«Сільськогосподарська біологія»: 6-2008 Галочкина

УДК 636: 599.735: 591.05

Про гіпотетично МЕХАНІЗМ ІНДУКЦІЇ БИОСИНТЕЗА І секреції інсуліну У ЖУЙНИХ ТВАРИН

В.П. Галочкин, В.А. Галочкин

На підставі власних досліджень і аналізу даних літератури запропоновано гіпотетичний механізм ініціації синтезу і секреції інсуліну у жуйних тварин, принципова особливість якого полягає в тому, що первинна індукція секреції інсуліну здійснюється активованими формами короткоцепних жирних кислот (С3-С8) або глюкозою, синтезованими не в печінці , як прийнято вважати в даний час, а безпосередньо в стінці рубця.

Ключові слова: жуйні, інсулін, біосинтез, секреція, гіпотетичний механізм.

Інсулін як один з основних анаболічних гормонів відповідає за біосинтез і деградацію м'язового білка, жирів, вуглеводів і депонування енергетичного матеріалу, проте його головна функція - транспорт глюкози через клітинні мембрани. При зв'язуванні інсуліну з рецепторами на мембрані цитоплазми відбуваються конформаційні зміни, що підвищують жорсткість мембран, що сприяє активування Na + -К + -АТФ-ази, що забезпечує перенесення Na з клітки, а K - в клітку, а також одночасно здійснюється транспорт глюкози і амінокислот з позаклітинного простору в клітину (1). Специфічна особливість цих процесів у жуйних тварин полягає в практично повній відсутності всмоктування глюкози з травного тракту. Отже, індукція синтезу і секреції інсуліну може здійснюватися виключно глюкозою ендогенного походження, що утворюється при глюконеогенезі, ніж визначається особливе значення забезпеченості раціону метаболічно доступною енергією у цієї групи тварин.

Ми провели досвід на 10-місячних бичків з живою масою 240 кг (2), в раціоні яких кількість обмінної енергії було на 1/3 вище, ніж у контрольних, що забезпечувало більш високий вміст глюкози в крові через 3-4 години після годування і до прийому корму. Середньодобовий приріст живої маси склав в контрольній групі 890 ± 32, в дослідній - 1134 ± 107 г, тобто був на 27% вище. При цьому також визначали вміст в крові інсуліну, трийодтироніну, глюкози, активність лактатдегідрогенази, малатдегідрогенази, піруватдегідрогенази, піруваткарбоксілази і оцінювали співвідношення активності перерахованих ферментів між собою до і через 4 години після годування. Як відомо, у жуйних освіту основний ендогенної глюкози після годування здійснюється за участю лактату через піруват і пропіонату при одночасному зниженні витрат амінокислот на глюконеогенез. Тварини в дослідній групі інтенсивніше використовували молочну і пировиноградную кислоту для глюконеогенезу, у них активніше протікали реакції циклу Кребса, процеси біосинтезу, що призвело до підвищення інтенсивності росту, накопичення азоту та енергетичних субстратів в організмі (2). Такий стан метаболізму, безсумнівно, забезпечувалося взаємодією соматотропіну, інсуліну і глюкагону.

Під час обговорення специфіки обміну речовин у зв'язку з концентрацією інстуліна в крові у піддослідних зростаючих і відгодовуваних бичків критеріями оцінки, на нашу думку, повинні бути мобільні метаболічні показники, що характеризують регуляторні процеси в обміні речовин при ініціації і забезпеченні реакцій синтезу інсуліну.

Біохімічна інтерпретація виявлених змін інтенсивності росту тварин при підвищенні вмісту обмінної енергії в раціоні дозволила виокремити такі «вузлові точки» причинно-наслідкових зв'язків між обміном речовин і продуктивністю. Концентрація гормонів, що сприяють використанню глюкози, була значно вище. Піруват активно залучався до глюконеогенез (про що свідчив зростання величини співвідношення між активністю піруваткарбоксілази і лактатдегідрогенази - ПК / ЛДГ при активізації реакцій циклу Кребса, на що вказувало зниження аналогічного показника для лактатдегідрогенази і малатдегідрогенази - ЛДГ / МДГ). Активність піруваткарбоксілази (ключового ферменту глюконеогенезу з пірувату) була істотно і достовірно вище за 1 год до годування в порівнянні з 3 і 4 ч після нього. У процеси глюконеогенза активніше залучалася молочна кислота, що забезпечувалося більш високою активністю лактатдегідрогенези, низькою величиною співвідношення ПК / ЛДГ до годування при зростанні цього показника через 3 години після прийому корму. Реакції глюконеогенезу з амінокислот активізувалися в більш пізній період, тобто зміст метаболічно доступною енергії в раціоні було достатнім (це також підтверджувалося більш високим співвідношенням між активністю піруваткарбоксілази до і через 3 години після годування).
У Всеросійському НДІ фізіології, біохімії та харчування сільськогосподарських тварин склалася думка, що у тварин після годування концентрація гормону росту в крові знижується, а інсуліну підвищується (2). Провідну роль інсуліну, соматотропіну і глюкагону в процесах росту також обговорюють зарубіжні дослідники (3). За їх даними, після годування концентрація гормону росту в крові знижувалася, а інсуліну зростала. Автори припустили, що індукована годуванням посилена секреція інсуліну пригнічує виділення гормону росту аденогипофизом. Однак в експериментах з використанням аллоксана, інсуліну, гормону росту, релизинг-фактора гормону росту в різні періоди часу щодо годування вони спростували власну первісну гіпотезу, зробивши висновок, що підвищення концентрації інсуліну в крові після годування не служить фактором інгібування секреції гормону росту. Питання про механізм придушення секреції соматотропіну після годування залишився при цьому відкритим.
Незважаючи на те, що позитивний вплив інсуліну на липогенез - добре встановлений факт, результати відповідних експериментів на жуйних тварин не завжди однозначні. Так, британські дослідники для з'ясування ролі інсуліну в регуляції липогенеза і ліполізу в жировій тканині бичків (4-6) вводили тваринам аллоксан, глюкозу та інсулін в різних комбінаціях. Інсулін посилював включення мічених по вуглецю субстратів в жирні кислоти, але, всупереч прогнозам, для цього не потрібно підвищення активності ліпогенного ферментів до контрольної. При обробці алоксаном зросла інтенсивність базального, але не стимулюється ліполізу в жировій тканині, а інсулін обмежував посилення ліполізу, про що свідчили дані про концентрацію вільних жирних кислот і триацилгліцеролів в плазмі крові. Збільшення включення субстратів і активності ацетил-КоА-кар-боксілази зазначалося при спільних обробках бичків глюкозою та інсуліном, але не у тварин, які мали лише інсулін. Це, мабуть, було пов'язано з використанням глюкози в синтезі гліцеринової частини триацилгліцеролів, і оскільки глюкоза в організмі жуйних тварин - дефіцитний метаболіт, що синтезується, в основному, ендогенно, вона повинна відігравати провідну роль в Ліпогенез, що і було показано. Чи не відзначався ефект інсуліну або глюкози спільно з інсуліном на базальну або стимулюється інтенсивність ліполізу. Автори зробили висновок, що отримані результати не дозволяють однозначно довести істотний вплив концентрації циркулюючого в крові інсуліну на швидкість липогенеза у жуйних тварин (на відміну від лабораторних).

Вивчення впливу інфузії в рубець, сичуг, дуоденум різних моно-, ди-і полісахаридів і їх гідролізатів спільно з цукрами, азотистими і білковими компонентами, жирними кислотами не виявило істотних змін концентрації продуктів рубцевої ферментації, глюкози і інсуліну (7-10).

У 2004 році з'явилося повідомлення, що коензим Q (0), будучи строго електрофільним з'єднанням, проявляє високу токсичність в клітинах, які продукують інсулін (11). Автори також описали подібний ефект дії Q (0) на проникність мітохондріальних пор і стимуляцію секреції інсуліну аргинином (можливо, саме з цією обставиною пов'язане інгібування секреції інсуліну іонами амонію).

Найцікавіший ефект регуляції секреції інсуліну интермедиатами циклу Кребса описали канадські автори (12), які висунули гіпотезу «піруват-цитратного шунта», згідно з якою анаплероз і катаплероз грають важливу роль, виконуючи функції сигналів енергетичного і пластичного забезпечення мітохондріальними факторами при регуляції синтезу і секреції інсуліну в панкреатичних b-клітинах (збільшення концентрації цитрату в крові ініціює секрецію інсуліну у відповідь на підвищення концентрації глюкози). Дозозалежний відповідь на вміст глюкози, зрозуміло, тісно корелює з величиною внутрішньоклітинної концентрації цитрату, малата, a-кетоглутарата і Малоні-КоА, утвореного з цитрату. Глюкоза індукує зростання концентрації як мітохондріального, так і цитоплазматического цитрату і одночасно сприяє виведенню його з клітки. Мобільність піруват-цитратного шунта дозволяє успішно здійснювати регенерацію НАД і утворення ацетил-КоА, Малоні-КоА і відновленого НАДФ в цитоплазмі.

Наведені дані підводять нас до впевненого позитивної відповіді на питання, характеризуються чи жуйні тварини (в силу специфічного обміну речовин) особливостями не тільки забезпечення організму глюкозою, а й регуляції обміну білків, вуглеводів, ліпідів, а також індукції синтезу і секреції інсуліну.

У ранніх роботах ми показали, що у великої рогатої худоби активність регуляторних і ключових ферментів циклу Кребса і метаболізму пірувату в печінці, найдовшого м'язу спини і стінки рубця з віком змінюється і, отже, змінюється спрямованість метаболічних процесів (13). Поступовий перехід від моногастричних до полігастрічному типу, відповідно до наших даних, відбувається наступним чином. У теляти вже з місячного віку стінка рубця здатна досить активно використовувати продукти рубцевої ферментації - пропіонат і лактат. При цьому звертає на себе увагу висока активність сукцинатдегідрогенази, що бере участь в метаболизации пропионата: показник в розрахунку на одиницю маси сирої тканини навіть вище, ніж у бичків у віці 9 і 14 міс, коли функція рубця повністю сформована.

Висока активність піруватдегідрогенази забезпечує окислення пірувату (джерелом пірувату може бути також лактат). Піруват в цьому віці, мабуть, метаболізується не стільки для вироблення енергії через цикл Кребса, скільки для синтезу ліпідів в самій стінці рубця, так як активність ізоцітрат- і a-кетоглутаратдегидрогенази в ній практично відсутня. На нашу думку, призначення цього механізму зводиться не тільки до транспорту ацетил-КоА, що утворився при окислювальному декарбоксилюванні пірувату: цитрат претендує на роль основного постачальника відновленої форми НАДФ, необхідної для біосинтезу жирних кислот (13).

У виконаній в середині минулого століття дуже цікавою біохімічної роботі було показано, що процес синтезу жирних кислот в печінці голуба йде в 6 разів швидше при забезпеченні відновленої формою НАДФ, отриманої з цитрату в НАДФ-залежної ізоцітратдегідрогеназной реакції, ніж при утворенні цього нуклеотиду в глюкозо 6-фосфатдегідрогеназной реакції (14). Внаслідок хронічного дефіциту глюкози у жуйних, таке забезпечення НАДФ? Н має відігравати ще більш значиму роль. Не слід забувати також, що цитрат в присутності інсуліну являє собою аллостерічеський активатор першого ключового ферменту біосинтезу жирних кислот - ацетил-КоА-карбоксилази (15, 16). Висока потреба в глюкозі і постійно відчувається глюкозний дефіцит в стінці рубця в цей період ініціюють прискорене становлення ферментних систем (в першу чергу, здійснюють глюконеогенез).

Як уже зазначалося, в місячному віці (дожвачний період) ми реєстрували початок фази активного формування функції стінки рубця (сприйняття, використання і транспорт продуктів рубцевої ферментації): в ній форсуються процеси глюконеогенезу з пропионата і лактату (пірувату), відбувається забезпечення (через лактат) відновленої формою НАД і посилюється синтез ацетил-КоА; весь комплекс структурно-функціональних змін в клітинах тканин і органів налаштовується на метаболізм зростаючого потоку продуктів рубцевої ферментації. Наші результати свідчать, що ці продукти головним чином використовуються в синтезі глюкози і ліпідів (в першу чергу, в печінці і стінці рубця).

У наших дослідах, а також в роботах інших дослідників (17, 18) показано, що до 4,5-місячного віку рубець вже досить активний (17, 18), а його стінка функціонально повністю сформована, на що вказує каталітична активність всіх вивчалися ферментів циклу Кребса і метаболізму піровиноградної кислоти, і бере участь в процесах глюконеогенезу і вироблення енергії.

У зазначений період формування типу обміну речовин, властивого дорослому жуйним тварині, обумовлено становленням функцій не тільки шлунково-кишкового тракту, а й репродуктивної системи. Це було показано на бичків і кастратів з почергової імплантацією біологічно активних речовин гормональної природи, в тому числі з андрогенів та естрогенним дією (19). У проведених дослідах також відзначалася позитивна кореляція між активністю піруватдегідрогенази і концентрацією інсуліну в плазмі крові.

Результати наших експериментів з вивчення у бичків вікової динаміки (1,0; 4,5; 9,0 і 14,0 міс) активності ферментів циклу Кребса (ізоцітрат-, a-кетоглутарат-, сукцінат- і малатдегідрогеназа) і ферментів, пов'язаних з метаболізмом піровиноградної кислоти (піруватдегідрогеназа, піруватдегідрогеназного фосфатаза і піруваткарбоксілази), показали, що розвиток рубцевого травлення першочергово у формуванні ферментативного статусу, циклу Кребса і розвитку організму в цілому.

При оцінці вікової динаміки функціонування залоз внутрішньої секреції (20, 21) було показано, що гормональний профіль телят раннього (до 135-добового) віку характеризується досить високою концентрацією в крові соматотропного гормону, інсуліну, пов'язаного з білком йоду і 11-оксикортикостероїдів, що відображають функціональну активність гіпофіза, підшлункової залози, щитовидної залози і надниркових залоз.

В одній з робіт вітчизняних вчених досить повно і глибоко представлений механізм регуляції активності піруватдегідрогенази (22). Ці результати повністю узгоджуються зі сформульованим нами раніше становищем, що в основі регуляторних процесів обміну речовин лежить співвідношення між активністю піруватдегідрогенази і піруваткарбоксілази (13). Зокрема, автори відводять піруватдегідрогенази ключову роль в регуляції перемикання діаметрально протилежно спрямованих метаболічних потоків (аеробне утілізізація глюкози-глюконеогенез, ліполіз-липогенез, глікогеноліз-глікогенез).

Що стосується стимуляції клітин-мішеней інсуліном, то ще на підставі експериментів з жировою тканиною щурів (23) було зроблено припущення, що інсулін впливає на піруватдегідрогенази через циклічний АМФ. Відзначимо, що до сих пір остаточно не визначений молекулярний посередник в цьому механізмі при наявності декількох взаємовиключних гіпотез (24, 25).

У наших дослідах було встановлено факт впливу інсуліну на активність піруватдегідрогенази. На особливу увагу заслуговує виявлена ​​в стінці рубця позитивна залежність між активністю піруватдегідрогенази і її специфічної фосфатази, а також між активністю піруватдегідрогеназного фосфатази і концентрацією інсуліну в плазмі крові. На підставі виявленої закономірності ми ще в 1975 році припустили (13), що регуляторна функція інсуліну може здійснюватися за рахунок його зв'язування з цитоплазматичними рецепторами, наслідком якого є ініціація метаболічних реакцій, що призводять до активації піруватдегідрогеназного фосфатази, яка, в свою чергу, активує піруватдегідрогенази.

Ще в середині минулого століття з'явилися повідомлення про індукції секреції і синтезу інсуліну у жуйних тварин активованими формами короткоцепних жирних кислот (С3-С8), особливо пропионата і бутирата, які метаболізуються вже в стінці рубця (26, 27), проте в деяких роботах автори прийшли до інших висновків (28).

У 1960-х роках було показано, що інсулін впливає на обмінні процеси в стінці рубця (29-32). Пояснити біохімічний механізм цього ефекту дозволила виявлена ​​взаємозв'язок між активністю піруватдегідрогенази і піруватдегідрогеназного фосфатази в стінці рубця, а також між активністю цих ферментів і концентрацією інсуліну в плазмі крові.

На качану 1970-х років були опубліковані две Надзвичайно цікаві роботи (33, 34), что стосують Виявлення в стінці рубця клітін, ідентічніх клітінам Лангерганса підшлункової залоза. У зв'язку з цим ми в 1975 році припустили (13), що ці інсулінсекретірующіе клітини мають характерну порогову концентрацію іонів амонію, ингибирующую синтез інсуліну, а функції та значення самого гормону у жуйних специфічні. Експериментальні дані про роль описаних клітин досі обмежені. Ми вважаємо, що активовані продукти рубцевої ферментації (більшою мірою пропіонат і бутират, а можливо і глюкоза, що утворюється при глюконеогенезі в стінці рубця з пірувату і пропіонату) спільно з глюкозою і цитратом, синтезуються в стінці рубця, служать позитивними ефекторами рубцевих клітин Лангерганса. Ці метаболіти посилюють секрецію інсуліну, а він, у свою чергу, впливає на інтенсивність і спрямованість метаболічних процесів не тільки в стінці рубця, але і в інших органах і тканинах. У нашому досвіді у бичків уже в місячному віці абсолютна величина активності піруваткарбоксілази і сукцинатдегідрогенази в стінці рубця була високою. Індукцію інсуліну глюкозою, синтезованої в стінці рубця, побічно підтверджують отримані нами дані про підвищення активності піруваткарбоксілази в зразках крові, взятих з яремної вени тільки через 3 години після годування (2), в той час як максимум концентрації інсуліну в крові спостерігається через 1 год. наше припущення підтверджують результати дослідів на дорослих вівцях c катетером сонної артерії і канюлею в рубці (35). Додавання до раціону пропионата кальцію викликало підвищення концентрації інсуліну і глюкози, причому в разі інсуліну зростання було швидким і значним, глюкози - несуттєвим.

При інфузії субклинических доз хлористого амонію відгодовують герефордської бичка концентрація глюкагону, адреналіну, норадреналіну і дофаміну в плазмі крові не змінювалась, молярне відношення інсулін: глюкагон також практично зберігалося (36). Ці результати підтверджують наше припущення про те, що підвищення вмісту глюкози при гіпераммонеміі може бути наслідком придушення утилізації глюкози інсулінчувствітельних тканинами, але не секреції гормону. Тому, з нашої точки зору, отриманим результатам можна дати і іншу інтерпретацію. Зокрема, за нашими даними, герефорди, для яких, як і для інших жуйних, характерна гіпоглікемія, адаптовані до ще більш низьких концентрацій глюкози в крові, тому реакція організму на їх високі значення у особин названої породи виражена слабо внаслідок зниженого порога чутливості залоз внутрішньої секреції до глюкози.

У недавній публікації А.А. Фомін з співавт. (37) в дослідах на відгодовуваних бичків прийшли до висновку, що індукція секреції інсуліну при застосуванні пропіленгліколю відбувається в результаті опосередкованої дії з'єднання на клітини в стінці рубця, здатні утворювати гормони і медіатори, що стимулюють активність інсулярного апарату підшлункової залози, а також внаслідок збільшення концентрації пропіленгліколю в крові бичків при всмоктуванні його з рубця і подальшого прямого взаємодії з b-клітинами підшлункової залози. Крім того, автори вважають, що концентрація сечовини в крові жуйних служить одним з регуляторів (інгібіторів) функціональної активності інсулярного апарату.

Таким чином, проаналізувавши власний експериментальний матеріал і дані літератури, ми прийшли до висновку, що регуляція індукції синтезу і секреції інсуліну у жуйних тварин внаслідок специфіки їх обміну речовин відрізняється від такої у моногастричних і здійснюється не тільки в підшлунковій залозі, але і в стінці рубця, яку ми відносимо до метаболічно активним тканинам з широким спектром ферментів, що формується у особини вже з місячного віку. У регуляції беруть участь продукти рубцевої ферментації (активовані Коротколанцюгові жирні кислоти), а також глюкоза, синтезованих в стінці рубця в процесі глюконеогенезу з пропионата, лактату і пірувату.

Ініціація секреції інсуліну підвищеними концентраціями цитрату на тлі зростання вмісту глюкози (12) підтверджує, що синтез і секрецію інсуліну в стінці рубця індукує цитрат, синтезований тут при високій інтенсивності глюконеогенезу. За нашими даними (19), це може відбуватися у телят в місячному віці. Зміст цитрату в стінці рубця збільшується при зв'язуванні ацетил-КоА, утвореного внаслідок окисного декарбоксилювання піровінградной кислоти, з оксалоацетата і нездатності цитрату окислюватися в циклі Кребса через відсутність активності НАД-залежної ізоцитратдегідрогенази. В таких умовах цитрат, що надходить з мітохондрій, одночасно активує синтез і секрецію інсуліну в слизовій рубця з наступною активацією ацетил-КоА-карбоксилази і синтезу жирних кислот. Можливо, секрецію інсуліну стимулюють і інші метаболіти цитратного циклу (в першу чергу, сукцинат, який утворюється з пропионата). На наступному етапі при посиленні глюконеогенезу в печінці індукується синтез і секреція інсуліну в підшлунковій залозі. Не виключено також, що глюкоза і цитрат швидко синтезуються саме в стінці рубця і, вступаючи по кровоносній системі шлунково-кишкового тракту безпосередньо в підшлункову залозу, активують синтез і секрецію інсуліну. Зрозуміло, вплив активованих короткоцепних жирних кислот також не піддається сумніву.

Отримане в наших експериментах зниження концентрації інсуліну, кортизолу і тиреоїдних гормонів при щодобовому прирості живої маси понад 1300 г важко пояснити, виходячи з сучасних уявлень про біологічну роль цих гормонів, яка полягає в залученні в активний метаболізм депонованих речовин за рахунок посилення ліполізу, гликогенолиза, глюконеогенезу з амінокислот з одночасним підвищенням активності синтезу білка і вироблення енергії. Подібні протиріччя можна пояснити, якщо припустити, що в організмі жуйних тварин є специфічні механізми регуляції синтезу і секреції інсуліну.

Допущення про виділення інсуліну мікроорганізмами, сорбованих на слизовій рубця, не може бути прийнято до уваги. На слизової рубця мікроорганізми адгезірованних значно слабкіше, ніж на епітеліоцитах кишечника. Загальна кількість сорбованих мікроорганізмів невелика, а частка синтезують інсулін незначна. Нарешті, мікроорганізми не здатні забезпечити секрецію і транспорт інсуліну в кров'яне русло і самі утилізуються в рубці або наступних відділах травного тракту до всмоктуваних і позбавлених гормональної активності ферментів.

Отже, аналіз результатів власних досліджень і систематизація фактів, наявних в літературі, дозволяють запропонувати для обговорення та експериментальної перевірки гіпотетичний механізм ініціації синтезу і секреції інсуліну у жуйних тварин, принципова особливість якого в тому, що первинна індукція секреції інсуліну здійснюється активованими формами короткоцепних жирних кислот ( С3-С8) або глюкозою, синтезованими не в печінці, як прийнято вважати зараз, а безпосередньо в стінці рубця.

Л І Т Е Р А Т У Р А

1. Y oun g D., U hl JJ, C arte e GD ea Activation of glucose transport in muscle by prolonged exposure to insulin. J. Biol. Chem., 1986, 261 (34): 16049-16053.
2. Г а л о ч к и н а В.П., М а т в е е в В.А., Р а д ч е н к о в В.П. Секреція гормонів і активність ферментів вуглеводного обміну в крові бичків при різному рівні годівлі та в залежності від інтенсивності росту. Тез. доп. III Міжнар. конф. «Актуальні проблеми біології в тваринництві». Боровськ, 2000: 277-278.
3. M c M aho n CD, C hapi n LT, L ookinglan d KJ ea Feeding-induced increases in insulin do not suppress secretion of growth hormone. Domest. Anim. Endocrinol., 1999, 17 (4): 439-447.
4. S mit h SB, P rio r RL, M ersman n HJ Interrelationships between insulin and lipid metabolism in normal and alloxan-diabetic cattle. J. Nutr., 1983, 113 (5): 1002-1015.
5. S mit h SB, P rio r RL, F errel l CL ea Interrelationships among diet, age, fat deposition and lipid metabolism in growing steers. J. Nutr., 1984, 114 (1): 153-162.
6. S mit h SB, C rous e JD Relative contributions of acetate, lactate and glucose to lipogenesis in bovine intramuscular and subcutaneous adipose tissue. J. Nutr., 1994, 114 (4): 792-800.
7. D unsheanbsp; FR, B oisclai r YR, B auma n DE ea Effects of bovine somatotropin and insulin on whole-body and hindlimb glucose metabolism in growing steers. J. Anim. Sci., 1995, 73 (8): 2263-2271.
8. R ichard s CJ, B ranc o AF, B ohner t DW ea Intestinal starch disappearance increased in steers abomasally infused with starch and protein. J. Anim. Sci., 2002 80 (12): 3361-3368.
9. S choonmake r JP, C ecav a VM, F aulkne r DB ea Effect of source of energy and rate of growth on performance, carcass characteristics, ruminal fermentation, and serum glucose and insulin of early-weaned steers. J. Anim. Sci., 2003 81 (4): 843-855.
10. S choonmake r JP, F luhart y FL, L oerc h SC Effect of source and amount of energy and rate of growth in the growing phase on adipocyte cellularity and lipogenic enzyme activity in the intramuscular and subcutaneous fat depots of Holstein steers. J. Anim. Sci., 2004, 82 (1): 137-148.
11. M ac D onal d MJ, H usai n RD, H offmann - B ennin g S. ea Immunochemical identification of coenzyme Q0-dihydrolipoamide adducts in the E2 components of the alpha-ketoglutarate and pyruvate dehydrogenase complexes partially explains the cellular toxicity of coenzyme Q0. J. Biol. Chem., 2004, 279 (26): 27278-27285.
12. F arfar i S., S chul z V., C orke y B. ea Glucose-regulated anaplerosis and cataplerosis in pancreatic beta-cells: possible implication of a pyruvate / citrate shuttle in insulin secretion. Diabetes, 2006, 49 (5): 718-726.
13. Г а л о ч к и н а В.П. Активність ферментів циклу Кребса в тканинах молодняка великої рогатої худоби, що вирощується в умовах промислового комплексу. Канд. дис. Боровськ, 1975.
14. B rad y RO, G uri n S. The biosynthesis of radioactive long-chain fatty acids by homogenized pigeon liver tissue. Arch. Biochem. Biophys., 1951, 34: 221-225.
15. M orti n DB, V agelo s PR The mechanism of tricarboxylic acid cycle regulation of fatty acid synthesic. J. Biol. Chem., 1962, 237 (9): 2750-2759.
16. A lbert s AW, V agelo s PR Acetyl-CoA carboxylases. In: Ensymes. N.-Y.-London, 1972, v. 6: 37-82.
17. З і н е щ е к о в А.Д. Біологія харчування сільськогосподарських тварин. М., 1965.
18. М о ш к і н а С.В. Перетворення вуглеводів в преджелудках молодняку ​​чорно-рябої голштинізованого худоби. Зоотехния, 2006, 1: 17-18.
19. Г а л о ч к и н а В.П. Взаємозв'язок між активністю ферментів циклу Кребса, метаболізмом піровиноградної кислоти, змістом статевих гормонів і продуктивністю молодняку ​​великої рогатої худоби. С.-г. біол., 2006, 6: 36-42.
20. Ф о м і ч е в Ю.П., Л е в а н т і н Д.Л., Д з ю б а Н.Ф. та ін. Системне застосування біологічно активних речовин при відгодівлі тварин. Вест. с.-г. науки, 1977, 2 (245): 85-92.
21. Е л ь - С а в а х і Е.М. Зв'язок гормонального профілю з деякими показниками крові і м'ясної продуктивності бичків холмогорской породи в онтогенезі. Тез. доп. симп. «Гормони і гормональні препарати в тваринництві». М., 1974: 123-125.
22. Е р м а к о в а Г.Л., Д о л г ​​а ч е в а Л.П., Г о л ь д ш т е й н Б.Н. та ін. Регуляція активності піруватдегідрогеназного комплексу в клітинах асцитної карциноми Ерліха іонами Са2 + і пируватом. Біохімія, 1999, 64 (В3): 381-389.
23. J unga s L. Hormonal regulation of pyruvate dehydrogenase. Metabolism, 1991, 20 (1): 43-53.
24. T urka n A., G on g X., P en g T. ea Structural requirements within the lipoyl domain for the Ca2 + -dependent binding and activation of pyruvate dehydrogenase phosphatase isoform 1 or its catalytic subunit. J. Biol. Chem., 2003 26, 277 (17): 14976-14985.
25. T urkannbsp; A., H iromasanbsp; Y., R ochenbsp; TE Formation of a complex of the catalytic subunit of pyruvate dehydrogenase phosphatase isoform 1 (PDP1c) and the L2 domain forms a Ca2 + binding site and captures PDP1c as a monomer . Biochemistry, 2004, 30, 43 (47): 15073-15085.
26. M ann s JG, B od a JM, W ille s BF Probable role of propionate and butirate in control of insulin secretion in sheep. Am. J. Physiol., 1967, 213: 756-764.
27. B arto s S. Utilisation of glucose and volative fatty acids by liver and muscle of calves and adult cattle. Physiol. Biohem. Slov., 1972, 11: 35-38.
28. B asset t JM Endocrine factors in the control of nutrient utilisation: ruminants. Proc. Nutr. Soc., 1978, 37 (3): 273-280.
29. З о л д а т е н к о в П.Ф., С б р о д о в Ф.М. Вплив інсуліну на обмін цукру, летких жирних кислот і ацетонових тіл в стінці травного каналу у овець. Фізіолого. журн. СРСР, 1966, 52 (9): 1124-1129.
30. П е р ш и н В.А., С о л о в и е в А.М. Вплив інсуліну і тироксину на вуглеводно-жировий обмін в стінці рубця жуйних. Бюл. ВНІІФБіП с.-г. тварин. Боровськ, 1967, 3: 22-24.
31. Я в о н е н к о А.Ф. Вплив інсуліну на активність відновного амінування a-кетоглутаровой кислоти в епітелії рубця великої рогатої худоби. Тез. доп. II Всес. биохим. з'їзду, секція 23. М., 1969: 25-26.
32. З к о р о х о д В.І., В р и д н і до Ф.І., Ф і до т а ш І.С. Вплив глюкози на перетворення ліпідів в стінці рубця. Тез. доп. II Всес. биохим. з'їзду, секція 23. М., 1969: 23.
33. G erre l RT Langerhanse cells in the ruminal epitelium of the sheep. Ultrastruct. Res., 1973, 43 (3-40): 256-259.
34. T onionbsp; N., N anekinbsp; K., T ekashinbsp; S. Identification of the cells paranuclear vacuols as the processes of the rumen Langerhans cells in the sheep. J. Agr. Res., 1974, 25 (1): 14-21.
35. H iroakinbsp; S., R aknbsp; LS, F ujiminbsp; S. Effects of dietary propionate and heat exposure on insulin response to feeding in sheep. Jap. J. Zootechn. Sci., 1987, 58 (12): 1086-1094.
36. F ernande z JM, C roo m WJJr., J ohnso n AD ea Subclinical ammonia toxicity in steers: effects on blood metabolite and regulatory hormone concentrations. J. Anim. Sci., 1988, 66 (12): 3259-3266.
37. Ф о м і н А.А., М а т в е е в В.А. Вплив сечовини на концентрацію інсуліну і глюкози в крові бичків. Зб. науч. тр ВНІІФБіП с.-г. тварин. Боровськ. 2006, ХLV: 66-74.

ABOUT HYPOTHETICAL MECHANISM OF INDUCTION OF INSULIN BIOSYNTHESIS AND SECRETION IN RUMINANTS

VP Galochkina, VA Galochkin

On the basis of own investigations and analysis of the data of literature the authors pro-posed the hypothetical mechanism of initiation of insulin synthesis and secretion in ruminants, the central moment of which consists in the initial induction of insulin secretion by the activated forms of short chain fatty acids (С3-С8) or glucose, but synthesized not in a liver, as it is now conven-tional, but directly in a rumen wall.

Key words: ruminant, insulin, biosynthesis, secretion, the hypothetical mechanism.

ГНУ Всеросійський НДІ фізіології,
біохімії та харчування сільськогосподарських
тварин Россельхозакадеміі,
249013 Калузька обл., М Боровськ, сел. інститут,
e-mail: [email protected]

Надійшла до редакції
27 травня 2008 року

Оформлення електронного відбитка