Abstract

fundal

Rezultatele experimentelor care implică pui de găină și curcani indică faptul că nivelurile crescute de metionină (Met) pot îmbunătăți protecția antioxidantă a țesuturilor la păsările cu creștere rapidă. Acesta este un aspect important deoarece infecțiile virale induc stres oxidativ. Scopul acestui studiu a fost de a verifica ipoteza că dietele de curcan cu conținut crescut de Met pot suprima procesele de oxidare induse de infecția cauzată de virusul enteritei hemoragice (HEV) și că efectul observat este determinat de forma chimică a acestui aminoacid: DL-metionină (DLM) sau analogul DL-hidroxi al Met (MHA).

diferitelor

Rezultate

Conținutul de Met dietetic cu peste 40% mai mare decât nivelul recomandat de NRC (1994) a intensificat peroxidarea lipidelor în intestinul subțire, ducând la o creștere a nivelurilor de malondialdehidă (MDA) și peroxid lipidic (LOOH), dar a stimulat și mecanismele antioxidante în sângele și ficatul curcanilor infectați cu HEV. În comparație cu DLM, MHA a contribuit la simptome mai severe de stres oxidativ, cum ar fi niveluri crescute de MDA în intestine și o scădere a activității glutation peroxidazei (GPx) și a capacității de reducere ferică a plasmei (FRAP).

Concluzii

La curcanii infectați cu HEV, dietele cu un conținut crescut de Met nu au avut un efect antioxidant clar, ceea ce a fost observat la păsările neinfectate. Activitatea prooxidantă a Met observată în peretele intestinal subțire a fost suprimată în sângele și ficatul curcanilor, cel mai probabil datorită sintezei intensificate de acid uric și glutation. În comparație cu MHA, DLM a avut o influență mai benefică asupra parametrilor analizați ai stării redox la nivelul intestinului subțire, sângelui și ficatului curcanilor.

Introducere

Datorită nivelului scăzut de metionină (Met) din ingredientele naturale pentru hrana animalelor, dietele comerciale de păsări de curte au fost suplimentate cu Met de calitate furajeră, în principal DL-metionină (DLM) sau analogul hidroxi Met (MHA), ca DL-2-hidroxi-4 - acid (metil) butanoic [30]. Dovezile experimentale au arătat că mulți aminoacizi, inclusiv Met, joacă un rol dublu, nutrițional și imunostimulator [1, 3, 4, 9, 10, 16, 17, 31]. Conform unui nou concept, aminoacizii care participă și reglează căile metabolice cheie pentru a îmbunătăți sănătatea, supraviețuirea, creșterea, dezvoltarea, lactația și reproducerea organismelor sunt clasificate ca funcționale [32]. Acest grup de aminoacizi include aminoacizi sulfurici, în principal Met și cisteină [32], despre care s-a constatat că ameliorează simptomele stresului oxidativ intestinal [21]. Rezultatele unor studii [2, 5] indică faptul că pot fi obținute beneficii semnificative pentru sănătate cu niveluri dietetice foarte ridicate de Met, de aproape două ori mai mari decât cele recomandate pentru a satisface nevoile de creștere ale găinilor. S-a observat o influență benefică a Met asupra stării antioxidante a curcanilor [11, 12, 24] atunci când conținutul de Met alimentar a fost cu aproximativ 50% mai mare decât cel recomandat de NRC [18].

Simptomele mai puțin severe de stres oxidativ din intestine ca răspuns la suplimentarea dietetică cu Met, observate de Ruth și Field [21], pot fi un aspect important în infecțiile virale și bacteriene la păsările de curte. Cercetările anterioare au demonstrat că infecțiile virale și bacteriene duc la imunosupresie la păsările de curte [14, 22] și induc stres oxidativ în celule [13, 24, 27]. Într-un experiment efectuat pe pui infectați cu virusul bolii Newcastle (NDV), s-au observat modificări metabolice multiple induse de stresul oxidativ în țesuturi, inclusiv o creștere a nivelurilor de malondialdehidă (MDA) și o scădere a concentrațiilor reduse de glutation (GSH) și a activitățile enzimelor antioxidante (superoxid dismutază - SOD, glutation peroxidază - GPx, glutation reductază și glutation S-transferază) [24]. Într-un alt studiu [13], găinile ouătoare infectate cu virusul bolii Marek (MDV) s-au caracterizat printr-o creștere a nivelurilor de MDA și derivați carbonilici (PC) și o scădere a concentrațiilor de GSH și a statusului antioxidant total (TAS) în sânge . Niveluri crescute de MDA și activități scăzute ale enzimelor antioxidante (SOD și GPx) au fost observate și în sângele puilor infectate cu virusul bronșitei infecțioase aviare (IBV) [27].

Având în vedere cele de mai sus, rezultatele studiilor recente par interesante deoarece sugerează că creșterea nivelului de Met în dietă poate îmbunătăți protecția imunitară și antioxidantă la curcanii tineri clinic sănătoși [11, 12, 15, 34]. Cele de mai sus se aplică dietelor suplimentate cu DLM și MHA, care chimic nu este un aminoacid, ci un precursor metabolic al DLM, ușor convertit în L-metionină atunci când intră în țesuturile animale [30]. Unele experimente cu găini și curcani [20, 26 29] au arătat că dietele suplimentate cu MHA, în comparație cu tratamentele dietetice DLM, se disting prin efectele lor asupra îmbunătățirii stării antioxidante a păsărilor, care se manifestă prin creșterea concentrației totale și reduse de glutation în ficatul. Prin urmare, se pune întrebarea dacă adăugarea crescută de DLM sau MHA sintetic la dietele păsărilor de curte ar putea atenua simptomele stresului oxidativ la păsările expuse la infecții virale.

Obiectivul acestui studiu a fost de a verifica ipoteza care postulează că dietele de curcan cu conținut crescut de Met pot suprima procesele de oxidare induse de infecția cauzată de virusul enteritei hemoragice (HEV) și că efectul observat este determinat de forma chimică a acestui aminoacid: DL-metionină (DLM) sau analogul DL-hidroxi al Met (MHA).

Metode

Păsări și practici generale de gestionare

Proiectare experimentală: tratamente dietetice și inoculare experimentală

Păsările au fost repartizate aleatoriu în patru tratamente dietetice, cu 30 de păsări pe grup, tratate cu diferite niveluri și surse de Met suplimentat. Numărul total de păsări dintr-un singur tratament a fost adaptat la dimensiunea țarcurilor, în funcție de densitatea utilizată la creșterea curcanului. Pentru studiile fiziologice, 8 păsări au fost selectate din fiecare tratament, acceptat în mod obișnuit ca număr minim de animale (curcani) cu un genotip unificat care asigură rezultate fiabile, reproductibile și semnificative statistic, fără a repeta procedura datorită variabilității mari în grup.

Au fost utilizate două surse de Met suplimentar, DL-Met (Evonik Industries, Krefeld, Germania) sau MHA (sare de calciu a acidului 2-hidroxi-4- (metil) butanoic, Novus International, Inc., St. Lois, MO). Nivelurile de Met dietetice care au fost adaptate pentru a îndeplini recomandările NRC (1994) au fost considerate „scăzute” (L), iar tratamentele cu dietă Met crescută, cu peste 40%, așa cum au propus unele companii de reproducere, au fost indicate ca „ridicate” (H). Valoarea nutrițională a dietelor bazale (Tabelul 1) a fost calculată în conformitate cu tabelele poloneze de analiză a furajelor [25]. Conținutul analizat de L sau H Met (inclusiv cantitatea echivalentă de MHA) a fost de 0,55 și 0,78% în săptămânile 1-4, și 0,45 și 0,65% în săptămânile 5-8, respectiv. Pregătirea dietelor experimentale și determinarea conținutului final de Met în dietă sunt descrise anterior de Jankowski și colab. [11]. La vârsta de 42 de zile, curcanii au fost inoculați experimental cu 1 ml dintr-o suspensie care conține HEV la o doză de 10 4,3 EID50, administrată în cultură cu o sondă [14].

Colectarea probelor și analize

Parametrii biochimici și antioxidanți au fost determinați în sânge, omogenizați ai peretelui intestinal subțire și ficat. Probele de sânge (5 ml) au fost colectate în eprubete care conțin heparină (la o concentrație de 20 UI/ml) și probe de țesut au fost prelevate de la 8 păsări pe grup. Probele de sânge heparinizate au fost centrifugate timp de 10 min × 3000 g la 4 ° C, iar plasma a fost depozitată la - 70 ° C până la analiză. Un analizor automat biochimic HORIBA (Kyoto, Japonia) a fost utilizat pentru a determina glucoza plasmatică (GLU), triacilglicerolii (TAG), colesterolul total (TC), acidul uric (UA), proteinele totale (TP) și albumina (ALB) și activitățile a alaninei aminotransferazei (ALT), a aspartatului aminotransferazei (AST), a fosfatazei alcaline (ALP), a creatin kinazei (CK) și a lactatului dehidrogenazei (LDH). După cum sa descris anterior [19], următorii indicatori ai stării redox au fost determinați în plasma sanguină, ficatul și peretele intestinal subțire al curcanilor: concentrațiile de peroxid lipidic (LOOH), malondialdehidă (MDA), suma GSH redus și GSH oxidat (GSH + GSSG), capacitatea de reducere ferică a plasmei (FRAP), vitamina C, superoxid dismutază (SOD) și catalază (CAT). Activitățile SOD și GPx au fost determinate în sânge și țesuturi folosind truse de diagnostic Ransod și Ransel (Randox Laboratories, Crumlin, Marea Britanie).

analize statistice

Calculele statistice au fost făcute cu ajutorul ANOVA bidirecțională (software Statistica 10.0) luând în considerare doi factori principali (efectul nivelului de met dietetic și efectul sursei de met dietetic), precum și interacțiunea dintre acești factori (nivelul × interacțiunea sursă). În tabele, valorile medii (n = 8) cu SEM cumulate sunt prezentate, iar semnificația statistică a fost luată în considerare la p

Rezultate

Parametrii redox ai peretelui intestinal subțire

Tratamentele dietetice aplicate au afectat parametrii selectați ai stării redox în peretele intestinal subțire (Tabelul 2). Curcanii hrăniți cu diete cu conținut mai ridicat de Met au fost caracterizați prin activitate CAT mai mare (P = 0,008), activitate SOD mai micăP Tabelul 2 Parametrii redox ai peretelui intestinal subțire la curcani alimentați cu diete cu diferite surse și conținut de Met (n = 8)

Parametrii biochimici și redox ai plasmei sanguine

Nu s-au găsit diferențe semnificative în parametrii biochimici analizați din sânge ai curcanilor hrăniți cu diete cu conținut și surse diferite de Met, cu excepția nivelurilor plasmatice de UA (Tabelul 3), care au crescut odată cu creșterea nivelurilor de incluziune a Met dieteticeP = 0,019). O interacțiune semnificativă cu doza Met × sursă (P = 0,013) a fost observat și pentru nivelurile plasmatice ale UA: nivelul DLM mai mare nu a avut niciun efect asupra parametrului de mai sus, în timp ce nivelul mai ridicat al MHA a crescut concentrațiile UA în plasma sanguină a curcanilor.

S-au observat modificări multiple ale stării redox de sânge ca răspuns la diferite niveluri și surse de Met în dietă (Tabelul 4). Conținutul de Met dietetic nu a avut nicio influență asupra concentrațiilor de vitamina C, activitățile SOD, GPx și CAT sau capacitatea antioxidantă totală determinată în testul FRAP. Nivelul Met mai ridicat a crescut GSH + GSSG (P = 0,012) și LOOHP = 0,035) și au avut tendința de a scădea nivelurile de MDA în plasma sanguină a curcanilor (P = 0,062). În comparație cu DLM, MHA a scăzut concentrațiile de vitamina C (P Tabelul 4 Parametrii redox de sânge la curcani alimentați cu diete cu surse și conținut diferit de Met (n = 8)

Parametrii redox ai ficatului

Ambii factori experimentali, adică nivelul și sursa Metului dietetic, parametrii afectați ai stării redox a ficatului la curcani (Tabelul 5). Creșterea conținutului de Met în dietă a dus la o creștere a activităților CAT și SOD (P = 0,009 și P Tabelul 5 Parametrii redox ai ficatului la curcani alimentați cu diete cu diferite surse și conținut de Met

Discuţie

În studiile anterioare, nivelurile crescute de Met dietetice au îmbunătățit protecția antioxidantă a mucoasei intestinale. Producția crescută de glutation, niveluri mai ridicate de capacitate antioxidantă totală și oxidarea redusă a proteinelor au fost observate în mucoasa intestinală a găinilor alimentate cu diete suplimentate cu DLM [23]. Niveluri mai mici de MDA s-au găsit în mucoasa duodenală a curcanilor tineri hrăniți cu diete suplimentate cu MHA [20].

Rezultatele studiilor anterioare indică faptul că nivelurile crescute de Met în dietă au exercitat efecte antioxidante la păsări de curte, manifestate prin niveluri crescute ale UA plasmatice [6, 28] și activități sporite ale unor enzime antioxidante importante, cum ar fi SOD și GPx în sânge [26]. În experimentele noastre anterioare efectuate pe curcani neinfectați [11, 34], nivelurile crescute de Met în dietă au îmbunătățit parametrii antioxidanți ai plasmei din sânge prin creșterea activității SOD, a nivelurilor totale de glutation și a valorilor FRAP. În studiul actual, o creștere similară a conținutului de Met dietetic a crescut nivelul plasmatic al UA și a îmbunătățit unii indicatori ai stării redox de sânge, adică a crescut nivelurile totale de glutation și a scăzut concentrațiile de LOOH, dar nu a crescut activitățile enzimelor antioxidante sau valorile FRAP.

În prezentul experiment, s-a observat o creștere a nivelurilor UA și modificări considerabile ale parametrilor de stare redox analizați în plasma sanguină a curcanilor, posibil datorită activității antioxidante a Met (mai mare în cazul DLM) și a stresului oxidativ cauzat de HEV infecţie. Prezența stresului oxidativ în celule și țesuturi, indusă de infecții bacteriene și virale la păsări de curte, a fost, de asemenea, raportată de alți autori. Simptomele stresului oxidativ au inclus o creștere a nivelurilor de MDA și o scădere a concentrațiilor de GSH și a activităților enzimelor antioxidante [24], o creștere a nivelurilor de MDA și a derivaților carbonilici (PC) și o scădere a concentrațiilor de GSH și TAS în sânge [13], o scădere a activităților enzimelor antioxidante și o creștere a nivelurilor de MDA [32].

Rezultatele acestui studiu indică faptul că conținutul de Met în dietă este cu aproximativ 40% mai mare decât nivelul recomandat de NRC (1994) peroxidarea lipidică intensificată în intestinul subțire, ducând la o creștere a nivelurilor de MDA și LOOH, dar a stimulat și mecanismele antioxidante în sângele și ficatul curcanilor infectați cu HEV. În comparație cu DLM, MHA a crescut activitățile SOD și CAT și a scăzut activitatea GPx și valorile FRAP.

Concluzii

La curcanii infectați cu HEV, dietele cu un conținut crescut de Met nu au avut un efect antioxidant clar, ceea ce a fost observat la păsările neinfectate. Activitatea prooxidantă a Met observată în peretele intestinal subțire a fost suprimată în sângele și ficatul curcanilor, cel mai probabil datorită sintezei intensificate de acid uric și glutation. În comparație cu MHA, DLM a avut o influență mai benefică asupra parametrilor analizați ai stării redox la nivelul intestinului subțire, sângelui și ficatului curcanilor.