Ispitivanje mogućnosti korišćenja izoenzimskih oblika superoksid dizmutaze 1 kao biomarkera intenziteta parazitskih infekcija kod ovaca

Abstract

U klinickoj patologiji ovaca parazitske infekcije zauzimaju znacajno mesto i pored zdravstvenog, predstavljaju i veliki ekonomski problem u uzgoju ovaca. Ovce su visoko prijemcive na infekciju parazitima, cak i u uslovima vrlo niske infekcije pašnjaka. Na taj nacin, ovce omogucavaju održavanje i amplifikaciju intenziteta parazitske faune u jednom epizootiološkom podrucju i istovremeno mogu poslužiti kao „indikator“ vrsta životinja u cilju procene prisutne parazitske faune u nekom podrucju. Procena intenziteta parazitske infekcije u domacinu je od posebnog znacaja, pre svega zbog terapijskih mera koje treba preduzeti, ali takode, predstavlja i bitan kriterijum koji se koristi u selekciji otpornijih jedinki. Prisustvo parazita i njihovih razvojnih oblika u toku migracije dovodi do poremecaja zdravstvenog stanja životinja, pri cemu je stepen oštecenja u direktnoj korelaciji sa brojem prisutnih parazita i/ili njihovih larvenih oblika, tj. sa intenzitetom parazitske infekcije. Slobodnoradikalske vrste nastale u toku parazitskih infekcija direktno inhibiraju neke od antioksidativnih enzima. Promene na ovim enzimima i njihova inhibicija uticu na kapacitet zaštite od oksidacionih oštecenja i relativni udeo pojedinih komponenti u ukupnom antioksidativnom potencijalu. Iz tog razloga postavljena je hipoteza da analiza ovih promena može da posluži kao dijagnosticko sredstvo u cilju utvrdivanja intenziteta parazitske infekcije. Superoksid dizmutaze (SOD) (EC 1.15.1.1) predstavljaju prvu liniju odbrane u uslovima narušene redoks ravnoteže, jer sprecavaju formiranje niza vrlo štetnih reaktivnih kiseonicnih i azotovih vrsta (hidroksil radikala i peroksinitrita) i inicijaciju lancane reakcije oksidacije koja kao krajnji ishod ima znacajna oštecenja biomolekula (lipida, proteina i nukleinskih kiselina). Poznat je „paradoks“ da se SOD 1 ireverzibilno inaktivira pri visokim koncentracijama vodonikperoksida, koji je proizvod reakcije koju ovaj enzim katalizuje. Imajuci u vidu napred navedenu cinjenicu da infekcija parazitima dovodi organizam domacina u stanje oksidativnog stresa, cilj ove doktorske disertacije bio je da se preciznije istraže promene u izoenzimskom profilu SOD 1 kod ovaca i ispita da li one mogu poslužiti kao biomarker intenziteta parazitskih infekcija. Ispitivanje je izvršeno na ukupno 300 ovaca (starosti 12 do 18 meseci), i to na sojevima autohtone rase pramenke (sjenicko-pešterska pramenka, lipska pramenka i vlaška vitoroga pramenka), koji su obuhvaceni programom ocuvanja animalnih genetickih resursa Republike Srbije i na uvezenim rasama ovaca (virtemberg, il d frans i šarole), u poluintenzivnom sistemu držanja, u cetiri podrucja. U okviru svake ispitivane rase/soja, formirana je kontrolna grupa ovaca (n=10), negativnih na parazitsku infekciju. Uzorkovanje fecesa za parazitološka ispitivanja i krvi za biohemijska ispitivanja izvršeno je tokom tri dana, u jutarnjim i vecernjim satima. Odredivanje prisutne vrste parazitske infekcije ovaca izvršeno je pregledom pojedinacnih uzoraka fecesa, metodom sedimentacije i flotacije. Intenzitet parazitske infekcije utvrden je korišcenjem kvantitativne metode po McMaster-u (modifikacija po Zajicek-u). Nivo oksidativnog stresa utvrden je odredivanjem sledecih parametara: aktivnost katalaze (CAT), koncentracija malondialdehida (marker peroksidacije lipida) i koncentracije karbonilnih i tiolnih grupa (markeri oksidativne modifikacije proteina). Aktivnost Cu,Zn – superoksid dizmutaze, kao i prisustvo njenih izoenzimskih oblika i relativna izoenzimska distribucija aktivnosti laktat dehidrogenaze (LDH1–LDH5), utvrdena je elektroforetski...

In clinical pathology of sheep, parasitic infections occupy a significant place and besides health, pose a great economic problem in sheep breeding. Sheep are highly susceptible to parasitic infections, even under conditions of very low pasture infections. In this way, sheep support the sustainability and amplification of parasitic fauna intensity in an epizootiological region and may at the same time serve as “indicators” of animal species with the aim of evaluating the presence of parasitic fauna in a specific region. The evaluation of parasitic infection intensity in the host is of special significance, primarily for the therapeutic measures necessary to be taken, but also, represents an essential criterion employed in selecting more resistant individuals. The presence of parasites and their developing forms during migration, leads to health disturbances in the animals, when the degree of damage is in direct correlation with the number of parasites present and/or their larval forms, ie. with the intensity of parasitic infection. Free radical species originating during parasitic infections, directly inhibit some of the antioxidative enzymes. Changes on these enzymes and their inhibition have an influence on the protective capacity from oxidative damages and a relative participation of certain components in the total antioxidative potential. For this reason, the hypothesis has been established that the analysis of these changes may serve as a diagnostic tool with the aim of determining the intensity of parasitic infection. SOD (EC 1.15.1.1) presents the first line of defense under conditions of disturbed redox balance, as they prevent the formation of a series of very harmful reactive oxygen and nitrogen species (hydroxyl radicals and peroxynitrites) and the initiation of oxidative chain reactions, which as an outcome are significant damages to biomolecules (lipids, proteins and nucleic acids). A known “paradox” is that SOD 1 is irreversably inactivated at high concentrations of hydrogen peroxide, which is a product of the reaction catalyzed by this enzyme. Considering the previously elaborated fact that parasitic infections lead the organism of the host into oxidative stress, the aim of this doctoral thesis was to more precisely investigate changes in the isoenzymatic profile of SOD 1 in sheep and examine if these may serve as biomarkers for the intensity of parasitic infection. The study was performed on a total of 300 sheep (aged 12 to 18 months), on strains of autochtonous Zackel sheep breed (Sjenicko-pešterska, Lipska and Vlaška vitoroga) which are included in the programme for conserving animal genetic resources in the Republic of Serbia as well as on imported breeds of sheep (Würtemberg, Ile de France and Charollais) kept under semi intensive conditions in four regions. Within each investigated breed/strain, a control group of sheep was established (n=10), negative to parasitic infection. Sampling of feces for parasitological and blood for biochemical assaying was performed during the course of three days , in the morning and in the evening.The distribution of parasites in sheep was evaluated using the native smear corpological technique, by sedimentation and flotation methods...