Введение к работе
1. 1.1. Актуальность темы. При организации полноценного питания животных важная роль отводится минеральным веществам, в том числе селену (Ермаков В. В., Ковальский В. В., 1974). Содержание этого микроэлемента в рационах должно строго контролироваться (Георгиевский В. И. и др., 1979; Кальниц-кий Б. Д., 1980, 1985, 1998). Селен входит в активный центр важнейшего окислительного фермента глутатионпероксидазы, принимает участие в синтезе глицин-редуктазы, липоатдегидрогеназы, коэнзимов А и Q. Обмен селена в организме тесно связан с метаболизмом витамина Е, полиненасыщенными жирными кислотами и другими компонентами антиоксидантной системы организма. Дефицит этого элемента в кормах вызывает нарушения в обмене белков, жиров, углеводов и приводит к возникновению многих заболеваний: беломышечной болезни, некрозу печени, экссудативного диатеза, анемии, гемолизу эритроцитов, дегенерации яичников, снижению резистентности и восприятия света (Никитина Л. П., Иванова В. Н., 1995). Особенно страдают из-за недостатка селена интенсивно растущие и беременные животные. Не менее опасен для организма и избыток селена в рационе, при котором наблюдаются хронические или острые отравления в результате блокирования SH-групп и нарушения синтеза ряда аминокислот. Установлено, что селен обеспечивает нормальную деятельность антиоксидантной, иммунной и детоксифицирующей систем организма (Георгиевский В. И., 1979; Двинская Л. М. и др., 1986, 1995; Мишанин Ю. Ф., 1992; Га-лочкин В. А., 1998; Золотов П. А., 1999).
В качестве дополнительных источников этого элемента в рационы животных вводят, как правило, неорганические препараты: селениты и селенаты. Од-
нако эти соединения являются достаточно токсичными, поэтому постоянно ведется поиск более безопасных препаратов, в которых величины токсических и стимулирующих доз отличались бы на максимально возможную величину (Wolf-fram S., ScharrerE., 1988; LarsenH. J., 1993; Chan S. et al., 1998). К их числу относится новое отечественное низкотоксичное органическое соединение селенопи-ран, которое показало высокую эффективность в опытах на поросятах, овцах и птице (Харитонова И. Г., 1992; Боряев Г. И., 1992; Горбунова Н. В., 1997; Бли-нохватов А. Ф., 1997). Влияние разработанной во ВНИИФБиП пролонгированной формы селенопирана на организм свиней и поросят остается не изучено.
Обязательным атрибутом нормальной аэробной жизни любой клетки явля- ется генерация активизированных кислородных метаболитов, известных как прооксиданты. Развитие и функционирование клеток в кислородсодержащем окружении возможно лишь при надежной работоспособности защитных систем, к которым относятся строго специализированные ферментативные и неферментативные антиоксиданты. В живых организмах исключительно сложная и многокомпонентная антиоксидантная защита представлена различными веществами и системами, отдельные составляющие которых находятся во взаимокомпенсаторных отношениях, благодаря чему и поддерживается высокая активность свободнорадикальных окислительных процессов. Малейшие изъяны или сбои в непрерывном процессе регенерации тех или иных компонентов антиоксидантных систем приводит к развитию губительного для клеток окислительного стресса (Владимиров Ю. А., Арчаков А. И., 1972; Карпуть И. М., 1981; Журавлев А. И., Пантюшенко В. Т., 1989; Макарова С. М., 1990; Klayman D. L., Giinther W. Н., 1973;Feter J. etal., 1987; KereC. 0., HackerR. R., 1997).
Однако все аспекты взаимосвязи многочисленных и широкоразветвленных звеньев различных антиоксидантных систем организма свиней в онтогенезе и при различных условиях питания продолжают оставаться недостаточно изученными.
1.2. Цель и задачи исследований. Цель работы - изучить зоотехнические показатели, взаимосвязь комплекса гематологических и биохимических параметров, характеризующих антиоксидантный статус и неспецифическую резистент-
ность организма свиней в постнатальнои онтогенезе, при различной обеспеченности селеном и использовании органической и неорганической формы селена свиноматками и их потомством. Для достижения поставленной цели решались следующие конкретные задачи:
-
Сравнить влияние селенопирана и селенита натрия на гематологические и биохимические показатели, характеризующие неспецифическую резистентность и состояние антиоксидантной системы организма свиноматок и их потомства.
-
Установить динамику и взаимосвязь в крови содержания белка, гемоглобина, гематокрита, лейкоцитов, эритроцитов, их размеров и насыщенности гемоглобином, малонового диальдегида, каталитической активности супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы, церулоплазмина, каталазы, щелочной фйсфатазы, общей антиокислительной активности в течение полного воспроизводительного цикла у свиноматок и их поросят от рождения до отъема.
-
Уточнить биохимические критерии обеспеченности организма свиней селеном.
-
Изучить показатели репродуктивной функции свиноматок, роста и развития поросят при использовании различных соединений селена.
1.3. Научная новизна исследований. Впервые изучен механизм действия парентерального введения пролонгированной формы селенопирана, разработанной во ВНИИФБиП, на факторы неспецифической резистентности и антиокси-дантный статус организма свиноматок и их потомства.
Проведен сопоставительный анализ действия селенита натрия и селенопирана на ряд гематологических, биохимических и зоотехнических показателей свиней в постнатальнои онтогенезе. Показано, что влияние препаратов селена на изученные параметры свиноматок в целом было менее выраженным по сравнению с их воздействием на потомство. Установлено, что добавки в рацион свиноматок в течение всего воспроизводительного цикла селенита натрия и особенно инъекции селенопирана способствуют повышению неспецифической
резистентности путем коррекции свободнорадикальных процессов в организме их поросят.
Описана динамика и выявлена взаимосвязь комплекса биохимических показателей, объективно отражающих состояние антиоксидантной защиты организма свиней в различные физиологические периоды.
1.4. Практическая значимость и реализация результатов работы. Добавки селенита натрия в селендефицитный рацион супоросных и подсосных маток и особенно инъекции (в начале и конце супоросности и в первый день жизни поросят) пролонгированной формы селенопирана повышают резервы антиоксидантной защиты, неспецифической резистентности, интенсивность роста и сохранность поросят. Отобраны, апробированы и продемонстрирована высокая информативная ценность совокупности биохимических критериев обеспеченности организма свиноматок и их потомства селеном. Материалы работы использованы при разработке наставлений по применению селенопирана в животноводстве. Полученную новую информацию по-динамике и взаимосвязи показателей, характеризующих антиоксидантами статус организма свиней в постна-тальном онтогенезе, целесообразно использовать в курсе лекций по биохимии и физиологии животных.
1.5. Основные положения, выносимые на защиту:
1. Гематологические и биохимические показатели, характеризующие состояние антиоксидантной системы и неспецифической резистентности организма свиноматок и их потомства при использовании различных соединений селена.
* 2. Динамика и взаимосвязь содержания белка, гемоглобина, гематокрита, лейкоцитов, эритроцитов, малонового диальдегида, каталитической активности супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы, церулоплазми-на, каталазы, щелочной фосфатазы, антиокислительной активности в крови свиней в постнатальном онтогенезе.
' 3. Биохимические критерии обеспеченности организма свиноматок и поросят селеном.
4. Показатели репродуктивной функции свиноматок, роста и развития поросят при включении в селендефицитный рацион селенита натрия и подкожных инъекций пролонгированной формы селенопирана.
-
Апробация результатов работы. Основные положения диссертации доложены на межлабораторном заседании научных сотрудников ВНИИФБиП (Боровск, 1999 г.) и научной конференции «Вклад молодых ученых и специалистов пищевой промышленности в решение проблемы здорового питания XXI века» (Москва, 1999 г.)
-
Публикация результатов работы. Материалы диссертации опубликованы в центральных журналах и научных трудах ВНИИФБиП (8 статей).
-
Объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследований, трех глав собственных исследований и их обсуждения, выводов, предложений производству, списка литературы (118 источников на русском языке и 95 на иностранном языке). Работа изложена на 122 страницах машинописного текста, включая 19 таблиц и 7 рисунков.
Для решения поставленной задачи в 1998-1999 гг. был проведен опыт в виварии института на 15 свиноматках крупной белой породы со вторым опоросом и на их потомстве. Холостые свиноматки в возрасте 14-15 мес. были разделены на 3 группы по 5 голов в каждой по принципу парных аналогов. Матки были покрыты хряками породы дюрок. Все свиноматки содержались в одинаковых условиях и получали комбикорм, состоящий из кукурузы, ячменя, пшеницы, подсолнечного шрота, пшеничных отрубей, минеральных добавок и премикса П 53-1. Рацион был полностью сбалансирован по биологически активным веществам (сырой протеин - 160 г, обменная энергия - 12,8 МДж/кг). В 1 кг корма содержалось 0,055 мг селена. Схема опыта представлена в табл. 1.
Подкормка селенитом натрия (ТУ 6-09-17-209-88) начиналась после покрытия маток и продолжалась до отъема поросят в возрасте 28 суток. Пролонгиро-
ванная форма селенопирана была синтезирована в лаборатории иммунобиотех-нологии ВНИИФБиП. Количество селена, полученное свиноматками в виде селенита натрия и селенопирана, было одинаковый.
Таблица 1 Схема опыта на свиноматках и полученных от них поросятах
Поросятам в 4-х суточном возрасте был введен ферроглюкин в дозе 150 мг Fe /гол. Животных с 12-сут. возраста стали приучать к поеданию комбикорма, состоящего из ячменя, кукурузы, пшеницы, подсолнечного шрота, сухого обрата, рыбной муки, минеральных добавок и премикса КС-3 без добавления селена (сырой протеин - 190 г, обменная энергия - 13,1 МДж/кг). В 1 кг корма содержалось 0,15 мг селена. По остальным показателям рационы свиноматок и поросят были сбалансированы согласно существующим рекомендациям (Калашников А. П. и др., 1993). У свиноматок брали кровь из краевой вены уха (на гематологические показатели) и хвостовой артерии (на биохимические показатели) перед постановкой на опыт, в середине супоросности, после опороса и после отъема поросят (всего 4 раза). У поросят брали кровь из тех же сосудов в первые сутки жизни и сразу после отъема, а затем был проведен убой животных во А головы из группы.
В цельной крови определяли количество эритроцитов и лейкоцитов в камере Горяева, гемоглобина с реактивом Драбкина, величину гематокрита с помо-
щью микроцентрифуги (Тодоров Й., Кондрахин И. П. и др., 1985). На основании этих данных рассчитывали ряд других показателей красной крови (Кузнецов С. Г. и др., 1991). В цельной крови также изучали активность супероксиддисмута-зы, КФ 1.15.1.11 и каталазы, КФ 1.11.1.6 (Чевари С. и др., 1991), в эритроцитах -глутатионпероксидазы, КФ 1.11.1.9 (Моин В. М., 1986); в плазме крови - активность церулоплазмина, КФ 1.10.3.2 (Кузнецов С. Г., 1975), щелочной фосфатази, КФ 3.1.3.1- с набором реактивов Лахема диагностика, антиоксидантную активность (Клебанов Г. И., 1988), содержание белка по Лоури (Чешев К. С. и др, 1967), в сыворотке крови - концентрацию малонового диальдегида (Андреева Л. И. и др., 1988). В кормах определили содержание селена методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии (Кальницкий Б. Д. и др., 1997). В период проведения опыта учтътали живую массу свиноматок и поросят, ежесуточное потребление корма, состояние здоровья животных, количество родившихся поросят, их сохранность. Результаты опыта обработаны методом вариационной статистики (Лакин Г. *>., 1980).
