Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 9
1.1 Биологические особенности птиц 9
1.2 Влияние микрофлоры кишечника на обмен веществ в организме птиц 17
1.3 Особенности обмен азотосодержащих веществ в организме птиц 20
1.4 Использование пробиотических препаратов в сельском хозяйстве 30
1.5 Заключение 37
2. Материалы и методы исследования 38
3. Собственные исследования 44
3.1 Количественный и качественный состав микрофлоры кишечника цыплят-бройлеров 44
3.2 Обмен азотистых веществ в организме цыплят-бройлеров 48
3.2.1 Активность протеолитических ферментов 48
3.2.2 Переваримость питательных веществ корма 52
3.2.3 Баланс азота 54
3.2.4 Содержания белка и его фракций в сыворотке крови 57
3.2.5 Процессы трансаминирования аминокислот в сыворотке крови 59
3.2.6 Процессы трансаминирования аминокислот в печени 61
3.3 Развитие мышечной ткани цыплят-бройлеров 63
3.3.1 Развитие внутренних органов цыплят-бройлеров 67
3.4 Содержание белков в организме и отдельных тканях цыплят-бройлеров 69
3.5 Динамика живой массы-бройлеров 70
3.6 Биологическая полноценность мяса цыплят-бройлеров 75
3.7 Содержание липидов в мясе цыплят-бройлеров 76
3.8 Состояние иммунной системы цыплят-бройлеров и их сохранность 77
4. Производственные испытания эффективности применения лактомикроцикола при выращивании цыплят-бройлеров 81
5.Обсуждение результатов исследования 85
6. Выводы... 98
7. Практические предложения 100
8. Список используемой литературы 101
9. Приложения 131
- Влияние микрофлоры кишечника на обмен веществ в организме птиц
- Использование пробиотических препаратов в сельском хозяйстве
- Активность протеолитических ферментов
- Динамика живой массы-бройлеров
Введение к работе
Некоторые виды птиц не меняют мест своего обитания в течение года. Другие при ухудшении кормовых условий (например, перед наступлением зимы или в преддверии засухи) совершают перелёты (миграций). Самый дальний перелёт - от Арктики до Антарктики совершают полярные крачки; вороны, грачи, дрозды, наоборот, зимуют недалеко от места гнездования. Дальность перелёта зависит от экологических потребностей птиц (например, водоплавающие птицы могут остановиться на зимовку не раньше, чем пересекут границу замерзания водоёмов).
Древний отряд курообразных включает 7 семейств: гоацины, сорные куры, краксы, фазановые, тетеревиные, цесарковые, индейковые -около 240 видов по всему миру. У этих птиц сильные ноги, приспособленные для разгребания почвы, и широкие крылья, пригодные только для непродолжительного полёта. Некоторых куриных (фазаны, куропатки) разводят в охотничьих хозяйствах. Банкиевские куры, индейки и цесарки стали родоначальниками пород домашних птиц.
В современном мясном и мясояичном птицеводстве на долю мяса бройлеров приходится около 75% от общего производства мяса птицы. Известно, что мясо птицы является важнейшим источником полноценного белка животного происхождения и липидов с высоким уровнем незаменимых жирных кислот. Оно характеризуется высокой пищевой и биологической ценностью, которая определяется следующими факторами: значительным содержанием незаменимых аминокислот, их оптимальным соотношением и хорошей переваримостью ферментами желудочно-кишечного тракта. Работа выполнена в 2002-2005 гг. в соответствии с тематическими планами научно-исследовательских работ: Оренбургского ГАУ по теме №01960005138, и ВНИИФБ и П с.-х. животных по разделу №01.9.70.002735.
Влияние микрофлоры кишечника на обмен веществ в организме птиц
В каждом организме (животном, растительном или микробной клетке) все время происходят сложные процессы превращения вещества. Велика роль в этих процессах ферментов - биологических катализаторов белковой природы, причем не только белковой [60].
Ферменты микробов делят на эндо- и экзоферменты. Эндоферменты прочно связаны с цитоплазмой, осуществляют дальнейшее расщепление поступающих питательных веществ и превращение их в составные части клетки. Экзоферменты выделяются в окружающею среду, где производят превращение питательных веществ в более простые соединения, которые проходят через оболочку микробной клетки и служат пластическим материалом [72].
Все процессы, протекающие в микробной клетке, полностью зависят от активности ферментов. Ферменты растворимы в воде, растворах солей кислот, щелочей. Ферменты, это в основном белковые комплексы. По форме это кристаллы, которые могут выпадать из растворов. Существует две группы ферментов: однокомпонентные, в состав которых входит белок носитель; так называемая простетическая или активная группа. Белковый носитель называют апоферментом, активную группу - коферментом. В отдельности белковая и простетическая группы не обладают ферментной активностью и только после соединения приобретают свойства ферментов [88].
По сравнению с химическими катализаторами, которые повышают скорость реакции в несколько раз, ферменты увеличивают ее в миллионы раз. Они обладают и другим преимуществами по сравнению с химическими катализаторами, в частности реакции с их участием протекают при нормальных условиях [219].
По данным ряда авторов [13, 22, 25] ферменты снижают энергию активации в химических реакциях, направляя ее через промежуточные реакции, которые при меньшей энергии протекают быстрее.
Согласно гипотезам, объясняющим механизм действия ферментов, они обязательно вступают во временное соединение с субстратом и образуют при этом комплекс фермен-субстрат. При этом происходит активация субстрата вследствие поляризации смещения электронов или деформации связей, вовлекаемых в реакцию, образовавшийся комплекс существует очень короткое время. На втором этапе он распадается, при этом освобождается фермент, а субстрат распадается на более простые соединения [25].
Нормальная кишечная микрофлора формирует сложную экосистему, в которой сохранение экологического баланса является фактором первостепенной важности для иммунной системы организма и условий для его здоровья [209].
Микрофлора желудка сравнительно бедна, так как желудочный сок создает, кислую среду, в которой могут сохранятся лишь не многие микробы. Наиболее устойчивы к кислой среде молочнокислые бактерии, дрожжи, плесневые грибы, некоторые сарцины, а также бациллы [25,230].
Тонкий отдел кишечника представлен двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишками. В просвет двенадцатиперстной кишки поступает сок поджелудочной железы, желчь и кишечный сок, которые имеют щелочную реакцию. В результате кислая пищевая масса, которая поступает из желудка, постепенно нейтрализуется. В верхнем отделе двенадцатиперстной кишки рН повышается до 4-6, в тощей и подвздошных кишках достигает 7,5-8,0 и среда приобретает щелочную реакцию. Постоянными обитателями тонкого отдела кишечника бывают кишечная палочка, энтерококки и некоторые бациллы [199, 249].
Толстый отдел кишечника наиболее богат микробами, составляющими до 40% массы сухого вещества содержимого кишечника. В 1 г находится более 3 млрд. микробных клеток. Постоянные обитатели толстого кишечника - эшерихии, энтерококки, молочнокислые палочки, целлю-лозоразлагающие микробы, бациллы. Реже встречаются актиномицеты, дрожжи, плесневые грибы. В толстом отделе кишечника происходит дальнейшее расщепление составных частей корма. Здесь образуется среда, благоприятная для многих физиологических групп микроорганизмов. Но, несмотря на это, имеется много факторов, сдерживающих увеличения численности микробов; антагонизм между молочнокислыми и гнилостными микробами; действие фитонцидов растительного происхождения и ДР [124].
У безмикробных животных (гнотобиотв), которых получают и выращивают в стерильных условиях, обычно меньше масса внутренних органов, понижено содержание антител в сыворотке крови, недоразвита лимфоидная ткань, что может понижать сопротивляемость и при контакте с микробами способствовать развитию инфекционной патологии. Велика роль нормальной микрофлоры в макроорганизме. Она не только повышает защитные силы, но и обеспечивает животных аминокислотами, витаминами и другими веществами, которых часто бывает недостаточно в кормах [254].
Использование пробиотических препаратов в сельском хозяйстве
Осуществляемое в последние десятилетия беспорядочное применение антибиотиков в животноводстве, которые используются в малых дозах как стимуляторы роста, а также в качестве превентивной меры против вызванных стрессом желудочно-кишечных расстройств у животных на фермах, приводят к все более широкому распространению в микробных популяциях факторов устойчивости к антибиотикам (R-факторов), передающихся от одной бактериальной клетки к другой при конъюгации. Передача происходит через плазмиду -кольцевую экстрахромосомную молекулу ДНК, способную к репликации [23].
Антибиотики, применяемые в малых дозах длительное время, приводят к заметному возрастанию числа устойчивых к лекарственным препаратам микроорганизмов, в частности энтеробактерий (Е. coli, Salmonella и др.). Передающаяся устойчивость к лекарствам, полученная сначала сельскохозяйственными животными, сейчас обнаружена у представителей кишечной микрофлоры человека [22,24].
Попадая к человеку через зараженное мясо, сальмонеллы, содержащие R-фактор, могут передавать его бактериям, живущим в желудочно-кишечном тракте человека, которые, в свою очередь, передают фактор устойчивости патогенным энтеробактериям человека. Этот, кажущийся бесконечным, порочный круг может повториться со многими антибиотиками, в результате чего будут возникать более сложные R-факторы, несущие гены множественной устойчивости к антибиотикам. Благодаря этому механизму многие патогенные микроорганизмы теперь проявляют возросшую устойчивость к антибиотикам. Все это вызвало ряд исследований, в которых препараты молочнокислых бактерий использовались как безопасная альтернатива низким дозам антибиотиков для предотвращения и, возможно, лечения желудочно-кишечных расстройств, вызванных стрессом у сельскохозяйственных животных [30, 37].
Считают, что антибактериальная роль молочнокислых бактерий обусловлена их способностью производить достаточное количество молочной кислоты, чтобы ингибировать развитие других организмов, а также способностью прикрепляться к кишечным ворсинкам, «оттесняя» других бактерий. Более того, некоторые представители молочнокислых бактерий не только обладают активностью против Е. coli, но также производят метаболиты, которые способны нейтрализовать эффект энтеротоксинов, выделяемых многими живущими в желудке микроорганизмами. Среди многочисленных видов молочнокислых бактерий, обнаруживаемых в природных субстратах, указанными выше свойствами обладают палочковидные бактерии рода Lactobacillus: L. acidophilus и L. bulgaricus, а также бактерии рода Bifidobacterium - В. bifidum [39, 55].
Первоначально термин пробиотик был применён Lilly D.M. и др (1965) для описания субстанций, продуцируемым одним простейшим, который стимулировал рост других. Позднее Parker R.B. (1974) использовал слово пробиотик, для описания кормовых добавок для животных, оказывающих полезный эффект на животного хозяина путём влияния на его микрофлору, но это определение представлялось неудовлетворительным, поскольку оно включает антибиотики, которые существенно отличаются по механизму действия. А в 1989 году Fuller R. сформулировал определение понятия пробиотик, как "живые микробные добавки к корму, которые благотворно воздействуют на животного-хозяина, улучшая микробное равновесие в его кишечнике". Это определение пробиотиков прочно укрепилось в научной литературе и не модифицировалось до настоящего времени. Оно подчёркивает важность живых микробных клеток как необходимого компонента эффективного пробиотика.
Пробиотический препарат может состоять из одного или нескольких видов бактерий-пробионтов ацидофильных бактерий, пропионово-кислых и молочнокислых микроорганизмов, бифидобактерий. Пробиотики выпускают в виде жидких и сухих препаратов лиофильно высушенных микроорганизмов в чистом виде или в технической форме с питательной средой. В качестве наполнителей для первых используют сухое молоко, сахарозу, а для технической формы - кукурузную, рыбную или другую муку. Последние более удобны при групповом назначении животным с кормом. По мнению Perdigon G. и др (1995) многокомпонентный состав (аминокислоты, витамины, ферменты, другие биологически активные вещества) и разностороннее фармакологическое действие позволяют применять пробиотики для профилактики и лечения многих заболеваний, повышения продуктивности и стимуляции роста животных.
Тараканов Б.В. [137, 139] считает, что использовать пробиотики следует: для стимуляции неспецифического иммунитета, профилактики и лечения смешанных желудочно-кишечных инфекций, расстройств пищеварения алиментарной этиологии, возникающих вследствие резкого изменения состава рациона, нарушений режимов кормления, технологических стрессов и других причин; переустановления микрофлоры пищеварительного тракта после лечения антибиотиками и другими антибактериальными химиотерапевтическими средствами; замены антибиотиков в комбикормах для молодняка животных и птицы; улучшения процессов пищеварения, ускорения адаптации животных к высокоэнергетическим рационам и небелковым азотистым веществам, повышения эффективности использования корма и продуктивности животных.
Анализ имеющихся литературных данных свидетельствует о многогранном воздействии пробиотиков на микроэкологию пищеварительного тракта. Наиболее важными аспектами взаимодействия пробиотиче-ских штаммов с микрофлорой кишечника и организмом животного являются образование антибактериальных веществ, конкуренция за питательные вещества и места адгезии, изменение микробного метаболизма, т.е. увеличение или уменьшение ферментативной активности, стимуляция иммунной системы, противораковое и антихолестеринемическое действие. Следовательно, можно сделать вывод, что механизм действия пробиотиков основывается на свойствах нормальной микрофлоры желудочно-кишечного тракта организма-хозяина, рассмотренных выше, а в отличие от антибиотиков химиопрепаратов бактерии-пробионты абсолютно безвредны, не вызывают привыкания со стороны патогенной микрофлоры и безопасны для окружающей среды.
Активность протеолитических ферментов
Кровь соединяет химические процессы различных частей тела в целостную систему. Как внутренняя среда она осуществляет связь всех органов и тканей, создавая необходимый режим их существования. С целью изучения влияния лактомикроцикола на белковый обмен было изучено содержание белка и его фракций в сыворотке крови экспериментальной птицы. В результате расщепления белков в ЖКТ под действием протеоли-тических ферментов белки теряют свою видовую, тканевую специфичность и всасываются в кровь в тонком кишечнике в виде аминокислот. Введение лактомикроцикола положительно отразилось на содержании белка и его фракций в сыворотке крови всех опытных групп цыплят. Так максимальная концентрация общего белка в крови наблюдалась в группе с концентрацией пробиотика в 0,4 г. на литр воды, практически то же количество его обнаружено у цыплят 3 группы, разница с контролем составила 8,99% и 8,84%, соответственно.
Содержание сывороточного альбумина по мере роста цыплят несколько снижалось, а количество глобулинов повышалось. В связи с этим соотношение альбуминов и глобулинов с возрастом уменьшалось. Этот факт характерен для всех групп цыплят.
Анализируя данные таблицы, следует отметить более высокий уровень глобулинов во 2, 3 и 4 группах во все возрастные периоды, что может указывать на активизацию процессов анаболизма белков. Так как альбуминовая фракция считается боле подвижной ее уменьшение в сыворотке крови может указывать на интенсивное использование белков крови для биосинтеза их в мышцах. Существенных различий в содержании а, (З-глобулиновых фракций на протяжении всего эксперимента зафиксировано не было, возможно применение лактомикроцикола не отразилось на содержании этих фракций. С возрастом содержание Y-глобулиновой фракции возрастало во всех экспериментальных группах. Это говорит об усилении специфической защиты организма к инфекционным заболеванием. Наибольшие концентрации данной фракции зафиксированы в 3 и 4 группах.
Трансаминирование - это реакция межмолекулярного переноса аминогруппы от аминокислоты на а-кетокислоту, протекающая без промежуточного образования аммиака. Эти реакции являются универсальными для всех живых организмов. Они протекают при участии специфических ферментов, называемых аминотрансферазами либо трансамина-зами.
Образовавшиеся после гидролиза протеина корма аминокислоты всасываются в кишечник и поступают в кровь по воротной вене и в небольшом количестве в лимфу. По воротной вене они доставляются в печень, где основная их часть задерживается, а другая часть током крови разносится по всем органам и тканям. В органах и тканях аминокислоты используются для биосинтеза белка с целью удовлетворения приоритетных потребностей организма или подвергаются различным превращениям. В основе катаболических превращений аминокислот, происходящих главным образом в печени и почках, лежат несколько типов реакций, в частности по аминогруппе дезаминирование и переаминирование. В тканях птиц находится большое число различных аминотрансфераз. Наиболее высокое содержание имеют два фермента - аспартамаминотрансфе-раза и аланинаминотрансфераза, играющие ключевую роль при синтезе и распаде аминокислот и осуществляющие связь через а - кетоглутаровую, щавелевоуксусную и пировиноградную кислоты между белковым, углеводным и жировым обменом и катализирующих синтез наиболее распространенных аминокислот - аланина, аспарагиновой и глютаминовой.
Следует отметить, что аминотрансферазы это внутриклеточные ферменты и в сыворотке крови они обычно находятся в небольшом количестве. Увеличение их активности, как правило, свидетельствует о наличие в органах с интенсивном биосинтезом белков патологических процессов. Поэтому не случайно уровень их активности служит во врачебной практике диагностическим показателем.
Учитывая важное значение этих ферментов в белковом обмене, нами была поставлена цель - уточнить зависимость активности аланин - и аспартатаминотрансфераз в сыворотке крови и печени цыплят-бройлеров, получавших лактомикроцикол в рекомендуемых концентрациях.
Динамика живой массы-бройлеров
Среди ряда систем, защищающих организм от неблагоприятных внешних воздействий, особое значение имеет иммунная система. Эта система защищает организм не от всех чужеродных веществ, а только от чужеродных клеток, крупных макромолекул, белков, гликопротеидов и др. Иммунитет представляет собой защиту организма от структур, несущих признаки чужеродной генетической информации.
Иммунная защита осуществляется двумя видами клеток: Т- и В-лимфоцитами. К центральным органам иммунной защиты относятся тимус и сумка Фабрициуса. лят количество лейкоцитов на протяжении всего эксперимента было выше по отношению к цыплятам опытных групп. Так, минимальное содержание лейкоцитов в оба возрастных периода отмечалось у цыплят 4 группы, разница с контролем составила, 5,86% и 5,95%, соответственно. Изменялось и количество Т-лимфоцитов на протяжении всего эксперимента. В контроле их было меньше чем в опытных группах, максимальные различия отмечены с 4 группой, причем с возрастом эта разница увеличилась, и составила 6,82% в первый возрастной период, а по окончанию эксперимента 10,41%.
Наименьшее количество Т-лимфоцитов может быть следствием ослабления пролиферативной функции клетки, предшественников регенерации, а также функционального состояния органов иммунной системы -тимуса, селезенки и лимфоузлов.
Система В-лимфоцитов выполняет функцию антителообразующих клеток. Признана зависимость количественного соотношения Т-лимфоцитов от В-лимфоцитов.
Исследования количественного уровня В-лимфоцитов в крови у контрольных и опытных цыплят показало, что в организме у контрольных цыплят количество В-лимфоцитов ниже, чем у опытных, разница с 4 группой в первый возрастной период составила 8,64%, а в возрасте 49 суток снизилась до 6,40%. Наши данные подтверждают зависимость количественного соотношения Т-лимфоцитов от В-лимфоцитов. Исходя из полученных данных, мы полагаем, что в контрольной группе уменьшение количества В-лимфоцитов может привести к снижению синтеза иммуноглобулинов .
Установление у опытных цыплят высокого уровня Т- и В-лимфоцитов позволяет считать, что в организме цыплят, во взаимодействиє с макрофагами, формируется достаточно активная система иммунной защиты с участием как регуляторных, так и эффекторных клеток.
Наивысший уровень бактерицидной активности сыворотке крови (БАСК), наблюдался у цыплят с концентрацией пробиотика в 0,4 г на литр воды. В контроле этот показатель был минимальным, на протяжении всего эксперимента, разница в возрасте 28 суток составила 4,66%, а к окончанию эксперимента она снизилась до 4,12%.
Аналогичная закономерность наблюдалась и в лизоцимной активности сыворотке крови (ЛАСК). В первый возрастной период разница между контролем и 4 опытной группой находилась в пределах 7,33%, а к 49 суточному возрасту снизилась до 4,72%.
Выше изложенное может свидетельствовать о том, что под влиянием пробиотика лактомикроцикола становление иммунной системы организма происходило на более ранних возрастных стадиях, что впоследствии отражлось на всем организме в целом, повышая его гуморальный статус и невосприимчивость к неблагоприятным условиям окружающей среды. В результате этого падеж птиц сократился на 7,21%. Сохранность опытных групп составила 98,0-99,0%.
Наибольший падеж цыплят наблюдался в первый возрастной период. В контрольной группе он составил 6,0%, во 2 группе 2,0%, в 3 и 4 группах сохранность в первый возрастной период составила 99,0%. По окончанию эксперимента сохранность контрольной группы снизилась еще на 2,0%, и составила 92,0%, в опытных группах во второй период падежа не наблюдалось.
Птицу выращивали с суточного до 49-дневного возраста. После чего цыплят отправляли в убойный цех, где производился убой и оценка тушек по категориям. На протяжении всего эксперимента цыплята-бройлеры содержались в клеточных батареях типа БКМ-ЗБ. Во время проведения опыта соблюдались рекомендуемые специалистами птицефабрики зоотехнические параметры. Птица имела постоянный доступ к воде и корму. В процессе опыта также проводились плановые ветеринарные мероприятия. В целом, условия содержания и общий уровень кормления у цыплят обеих групп был одинаковым. Различия заключались лишь в том, что цыплятам опытной группы дополнительно вводили лак-томикроцикол в концентрации обеспечивающий наивысший биологический эффект, а именно ЗОгМООл воды.
По поведению цыплята опытной группы не отличались от контрольной, они были также активны, хорошо поедали корм. Введение пробиотика в рацион оказало положительное влияние влияния на общее физиологическое состояние птицы.
