The Prospects for Using Bioluminescent Enzymatic Analysis to Reveal the Exercise Capacity of Sports Horses

L. V. Stepanova; Степанова Л. В.; O. V. Kolesnik; Колесник О. В.; O. A. Kolenchukova; Коленчукова О. А.; A. S. Fedotova; Федотова А. С.; A. V. Kolomeytsev; Коломейцев А. В.; A. V. Makarov; Макаров А. В.; V. A. Kratasyuk; Кратасюк В. А.

doi:10.31857/S1026347023010110

Перспективы использования биолюминесцентного ферментативного анализа для выявления физической нагрузки спортивных лошадей

Авторы: Степанова Л.В.¹, Колесник О.В.², Коленчукова О.А.¹^,3, Федотова А.С.⁴, Коломейцев А.В.⁴, Макаров А.В.³, Кратасюк В.А.¹^,2
Учреждения:
1. ФГАОУ ВО “Сибирский федеральный университет”
2. ФГБНУ “Федеральный исследовательский центр “Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук” обособленное подразделение Институт биофизики СО РАН
3. ФГБНУ “Федеральный исследовательский центр “Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук” обособленное подразделение Научно-исследовательский институт медицинских проблем Севера
4. ФГБОУ ВО “Красноярский государственный аграрный университет”
Выпуск: № 1 (2023)
Страницы: 58-67
Раздел: ФИЗИОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ И ЧЕЛОВЕКА
URL: https://journals.rcsi.science/1026-3470/article/view/135505
DOI: https://doi.org/10.31857/S1026347023010110
EDN: https://elibrary.ru/IMZIGX
ID: 135505

Цитировать

Аннотация

Проведено биолюминесцентное тестирование слюны спортивных лошадей, отобранной до и после физических нагрузок, с использованием биферментной реакции, катализируемой NADH:FMN-оксидоредуктазой и бактериальной люциферазой. Показано ингибирующее воздействие слюны на интенсивность свечения благодаря повышению рН слюны после мышечной работы. Понижение интегрального биолюминесцентного показателя при мышечной работе низкой интенсивности коррелировало с содержанием общего белка и глюкозы в сыворотке крови, повышение биолюминесцентного показателя при высокой интенсивности зависело от понижения креатинина или повышения АСТ и взаимосвязано с повышением частоты сердечных сокращений. Впервые показано, что ингибирование биолюминесцентного свечения может быть показателем функционального состояния лошади в тренинге, что может применяться в спортивном коневодстве для предупреждения перегрузок.

Ключевые слова

спортивные лошади, слюна, NADH:FMN-оксидоредуктаза, люцифераза, бактериальная биолюминесценция

Об авторах

Л. В. Степанова

ФГАОУ ВО “Сибирский федеральный университет”

Автор, ответственный за переписку.
Email: slyudmila@mail.ru
Россия, 660041, Красноярск, пр. Свободный, 79

О. В. Колесник

ФГБНУ “Федеральный исследовательский центр “Красноярский научный центр
Сибирского отделения Российской академии наук” обособленное подразделение Институт биофизики СО РАН

Email: slyudmila@mail.ru
Россия, 660036, Красноярск, ул. Академгородок, 50/50

О. А. Коленчукова

ФГАОУ ВО “Сибирский федеральный университет”; ФГБНУ “Федеральный исследовательский центр “Красноярский научный центр
Сибирского отделения Российской академии наук” обособленное подразделение Научно-исследовательский институт медицинских проблем Севера

Email: slyudmila@mail.ru
Россия, 660041, Красноярск, пр. Свободный, 79; Россия, 660022, Красноярск, ул. Партизана Железняка, 3г

Список литературы

Андреева А.Б., Карпенко Л.Ю., Бахта А.А. Белковый обмен у жеребых кобыл // Иппология и ветеринария. 2012. Т. 2. № 4. С. 11–14.
Андрийчук А.В., Ткаченко Г.М., Ткачова И.В. Гематологические и биохимические изменения в крови выездковых лошадей под влиянием физических нагрузок // Известия КГТУ. 2016. № 43. С. 145–153.
Баран В.П., Соболева Ю.Г, Жвикова Е.А. Биохимические и гематологические показатели спортивных лошадей // Ученые записки УО “Витебская ордена “Знак Почета” государственная академия ветеринарной медицины". 2010. Т. 46. № 2. С. 7–9.
Вавилова Т.П., Янушевич О.О., Островская И.Г. Слюна. Аналитические возможности и перспективы. М.: Издательство БИНОМ, 2014. 312 с.
Герман Ю.И., Горбуков М.А., Рудак А.Н., Садыков Е.В. Определение морфометрических, экстерьерно-конституциональных, биодинамических признаков лошадей верховых пород и их влияние на спортивную работоспособность. Ч. 1. Определение признаков, выявление имеющихся корреляций с результативностью испытаний по работоспособности // Коневодство и конный спорт. 2019. № 5. С. 37–40.
Жукова И.А. Динамика физиологического состояния спортивных лошадей при физической нагрузке // Науковий вісник Львівського національного університету ветеринарної медицини та біотехнологій імені С.З. Ґжицького. 2014. № 2. С. 121–124.
Есимбекова Е.Н., Лоншакова-Мукина В.И., Безруких А.Е., Кратасюк В.А. Принципы конструирования многокомпонентных реагентов для энзимологического анализа // Доклады Российской академии наук. 2015. Т. 461. № 4. С. 472–475.
Кабасова И.А., Петрушко Н.П. Оценка функционального состояния и степени тренированности спортивных лошадей при применении различных систем тренинга // Актуальные проблемы интенсивного развития животноводства. 2018. Т. 21. № 2. С. 306–312.
Кондрахин И.П., Курилов Н.В., Малахов А.Г. Клиническая лабораторная диагностика в ветеринарии. М.: Агропромиздат, 2004. 531 с.
Покровская Е.С., Малев А.А., Гильмутдинов Р.Я. Методологические аспекты получения слюны у сельскохозяйственных животных // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. 2011. Т. 208. № 4. С. 95–99.
Скворцов В.В., Скворцова Е.М., Бангаров Р.Ю. Лактат-ацидоз в практике врача – анестезиолога-реаниматолога // Вестник анестезиологии и реаниматологии. 2020. Т. 17. № 3. С. 95–100.
Сорокина Е.В., Зарубина А.П. Биотестирование с использованием бактериального люминесцентного теста: достоинства и усовершенствования метода // Успехи современной биологии. 2017. Т.137. № 6. С. 613–620.
Турлак И.В. Слюна – основные направления исследования ее свойств // Современные проблемы науки и образования. 2020. № 4. С. 154–164.
Уopшг Д.Х. Пoведение лошaдей / Пер. с англ. Т. Ремизовой, Ю. Халфиной. СПб.: ООО “ИКЦ”, 2009. 458 с.
Baevsky R.M., Chernikova A.G. Heart rate variability analysis: physiological foundations and main methods // Cardiometry. 2017. № 10. P. 66–76.
Bezrukikh A., Esimbekova E., Nemtseva E., Kratasyuk V., Shimomura O. Gelatin and starch as stabilizers of the coupled enzyme system of luminous bacteria NADH: FMN-oxidoreductase-luciferase // Anal. Bioanal. Chem. 2014. V. 406. P. 5743–5747.
Borshchevskaya L.N., Gordeeva T.L., Kalinina A.N., Sineokii S.P. Spectrophotometric determination of lactic acid // J. Analytical Chemistry. 2016. V. 71. № 8. P. 755–758.
Clémence L. Indicators of Horse Welfare: State-of-the-Art // Animals. 2020. V. 10. № 2. P. 294–301.
Esimbekova E., Kratasyuk V., Shimomura O. Application of enzyme bioluminescence in ecology // Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology. 2014. V. 144. P. 67–109.
Karatosun H., Cetin C., Baydar M.L. Blood and saliva lactate levels during recovery from supramaximal exercise // Saudi Medical J. 2005. V. 26. P. 1831–1842.
Kratasyuk V., Esimbekova E. Applications of luminous bacteria enzymes in toxicology // Combinatorial Chemistry & High Throughput Screening. 2015. V. 18. № 10. P. 952–959.
Kratasyuk V.A., Stepanova L.V., Ranjan R., Sutormin O.S., Pande S., Zhukova G.V., Miller O.M., Maznyak N.V., Kolenchukova O.A. A noninvasive and qualitative bioluminescent assay for express diagnostics of athletes' responses to physical exertion // Luminescence. 2020. V. 36. № 2. P. 384–390.
L. de Mare, Boshuizen B., Plancke L., C. de Meeus, M. de Bruijn, Delesalle C. Standardized exercise tests in horses: current situation and future perspectives // Vlaams Diergeneeskundig Tijdschrift. 2017. V. 86. № 2. P. 63–72.
Maksymovych I.A. Exchange of electrolytes in sports horse for exercise // Scientific Messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies named after S.Z. Gzhytskyj. 2017. V. 19. № 77. P. 100–104.
Navas de Solis C., Sampson S.N., McKay T., Whitfield-Cargile C. Standardised exercise testing in 17 reining horses: Musculoskeletal, respiratory, cardiac and clinicopathological findings // Equine Vet Educ. 2018. V. 30. P. 262–267.
Pyatnychko O., Zhyla M., Shkodyak N., Saliy O., Derkach M., Kalynovska L. The efficiency of the drug based on butaphosphane, B vitamins and L-carnitine in the treatment of horses // Scien. Mess. of LNU of Veter. Med. and Biotech. Series: Veterinary Sciences. 2021. V. 23. № 101. P. 31–37.
Szarska E., Cywińska A., Ostaszewski P., Kowalska A. Effectiveness of training programmes used in two stables of thoroughbred race horses // Polish J. Veterinary Sciences. 2015. V. 17. № 4. P. 681–685.