DOI: 10.32900/2312-8402-2023-129-4-15
Ключові слова: окиснювально модифіковані білки, плазма, фізичні навантаження, сезонні зміни, фотоперіод, Шетландські поні, кобили та жеребці
У цьому дослідженні зосередилися на вивченні індукованих фотоперіодом змінах окиснювально модифікованих білків у плазмі кобил і жеребців шетландських поні до і після тренування. Ми проаналізували вплив фотоперіоду і фізичних вправ на рівні альдегідних (АП) і кетонових (КП) похідних окиснювально модифікованих білків (ОМБ) у крові кобил і жеребців шетландських поні, які беруть участь у рекреаційній верховій їзди в центральній частині Поморського регіону (Поморське воєводство, північна частина Польщі). Двадцять один здоровий дорослий шетландський поні (11 кобил і 10 жеребців) віком 6,5 ± 1,4 років були використані в цьому дослідженні. Усі коні брали участь у рекреаційній верховій їзді. Тренування розпочиналося о 10:00, тривало 1 годину і складалося з кросу ходьбою (5 хв), риссю (15 хв), ходьбою (10 хв), риссю (10 хв), ходьбою (5 хв), галопом (5 хв) і ходьбою (10 хв). Кров брали з яремної вени тварин вранці, через 90 хвилин після годування, під час перебування коней у стайні (між 8:30 та 10 ранку) та відразу після тесту з фізичним навантаженням (між 11 ранку та 12 ранку). Забір крові проводили один раз за сезон протягом року: влітку та взимку. Рівень окиснювально модифікованих білків (ОМБ) оцінювали за вмістом карбонільних похідних білків у реакції з 2,4-динітрофенілгідразином (ДНФГ). Як показали результати наших досліджень, спостерігалося статистично істотне зниження рівнів альдегідних похідних ОМБ у плазмі поні обох статей протягом зимового фотоперіоду лише після фізичного навантаження. Подібне зниження рівнів кетонових похідних ОМБ показано нами також у літній фотоперіод. Ці зміни спостерігалися незалежно від статі і тільки після фізичних навантажень. Рівні альдегідних і кетонових похідних ОМБ змінювалися залежно від фотоперіоду та фізичних навантажень у наших дослідженнях. Ці зміни залежали від базових рівнів ферментативної та неферментативної систем антиоксидантного захисту у поні, які відрізнялися між кобилами та жеребцями (статистично значущі відмінності в зимовий період) як до, так і після фізичних навантажень (взимку).
Бібліографічний список
- Andriichuk, A., & Tkachenko, H. (2017). Effect of gender and exercise on haematological and biochemical parameters in Holsteiner horses. Journal of animal physiology and animal nutrition, 101(5), e404–e413. https://doi.org/10.1111/jpn.12620.
- Andriichuk, A., Tkachenko, H. (2015). Seasonal variations of hematological indices in equines involved in recreational horse riding. Journal of Ecology and Protection of the Coastline (Baltic Coastal Zone), 19, 11-22.
- Andriichuk, A., Tkachenko, H., Kurhaluk, N. (2014). Gender Differences of Oxidative Stress Biomarkers and Erythrocyte Damage in Well-Trained Horses During Exercise. Journal of Equine Veterinary Science, 34(8), 978-985. https://doi.org/10.1016/j.jevs.2014.05.005.
- Andriichuk, A., Tkachenko, H., Kurhaluk, N., Tkachova, I. (2013). Markery stresu oksydacyjnego i parametry biochemiczne we krwi koni biorących udział we Wszechstronnym Konkursie Konia Wierzchowego w dynamice treningu. Słupskie Prace Biologiczne, 10, 5-25.
- Andriichuk, A., Tkachenko, H., Tkachova, I. (2016). Oxidative Stress Biomarkers and Erythrocytes Hemolysis in Well-Trained Equine Athletes Before and After Exercise. Journal of Equine Veterinary Science, 36, 32-43. https://doi.org/10.1016/j.jevs.2015.09.011.
- Bernabucci, U., Ronchi, B., Lacetera, N., & Nardone, A. (2002). Markers of oxidative status in plasma and erythrocytes of transition dairy cows during hot season. Journal of dairy science, 85(9), 2173–2179. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(02)74296-3.
- Bhat, S., Rao, G., Murthy, K. D., & Bhat, P. G. (2008). Seasonal variations in markers of stress and oxidative stress in rats. Indian journal of clinical biochemistry: IJCB, 23(2), 191–194. https://doi.org/10.1007/s12291-008-0042-2.
- Brinkmann, L., Gerken, M., & Riek, A. (2012). Adaptation strategies to seasonal changes in environmental conditions of a domesticated horse breed, the Shetland pony (Equus ferus caballus). The Journal of experimental biology, 215 (Pt 7), 1061–1068. https://doi.org/10.1242/jeb.064832.
- Brinkmann, L., Gerken, M., Hambly, C., Speakman, J. R., & Riek, A. (2016). Thyroid hormones correlate with field metabolic rate in ponies, Equus ferus caballus. The Journal of experimental biology, 219 (Pt 16), 2559–2566. https://doi.org/10.1242/jeb.138784.
- Brinkmann, L., Gerken, M., Hambly, C., Speakman, J. R., & Riek, A. (2014). Saving energy during hard times: energetic adaptations of Shetland pony mares. The Journal of experimental biology, 217 (Pt 24), 4320–4327. https://doi.org/10.1242/jeb.111815.
- Brzezinski, A., Rai, S., Purohit, A., & Pandi-Perumal, S. R. (2021). Melatonin, Clock Genes, and Mammalian Reproduction: What Is the Link?. International journal of molecular sciences, 22(24), 13240. https://doi.org/10.3390/ijms222413240.
- Davies K. J. (2001). Degradation of oxidized proteins by the 20S proteasome. Biochimie, 83(3-4), 301–310. https://doi.org/10.1016/s0300-9084(01)01250-0.
- Fisher-Wellman, K., & Bloomer, R. J. (2009). Acute exercise and oxidative stress: a 30 year history. Dynamic medicine: DM, 8, 1. https://doi.org/10.1186/1476-5918-8-1.
- Guerin, M. V., & Wang, X. J. (1994). Environmental temperature has an influence on timing of the first ovulation of seasonal estrus in the mare. Theriogenology, 42(6), 1053–1060. https://doi.org/10.1016/0093-691x(94)90127-5.
- Guh, Y. J., Tamai, T. K., & Yoshimura, T. (2019). The underlying mechanisms of vertebrate seasonal reproduction. Proceedings of the Japan Academy. Series B, Physical and biological sciences, 95(7), 343–357. https://doi.org/10.2183/pjab.95.025.
- Hawkins, C. L., & Davies, M. J. (2019). Detection, identification, and quantification of oxidative protein modifications. The Journal of biological chemistry, 294(51), 19683–19708. https://doi.org/10.1074/jbc.REV119.006217.
- Ikegami, K., & Yoshimura, T. (2016). Comparative analysis reveals the underlying mechanism of vertebrate seasonal reproduction. General and comparative endocrinology, 227, 64–68. https://doi.org/10.1016/j.ygcen.2015.05.009
- Kurhaluk, N. (2021). Alcohol and melatonin. Chronobiology international, 38(6), 785–800. https://doi.org/10.1080/07420528.2021.1899198.
- Kurhaluk, N., & Tkachenko, H. (2020). Melatonin and alcohol-related disorders. Chronobiology international, 37(6), 781–803. https://doi.org/10.1080/07420528.2020.1761372.
- Lee, B. H., Hille, B., & Koh, D. S. (2021). Serotonin modulates melatonin synthesis as an autocrine neurotransmitter in the pineal gland. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 118(43), e2113852118. https://doi.org/10.1073/pnas.2113852118.
- Martarelli, D., & Pompei, P. (2009). Oxidative stress and antioxidant changes during a 24-hours mountain bike endurance exercise in master athletes. The Journal of sports medicine and physical fitness, 49(1), 122–127.
- Martarelli, D., Cocchioni, M., Scuri, S., Spataro, A., & Pompei, P. (2011). Cold exposure increases exercise-induced oxidative stress. The Journal of sports medicine and physical fitness, 51(2), 299–304.
- Muñoz Marín, D., Barrientos, G., Alves, J., Grijota, F. J., Robles, M. C., & Maynar, M. (2018). Oxidative stress, lipid peroxidation indexes and antioxidant vitamins in long and middle distance athletes during a sport season. The Journal of sports medicine and physical fitness, 58(12), 1713–1719. https://doi.org/10.23736/S0022-4707.17.07887-2.
- Olcese, J. M. (2020). Melatonin and Female Reproduction: An Expanding Universe. Frontiers in endocrinology, 11, 85. https://doi.org/10.3389/fendo.2020.00085.
- Pang, S. F., Tsang, C. W., Hong, G. X., Yip, P. C., Tang, P. L., & Brown, G. M. (1990). Fluctuation of blood melatonin concentrations with age: result of changes in pineal melatonin secretion, body growth, and aging. Journal of pineal research, 8(2), 179–192. https://doi.org/10.1111/j.1600-079x.1990.tb00678.x.
- Pażontka-Lipiński, P., Witaszek, M., Tkachenko, H. (2017). Seasonal alterations in exercise-induced resistance of erythrocytes in horses involved in recreational horseback riding. Scientific and technical bulletin of Institute of Animal Husbandry, National Academy of Agrarian Sciences of Ukraine, Kharkiv, 118, 22-29.
- Pingitore, A., Lima, G. P., Mastorci, F., Quinones, A., Iervasi, G., & Vassalle, C. (2015). Exercise and oxidative stress: potential effects of antioxidant dietary strategies in sports. Nutrition (Burbank, Los Angeles County, Calif.), 31(7-8), 916–922. https://doi.org/10.1016/j.nut.2015.02.005.
- Pohlin, F., Brabender, K., Fluch, G., Stalder, G., Petit, T., & Walzer, C. (2017). Seasonal Variations in Heart Rate Variability as an Indicator of Stress in Free-Ranging Pregnant Przewalski’s Horses ( ferus przewalskii) within the Hortobágy National Park in Hungary. Frontiers in physiology, 8, 664. https://doi.org/10.3389/fphys.2017.00664.
- Radak, Z., Chung, H. Y., & Goto, S. (2008). Systemic adaptation to oxidative challenge induced by regular exercise. Free radical biology & medicine, 44(2), 153–159. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2007.01.029.
- Radák, Z., Sasvári, M., Nyakas, C., Taylor, A. W., Ohno, H., Nakamoto, H., & Goto, S. (2000). Regular training modulates the accumulation of reactive carbonyl derivatives in mitochondrial and cytosolic fractions of rat skeletal muscle. Archives of biochemistry and biophysics, 383(1), 114–118. https://doi.org/10.1006/abbi.2000.2042
- Radak, Z., Zhao, Z., Koltai, E., Ohno, H., & Atalay, M. (2013). Oxygen consumption and usage during physical exercise: the balance between oxidative stress and ROS-dependent adaptive signaling. Antioxidants & redox signaling, 18(10), 1208–1246. https://doi.org/10.1089/ars.2011.4498.
- Reznick, A. Z., & Packer, L. (1994). Oxidative damage to proteins: spectrophotometric method for carbonyl assay. Methods in enzymology, 233, 357–363. https://doi.org/10.1016/s0076-6879(94)33041-7.
- Schmidt, K., Deichsel, K., de Oliveira, R. A., Aurich, J., Ille, N., & Aurich, C. (2017). Effects of environmental temperature and season on hair coat characteristics, physiologic and reproductive parameters in Shetland pony stallions. Theriogenology, 97, 170–178. https://doi.org/10.1016/j.theriogenology.2017.04.035.
- Stanisz, A. (2006, 2007). An affordable course of statistics using STATISTICA PL on examples from medicine. Vol. 1-3. Basic Statistics. StatSoft Polska, Krakow. 532.
- Takahashi, Y., & Takahashi, T. (2017). Seasonal fluctuations in body weight during growth of Thoroughbred racehorses during their athletic career. BMC veterinary research, 13(1), 257. https://doi.org/10.1186/s12917-017-1184-3.
- Tamura, H., Takasaki, A., Taketani, T., Tanabe, M., Lee, L., Tamura, I., Maekawa, R., Aasada, H., Yamagata, Y., & Sugino, N. (2014). Melatonin and female reproduction. The journal of obstetrics and gynaecology research, 40(1), 1–11. https://doi.org/10.1111/jog.12177.
- Tan, D. X., Xu, B., Zhou, X., & Reiter, R. J. (2018). Pineal Calcification, Melatonin Production, Aging, Associated Health Consequences and Rejuvenation of the Pineal Gland. Molecules (Basel, Switzerland), 23(2), 301. https://doi.org/10.3390/molecules23020301.
- Tkachenko, H., Pażontka-Lipiński, P., Witaszek, P. (2016). Seasonal alterations in exercise-induced oxidative stress of horses involved in recreational horseback ride. In: Globalisation and regional environmental protection. Technique, technology, ecology. Eds Tadeusz Noch, Wioleta Mikołajczewska, Alicja Wesołowska. Gdańsk, Gdańsk High School Publ., P. 193–212.
- Vanitallie, T. B. (2006). Sleep and energy balance: Interactive homeostatic systems. Metabolism: clinical and experimental, 55(10 Suppl 2), S30–S35. https://doi.org/10.1016/j.metabol.2006.07.010.
- Wehr, T. A. (1997). Melatonin and seasonal rhythms. Journal of biological rhythms, 12(6), 518–527. https://doi.org/10.1177/074873049701200605.
- Witaszek, M., Pażontka-Lipiński, P., & Tkachenko, H. (2017). Sezonowe zmiany markerów stresu oksydacyjnego w osoczu krwi koni biorących udział w rekreacyjnych jazdach konnych w dynamice treningu. Słupskie Prace Biologiczne, 14, 185–208.