содержание сухого вещества повышается, что обусловлено интенсивной абсорбцией воды.

Проведенные нами исследования не выявили существенных различий в структуре химуса у свинок контрольной и опытных групп. Доля сухого вещества отдельных фракций в цельном химусе меняется по мере его продвижения аналогично у всех групп. Однако следует отметить некоторые особенности в соотношении разных фракций химуса на протяжении пищеварительного тракта.

Исследования структуры химуса животных показали, что содержание непереваренных пищевых частиц в химусе ЖКТ свинок меняется от 12,8% (12-ти перстная кишка) до 87,8% (прямая кишка) от сухого вещества цельного химуса (рис. 3). Содержание плотной эндогенной фракции в химусе изменялось в пределах от 74,5% в 12-ти перстной кишке до 8,7% в прямой кишке (рис. 4). Доля сухого вещества растворимой фракции химуса варьировала от 25,0% (первая треть тощей кишки) до 0,66% (в прямой кишке) (рис. 5).

контрольная 60 группа трансгенные 40 свинки поколения трансгенные 20 свинки поколения ка ь) ь) ь) я я ш ок ая ая на ет ет ет на ки ям уд еп ош тр тр тр оч ел сл ая пр од ( ( ( зд ж тн дв об ая ая ая рс по щ щ щ пе то то то и -т Рис. 3. Динамика сухого вещества фракции ПЧ в цельном химусе на протяжении пищеварительного тракта, % контрольная группа трансгенные свинки поколения трансгенные свинки поколения ка ь) ь) ь) я ш я тн ок ая на ая ет ет ет на ки ям рс уд ош еп тр тр тр оч пе ел ая сл пр од ( ( ( зд ж дв об ая ая ая щ щ щ по то то то и -т Рис. 4. Динамика сухого вещества ПЭФ в цельном химусе на протяжении пищеварительного тракта, % контрольная группа трансгенные 10 свинки поколения 5 трансгенные свинки поколения ка ь) ь) ь) я я ш ок ая ая на ет ет ет на ки ям уд еп ош тр тр тр оч ел сл пр ая од ( ( ( зд ж тн дв об ая ая ая рс по щ щ щ пе то то то и -т Рис. 5. Динамика сухого вещества РФ в цельном химусе на протяжении пищеварительного тракта, % По мере продвижения химуса по ЖКТ структура химуса претерпевает изменения, которые наиболее ярко проявляются при его эвакуации из желудка в двенадцатиперстную кишку. У всех групп животных наблюдается тенденция к снижению содержания сухого вещества в химусе двенадцатиперстной кишки – средней части тощей кишки (до 10,2-11,8%). За счет разбавления химуса поджелудочным соком и желчью в химусе проксимальной части тощей кишки возрастает доля растворимой фракции и относительно уменьшается доля пищевых частиц. При поступлении химуса в толстый отдел кишечника происходит его обезвоживание, что проявляется, в конечном счете, на уровне прямой кишки в увеличении концентрации сухого вещества до 19,0-23,4%.

3.3. Динамика питательных веществ в желудочно-кишечном тракте 3.3.1. Содержание клетчатки в цельном химусе и фракции ПЧ по мере его продвижения в пищеварительном тракте Нами изучалось содержание клетчатки в сухом веществе химуса, нативном цельном химусе и сухом веществе фракции ПЧ химуса различных отделов пищеварительного тракта. Эти показатели зависят от скорости эвакуации содержимого желудка в нижележащие отделы ЖКТ и скорости продвижения в кишечнике, а также всасывания продуктов гидролиза в кровь.

Концентрация клетчатки в сухом веществе содержимого желудка интактных свинок находилась на уровне 16,2 %, но уже в тощей кишке наблюдается тенденция уменьшения в 1,9 раза (рис. 6). Скорость продвижения пищевых частиц в начале тонкого отдела кишечника относительно высока и накопление непереваренных пищевых частиц, где содержится клетчатка, в данном отделе кишечника не происходит. В сухом веществе химуса подвздошной кишки увеличивается концентрация клетчатки в 2,1 раза (Р0,05) в сравнении с тощей кишкой. Увеличение содержания клетчатки в сухом веществе химуса происходит за счет всасывания легкопереваримых питательных веществ из химуса и снижения скорости продвижения непереваренных пищевых частиц и, следовательно, постепенного их накопления. В сухом веществе химуса слепой и ободочной кишок наблюдается тенденция к снижению содержания клетчатки.

Уменьшение количества клетчатки происходит в результате ее расщепления до простых сахаров и сбраживания последних. Концентрация клетчатки в сухом веществе химуса прямой кишки, напротив, имеет тенденцию к увеличению – на 15,3 %. Увеличение концентрации клетчатки обусловливается накоплением непереваренных пищевых частиц в прямой кишке.

Подобная динамика содержания клетчатки в разных отделах ЖКТ наблюдается и в нативном цельном химусе и в сухом веществе фракции ПЧ химуса. Разница между контрольной и опытными группами по содержанию клетчатки в сухом веществе химуса составила от 7,6 до 44 %. В нативном химусе разница между контрольной и опытными группами по содержанию клетчатки составила от 0,3 до 48 %.

Следует также отметить тенденцию к увеличению клетчатки в пищевых частицах у трансгенных свинок 8-го поколения – в среднем на 5,5 18,5% больше, чем у интактных и трансгенных свинок 2-го поколения.

Лучшее использование клетчатки наблюдается у трансгенных свинок 2-го поколения. Клетчатка более равномерно распределяется по ЖКТ и лучше гидролизуется ферментами микрофлоры.

контрольная 15 группа трансгенные свинки поколения трансгенные свинки поколения желудок тощая подвздошная слепая ободочная прямая Динамика содержания клетчатки в сухом веществе цельного химуса, % 5, 4, контрольная группа 3, трансгенные свинки 2, поколения трансгенные свинки 1, поколения 0, желудок тощая подвздошная слепая ободочная прямая Динамика содержания клетчатки в нативном цельном химусе, % 40, 35, 30, 25, контрольная группа 20, трансгенные свинки 15,0 поколения трансгенные 10,0 свинки поколения 5, 0, желудок тощая подвздошная слепая ободочная прямая Динамика содержания клетчатки в сухом веществе фракции ПЧ, % Рис. 6. Динамика содержания клетчатки в сухом веществе цельного химуса, нативном цельном химусе и в сухом веществе фракции ПЧ у свинок контрольной и опытных групп, % 3.3.2. Концентрация глюкозы в РФ химуса разных отделов ЖКТ При общей одинаковой динамике концентрации глюкозы в РФ по мере продвижения химуса по ЖКТ, наблюдаются некоторые межгрупповые особенности (рис. 7). Так, у трансгенных свинок 2-го поколения концентрация глюкозы в содержимом желудка на 34 % ниже (Р0,05), чем у контрольной группы и в 2,1 раза ниже (Р0,01), чем у трансгенных свинок 8 го поколения. В двенадцатиперстной кишке и начале тощей кишки у трансгенных свинок 2-го поколения наблюдается наиболее активное всасывание глюкозы в сравнении с интактными свинками и трансгенными свинками 8-го поколения. В двенадцатиперстной кишке у свинок I ОГ в сравнении с контрольной группой концентрация глюкозы была ниже на 39 % (Р0,001), а в сравнении со свинками II ОГ – в 4,2 раза меньше (Р0,01). В начале тощей кишки у свинок I ОГ в сравнении с контрольной группой концентрация глюкозы была меньше в 2,1 раза (Р0,01), в сравнении со свинками II ОГ меньше в 4,5 раза (Р0,01). В середине тощей кишки более интенсивно процессы образования глюкозы происходили у интактных свинок – у свинок I ОГ и II ОГ в сравнении с контрольной группой концентрация глюкозы меньше на 25 и 28,7 % соответственно (Р0,01). В дистальном отделе тощей кишки у трансгенных свинок 2-го и 8-го поколений по-прежнему уровень глюкозы ниже, чем у интактных свинок на 20 и 13 % (Р0,05) соответственно. В подвздошной кишке у свинок II ОГ концентрация глюкозы меньше на 22 % (Р0,05), чем у свинок контрольной группы, что обусловлено сбраживанием глюкозы до ЛЖК ферментами бактерий. В слепой кишке наиболее активно глюкоза сбраживается до ЛЖК у свинок I ОГ – концентрации глюкозы у I ОГ в сравнении с контрольной группой меньше в 2,4 раза (Р0,01), а у II ОГ – на 41 % меньше, чем у контрольной группы. В ободочной и прямой кишках у трансгенных свинок концентрация глюкозы увеличивается, в отличии от интактных свинок, при этом концентрация глюкозы была выше у трансгенных свинок 8-го поколения – на 14 % (Р0,05) в ободочной кишке и в 2,3 раза больше (Р0,01) в прямой кишке в сравнении с контролем.

Более низкая концентрация глюкозы в желудке и тонком отделе кишечника у трансгенных свинок 2-го поколения обусловлена более интенсивным всасыванием в кровь (концентрация глюкозы в крови достоверно выше).

1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, контрольная 1, группа 0, 0, 0, 0,80 трансгенные 0,75 свинки 0,70 поколения 0, 0, трансгенные 0, свинки 0, поколения 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, желудок 12-ти тощая (1 тощая (2 тощая (3 подвздошная слепая ободочная прямая перстная треть) треть) треть) Рис. 7. Динамика концентрации глюкозы в РФ химуса разных отделов ЖКТ, ммоль/л 3.3.3. Концентрация ЛЖК в растворимой фракции химуса разных отделов ЖКТ Микробиальная ферментация питательных веществ химуса с образованием органических кислот начинается в дистальном отделе тонкого кишечника (последняя треть тощей кишки – подвздошная кишка) (рис. 8).

Максимальная метаболическая активность микрофлоры отмечается в слепой и ободочной кишках, Наибольшая концентрация летучих жирных кислот находится в слепой кишке свиней, что, очевидно, связано с благоприятным влиянием среды химуса на развитие определенных групп микроорганизмов, которые расщепляют клетчатку до простых сахаров, а после сбраживают до ЛЖК. При исследовании содержания ЛЖК в РФ химуса было выявлено, что в тонком кишечнике у трансгенных свинок активнее сбраживаются сахара, в результате концентрация ЛЖК у трансгенных свинок выше, чем у интактных свинок. В начале и середине тощей кишки концентрация ЛЖК у I ОГ на 52 и 54 % (Р0,01) соответственно выше, чем у контрольной группы. У II ОГ в начале тощей кишки концентрация ЛЖК была на 26 % выше (Р0,05), чем в контрольной группе и на 40 % ниже (Р0,001), чем в первой опытной группе.

В конце тощей кишки у II ОГ содержание ЛЖК превышало на 115 % данный показатель контрольной группы (Р0,05). В подвздошной кишке концентрация ЛЖК у трансгенных свинок 2-го поколения на 42,7 % больше (Р0,05), чем у свинок контрольной группы, а у трансгенных свинок 8-го поколения – на 88 % больше (Р0,05), чем у свинок контрольной группы.

к ая ая я ь ь ь я ая до ет ет ет на на еп ям тн тр тр тр лу оч ош сл рс пр же од зд пе ая ая ая об дв и щ щ щ по -т то то то контрольная группа трансгенные свинки 2 поколения трансгенные свинки 8 поколения Рис. 8. Динамика концентрации ЛЖК в РФ химуса разных отделов ЖКТ, ммоль/л В толстом кишечнике у трансгенных свинок и 2-го, и 8-го поколений всасывание ЛЖК осуществляется более активно. В слепой кишке у свинок I и II ОГ концентрация ЛЖК ниже на 27 % (Р0,05) и на 60 % (Р0,05) соответственно, чем у свинок контрольной группы. В ободочной кишке концентрация ЛЖК у свинок II ОГ была ниже на 41 % (Р0,05) в сравнении с контрольной группой.

3.3.4. Содержание жира в цельном химусе, пищевых частицах и ПЭФ химуса разных отделов желудочно-кишечного тракта Содержание жира в сухом веществе цельного химуса значительно варьирует у отдельных животных. Но по общей тенденции к середине тощей кишки в целом повышается, возможно, из-за слабого его переваривания в желудке и опережающего переваривания углеводов и белков. После некоторого спада в химусе подвздошной кишки, возвращается к прежнему уровню (рис. 9).

По содержанию жира в сухом веществе цельного химуса можно отметить достоверно более высокое содержание жира в средней части тощей кишки (на 17 %, Р0,05) и достоверно более низкое содержание жира в слепой и ободочной кишках (на 23 % (Р0,001) и в 2,2 раза (Р0,001) соответственно) у трансгенных свинок 2-го поколения.

контрольная группа трансгенные свинки поколения трансгенные свинки поколения ка ь) ь) ь) я я ок ая ая на на ш ет ет ет ям еп уд ош ки оч тр тр тр сл ел пр од зд ая ( ( ( ж об тн дв ая ая ая рс по щ щ щ пе то то то и -т Рис. 9. Динамика содержания жира в сухом веществе цельного химуса интактных и трансгенных свинок, % При разделении химуса на фракции были получены результаты, представленные на графиках (рис. 10-11).

В верхних отделах кишечника содержание жира в пищевых частицах имеет тенденцию увеличения от желудка к началу тощей кишки (особенно у трансгенных свинок 8-го поколения) в связи с усиливающимися процессами переваривания белков и углеводов в ПЧ (рис.10).

контрольная 14 группа трансгенные свинки поколения трансгенные свинки поколения ка ь) ь) ь) я я ок ая ая на ш на ет ет ет ям уд еп ки ош тр тр тр оч сл ел пр од ая зд ( ( ( ж тн об дв ая ая ая рс по щ щ щ пе то то то и -т Рис. 10. Динамика содержания жира в пищевых частицах химуса интактных и трансгенных свинок, % В середине и конце тощей кишки происходят процессы переваривания жира и всасывания продуктов расщепления, и количество жира уменьшается в данных отделах и дистальном отделе кишечника.

Минимальные концентрации жира в пищевых частицах наблюдались в подвздошной и ободочной кишках трансгенных свинок 2-го поколения, что свидетельствует о более интенсивных процессах переваривания жира и всасывания продуктов расщепления в непереваренных пищевых частицах химуса. Более высокая концентрация жира в ПЧ двенадцатиперстной кишки трансгенных свинок, возможно, была обусловлена более медленной эвакуацией жира из желудка в сравнении с контрольной и первой опытной группами.

Несколько иная картина наблюдается при определении содержания жира в плотной эндогенной фракции. Жир в ПЭФ имеет эндогенное происхождение, и динамика его распределения по отделам пищеварительного тракта имеет свои особенности и закономерности (рис.

11).

7, 7, 6, 6, 5, контрольная 5, группа 4, 4, трансгенные 3, свинки 3, поколения 2, трансгенные 2, свинки 1,5 поколения 1, 0, 0, ка ь) ь) ь) я я ок ая ая на ш на ет ет ет ям уд еп ки ош тр тр тр оч сл ел пр од ая зд ( ( ( ж тн об дв ая ая ая рс по щ щ щ пе то то то и -т Рис. 11. Динамика содержания жира в ПЭФ химуса интактных и трансгенных свинок В двенадцатиперстной кишке с желчью выбрасываются омыленные и неомыленные жиры, которые, возможно, осаждаются вместе со слизью (особенно неомыленные), что может повышать существенно их содержание в слизи двенадцатиперстной кишки. Далее они могут частично и довольно быстро расщепляться и уже в начале тощей кишки всасываться. В середине тощей кишки из ПЧ высвобождается кормовой жир под действием сильного влияния липаз и других ферментов желчи и поджелудочной железы с его активным последующим всасыванием. Таким образом, расщепившийся доступный кормовой жир, по достижению химуса подвздошной кишки, успевает перевариться и всосаться. В толстом кишечнике жир почти не переваривается и некоторые колебания в его концентрации обусловлены, главным образом, перевариванием и всасыванием углеводов и азотистых веществ. В среднем, максимальное содержание жира в ПЭФ наблюдалось у трансгенных свинок 2-го поколения (1,65 %), минимальное у трансгенных свинок 8-го поколения (1,19 %).

У трансгенных свинок 2-го поколения в двенадцатиперстной кишке отмечается максимально активная секреция эндогенных липидов – в сравнении с контрольной группой содержание жира в ПЭФ у свинок I ОГ было в 2,5 раза больше (Р0,001, а в сравнении с II ОГ – на 34 % больше (Р0,001), и достаточно быстрое их расщепление в нижележащем отделе кишечника – в начале тощей кишки в сравнении с контрольной группой, содержание жира в ПЭФ у свинок I ОГ было в 3,4 раза меньше (Р0,01).

У интактных свинок более активно происходит высвобождение из ПЧ кормового жира в конце тощей кишки – у трансгенных свинок 2-го и 8-го поколений концентрация жира больше на 25 и 66% (Р0,01) соответственно, его расщепление и всасывание в подвздошной кишке.

3.4. Реакция среды химуса в разных отделах пищеварительного тракта На всем протяжении пищеварительного тракта реакция содержимого кислая или нейтральная. Колебания значений рН химуса (рис. 12) находились в пределах от 4,6 до 5,5 в желудке и от 4,9 до 6,6 в кишечнике, показатели рН химуса у контрольных и трансгенных свинок имели сходную динамику в различных отделах ЖКТ.

6, контрольная 5, группа трансгенные свинки 2-го 4, поколения трансгенные свинки 8-го поколения 3, ка ь) ь) ь) ка ка ка ка ок ет ет ет ш ш ш ш ш уд тр тр тр ки ки ки ки ки ел ( ( ( ая я я ая ая ж на на тн ка ка ка ям еп ош оч ш ш ш рс сл пр од ки ки ки зд пе об дв ая ая ая и -т по щ щ щ то то то Рис. 12. Динамика рН цельного химуса ЖКТ интактных и трансгенных свинок В подвздошной кишке сахара сбраживаются до ЛЖК и кислотность химуса увеличивается. В толстом отделе кишечника процесс сбраживания протекает наиболее активно, большое количество ЛЖК обусловливают снижение показателя рН. В прямой кишке, со снижением количества ЛЖК, рН увеличивается.

У трансгенных свинок 2-го поколения рН химуса желудка не отличался от значения данного показателя интактных свинок. У трансгенных свинок 8 го поколения значение рН имело тенденцию увеличения в сравнении с интактными свинками – на 16,5 %. В двенадцатиперстной кишке у трансгенных свинок 2-го поколения в сравнении с интактными свинками наблюдалось незначительное уменьшение рН химуса, а у трансгенных свинок 8-го поколения значение рН незначительно увеличивался в сравнении с интактными свинками. Начиная с проксимального отдела тощей кишки и до прямой кишки, значения рН у трансгенных свинок 2-го и 8-го поколений незначительно выше значений рН у интактных свинок. Можно отметить, что значение рН в слепой кишке у трансгенных свинок 8-го поколения было выше на 12,7 % выше (Р0,05), чем у интактных свинок и на 6,5 % (Р0,05) выше, чем у трансгенных свинок 2-го поколения.

3.5. Анализ весовых характеристик роста животных и внутренних органов Анализ литературных данных показывает, что трансгенез гена роста не всегда сопровождается активацией роста тела, иногда проявляются отрицательные последствия. Причины этого пока не установлены. Не выяснено также, каким образом наследуется положительное влияние трансгенеза на рост и развитие подсвинков в последующих поколениях. С учетом этих обстоятельств было проведено изучение особенностей роста трансгенных по рилизинг-фактору гормона роста свиней второго и восьмого поколения.

Интактные свинки в начальный период несколько опережают в росте трансгенных свинок 2-го поколения, но отстают от трансгенных свинок 8-го поколения (рис. 13). Трансгенные свинки 8-го поколения превосходили по массе трансгенных свинок 2-го поколения на 30 % (Р0,05). Но к 8 месячному возрасту трансгенные свинки 2-го поколения уже существенно опережали в росте интактных свинок и трансгенных свинок 8-го поколения.

В возрасте 9 месяцев сохраняется такая же тенденция – трансгенные свинки 2-го поколения продолжали расти быстрее, чем интактные и трансгенные свинки 8-го поколения.

По показателям убойной массы и убойного выхода трансгенные свинки 2-го поколения незначительно превосходили интактных и трансгенных свинок 8-го поколения (рис. 14).

контрольная группа трансгенные свинки поколения трансгенные свинки поколения 116 суток 266 суток 276 суток Рис. 13. Динамика живой массы интактных и трансгенных свинок масса туши предубойная масса контрольная группа трансгенные свинки 2 трансгенные свинки поколения поколения Рис. 14. Предубойная и убойная масса интактных и трансгенных свинок В работах большинства авторов отмечается тенденция превосходства трансгенных животных по темпам роста в заключительный период откорма (Брем Г., Эрнст Л.К., Андропов Л.А., Васильева Э.Г., 1995;

Брем Г., Эрнст Л.К., Васильева Э.Г., Акольников В.Е., 1995;

Эрнст Л. К., Шатайло В. Н., 2001). Отсутствие заметных различий по показателям роста между опытными и контрольными животными в ряде поколений позволяет предположить наличие так называемого компенсаторного эффекта. По всей видимости, дополнительный синтез соматотропина в организме трансгенных животных, обусловленный экспрессией hGRF, по принципу обратной связи вызывает увеличение уровня соматостатина – гормона-антагониста hGRF.

Важными параметрами, позволяющими судить о причинах продуктивности животных, являются абсолютная и относительная величины массы внутренних органов. Анализируя полученные данные (табл. 3-4), можно отметить у трансгенных свинок большую массу ЖКТ. У трансгенных свинок 2-го поколения наблюдалась тенденция незначительного увеличения массы почек и печени и уменьшения массы селезенки на 21,7 % в сравнении с интактными свинками. В остальных случаях обнаружена тенденция уменьшения массы органов у трансгенных свинок в сравнении с интактными.

При рассмотрении относительной массы органов можно отметить тенденцию у трансгенных свинок 2-го поколения уменьшения относительной массы сердца, легких, селезенки, почек, печени, поджелудочной железы. У трансгенных свинок 8-го поколения наблюдалась тенденция уменьшения массы сердца, легких, почек, поджелудочной железы. Однако разница между группами во всех исследованных поколениях не была достоверной.

Таблица Масса органов интактных и трансгенных свинок, г трансгенные интактные 2-го поколения 8-го поколения a b 1913 ± 380,0 a желудок 1330 ± 193 2300 ± 0, кишечник 8367 ± 911 9667 ± 0,131 9417 ± 944, сердце 376,7 ± 42,2 338,3 ± 0,021 320,0 ± 26, легкие 968,3 ± 168 793,3 ± 0,094 663,3 ± 141, селезенка 153,3 ± 11,1 120,0 ± 0,008 143,3 ± 8, почки 305,0 ± 63,3 308,3 ± 0,002 265,0 ± 63, печень 1715 ± 190 1763 ± 0,545 1648 ± 115, поджелудочная 141,7 ± 24,4 141,7 ± 0,004 123,3 ± 27, железа Таблица Относительная масса органов, в % от предубойной массы трансгенные интактные 2-го поколения 8-го поколения a b 1,91 ± 0,380 a желудок 1,21 ± 0,101 1,87 ± 0, кишечник 7,65 ± 0,338 7,92 ± 0,131 8,81 ± 1, сердце 0,35 ± 0,044 0,28 ± 0,021 0,29 ± 0, легкие 0,89 ± 0,125 0,65 ± 0,094 0,63 ± 0, селезенка 0,14 ± 0,021 0,09 ± 0,008 0,14 ± 0, почки 0,28 ± 0,047 0,25 ± 0,002 0,24 ± 0, печень 1,57 ± 0,125 0,97 ± 0,545 1,54 ± 0, поджелудочная железа 0,13 ± 0,015 0,12 ± 0,004 0,11 ± 0, ВЫВОДЫ 1. Клинико-гематологические показатели у интактных и трансгенных свинок 2-го и 8-го поколений находились в пределах физиологических норм и не имели межгрупповых различий на протяжении всего эксперимента.

2. По мере продвижения химуса в желудочно-кишечном тракте концентрация сухого вещества в нем закономерно изменяется:

снижается с 14% в 12-перстной кишке до 11,8 % в середине тощей кишки, далее возрастает, достигая в прямой кишке 19,0%. У интактных и трансгенных свинок наблюдается одинаковая направленность динамики изменений при отсутствии значимых различий.

3. Химус в разных отделах кишечника свиней представляет собой гомеостазированную массу, состоящую из пищевых частиц (ПЧ), плотной эндогенной фракции (ПЭФ) и растворимой фракции (РФ), соотношение которых закономерно изменяется по мере продвижения по ЖКТ:

а) в сухом веществе цельного химуса желудка на долю сухого вещества ПЧ приходится в среднем 75,4%, в 12-перстной кишке этот показатель снижается до 18,6%, а по мере продвижения химуса по кишечнику увеличивается, достигая в прямой кишке 86,5%;

б) доля сухого вещества ПЭФ в сухом веществе цельного химуса, напротив, увеличивается: с 15,7% в желудке до 67,3% в 12 перстной кишке, далее постепенно снижается, достигая минимальной 12,2% – в прямой кишке;

в) доля сухого вещества РФ в сухом веществе химуса желудка составляла в среднем 8,8%, максимального значения достигала в начале тощей кишки (24,1%) и затем, по мере продвижения, снижалась до минимума в прямой кишке (1,3%).

Показатели концентрации сухого вещества и структуры химуса на протяжении ЖКТ у интактных и трансгенных свинок не имели достоверных различий.

4. Процессы пищеварения и обмена веществ у сравниваемых групп свинок в целом идентичны, тем не менее, имели следующие особенности:

а) в начальном отделе тонкого кишечника у трансгенных свинок 2 го поколения происходит наиболее активное всасывание глюкозы в сравнении с интактными и трансгенными свинками 8-го поколения.

б) в слепой кишке процессы бактериального переваривания клетчатки более активны у трансгенных свинок 2-го поколения, чем у интактных свинок.

в) сырой жир ПЧ переваривается интенсивнее у интактных свинок и трансгенных свинок 2-го поколения, чем у трансгенных свинок 8-го.

г) трансгенные свинки 2-го и 8-го поколений превосходят интактных сверстников по содержанию в крови глюкозы и этерифицированного холестерола и уступают им по содержанию фосфолипидов, моно- и диглицеридов, холестерола и триглицеридов. Трансгенные свинки 2-го и 8-го поколений не имели различий по вышеуказанным показателям.

5. У трансгенных свинок 2-го поколения в 8-9-месячном возрасте проявляется тенденция к повышению интенсивности роста живой массы в сравнении с интактными и трансгенными свинками 8-го поколения.

6. Ряд изучаемых нами параметров углеводного и липидного обмена указывает на то, что с увеличением числа поколений влияние на них фактора интеграции гена рилизинг-фактора гормона роста существенно утрачивается.

Влияние интеграции гена рилизинг-фактора гормона роста приводит к тенденции увеличения темпа роста трансгенных свиней, это влияние более четко выражено во втором поколении и становится менее выраженным к восьмому поколению.

Рекомендации 1. Установленные нами данные о влиянии интеграции рилизинг-фактора гормона роста на углеводный и липидный обмен могут быть использованы в учебном процессе и при дальнейших исследованиях процессов пищеварения и обмена веществ у свиней.

2. Продолжить изучение роли плотной эндогенной фракции химуса в энтеральном метаболизме липидов и углеводов.

Список научных работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Бузина О.В. Некоторые показатели углеводно-липидного обмена у трансгенных и интактных свиней // Сборник статей Международной научной конференции молодых ученых и специалистов "Приоритетный национальный проект "Развитие АПК" - новые возможности для молодых ученых" / РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева. - Москва, 2006. - С. 224 2. Шевелев Н.С., Полякова Е.П., Бузина О.В. Структура химуса и роль полостной слизи в обмене липидов в ЖКТ свиней. - РЖГГК №5, (Материалы Тринадцатой Российской гастоэнтерологической недели) 3. Шевелев Н.С., Бузина О.В. Селекционный эффект трансгенеза. Животноводство России, спец.вып. Свиноводство, 2008. – С. 29-30.



 




 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.