Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Характеристика ферментного спектра пищеварительного тракта у хищных млекопитающих

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Характеристика ферментного спектра пищеварительного тракта у хищных млекопитающих"

I и

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ОЛЕЙНИК Виктор Михайлович

ХАРАКТЕРИСТИКА ФЕРМЕНТНОГО СПЕКТРА ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОГО ТРАКТА У ХИЩНЫХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ

(03.00.13 - физиология человека и животных)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Санкт-Петербург - 1997

Работа выполнена в Институте биологии Карельского научного центра РАН

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор М.Н. Маслова доктор медицинских наук, профессор В.И. ОВСЯННИКОВ доктор ветеринарных наук, профессор Г.Г. Щербаков

Ведущая организация - Институт физиологии

им. И.П.Павлова РАН

заседании диссертационного совета Д. 063.57.19 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук при Санкт-Петербургском Государственном Университете (199034, С.-Петербург, Университетская наб., 7/ /9)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного университета

Автореферат разослан "/О" и^о^^К 1997 г.

Защита состоится

1997 г. в 16 часов на

Ученый секретарь диссертационного совета д.б.н., профессор Н.Д. Ещенко

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Пищеварительным ферментам принадлежит важнейшая роль в жизнедеятельности любого организма, как начальному звену ассимиляции питательных веществ, необходимых для роста и развития. Для глубокого понимания фундаментальных закономерностей ассимиляции пищи необходимо знать особенности функционирования пищеварительной системы у животных с разной экологической специализацией в питании. Хотя механизмы гидролиза и ассимиляции нутрпентов являются достаточно универсальными (Уголев, 1987), однако большинство фактических данных получено в исследованиях на лабораторных животных, относящихся к всеядным и растительноядным видам. Очень мало сведений имеется о процессе пищеварения у хищных млекопитающих, значительно отличающихся по пищевым потребностям, типу питания, анатомическому строению пищеварительного тракта, скорости транзита пищи и др. (Kainer, 1954; Clemens, Stevens, 1980; Рахимов, Слоним, 1981; Терновский, Терновская, 1994).

Процесс адаптации организма к изменяющимся условиям среды проявляется на клеточном, тканевом, органном уровне. Важнейшим звеном биохимической адаптации является изменение биосинтеза и активности ферментов. Значительное число работ посвящено проблемам адаптивной диссоциации пищеварительных ферментов (Snook, 1974: Озолс, 1984; Уголев и др, 1986; Alpers, 1987; Рахимов, 1992; Pappenheimer, 1993). Выявлена тесная связь между адаптивными перестройками ферментных систем, реализующих полостное и мембранное пищеварение, в результате которых при повышении в диете уровня белка преобладающей становится протеолитическая ферментная цепь, при повышении жира - липолитнческая, углеводов - карбогидразная. Однако у плотоядных млекопитающих, в ходе эволюции приспособившихся к потреблению довольно однородной пищи, пищеварительная система, вероятно, имеет ограниченную способность к адаптивной перестройке ферментных цепей.

Можно полагать, что исследование ферментного спектра пищеварительного тракта хищников, его изменения в ходе постнатального развития и адаптации к диете, откроет пути к пониманию как общих механизмов процесса ассимиляции пищи и приспособления организма к окружающей среде, так и тех специфических особенностей, которые свойственны плотоядным млекопитающим. Особый интерес представляет изучение пищеварения у разных видов хищных пушных зверей, поскольку даст возможность оптимизировать рационы их кормления, что особенно актуально в настоящее время, когда проблема кормов в звероводстве является наиважнейшей.

Цели и задачи исследования. Основная цель исследования заключалась в выявлении общих особенностей ферментного спектра пищеварительного тракта, характерных для плотоядных млекопитающих и отличающих их от всеядных и растительноядных видов. В связи с этим поставлены задачи: 1. В сравнительном исследовании охарактеризовать активность пищеварительных ферментов в желудке, поджелудочной железе и тонкой кишке у нескольких видов хищных пушных зверей - объектов промышленного звероводства, и у представителей всеядных и растительноядных животных. 2. Исследовать топографию пищеварительных гидролаз вдоль тонкой кишки у хищных млекопитающих. 3. Изучить становление активности пищеварительных ферментов у хищников в постнатальном онтогенезе. 4. Выяснить способность пищеварительной системы хищных млекопитающих к перестройке ферментного спектра в ответ на изменение диеты.

Научная новизна работы. Впервые дана подробная характеристика активности ферментов в желудке, поджелудочной железе и тонкой кишке у нескольких видов хищных млекопитающих, относящихся к разным семействам. Выявлены особенности ферментного спектра пищеварительного тракта, отличающие плотоядных от животных с иной экологической специализацией в питании (всеядные, растительноядные). Показано, что плотоядные млекопитающие обладают мощной протеолитической ферментной цепью, умеренной - лцполитической и слабой - карбогидразной.

4

Продемонстрировано, что дистальная часть тонкой кишки у плотоядных в норме функционально более активна, чем у всеядных и растительноядных животных. Максимум активности ряда ферментов в слизистой тонкой кишки, особенно панкреатического происхождения, у плотоядных млекопитающих сдвинут в дистальном направлении. Такой характер ферментной топографии связан с быстрым транзитом пищи и способствует более полному ее гидролизу.

Проведено систематическое изучение становления гидролитической функции пищеварительной системы хищников в ходе постнатального развития. Показано, что важным фактором, контролирующим темпы развития активности разных ферментов является нутритивный компонент. У хищников, наряду с общими для всех млекопитающих перестройками ферментного спектра, имеются особенности, определяемые потреблением высокобелковой пищи. Становление протеолитической активности происходит у хищников в более раннем возрасте, чем карбогидразьой. Уже при окончании периода смешанного питания первая у щенков практически достигает уровня взрослых особей, тогда как активность карбогидраз продолжает увеличиваться по мере взросления.

Установлена слабая способность пищеварительных ферментов у хищников к адаптивной диссоциации под влиянием качественного состава диеты. При изменении в диете соотношения белка, жира и углеводов в течение долгого времени не происходит закономерных изменений активности ферментов, определяемых ее составом. Только при длительном кормлении у норок обнаружена адаптивная перестройка липолитической ферментной цепи.

Практическая значимость работы. Полученные результаты позволяют по-новому оценить степень универсальности процесса ассимиляции пищевых веществ у млекопитающих. Наряду с общими для всех животных закономерностями, у плотоядных имеются определенные отличия, связанные с потреблением животной пищи. Результаты исследований позволяют приблизиться к пониманию

5

адаптивно-компенсаторных перестроек пищеварительного аппарата при экстремальных нагрузках, а также уточнить соотношение генетического и алиментарного факторов в процессе адаптации организма к условиям среды.

Исследование пищеварения у хищных пушных зверей представляет непосредственный практический интерес для звероводства. Полученные данные показывают способность хищных пушных зверей к ассимиляции пищевых веществ различной природы. Установление уровня ферментативной активности пищеварительного тракта у основных объектов клеточного звероводства на разных этапах постнатального онтогенеза дает научное обоснование для составления оптимальных рационов кормления. Знание возможностей пищеварительной системы конкретных видов зверей к гидролизу разных видов кормов позволит подобрать более дешевые компоненты, которые могут эффективно усваиваться этими животными.

Положения, выносимые на защиту: 1. Ферментный спектр пищеварительного тракта у разных видов хищных млекопитающих отличается в зависимости от экологичекой специализации в питании. Плотоядные животные (хорек, норка, песец, лисица) обладают мощной протеолитнческой фементной цепью, умеренной -липолитической и слабой - карбогидразной; различия между ними не выходят за рамки внутривидовой вариабельности. Енотовидная собака по уровню активности пищеварительных ферментов стоит ближе к всеядным, чем к плотоядным животным.

2. В слизистой дистальных отделов тонкой кишки у плотоядных животных, в особенности из семейства куньих, в норме имеет место высокая активность пищеварительных ферментов.

3. В постнатальном онтогенезе у плотоядных происходят изменения ферментного спектра пищеварительного тракта во многом такие же, как у других млекопитающих: увеличение активности пепсина, панкреатических и кишечных ферментов, снижение активности лактазы. Характерной особенностью хищников является опережающее развитие протеолитическои ферментной цепи по сравнению с карбогидразной.

б

4. Во время молочного питания у норок активность пищеварительных ферментов распределяется равномерно вдоль кишки. Значительные колебания прокснмо-дистального градиента активности имеют место при переходе на дефинитивный корм.

5. Пнщеварнтельная система хищников обладает слабой способностью к изменению активности ферментов в соответствии с качественным составом диеты. В тонкой кишке норок при повышении в диете урошш углеводов, происходит сдвиг ферментативной активности в днстальном направлении, а при увеличении белка -в проксимальном.

Апробация работы. Материалы исследования доложены на 3 билатеральном симпозиуме СССР-ЧССР "Физиология и патология пищеварения" (Кишинев, 1981); на 3 Всесоюзной конференции "Биология и патология пушных зверей" (Петрозаводск, 1981); На 9 симпозиуме "Биологические проблемы севера" (Сыктывкар, 1981); на б Всесоюзной конференции по экологической физиологии (Сыктывкар, 1982); на б конференции "Биологические аспекты повышения продуктивности животных и растений" (Рига, 1984); на конференции "Пути совершенствования научно-технического прогресса в сельскохозяйственном производстве" (Одесса, 1985); на конференции "Интенсификация животноводства и кормопроизводства в нечерноземной зоне РСФСР" (Йошкар-Ола, 1986); на 3 Всесоюзном симпозиуме "Мембранное пищеварение н всасывание (Рига, 1986); на 1 Всесоюзном совещании по проблемам зоокультуры (Москва, 1986); на конференции "Изучение, рациональное использование и охрана природных ресурсов" (Рига, 1987); на 15 съезде Всесоюзного физиологического общества им. И.П. Павлова (Ленинград, 1987); и а Всесоюзной конференции "Физиология продуктивных животных - решению продовольственной программы СССР" (Тарту, 1989); на международном симпозиуме "Физиология и кормление плотоядных пушных зверей" (Быдгощ, 1989); на 10 Всесоюзном совещании по эволюционной физиологии памяти Л.А. Орбели (Ленинград, 1990); на 4 Всесоюзном симпозиуме "Мембрана щеточной каймы" (Юрмала, 1990); на Международном симпозиуме " Физиологические основы повышения

7

продуктивности хищных пушных зверей" (Петрозаводск, 1991); на Съезде польского зоотехнического общества (Варшава, 1994); на 1(Х1) Международном совещании по эволюционной физиологии (Санкт-Петербург, 1996); на 6 Международном конгрессе IFASA (Варшава, 1996).

По теме диссертации опубликовано 56 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация содержит 207 страниц машинописного текста. Она состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, 4 глав результатов экспериментальных исследований и их обсуждения, общего заключения, выводов и списка цитированной литературы, который включает 463 источника, из них 310 на иностранных языках. Работа иллюстрирована 34 таблицами и 44 рисунками.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Эксперименты проводились на 5 видах пушных зверей, принадлежащих к разным семействам отряда хищных: куньи (Musteli-dae) - американская норка (Mustek vison), хорек (Mustela pi-torius furo), и собачьи (Canidae) - песец (Alopex lagopus), серебристо-черная лисица (Vulpes vulpes), енотовидная собака (Nyctereutes procyonoides), а также на крысах линии Вистар и кроликах. Всего исследовано 594 животных: 25 крыс, 6 кроликов, 6 хорьков, 9 лнсиц, 12 енотовидных собак, 86 песцов и 450 норок.

Активность ферментов определяли в гомогенатах слизистой желудка и разных отделов тонкой кишки, в ткани поджелудочной железы, а также в сыворотке крови. Органы обычно брали после ночного голодания.

Для оценки ферментного статуса в разных опытах определяли активность следующих ферментов: в желудке - активность пепсина (КФ 3.4.23.1); в поджелудочной железе - общую протео-литическую активность (КФ 3.4.21), активность а-амилазы (КФ 3.2.1.1), липазы (КФ 3.1.1.3) и трипсина (КФ 3.4.21.4); в тонкой кишке - общую протеолнтическую активность (ОПА), aic-

тшзность глнцнл-ОЬ-лепцпндипептидазы (КФ 3.4.13.2), а-ампла-зы, моиоглнцерндлнпазы (КФ 3.1.1. 23), сахаразы (КФ 3.2.1.48) н лактазы (КФ 3.2.1.23); в сыворотке крови - активность а-амилазы, трипсина и липазы.

Активность пепсина определяли по приросту тирозина при гидролизе гемоглобина, по методу Хелендера (Heiander, 1969), ОПА - также по приросту тирозина при гидролизе гемоглобина по методу Ансона в модификации Николаевской (1979), а-амилазы -по убыли крахмала по методу Смита и Роя в микромодифшсации (Дроздова, Фексон, 1981), липазы и моиоглицеридлипазы - по приросту глицерина при гидролизе трибутирина (Уголев, Черняховская, 1969), глицнл-ОЬ-ленщшдипептндазы - по убыли глпцил-0Ь-лейщша (Тарвид, Кушак, 1982), трипсина - по скорости гидролиза ТАМЕ - Ь-тозил-Е-аргшшна метилового эфира (Hummel, 1959), сахаразы и лактазы - по приросту глюкозы при гидролизе сахарозы и лактозы, соответственно (Dahlqvist, 1968). Активность ферментов выражали в мкмолях расщепленного или образовавшегося вещества (для амилазы - в мг крахмала) за 1 минуту в пересчете на 1 грамм влажного веса ткани. Активацию протеолнтнческих зимогенов в поджелудочной железе осуществляли по Роберехту (Robberecht et al., 1971).

Статистическая обработка результатов экспериментов проводилась на ЭВМ с использованием программы STATGRAPH. В качестве критических значений статистических показателей использовался t-критерий Стыодента.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Характеристика гидролитической активности пищеварительного тракта у хищных млекопитающих.

Зависимость ферментного спектра пищеварительного тракта от вида животного и характера питания продемонстрирована во многих исследованиях (Уголев, 1961; Слоннм, 1962; Барнард, 1977; Рахимов, Слоним, 1982; Galand, 1989 и др.). Показано, что превалирует активность ферментов, обеспечивающих расщеп-

9

ленне основного для данного вида компонента пищи. Поскольку для плотоядных таковым является белок, следовало ожидать у них высокой активности протеолитическнх ферментов и низкой карбогидразной и липолитической активности. Однако, во многих исследованиях четкой зависимости между экологической специализацией в питании животных и уровнем активности ферментов не установлено. Вероятно, это связано с тем, что в качестве представителей плотоядных брались виды, которые в строгом смысле к таковым не относятся, например, собаки (Рахимов и др., 1972), либо определялись только отдельные ферменты (Krogdahl, Holm, 1982).

Чтобы выявить специфические черты, присущие плотоядным млекопитающим, необходимо исследовать представителей нескольких видов хищников, имеющих определенные отличия в пищевом статусе и сравнить их с животными с иной экологической специализацией в питании. Поэтому были изучены пять видов хищных пушных зверей: норка, хорек, песец и лисица, относящиеся к плотоядным животным, а также - енотовидная собака, занимающая промежуточное положение между плотоядными и всеядными. Для сравнения исследованы крыса и кролик - хорошо изученные всеядные и растительноядные млекопитающие. Определяли активность в основных пищеварительных органах - желудке, поджелудочной железе и тонкой кишке. Особенности ферментного спектра, характерные для всех четырех (или по крайней мере трех) видов плотоядных, с достаточной уверенностью можно считать общими для всех плотоядных млекопитающих.

Установлено, что все исследованные плотоядные животные по величине активности многих ферментов заметно отличаются от всеядных (крысы) и растительноядных (кролики), а енотовидные собаки стоят ближе к всеядным. Активность пепсина в слизистой желудка у плотоядных гораздо выше, чем у остальных (рис. 1). В поджелудочной железе у плотоядных ОПА в среднем выше, а активность амилазы и липазы - ниже, чем у других животных (табл. 1). В слизистой тонкой кишки у плотоядных обнаружена низкая активность карбогпдраз и моноглнцеридлипазы (табл. 2).

10

Что касается ОПА и глицнл-лейциндипептндазы, то среди исследованных животных не выявлено определенных отличий, которые можно связать с экологической специализацией в питании.

мкмоль/мин/г

Ц норка ¡Л хорек ^ песец ЦЦ лисица еног [Щ крыса ^ кролик

Рнс. 1. Активность пепсина в гомогснатах слизистой желудка у разных животных

Таблица 1

Активность пищеварительных ферментов р поджелудочной железе у разных животных (М±ш)

Животное Амилаза ОПА Липаза

Норха 977,63±70, 33 5б,08±2,61 1,б7±0,15

(п=89) (п=88) (п=37)

Хорек 283,751:38, 48 58,83+2,77 1,46±0,04

(п=б) (п=б) (п=б)

Песец 395,68±45, 60 59,60±3,00 2,37±0,20

<П=27) (п=27) (п=12)

Лисица 628,32±72, 33 29,21±3,60 -

(п=9) (п=9)

Енотовидная 3355,01±223 ,03 59,63+1,20 6,90±0,26

собака (п=12) (п=12) (п=12)

Крыса 6347,84±350 ,92 41,95±3,49 4,19±0,40

(п=10) (п=10) (П=10)

Кролик 1452,67±292 ,87 34,00+2,84 -

(п=6) (п=6)

Таблица 2

Активность пищеварительных ферментов в слизистой тонкой кишки у разных животных

Животное Амилаза ОПА Липаза Пептидаза Сахараза

Норка б, 351 0,382 (п=76) 2,14 0,15 (п=7б) 0,13 0,01 (п=33) 3,61 0,18 (п=49) 5,34 0,73 (П=10)

Хорек 6,08 0,38 (п=6) 5,32 0,37 (п=6) 0,57 0,05 (п=6) 3,26 0,29 (п=6) 3,31 0,36 (п=б)

Песец 2,76 0,33 (п=25) 2,22 0,23 <п=27) 0,13 0,01 <п=12) 5,01 0,30 (п=12) 4,70 0,26 (п=12)

Лисица 2,61 0,37 (п=9) 2,29 0,27 (п=9) - — —

Енотовидная собака 9,45 1,07 <п=12) 1,11 0,08 (п=12) 0,16 0,02 (п=12) 3,89 0,35 (п=12) —

Крыса 72,50 5,51 (п=15) 3,95 0,38 (п=11) 3,94 0,24 (п=9) 4,16 0,60 (п=6) 6,94 0,64 (п=6)

Кролик 13,35 1,46 (п=6) 0,40 0,06 (п=б) - - -

1 - среднее; 2 - среднее квадратичное отклонение

Четкие различия между плотоядными и всеядными животными обнаружены в уровне активности амилазы при гидролизе субстратов растительного (крахмал) и животного (гликоген) происхождения - фитолитйческая н зоолнтическая активность. Величина соотношения фито- и зоолитической активности фермента у норок н песцов ниже, чем у всеядных, т.е. амилаза плотоядных по сравнению с крысиной относительно более эффективно гидро-лизует гликоген и менее интенсивно - крахмал.

Обнаруженные нами различия в активности пищеварительных гидролаз между разными видами плотоядных, гораздо меньшие чем между ними и остальными исследованными животными, вероятно связаны с действием факторов, которые влияют на пищеварение: стресс, состав корма, пол, температура окружающей среды и др. (Уголев, 1972; Snook, 1974; Stevenson, Sitren, 1979; Stockman, Soling, 1981; Кушак, 1983; Koldovsky, 1984 и др.). Эти различия находятся в пределах внутривидового диапазона колебаний активности ферментов, что хорошо видно при сравнении норок разного окраса (рис. 2).

200 160 1Z0 00 40

12 3 4 5

| | стандарт ^ пастель

Рис. 2. Активность ферментов у пастелевых норок (п % от уровня стандартных). 1 - пепсин, 2,3 - амилаза и ОПЛ в поджелудочной железе, 4,5 - амилаза н ОПЛ в слизистой кишки

При статистическом анализе данных многолетних наблюдений активности ферментов у типичного представителя хищных - норки оказалось, что между желудком, поджелудочной железой и тонкой кишкой существует тесная взаимосвязь. При этом имеет место как положительная, так и отрицательная корреляция между активностью ферментов в них. В наибольшей степени коррелируют активность пепсина в желудке и ОНА в поджелудочной железе (г=0,73; Р<0,01).

Р<0,05

Установленные нами особенности ферментного спектра пищеварительного тракта у хищников согласуются с данными литературы. Имеются сведения (Harada et al., 1982; Krogdahl, Holm, 1982), что по сравнению с другими животными в ткани и соке поджелудочной железы норок присутствует высокая протеолнти-ческая, умеренная липолитическая и слабая амилолитнческая активность. Показано также (Цветкова, Уголев, 1982; Цветкова, Иезуптова, 1987; Цветкова, 1992), что в слизистой тонкой кишки норок и песцов присутствует высокая протеолитическая активность и слабая карбогидразная.

Таким образом, у плотоядных животных (норки, хорьки, песцы, лисицы) преобладающей является протеолитическая ферментная цепь. Енотовидная собака, хотя также является хищником, по набору пищеварительных ферментов резко отличается от других исследованных зверей и напоминает всеядных животных, обладающих сбалансированным набором ферментов для гидролиза пищевых веществ различной природы.

Топография пищеварительных ферментов вдоль тонкой кишки

у хищников.

При прохождении вдоль кишки состав кишечного химуса существенно меняется. Изменяется и активность ферментов на протяжении кишки, что позволяет эффективно гндролизовать пищевые вещества (Уголев и др., 1986). В ходе эволюции у разных животных выработалась определенная топография (пространственное распределение) ферментов. Описаны и некоторые общие закономерности прокснмо-дистальных градиентов тонкой кишки, а именно: более высокая активность ферментов в передне-средних отделах кишки по сравнению с дистальной ее частью. В особенности это касается ферментов, гидролизующих углеводы (Ugolev et al., 1970; Иезуптова, 1979; Кушак, 1983; Van Beers et al., 1995). Однако, основные данные относительно топографии ферментов в слизистой кишки получены на лабораторных животных, которые по типу питания относятся к всеядным или растительноядным видам. Плотоядные животные как по анатомии

14

кишки (Kainer, 1954), так и по скорости транзита пищи (Clemens, Stevens, 1980) отличаются от других, а эти факторы играют важную роль в формировании проксимо-днстальных градиентов структурных и функциональных свойств кишечной трубки.

При исследовании хищных пушных зверей мы обнаружили, что в тощей и подвздошной кишке активность разных ферментов может быть как различной, так и одинаковой (табл. 3). Для более подробного изучения ферментной топографии кишки у хищников проведены специальные эксперименты, в которых тонкую кишку вместе с двенадцатиперстной делили на 5 равных частей, и в слизистой этих отрезков определяли активность амилазы, саха-разы, моноглнцеридлнпазы, глшщл-лейцннднпептидазы и ОПА.

Таблица 3

Активность пищеварительных ферментов в слизистой тощей и подвздошной кишки у хищных млекопитающих

Фермент

Тощая кишка

Подвздошная кишка

Норка

Амилаза 5,05±0,43 (п=47)

ОПА 1,47±0,11 (п=47)

Липаза 0,12±0,01 (п=18)

Пептидаза 3,99+0,38 (п=24)

Песец

Амилаза 4,16+0,63 (п=15)

ОПА 1,б2±0,27 (п=15)

Лисица

Амилаза 2,71+0,26 (п=8)

ОПА 1,85+0,43 (п=9)

Енотовидная Амилаза 8,79+1,02 (п=12)

ОПА 1,0б±0,10 (п=12)

Пипаза 0,20+0,03 (п=12)

Пептидаза 3,22±0,47 (п=12)

6,88+0,59 (п=47)1

2,58+0,25 (п=47)1

0,12±0,05 (п=12)

3,26+0,40 (п=19)

2,93±0,39 (п=15)

2,71±0,31 (п=15)

2,52+0,71 (п=8)

2,71±0,31 (п=9) собака

10,10+1,70 (п=12)

1,17+0,12 (п=12)

0,14±0,02 (п^)1

4,45±0,37 (п=12)

различия между отделами кишки достоверны (Р<0,05)

Отчетливо видно (рис. 3), что по сравнению с крысами у хищников максимум ферментативной активности сдвинут в дне-тальном направлении. Наибольшие различия между плотоядными и

15

всеядными животными обнаруживаются при сравнении топографии активности карбогндраз.

50 40 30 20 10 О

II

III

IV

а Крыса V Песец О Хорек X Норка

II

III

Ш

Рис. 3. Распределение активности амилазы (Л), сахаразы (Б) и протеаз (В) вдоль кишки у разных животных. По оси ординат -активность в % от суммы активностей всех отрезков; по оси абсцисс - отрезки кишки

Активность сахаразы у крыс максимальна в средних отделах тонкой кишки и очень низка в дистальной ее части, что совпадает с литературными данными, касающимися как крыс, так и других всеядных животных и человека (Dahlqvist, 1961; McCarthy et al., 1980: Triadou et al., 1983; Уголев и др., 1977; Van Beers et al., 1995). У хищников различия в активности фермента между медиальными и дистальнымн отделами кишки были гораздо меньшими; у песцов активность сахаразы в днстальном направлении даже увеличивалась.

Существенные различия между хищниками и крысами наблюдались и в распределении вдоль кишки панкреатических ферментов. Активность амилазы и ОПА у крыс была максимальной в проксимальном отрезке кишки, затем резко падала. Снижение активности панкреатических ферментов в дисталыюм направлении в тонкой кишке крыс отмечалось многими авторами (Iesnitova et al., 1964; Уголев и др., 1970; Alpers, 1987). У хищников распределение активности панкреатических ферментов вдоль кишки было более равномерным.

Видовые различия в топографии глицнл-лепцнндипептидазы и моноглнцерндлнназы менее выражены. У крыс наблюдалось слабое снижение дппептндазной активности в проксимо-дистальном направлении. Разные авторы (Curtis et al., 1978; Ugolev et al., 1986; Тимофеева, 1993) приводят не вполне одинаковые данные о распределении активности дипептидаз у крыс, но в целом наши результаты им не противоречат. У песцов активность дипептидазы выше в средне-каудальных частях кишки, у норок и хорьков она довольно высока на всем протяжении кишки. Прокси-мо-дистальное распределение активности моноглицерндлипазы у всех исследованных животных было сходным, с небольшим снижением в дистальных частях кишки. Уровень жира в рационе у них был примерно одинаковым, с чем возможно и связано отсутствие видовых различий. Подобное распределение лнполитической активности отмечалось и у других животных (Rodgers et al., 1970; Уголев и др., 1986).

На основании проведенных исследований основным отличием

17

ферментной топографии слизистой кишки хищников можно полагать высокую функциональную активность дпстальных отделов тонкой кишки. Особенно это характерно для норок и хорьков, у которых скорость транзита пищи выше, чем у песцов. Известно (Уголев и др., 1976), что активность ферментов (как панкреатических, так и собственно кишечных) выше в слизистой тех частей кишки, где выше концентрация низкомолекулярных форм субстратов, способных проникать в щеточную кайму и взаимодействовать с этими ферментами. Так как у плотоядных животных пища быстро проходит по желудочно-кишечному тракту, то в дпстальных отделах тонкой кишки большие количества низкомолекулярных субстратов контактируют со структурами слизистой. В частности, имеются сведения (Бгутесгко, БкгесЬ, 1990), что концентрация продуктов расщепления белка в химусе тонкой кишки норок в каудальном направлении увеличивается.

Таким образом, у хищников в норме дистальная часть кишки играет, по-видимому, более важную роль в гидролизе пищи, чем у всеядных животных. Сдвиг ферментативной активности в дис-тальные части тонкой кишки представляет пример адаптации пищеварительной системы хищников к типу питания.

Становление гидролитической функции в постнатальном онтогенезе у норок и песцов.

Развитие пищеварительной функции в процессе постнаталь-ного онтогенеза имеет свои особенности у различных животных, хотя общие закономерности едины для всех млекопитающих. Определяющая роль в этом процессе принадлежит адаптации пищеварительной системы сначала к единственной пище - молоку, а затем к дефинитивному корму. Темпы постнаталыюго развития различаются в зависимости от сроков достижения половой зрелости и продолжительности жизни вида (Закс, Никитин, 1975).

Для выявления особенностей становления гидролитической функции пищеварительного тракта, свойственных хищным млекопитающим, проведено несколько серий опытов. Сначала исследовали прогеолитическую и амилолитпческую активность у норок и

песцов во время молочного вскармливания (возраст 15 дней), смешанного питания (25 дней) и адаптации к дефинитивной диете (60 дней). В каждой возрастной группе исследовано по 6 щенков каждого вида. Анализ полученных результатов показал необходимость изучить ферментный спектр пищеварительного тракта в более раннем возрасте. Эти опыты проведены па норках. Исследовали щенков стандартного генотипа в возрасте 1, 2, 3, 5, 7, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50, и 75 дней. В период молочного и смешанного питания (до отсадки) исследовались сытые животные - через 2 часа после утреннего кормления, чтобы избежать стресса, связанного с отъемом щенков от матерен. Начиная с 40-дневного возраста животных бралп в опыт после ночного голодания. У щенков в возрасте 1-30 дней активность ферментов определяли в гомогенатах цельной кишки, а начиная с 35-дневного возраста - в гомогенатах слизистой кишки. В каждой возрастной группе изучено по 5 особен. Через год исследование повторили. Условия опыта были аналогичными, но исследовались щенки в возрасте 1, 2, 10, 20, 32, и 49 дней.

У норок и песцов с возрастом увеличивалась активность пепсина в гомогенатах слизистой желудка. Особенно значительное увеличение происходило при переходе на дефинитивный корм, что характерно п для других млекопитающих (Heiander, 1969; Закс и др., 1972; Andren et al., 1980).

Подробное изучение онтогенеза гидролитической функции пищеварительного тракта у норок показало, что с поправкой на видовые сроки онтогенетического развития организма динамика становления ферментного статуса поджелудочной железы у них сходна с наблюдавшейся у других животных и человека (Robberecht et al., 1971; Saraux, Girard-Globa, 1982; Koldovsky, 1984; Henning, 1987), то есть снижение активности большинства ферментов от момента рождения п последующее ее возрастание (табл. 4), особенно значительное при переходе па дефинитивный корм. У обоих видов зверей отчетливо прослеживалось более раннее становление нротеолнтической функции поджелудочной железы по сравнению с амилолитнческоп.

19

Таблица 4

Активность ферментов в ткани поджелудочной железы у норок

разного возраста

Возраст, дни Амилаза, ОПА, Липаза,

Первый опыт

1 69,11±9,27 27,52±3,28 19,79+1,13 1, 155±0,20

2 42,20±5,22 1, ,34+0,04

3 128,18±1б,87 29,10±1,86 0, ,76±0,03

5 86,25±16,55 25,17±1,85 1, 114±0,0б

7 221,70±40,47 29,0 8±6,40 0, 193±0,09

10 241,19±21,51 33,27± 2,14 0, ,79±0,11

15 330,21±40,80 42,56±3,89 44,03±3,21 0, ,83±0,08

20 360,79±46,77 1, , 17±0,08

25 586,98±57,82 35,62±3,87 1, ,25±0,10

30 432,88±28,22 45,5б±3,89 з, ,70±0,31

35 346,29±17,62 462,54±76,93 38,22+2,76 4, 115±0,21

40 27,00+5,20 1, ,18+0,15

50 771,27±87,19 45,12±2,44 1, ,52±0,10

75 601,51+33,81 51,96+1,82 2, ,34±0,29

180 1092,93±62,63 66,13±2,86 Второй опыт 1, 63±0,33

1 ' 57,56±5,23 24,28+2,55 0 ,67±0,01

2 54,80^4,16 25,72±0,29 0 ,81±0,12

10 150,20±15,90 35,4б±0,46 0, ,66±0,07

20 314,49±28,91 45,27±2,47 0, ,49+0,05

32 523,04±26,64 68,48±3,65 0, ,89+0,05

49 871,47±88,11 66,92±5,97 1, ,60+0,11

180 1315,35±37,46 83,73±3,48 0, , 82±0,05

В тонкой кишке норчат динамика постнаталыюго становления активности ферментов была трех типов (табл. 5 и 6). Активность лактазы, как и у других животных, резко снижалась после окончания молочного периода. Активность глицнл-лей-цинднпептидазы была высокой уже с момента рождения и в дальнейшем менялась не очень значительно. Активность остальных ферментов с возрастом увеличивалась.

При сравнении темпов развития ферментативной функции поджелудочной железы и тонкой кишки видно, что в кишке достижение взрослого уровня происходит в более ранние сроки. Уже в 15-дневном возрасте активность протеаз и амилазы и у норок и у песцов в гомогенатах слизистой кишки была одного порядка с

Таблица 5

Активность протеаз, моноглицеридлппазы и глицпл-лейцннди-пептидазы в слизистой кишки у норок разного возраста

Возраст, дни ОПА Липаза Дипептидаза

Первый опыт

1 0,52±0,09 - 5,б2±0,37

2 0,35±0,05 0,079±0,017 6,18+0,45

3 0,35±0,13 0,083 0,013 5,12±0,18

5 1,23*0,19 0,240+0,030 5,19±0,19

7 0,53±0,09 0,130±0,013 5,73±0,22

10 0,76+0,18 0,135±0,013 4,30±0,25

15 0,60±0,0б 0,210±0,020 4,84±0,28

20 0,39±0,16 0,340±0,030 4,33±0,23

25 0,43±0,11 0,128±0,010 0,382±0,049 4,34±0,25

30 1,49+0,20 3,85±0,30

35 2.14±0,19 0,28б±0,050 2,97±0,36

40 1,81±0,17 0,124±0,010 3,70±0,23

50 1,62±0,05 0,166±0,028 3,95+0,24

75 2,39±0,16 0,120+0,010 3,48±0,26

180 1.35+0,19 0,230±0,020 Второй опыт 4,79±0,38

1 0,95+0,12 0,053±0,008 5,3б±0,75

2 1,14±0,25 0,026 0,001 0,146+0,007 5,24+0,61

10 1,14±0,11 4,85+0,49

20 1,49+0,15 0,120±0,014 5,18+0,45

32 2,11±0,07 0,056±0,005 0,062±0,005 4,95+0,24

49 1,41±0,10 4,34+0,19

180 2.10±0,12 0,141±0,014 3,83±0,23

активностью у взрослых. Активность дипептидазы была высокой на всем протяжении постнатального онтогенеза. Более раннее развитие ферментативной активности в тонкой кишке имеет место и у других животных (Уголев, 1972).

Таким образом, проведенные исследования показали, что норки н песцы, как и другие животные (Ugolev et al., 1979; Henning, 1987), в результате онтогенетических перестроек ферментного спектра приобретают способность усваивать пищевые вещества, независимо от степени их полимеризации. Окончательное становление активности ферментов, гндролизующих белки и жиры, фактически происходит у хищников к концу второго месяца жизни, тогда как для карбогидраз этот процесс завершается значительно позднее.

Таблица 6

Активность карбогндраз в тонкой кишке у норок

разного возраста

Возраст, дни Амилаза Сахараза Лактаза

Первый опыт

1 0,75±0< ,08 0,51±0,15 0,94±0,14 3,11±0,26

2 0, 91±0, ,10 1,15±0,07

3 1, 75±0, 11 0,72+0,11 1,50±0,09

5 1, 33±0, 15 0,4 8±0,07 1,89+0,15

7 1, 55+0, ,18 0,43+0,06 1,91+0,10

10 1, 28±0, 09 0,35±0,05 2,57±0,20

15 1, 08±0, 19 0,62±0,10 2,21±0,17

20 1, 50±0, ,15 0,20±0,03 1,37±0,16 1,41±0,20

25 2, 28±0, ,27 0,54+0,05

30 2, .23±0, ,36 0,78+0,08 2, №0,33

35 3, 198±0, ,66 1,82±0,18 0,29±0,06

40 2, 172±0, ,26 1,73±0,16 0,16±0,02

50 2, ,77±0, ,44 *2,84±0,2б 0,06+0,01

75 2, ,13±0, ,38 3,84+0,42 7,27±0,45 Второй опыт -

180 7, ,6б±0, ,95 -

1 2, , 34±0 ,53 0,58+0,06 2,13±0,27

2 2. ,28±0 ,14 0,57+0,01 2,38+0,24

10 2, ,44±0 ,18 0,79±0,10 2,36±0,10

20 3 ,20+0 ,13 0,81+0,06 2,62±0,25

32 3, , 40±0, ,25 2,15+0,18 0,07±0,01

49 2 ,90±0 ,19 1,96+0,20 -

180 5, 155±0. ,50 3,41±0,27 -

Основные закономерности постнатального становления ферментного спектра пищеварительного тракта у норок и песцов в целом совпадали, однако темпы этих изменений были до некоторой степени различны, хотя сроки индивидуального развития у тех и других мало отличаются (Трубецкой, 1967; Абрамов, 1974). Эти различия не могли быть связаны с составом корма, поскольку композиция диеты начинает играть заметную роль в изменении активности ферментов только со времени перехода на смешанное питание (Не1апёег, 1969; ЫоЬЬегесЬЬ е1 а1., 1971; Согг^ еЬ а1., 1978; Уголев и др. 1992). Объяснение разновременному созреванию пищеварительной функции у норок и песцов, вероятно, следует искать в воздействии каких-то фак-

22

торов внешней среды, которые оказывают влияние на пищеварение через гормональную систему (Furihata et al., 1972; Snook, 1974; Kretchmer, 1985; Никитина и др., 1990; Уголев и др., 1992). При клеточном разведении звери подвергаются воздействию промышленных стрессов, что вызывает повышение уровня кортикостерондов (Берестов и др., 1980). Вероятно, на начальных этапах постнатального онтогенеза, когда реактивность пищеварительной системы зверей к влиянию кортшсостероидов высока (EInif, Sangild, 1994), стресс-факторы могли привести к различию в сроках созревания ферментативной функции желудочно-кишечного тракта у норок и песцов. Возможно, стрессовые воздействия вызвали и различия в уровне активности ферментов у одновозрастных норчат, исследованных в разные годы.

Одной из задач подробного исследования щенков норок было изучение изменения ферментной топографии кишки в процессе постнатального развития. Тонкую кишку вместе с двенадцатиперстной делили на три равные части и в каждой определяли ферментативную активность. В самые первые дни жизни проксимо-днстальный градиент ферментативной активности в слизистой кишки претерпевал заметные изменения. Значительные его перестройки наблюдались и во время перехода на дефинитивный корм. Во время молочного питания, начиная с 3-дневного возраста, распределение активности ферментов между проксимальным, медиальным и дисталышм отделами кишки у щенков было довольно равномерным, таким лее как у взрослых особей,

Поскольку взрослые зверн адаптированы к дрфинитнвному корму, то наличие сходной ферментной топографии у 3-дневных щенков позволяет предположить, что адаптация к молочному питанию у норчат происходит уже на третий день жизни. Затем, при переходе на дефинитивное питание в течение довольно длительного периода ферментная топография слизистой тонкой кишки видоизменяется, и окончательная картина распределения активности ферментов вдоль кишки, характерная для взрослых зверей, устанавливается, вероятно, после 75-го дня жизни.

Влияние диеты на активность пищеварительных ферментов.

Задачей настоящего цикла экспериментов было выявление ферментных перестроек, возникающих при смене диеты у хищных млекопитающих. Для этого проведены опыты на норках и песцах, которым скармливали пищу с различным уровнем белка, жира и углеводов. Изучалось также влияние структуры пищи (сухой гранулированный корм) и голодания.

Для сравнения вначале был проведен опыт по содержанию крыс в течение 10 дней на мясо-рыбном пастообразном рационе с повышенным на 20% уровнем белка, который используется при выращивании зверей. У крыс опытной группы наблюдалось достоверное увеличение активности пепсина в слизистой желудка и ОПА в поджелудочной железе и снижение активности амилазы в поджелудочной железе и слизистой тонкой кишки.

При содержании норок и песцов в течение недели на диете с повышенным на 15% уровнем углеводов не обнаружено существенного изменения активности пепсина в слизистой желудка. Не отмечено достоверного влияния этой диеты и на активность ферментов в поджелудочной железе песцов. В поджелудочной железе норок отмечено снижение активности амилазы на 20% (Р<0,05). В слизистой тонкой кишки зверей из опытной группы активность ферментов повысилась. При этом активность амилазы увеличилась в большей степени, чем ОПА, в особенности у песцов, у которых различия между опытом и контролем по уровню амилазы были достоверны (Р<0,05). Достоверных различий между опытом и контролем по ОПА в кишке не наблюдалось.

При содержании норок в течение 10 дней на диетах с повышенным на 20% уровнем углеводов или жира в желудке и поджелудочной железе не было достоверных различий между животными из опытных и контрольной групп. Прослеживалась тенденция к некоторому повышению активности всех исследованных ферментов (пепсин, трипсин, ОПА, амилаза, липаза) в обеих опытных группах. Различия между опытными группами очень невелики - 1-8%. В слизистой тонкой кишки изменения

ферментного спектра былн гораздо значительнее, причем в отношении ОПА, амилазы и моиоглнцерндлипазы имела место противоположная, нежели в поджелудочной железе тенденция т.е. у опытных животных активность этих ферментов была существенно ниже, чем у контрольных. Однако, и здесь не наблюдалось достоверных различии между активностью ферментов у норок из двух опытных групп.

В заключительном опыте одна группа норок в течение 3-х месяцев получала корм с повышенным на 10% уровнем углеводов, вторая группа в течение 10 дней получала корм с повышенным на 30% уровнем белка, третья группа в течение недели голодала. Активность ферментов определяли в поджелудочной железе и в слизистой пяти равных отрезков кишки. В поджелудочной железе не было достоверных различий по активности амилазы, ОПА и трипсина, как между контрольными животными и остальными, так и между животными из разных опытных групп. Только активность липазы на высокоуглеводной диете была выше, чем в контроле на 51% (Р<0,1). На высокобелковой днеге активность лнпазы немного снизилась, так что между двумя опытными группами различия оказались достоверными (Р<0,05). Не выявлено значительных изменений ферментативной активности под влиянием диеты в слизистой кишки. Лишь активность амилазы на высокобелковой диете, была выше, чем в контроле (Р<0,05).

Суммируя результаты всех опытов по кормлению хищников диетой с разным уровнем белка, жира н углеводов, можно констатировать, что у зверей не выявляется определенной закономерности в изменении активности пищеварительных ферментов в зависимости от соотношения вышеуказанных компонентов диеты. Это можно проследить на примере амилолнтической и протеолитической активности у норок. Изменение уровня этих активностей под влиянием высокоуглеводной диеты у норок изучалось в трех независимых опытах в разные годы. На рисунке 4 отчетливо видно, что в разных опытах активность ферментов менялась разнонаправленно.

Высокобелковая и высокоуглеводная диеты оказали про-

25

тивоположное влияние на проксимо-днстальное распределение в слизистой кишки активности амилазы и глицил-лейщшдипептидазы (рис. 5). При первой диете наблюдался сдвиг максимума ферментативной активности в проксимальном, а при второй - в дис-тальном направлении. На высокоуглеводной диете также произо-

12 3 12 3

Поджелудочная желез а Тонкая кишка

□ контроль §§ опыт

Рис. 4. Влияние высокоуглеводной диеты на активность амилазы (А) и ОПА (Б) у норок ( в % от контроля). 1, 2, 3 - разные опыты

шел сдвиг максимума ОГ1А в днстальном направлении. Топография моноглнцеридлипазы и трипсина под влиянием диеты модифицировалась в меньшей степени.

ЮОУ.

130 150 120 90 ЬО

Б

- - 100Х

1 2 3 4 5

а углеводная диета белковая диета

Рис. 5. Влияние диеты на топографию активности амилазы (А) и дипситидазы (Б) п слизистой кишки корок. По оси ординат -активность в % от контроля, по оси абсцисс - отреаки кишки.

При длительном (недельном) голодании в поджелудочной железе активность амилазы снизилась на 42%, (Р<0,05). Активность липазы имела тенденцию к повышению, а активность

трипсина и ОПА не изменилась. Не отмечено также существенных изменений в среднем уровне активности ферментов в слизистой тонкой кишки. Однако, голодание вызвало изменения ферментной топографии кишки, сходные с влиянием высокоуглеводной диеты.

При содержании норок на сухих гранулированных кормах разной рецептуры, состав которых по соотношению белка, жира и углеводов соответствовал стандартной диете, не выявлено определенным образом направленных изменений активности ферментов (табл. 7). Удлинение срока кормления с 2-х до 4-х месяцев вызвало увеличение различий между опытными и контрольной группами. Вероятно, для адаптации пищеварительной системы хищникам, в отличие от всеядных, требуется достаточно длительное время. О длительном сроке перестройки активности пищеварительных ферментов при смене диеты у норок имеются сведения в литературе (Simoes-Nunes et al., 1984).

Таким образом, у норок и песцов, представителей хищных пушных зверей, не удалось обнаружить адаптивной реакции пищеварительных ферментов к изменению диеты, подобной той, что имеет место у всеядных млекопитающих (Snook, 1974; McCarthy et al., 1980; Уголев и др., 1981; Goda et al., 1985 и др.).

Отсутствие отчетливых адаптивных перестроек в активности пищеварительных ферментов у хищников, в ответ на изменение диеты, обнаруженное в наших опытах, согласуется с литературными сведениями (Flamand, Belzile, 1988).

Резюмируя вышеизложенное, к особенностям хищников можно отнести отсутствие адаптивной реакции ферментного спектра пищеварительного тракта в ответ на изменение диеты, которая характерна для всеядных животных. У хищников под влиянием диеты происходят изменения ферментной топографии тонкой кишки, которые можно признать адаптивными. При увеличении в диете белка активность ферментов сдвигается в проксимальном направлении. При повышении в диете уровня углеводов в дис-тальных частях кишки возрастает карбогидразная активность. Эти изменения пространственного градиента активности обеспечивают более эффективный гидролиз нутриентов.

28

Таблица 7

Влияние сухого гранулированного корма на активность пищеварительных ферментов у норок

Срок кормления

Фермент

2 месяца

4 месяца

контроль

опыт

контроль

опыт

Пепсин 56,78±3,82

ОПА

Амилаза ОПА

Амилаза ОПА

Амилаза

59,60+3,85 720,7±8,90

1,22*0,40 9,99±2,38

1,48±0,41 6,08+0,96

Пепсин 46,91±6,03

ОПА

Амилаза ОПА

Амилаза ОПА

Амилаза

69,86±1,87 1678,7±155,5

0,9б±0,15 1,26+0,22

2,30±0,17 3,30±0,40

Первый о п ы Желудок 49,78±2,63 48,02±2,бЗ Поджелудочная железа 60,40±3,70 21,06+1,43 690,1^24,7 1903,6±159,6 Тощая кишка 1,46+0,20 2,56±0,21 9,б9±2,12 7,70+0,96

Подвздошная кишка 2,52±0,29 3,24±0,34 б,58±0,85 8,44+0,91 Второй опыт

Желудок 53,38+8,70 59,58+10,14 Поджелудочная железа 76,32±2,87 84,88±2,02 1916,2±182,1 3089,7+118,7 Тощая кишка О,57±0,11 0,61+0,05 2,22±0,221 5,59±0,78 Подвздошная кишка 2,03±0,17 0,42±0,08 3,50±0,52 4,97±0,52

51,42±3,52

24,93*2,29 2011,4±204,1

2,1б±0,И 4,01±0,591

2,22±0,251 4,57±0,471

90,56±7,95*

85,75±2,72 2633,4±157,51

0,56±0,08 5,84±0,83

0,39±0,06 3,92±0,62

различия между опытом и контролем достоверны (Р<0,05)

выводы

1. Активность ферментов в пищеварительном тракте существенно отличается у хищников с разной экологической специализацией в питании. Хищные плотоядные млекопитающие (норка, хорек, песец, лисица) по сравнению со всеядными (крыса) и растительноядными (кролик) животными обладают мощной протео-литической ферментной цепью, умеренной - липолитической и слабой - карбогидразной. В слизистой желудка плотоядных присутствует высокая активность пепсина, в поджелудочной железе - высокая активность протеаз, низкая активность а-амилазы и липазы, в слизистой кишки - низкая активность моноглнцеридли-пазы и а-амилазы, умеренная активность глицил-лейциндипепти-дазы, сахаразы и протеаз.

2. Межвидовые отличия в активности ферментов у норок, хорьков, песцов и лисиц не выходят за рамки внутривидовой вариабельности уровня этих показателей - различия между норками стандартного и пастелевого окраса не ниже, чем между разными видами плотоядных зверей. Енотовидная собака, хотя тоже относится к хищным млекопитающим, по величине активности пищеварительных ферментов стоит ближе к всеядным, чем к плотоядным животным: в поджелудочной железе у нее имеет место высокий уровень амилазы, липазы и протеаз, в тонкой кишке -высокая активность амилазы и низкая - протеаз.

3- Между разными отделами пищеварительной системы у типичного хищника - норки выявлена тесная функциональная взаимосвязь. Имеет место, как положительная, так и отрицательная корреляция между активностью ферментов в желудке, поджелудочной железе и тонкой кишке. Наиболее четкая положительная корреляция обнаружена между активностью пепсина в желудке и общей протеолитическоп активностью в поджелудочной железе.

4. Плотоядные животные отличаются от всеядных по уровню активности пищеварительных ферментов в сыворотке крови. Мак-

симальная активность трипсина и липазы и минимальная - амилазы присутствует в крови у норок. Крысы имеют максимальную активность амилазы, и среднюю - трипсина. Для песцов характерен низкий уровень трипсина н средний амилазы. Видовая адаптация к типу питания проявляется также в разной интенсивности гидролиза субстратов растительного и животного происхождения: величина соотношения фито- и зоолитической активности я-амилазы в поджелудочной железе и сыворотке крови у норок и песцов существенно ниже, чем у крыс.

5. У хищников, особенно представителей семейства куньих, максимум активности амилазы, протеаз, сахаразы и глицил-лейциндипептндазы имеет место в средне-дистальных частях тонкой кишки, тогда как у крыс максимум ферментативной активности наблюдается в проксимо-медиальных ее отделах. Топография моноглицерндлипазы одинакова у всех исследованных животных - максимум активности в передне-средних отделах кишки и равномерное ее снижение в дистальном направлении.

6. В процессе постнатального онтогенеза у хищных млекопитающих увеличивается активность пищеварительных ферментов в желудке и поджелудочной железе. В слизистой тонкой кишки с возрастом увеличивается активность амилазы, сахаразы, моноглицерндлипазы и протеаз, активность лактазы исчезает с окончанием молочного периода, а активность глицнл-лейциндипептн-дазы в постнатальном онтогенезе практически не изменяется. Постнатальная динамика активности ферментов панкреатического происхождения в слизистой тонкой кишки в раннем онтогенезе совпадает с таковой в поджелудочной железе, а в дальнейшем, при переходе к смешанному питанию, увеличение ферментативной активности в тонкой кишке происходит в более раннем возрасте.

7. Увеличение активности протеолитических ферментов в постнатальном онтогенезе у плотоядных млекопитающих происходит раньше, чем карбогидраз. Опережающее развитие протеолити-ческой ферментной цепи отражает генетически детерминированную адаптацию пищеварительной системы хищников к высокобелковой диете животного происхождения.

31

8. Во время постнатального развития в тонкой кишке норок изменяется проксимо-дпстальный градиент активности пищеварительных ферментов. Особенно резкие его перестройки происходят в первые дни жизни и при переходе на дефинитивную диету. Во время Молочного питания наблюдается равномерное распределение активностей вдоль кишки, такое ?ке, как у взрослых особей.

9. Перестройка ферментного спектра пищеварительного тракта -при смене диеты у'хищных млекопитающих требует длительного времени. Изменений активности ферментов в поджелудочной железе и тонкой кишке под влиянием диеты могут быть как однонаправленными, так и разнонаправленными. В большей степени модифицируется активность ферментов в подвздошной кишке, нежели в тощей. В отличие от всеядных животных у плотоядных не происходит закономерного изменения активности пищеварительных гидролаз в соответствии с качественным составом диеты.

10. При изменении диеты у норок изменяется и ферментная топография кишки. Повышение в пище уровня углеводов, которые плохо усваиваются хищниками, вызывает сдвиг ферментативной активности в дистальном направлении, что обеспечивает более эффективный гидролиз нутриентов. Сдвиг максимума ферментативной активности в дистальном направлении происходит и при голодании. Увеличение в диете белка вызывает смещение максимума ферментативной активности в проксимальном направлении.

Список использованных сокращений:

ОПА - общая протеолитическая активность

Основные работы, опубликованные по теме диссертации

1. Олейник В.М. К вопросу о переваривании белков в желудочно-кишечном тракте пушных зверей // Физиологическое состояние пушных зверей и пути его регуляции. Петрозаводск, 1982. С. 117-126.

2. Berestov V.A., Oleinik V.M. Digestive enzyme activity

in minks and polar foxes. 1. Specific characteristics of enzyme activity // Scientifur. 1984. Vol. 8. N 1. P. 10-15.

3. Олейишс В.M. Активность пищеварительных ферментов у животных с различным характером питания // Механизмы адаптационных реакций пушных зверей. Петрозаводск, 1984. С. 5-20.

4. Цветкова В.А., Олейник В.М., Берестов В.А., Уголев A.M. Характеристика ферментов шпцеварительно-транспортной поверхности тонкой кишки норок // Механизмы адаптационных реакций пушных зверей. Петрозаводск, 1984. С. 40-47.

5. Berestov V.A., Oleinik V.M. Wyniki badan nad tra-wieniem u miesozernych zwierzat futerkowych // Hodowca drob-nego inwentarza. 1986. Vol. 34. N 7. P. 4-6.

6. Николаевская В.P., Черников M.П., Олейник В.M. Становление активности протеиназ у норок в постнатальном онтогенезе // Ветеринария. 1986. N 10. С. 56-57.

7. Олейник В.М., Берестов В.А. Особенности пищеварения у хищных пушных зверей // Очерки по физиологии пушных зверей. Л.: Наука, 1987. С. 115-135.

8. Олейник В.М. Методические подходы к прижизненной диагностике состояния пищеварительной системы у пушных зверей // Методические подходы к изучению физиологии пушных зверей. Петрозаводск, 1987. С. 9-16.

9. Берестов В.А., Олейник В.М. Активность пищеварительных ферментов и структура рациона / / Кролиководство и звероводство. 1987, N 6. С. 6.

10. Берестов В.А., Олейник В.М., Куликов Н.Е. Активность пищеварительных ферментов у норок под влиянием сухого гранулированного корма // Докл. ВАСХНИЛ. 1988. N9. С. 41-42.

11.. Berestov V.A., Oleinik V.M. Besonderheiten des Enzymmusters des Verdauungskanals bei kaubpelztieren // Brühl. 1988. Vol. 29. N 2. P. 5-6.

12 Олейник В.M., Свечкина Е.Б. Влияние диеты на статус пищеварительных ферментов у норок / / Метаболическая регуляция физиологического состояния пушных зверей. Петрозаводск, 1992. С. 85-102.

13 Oieinik V.M., Svetchkina E.B. Change of the enzyme specrtrum of the digestive tract in mink during postnatal ontogeny // Scientifur. 1992. Vol. 16. N 4. P. 289-292.

14. Олейник B.M. Топография ферментов тонкой кишки у песцов и норок // Физнол. ж. им. И.М. Сеченова. 1993. Т. 79. N 6. С. 109-114.

15. Oieinik V.M., Svetchkina E.B. Some regularities in gnzyme spectrum formation in the digestive tract of mink / / Scientifur. 1993. Vol. 17. N 4. P. 303-305.

16. Barabasz В., Olejnik W.M. Badanie aktiwnosci pro-teolotycznej enzymow trawiennych blony sluzowej przewodu pokarmowego tchorzy //. Acta Agraria et Silvestria. Ser. Zoo-technica, 1993. Vol. 31. P. 11-18.

17. Oieinik V.M. Distribution of digestive enzymes along small intestine in blue fox, mink and ferret / / Animal Production Review of Poland. App. 15. 1994. P. 45-50.

18. Oieinik V.M., Tyutyunnik N.N. Effect of fat and carbohydrate diet on digestive enzyme activity in mink blood and organs // Scientifur. 1994. Vol. 18. N 4. P. 277-280.

19 Олейник B.M., Свечкина Е.Б. Изменение ферментного спектра пищеварительного тракта у растущих норок // Проблемы экологической физиологии пушных зверей. Петрозаводск, 1994. С. 81-99.

20. Barabasz В., Olejnik V.M. Investigation of enzyme proteolytic activity in the fitch digestive tract // Scientifur. 1995. Vol. 19. N 3. P. 215-219.

21. Oieinik V.M. Distribution of digestive enzyme activities along intestine in blue fox, mink, ferret and rat // Сотр. Biochem. Physiol. 1995. Vol. 112A, N 1. P. 55-58.

22. Олейник B.M., Свечкина Е.Б. Ферментный спектр пищеварительного тракта у норок // Кролиководство и звероводство. 1995. N 5. С. 7-8.

23. Oieinik V.M. Digestive enzyme pattern in various fur-bearing animals // Animal Production Review of Poland. App. 28. 1996. P. 73-76.

Работа выполнена в Ленинградском технологически институт»! целлюлозно-бумажной промышленности (г.Ленпнг'ряд) •

Официальные сппонпнты: - доктор технических наук, профессор

И.М,Вальщиков

- доктор технических наук, профессор О.К.Зедороя

- доктор трхкических наук, профессор А.Я.Агееп

Ведущая организация - Украинский научно-исслрдоватсльский институт бумаги.

Защита диссертации состоится в 10 часов на заседании специализированного Совета Д 053.24,01 . при Ленинградском технологическом институте целлюлозно-бумажной промышленности (198092, Ленинград, Л-092, ул.Ивана Черннх, 4).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ленинградского технологического института целлюлозно-бума-кной продааденаости.

Автореферат разослан

" ¿2 " ¿/ъш О-г.

Ученый секретарь специализированного Совета и.Н.Швецов