Sex and genotype dependence on the effects of long‐term high environmental temperatures on cellular enzyme activities from chicken organs

Summary

The effects of long term hyperthermia on enzyme levels in the chicken heart and breast muscles, brain, kidney, liver and lung, in relation to sex and degree of feathering, were studied. The enzymes studied were alanine and aspartate amino‐transferases, alkaline phosphatase, creatine kinase, lactic dehydrogenase and gamma‐glutamyltransferase. Double heterozygote frizzled naked neck and normally feathered male and female broilers were exposed to 24°C (control group) and 32°C (experimental group), for 5 weeks, starting at the age of 3 weeks. The birds were killed, the tested organ removed, homogenized and cell‐free supernatant was obtained by centrifugation. Enzyme activities were measured with an autoanalyser and specific activities were calculated.

Prolonged heat stress resulted in changes of enzyme activities in all the tissues studied.

No significant differences were seen in the cellular enzyme levels from the various organs between male and female birds unexposed to heat stress. Following heat stress, however, greater changes in enzyme levels were seen in the brain, heart muscle and kidney of males compared to females. No significant differences were seen in the cellular enzymes studied in the tissues between the normal and frizzled naked neck chicken. Following prolonged heat stress, there were some differences in the degree of response between the frizzled naked neck and control groups. These differences did not show a consistent or clear pattern indicative of the degree of stress in each of the groups.

Résumé

Les effets d'une hyperthermie à long terme sur les niveaux enzymatiques des différents organes de poulet (coeur, muscles du bréchet, cerveau, reins, foie et poumon), ont été étudiés en relation avec le sexe et le degré d'emplumement.

Les enzymes étudiées ont été: l'alanine et l'aspartate aminotransferases, la phosphatase alcaline, la créatine kinase, la déshydrogénase lactique et la gamma‐glutamyltransférase. Des poulets mâles et femelles emplumés normalement, ainsi que des poulets frisés et cou nu, doubles hétérozygotes, ont été exposés à 24°C (groupe témoin) et à 32°C (groupe traité) pendant 5 semaines à partir de l'âge de 3 semaines. Les oiseaux ont été sacrifiés; les organes ont été prélevés, homogénéisés, centrifugés et le surnageant, sans cellule, a été récolté. Les activités enzymatiques ont été mesurées à l'aide d'un auto‐analyseur, et les activités spécifiques ont été calculées.

Le stress thermique prolongé a entraîné des changements des activités enzymatiques dans tous les tissus étudiés.

Aucune différence significative n'a été observée entre les niveaux enzymatiques cellulaires des organes des oiseaux mâles et femelles non exposés au stress thermique. Après le stress thermique, des changements plus importants concernant les niveaux enzymatiques ont été notés dans le cerveau, le muscle du coeur et les reins des mâles, comparé à ceux des femelles.

En ce qui concerne les enzymes cellulaires étudiées au niveau des tissus des poulets normaux et des poulets frisés cou nu, aucune différence significative n'a été enregistrée. Après le stress thermique prolongé, il y a eu quelques différences dans le degré de la réponse entre les groupes frisés cou nu et témoin. Ces différences n'ont pas mis en évidence des caractéristiques claires et logiques indiquant le degré de stress dans chacun des groupes.

Zusammenfassung

Die Effekte einer langfristigen Hyperthermie auf Enzymkonzentrationen im Herzmuskel, in der Brustmuskulatur, im Gehirn, in Niere, Leber und Lunge in Beziehung zum Geschlecht und zum Grad der Befiederung wurden untersucht.

Bei den untersuchten Enzymen handelte es sich um Alanin, Aspartataminotransferase, alkalische Phosphatase, Kreatinkinase, Laktatdehydrogenase und Gammaglutamyltransferase Zweifach heterozygote lockenfiedrig nackthalsige und normal befiederte männliche und weibliche Mastküken wurden von der vierten Lebenswoche an 5 Wochen lang Temperaturen von 24°C (Kontrollgruppe) und 32°C (Versuchsgruppe) ausgesetzt. Danach wurden die Tiere getHtet, die zu untersuchenden Organe wurden entnommen und homogenisiert, und zellfreier Überstand wurde durch Zentrifugation gewonnen. Die Enzymaktivitäten wurden mit einem Autoanalysator gemessen, und die spezifischen Aktivitäten wurden berechnet.

Anhaltende Wärmebelastung führte in allen untersuchten Geweben zu Veränderungen der Enzymaktivitäten.

Bei den Konzentrationen der Zellenzyme aus den verschiedenen Organen wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen männlichen und weiblichen Tieren, die nicht der Wärmebelastung ausgesetzt waren, festgestellt. Nach Wärmebelastung wurden jedoch bei männlichen Tieren in Vergleich zu weiblichen Tieren größere Veränderungen der Enzymkonzentrationen im Gehirn, im Herzmuskel und in den Nieren festgestellt.

Bei den untersuchten Zellenzymen wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen den normalen und den lockenfiedrigen, nackthalsigen Küken festgestellt. Nach anhaltender Wärmebelastung gab es gewisse Unterschiede zwischen den lockenfiedrigen, nackhalsigen und den Kontrollgruppen. Diese Unterschiede zeigten kein konsistentes oder klares Muster als Anzeichen für den Grad der Belastung in jeder der Gruppen.

Resumen

Se estudiaron los efectos de la hipertermia prolongada sobre valores enzimáticos en el corazón, músculos pectorales, cerebro, riñón, hígado y pulmón en relación con el sexo y el grado de plumaje.

Las enzimas estudiadas fueron la alanina y aspartato aminotransferasas, fosfatasa alcalina, creatinin quinasa, deshidrogenasa láctica y glutamiltransferasa gamma. Se expusieron gallinas heterozigotas dobles con cuello desnudo rizado y broilers hembras y machos con plumaje normal a 24°C (grupo control) y a 32°C (grupo experimental) durante 5 semanas comenzando a la edad de 3 semanas. Las aves fueron sacrificadas y los órganos estudiados extraidos. Tras su homogeinización, se obtuvo por centrifugación un sobrenadante libre de células. Las actividades enzimáticas se midieron con un autoanalizador y sus actividades específicas fueron calculadas.

El estrés térmico prolongado produjo cambios en las actividades enzimáticas de todos los tejidos examinados.

No se observaron diferencias significativas en los niveles enzimáticos celulares entre las aves macho y hembra no, expuestas al estrés térmico. No obstante, los machos presentaron cambios mayores producidos por el estrés térmico en el cerebro, miocardio y riñon de los machos al comparar los valores enzimáticos con los de las hembras.

No se registraron diferencias significativas en los niveles enzimáticos celulares estudiados en los tejidos correspondientes a las gallinas con plumaje normal o con cuello desnudo rizado. Tras un estrés térmico prolongado hubo ciertas diferencias en el grado de respuesta entre los grupos controles y las aves de cuello desnudo rizado. Estas diferencias no mostraron una consistencia o un modelo claro indicativo del grado de estrés de cada grupo.