Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Обзор литературы 8
1.1. Микроэлементы - свинец, кадмий 8
1.2. Кадмий и его токсические свойства 11
1.3. Свинец как токсикант 19
1.4. Биологически активные вещества 23
1.5. БАВ как детоксиканты 3 6
Глава 2 Методика исследований 39
Глава 3 Результаты исследования 4 8
3.1. Влияние препаратов на аккумуляцию свинца и кадмия в организме цыплят-бройлеров
3.2. Показатели роста и развития цыплят-бройлеров при введении Фагостима и Поливедрима на фоне интоксикации свинцом и кадмием 55
3.3. Показатели крови на фоне интоксикации тяжелыми металламии при использовании препаратов Поливедрим и Фагостим 67
3.3.1. Общий белок 67
3.3.2. Мочевина 7 О
3.3.3. Глюкоза 71
3.3.4. Кальций, фосфор 72
3.3.5. Морфология крови 74
3.4 Показатели роста и развития цыплят при введении препаратов Поливедрим и Фагостим 7б
3.5. Экономическая эффективность 81
Заключение по экспериментальной части 83
Глава 4 Обсуждение 85
Заключение 95
Выв о ды 9 6
- Микроэлементы - свинец, кадмий
- Влияние препаратов на аккумуляцию свинца и кадмия в организме цыплят-бройлеров
- Морфология крови
Введение к работе
Получение экологически безопасной продукции - одна из самых актуальных задач современности.
Проблема загрязнения компонентов окружающей среды токсичными элементами актуальна в связи с ростом числа источников их поступления. К числу веществ, загрязняющих окружающую среду, относятся такие тяжелые металлы, как свинец и кадмий, которые одновременно являются микроэлементами. По современным представлениям, микроэлементы являются участниками различных биохимических процессов, протекающих в организме, оказывая непосредственное влияние на рост, развитие и жизнеспособность живых существ (Беренштейн Ф.Я.,1958; Авцын А.П., Жаворонков А.А., 1991; Киприянов Н.А., 1997). Обычно опасность свинца и кадмия заключается не в проявлении острого отравления, а в постоянной аккумуляции их в организме животных и человека, что приносит значительный вред здоровью на протяжении жизни. Качество продукции животноводства во многом зависит от содержания животных в экологически безопасных условиях. В последнее время участились публикации о применении различных детокси-кантов в сельском хозяйстве с целью повышения качества продукции (Бойко Н.А., 1996; Шапошников А.А., 1996; Бондарчук Д.Н., 1997; Вяйзенен Г.Н., 1998; Лыкасова И.А., 1999; Бокова Т.И., 2002; Грачева О.Г., 2002; Боч-карева И.И., 2003).
Определенные перспективы имеют препараты из природного сырья, которые обладают сорбционными, ионообменными и биологически активными свойствами. К биологически активным веществам (БАВ) относят поливедрим, полученный из дрожжей Saccharomyces cerevisiae, и фагостим, содер жащий пул поли (А)-м РНК и белки цитокинового ряда. Доказано, что они обладают иммуномодулирующими, антистрессовыми и лечебными свойствами (Аликин Ю.С., 1999, 2002). После произведенного эффекта препараты расщепляются на составные части, аминокислоты и нуклеозиды, высвобождая свободные отрицательные радикалы и -SH группы, что и является основой детоксикационных свойств. Анализ данных литературы показал, что информации по применению препаратов в бройлерном птицеводстве недостаточно, все сведения разрозненны и не дают цельного представления о возможности использования БАВ как способа усиления интенсивности роста цыплят-бройлеров и снижения содержания тяжелых металлов в организме птицы. Поскольку исследований в этом направлении недостаточно, проблема остается актуальной.
Цель и задачи исследования - изучить влияние препаратов фагостим и поливедрим на аккумуляцию свинца и кадмия в организме сельскохозяйственной птицы и экспериментально обосновать выбор наиболее оптимального препарата для стимуляции роста и развития цыплят-бройлеров.
Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:
1. Определить содержание ТМ (свинца и кадмия) в кормах, органах и тканях цыплят-бройлеров до и после введения биологически активных препаратов поливедрим и фагостим.
2.Изучить влияние БАВ на аккумуляцию тяжелых металлов при совместной и раздельной интоксикации свинцом и кадмием.
З.Установить влияние БАВ на прирост живой массы, убойный выход, сохранность цыплят и качество продукции птицеводства при применении препаратов поли- ведрим и фагостим.
4.Исследовать гематологические и биохимические пока-ч
затели крови, а также химический состав мышечной ткани цыплят-бройлеров при применении БАВ.
Научная новизна. Впервые в результате комплексных исследований установлены изменения концентрации свинца и кадмия в органах и тканях цыплят-бройлеров при интоксикации этими металлами и применении БАВ поливедрим и фагостим. Показано, что применение этих препаратов снижает аккумуляцию тяжелых металлов в организме птицы и стимулирует их выведение. Наиболее эффективный биологи- ь чески активный препарат поливедрим снижает содержание в {л разных органах птицы свинца на 44-47%, кадмия - на 25 60%. Установлено позитивное действие исследуемых препаратов на интенсивность роста и развития птицы, повышение сохранности и качества продукции птицеводства в условиях свинцово-кадмиевой интоксикации. Отмечен биологический эффект воздействия препаратов, выражающийся в нормализации гематологического и биохимического статуса крови цыплят-бройлеров при поступлении этих суперэко-токсикантов.
Практическая значимость работы. Предложены оптимальные дозы введения биологически активных препаратов поливедрим и фагостим для цыплят-бройлеров. Для получения экологически безопасной продукции птицеводства и нивелирования свинцово-кадмиевой интоксикации необходимо вводить поливедрим в дозе 0,2 мг/кг живой массы птицы.
При применении этого препарата в профилактических целях увеличивается сохранность птицы на 20%, скорость роста - на 15-21.
.Материалы диссертации используются в учебном процессе по дисциплинам «Основы экологии» и «Кормление сельскохозяйственных животных» на зооинженерном факультете и в Институте ветеринарной медицины в Новосибирском государственном аграрном университете, а также могут быть применены при экологическом мониторинге влияния загрязняющих веществ на организм птицы.
Полученные данные позволяют рекомендовать использование поливедрима в птицеводстве, как в личных подсобных хозяйствах, так и при промышленном выращивании птицы.
Апробация работы. Материалы исследований доложены и обсуждены на заседаниях совета специалистов ОАО «Птицефабрика Алмаз» (1999-2004), семинарах трудового коллектива НИКТИ БАВ (1999-2003), заседаниях лаборатории детоксикантов ГНУ СибНИПТИП (2001-2004), на конференции молодых ученых СО РАСХН «Сибирская аграрная наука 3-го тысячелетия» (Краснообск, 2000), научно-практической конференции «Совершенствование методов профилактики болезней птиц» (Новосибирск, 2001), конференции молодых ученых СО РАСХН «Сельское хозяйство Сибири на рубеже веков: итоги и перспективы» (Новосибирск, 2001), 1-м международном симпозиуме «Современные проблемы ветеринарной диетологии и нутрициологии» (Новосибирск, 2001), региональной научной конференции молодых ученых аграрных вузов СФО «Аграрная наука в новом тысячелетии» (Омск, 2003), межрегиональной конференции аграрных вузов Сибири «Актуальные проблемы животноводства Сибири: наука, производство и образование» (Новосибирск, 2004).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 работ.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 116 страницах и состоит из введения, обзора литературы, ма- териала и методов, результатов исследования, обсуждения, выводов и предложений, содержит 19 таблицу и 13 рисунков. Список литературы включает 152 наименований, из них 32 иностранных авторов.
Основные положения, выносимые на защиту:
1.Препараты БАВ поливедрим и фагостим оказывают стимулирующее влияние на рост и развитие цыплят-бройлеров.
2. Использование биологически активных веществ на основе нуклеиновых кислот снижает аккумуляцию и токсиче- . ское влияние кадмия и свинца в организме птицы.
Микроэлементы - свинец, кадмий
Свинец и кадмий содержатся в живых организмах в ультрамалых концентрациях и рассматриваются в числе веществ, отнесенных к микроэлементам.
Микроэлементы - это группа химических элементов, которые содержатся в организме человека и животных в очень малых количествах, в пределах 10 3 - 10 12%. Кроме низкого содержания в живых тканях они не имеют других общих черт, их физико-химические свойства резко отличаются (Miller E.R., 1983). Сегодня хорошо известно учение В.И. Вернадского, который предложил понятие «живое вещество» и обосновал его тесную взаимосвязь со средой обитания. «Автономного организма вне связи с земной корой не существует» (Вернадский В.И., 1940). Ученый подчеркивал возможность непредвиденных и совершенно неожиданных последствий воздействия человека на природу (Вернадский В.И., 1940, 1944, 1954, 1978, 1989). Последователь идей Вернадского А. П. Виноградов создал учение о биогеохимических провинциях, в котором показал значение химической среды обитания организмов для их жизнеобеспечения (Виноградов А.П., 1952, 1957, I960, 2001) .
Все микроэлементы являются составной частью земной коры. Сегодня их распределение значительно нарушено в результате человеческой деятельности, и они широко распространены в других средах (воздухе, воде, почве, пище), В.В. Ковальский (1974, 1991) говорит о субрегионах биосферы, в которых недостаток или избыток естественных либо техногенных элементов может вызвать ярко выраженную биологическую реакцию организма. Загрязнение окружающей среды токсичными металлами вредно для здоровья человека и влияет на биоту популяции в целом (Nornberg GF., Goyer RA., Clarkson TW., 1985).
В настоящее время известно более 80 элементов, постоянно присутствующих в организме человека и животных. Жизненно необходимыми считаются 26, из которых 14 являются микроэлементами.
В первую очередь можно говорить об этих элементах как о кумулятивных ядах (Измеров Р.Ф. и др., 2000; Смоляр В.И., 1989). Термин «кумуляция» заимствован из фармакологии и обозначает «накопление», причем накопление количества ядов называют «материальной кумуляцией», а накопление вызванных им патологических изменений «функциональной кумуляцией». Материальная кумуляция часто сопровождается функциональной кумуляцией, что абсолютно справедливо для свинца и кадмия (Альберт А.,1989; Лужников Е.А., 1999) .
Мы рассматриваем совместное действие токсичных веществ - солей свинца и солей кадмия, так как в литературе почти не встречаются исследования комбинированного воздействия этих элементов на организм. Известно, что медь, цинк и железо являются физиологическими антагонистами свинца (Авцын А.П., 1989, 1991; Лойт А.О., Сав-ченков М.Ф.,1996). В то же время кадмий, по мнению ряда авторов, усиливает действие свинца, и общий токсикологический эффект возрастает, хотя патогенетические механизмы, лежащие в их основе, различны (Войнар А.И., I960; Кузубова Л.И. и др., 2000).
Загрязнение этими элементами происходит одновременно, так как источники попадания свинца и кадмия в объекты окружающей среды очень часто одни и те же. При этом природные источники этих металлов почти не играют никакой значительной роли в этом процессе (Сает Ю.Е., Ревин Б.А., 1990; Смоляр В.И., 1989). Выделение их в атмосферу происходит в основном при сжигании минерального топлива. В золе угля и нефти обнаружены почти все металлы. Не металлическое производство, а именно сжигание угля представляет собой главный источник поступления многих металлов в окружающую среду, считают некоторые авторы (Гадаскина И.Д. и др., 1988). При сжигании отходов рассеиваются многие миллионы тонн различных металлов, в том числе и свинец с кадмием. Крупные аккумуляторные производства являются источником совместного загрязнения природы этими элементами. До 1% свинца и кадмия содержат фосфорные удобрения, а следовательно, определенное количество этих веществ попадает в пищевые продукты через почву (Ревелль П., Ревелль Ч., 1995; Свинец в окружающей среде, 1987; Кабата-Пендиас А., Пендиас X., 1989).
Пути проникновения в организм у свинца и кадмия идентичны. Если некоторые токсичные вещества могут попадать в организм только через воздух (бензапирен) или воздух и воду (нитраты) , то у свинца и кадмия - это воздух, почва, питьевая вода, пища (Габович Р.Д., Припутина Л.С, 1987).
Оба металла легко встраиваются в пищевые цепи. Известно, что вдоль автодорог в почве многократно увеличено количество свинца и кадмия, выбросы в атмосферу промышленных предприятий переносятся ветром на значительные расстояния и выпадают с осадками. При этом возросшее число кислотных дождей способствует увеличению растворимости солей металлов в воде(Cerna М., 1997; Svensson BG. Et., 1987). Иловые отложения с очистных станций используются для удобрений сельскохозяйственных полей. Из почвы тяжелые металлы легко переходят в растения. Есть предположение, что почвенные микроорганизмы способны переводить «нерастворимый в воде» металл в доступную для растений форму (Эйхлер В., 1993). Наличие свинца и кадмия было обнаружено во всех частях растений. Кроме того, Эйхлер указывает, что в некоторых опытах содержание металла в корнях и почве было одинаково.
Влияние препаратов на аккумуляцию свинца и кадмия в организме цыплят-бройлеров
Изучено влияние биологически активных веществ на аккумуляцию ТМ в организме, распределение свинца и кадмия по органам и тканям цыплят-бройлеров при их повышенных концентрациях в корме. Комбикорм, используемый в птицеводстве, своим составом полностью обеспечивает потребность бройлеров во всех питательных веществах в различные периоды выращивания. Максимально допустимый уровень содержания свинца, принятый в комбикормовой промышленности, равен 3-5 мг/кг корма. Для кадмия эта величина равна 0,3 мг/кг корма. Установленное нами количество свинца в корме равнялось 2,56 ± 0,38, кадмия -0,22 ± 0,04 мг/кг. Цыплята контрольной и опытных групп получали равное количество питательных веществ, их содержание отличалось лишь интранозальным введением препаратов поливед-рим в дозе 0,2 мг/кг и фагостим в дозе 0,1 мг/кг живой массы.
В таблице 8 показаны данные Фонового распределения свинца в организме птицы. Содержание свинца не превышает 0,5 мг/кг(ПДК), больше всего его обнаружено в пере -0,437 мг/кг, далее - в костях (0,243 мг/кг), сердце (0,227 мг/кг), печени (0,185 мг/кг), тканях мышечного желудка (0,134 мг/кг), мясе (0,124 мг/кг). Важно отметить, что в группах, получавших препараты БАВ, распределение свинца по органам и тканям было аналогичным: перо кости сердце почки печень ткани желудка мясо. При этом концентрация свинца в органах бройлеров из 1-й и 2-й опытных групп достоверно отличалась в меньшую сторону от содержания металла в тех же органах птицы контрольной группы.
В 3-й опытной группе, получавшей премикс с тяжелыми металлами, резко возросло количество свинца в костной ткани птицы - до 2,268 мг/кг, что в 9,3 раза больше, чем в контроле (рис. 1).
Содержание свинца в перьях менялось в той же динамике: 2,179 мг/кг у птиц этой группы, что в 5 раз больше, чем в контрольной группе. Также велико содержание свинца в печени - 1,733 мг/кг. Это в 9,4 fP 0,001) раза больше, чем в контроле. В 11,2 (Р 0,001) раза увеличилось содержание металла в мясе (до 1,392 мг/кг). При столь мощном увеличении концентрации свинца в некоторых -. органах его количество в сердечной мышце возросло всего в 2,4 раза (Р 0,001) и составило 0,547 мг/кг. Основным депо, аккумулирующем свинец, оказались кости и перо. Но по темпам увеличения концентрации свинца на первом месте стоят мышцы. Валовое содержание свинца в мясе птиц контрольной группы было самым низким, в 1-й опытной группе этот показатель оказался четвертым.
Содержание тяжелых металлов именно в мясе является значимым при оценке экологической безопасности продукции. По данному показателю, а также по содержанию свинца в костях, пере, печени и сердце у бройлеров 3-й опытной группы наблюдается многократное превышение ПДК. Следовательно, по мере увеличения концентрации свинца в рационе птицы возрастает его накопление в органах и тканях, особенно в мышечной ткани, что делает продукцию непригодной для употребления в пищу.
Кадмий, так же как свинец, обнаружен во всех органах цыплят как контрольной, так и опытных групп (табл. 9) .В пере незначительное содержание кадмия - 0,015 мг/кг у птиц контрольной группы, 0,010 - 1-й (Р 0,01) и 0,015 -2-й.
В мышцах бройлеров контрольной группы металла содержится 0,006 мг/кг, в 1-й - 0,0065 мг/кг, во 2-й -0,0047 мг/кг.
В тканях мышечного желудка цыплят контрольной, 1-й и 2-й опытных групп кадмия обнаружено по 0,005-0,006 мг/кг, и различия результатов не достоверны.
Таким образом, кадмий в органах 3-й опытной группы в порядке уменьшения распределяется следующим образом: печень, кости, сердце, перо, мясо, мышечный желудок (рис. 2).
Морфология крови
При интоксикации цыплят-бройлеров свинцом и кадмием во втором эксперименте данные всех групп, получавших БАВ, не отличались достоверно от контроля (табл. 14).
Содержание эритроцитов при применении БАВ нормализовалось во 2,3 и 4-й опытных группах. В 1-й группе цыплят содержание эритроцитов не увеличилось. Данные этой группы достоверно отличались от контроля на 13,5% и оказались равны показателям 5-й опытной группы, получавшей только ТМ.
Содержание лейкоцитов в 5-й опытной группе уменьшилось на 38,8%. При применении препаратов на основе рибонуклеиновых кислот для выведения тяжелых металлов во 2-й и 4-й группах получены данные, достоверно не отличающиеся от контрольной группы. В 3-й группе цыплят увеличение количества лейкоцитов равно 17,6%, отличие от контроля 23,5%.
Так, применение поливедрима эффективнее для нормализации биохимических и общих показателей крови птиц. В группах, получавших поливедрим для стимуляции роста и развития цыплят-бройлеров, также в большинстве случаев лучшие результаты по снижению аккумуляции свинца и кадмия в организме. Все морфологические показатели опытных и контрольной группы находились в пределах физиологической нормы - гемоглобин 89-129 г/л; эритроциты 3,0-4,0 млн/мкл; лейкоциты 20,0-40,0 тыс/мкл.
Анализируя состояние живой массы птицы, следует обратить внимание, что существенной разницы по этому показателю между цыплятами контрольной и опытных групп до начала опыта не наблюдалось (табл. 15).
Уже после первого введения препаратов интранозальным методом отмечалось значительное увеличение живой массы: цыплята 1-й группы превосходили контрольную группу на 13,2%, 2-й - на 0,7%. На заключительном этапе выращивания 1-я и 2-я группы превосходили контрольную птицу на 7,0 и 12,8% соответственно. Эти данные свидетельствуют о том, что воздействие препарата фагостим более эффективно на ранних стадиях содержания, а поливедрим более эффективен на завершающих стадиях выращивания.
Введение иммуномодулирующих препаратов цыплятам-бройлерам опытных групп повлияло на жизнеспособность птицы. За счет этого увеличилась сохранность поголовья в 1-й группе на 10%, а во 2-й на 20% по сравнению с контрольной группой. А также наблюдалось значительное увеличение среднесуточного прироста живой массы цыплят. Так, 1-я опытная группа имела среднесуточный прирост на 20,6% больше по отношению к контролю, а 2-я группа выше на 15,2%. Динамика среднесуточного прироста живой массы птицы представлена на рис. 13.
Между показателями, характеризующими мясные качества цыплят, разница оказалась статистически достоверной по массе полупотрошеной тушки 2-й опытной группы и контролем (Р 0.001) и составила 10,77%.
