Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор литературы 8
1.1 Особенности экзокринной функции поджелудочной железы и кишечного пищеварения у кур в сравнении с млекопитающими животными 8
1.2 Методы изучения кишечного пищеварения у сельскохозяйственных птиц 19
1.3 Кальций-фосфорный обмен в организме кур-несушек, участие щелочной фосфатазы в регуляции этого процесса 31
2. Материалы и методы исследований 49
2.1 Хирургические операции на птице 49
2.2 Физиологические методы 50
2.3 Биохимические методы 53
2.4 Статистические методы 54
3. Результаты исследований 55
3.1 Активность пищеварительных ферментов, щелочной фосфатазы при различном уровне содержание кальция в рационе кур-несушек 55
3.2 Использование илеального метода при оценке доступности кальция в организме кур-несушек 65
3.3 Особенности усвоения кальция и фосфора у кур-несушек в разном возрасте, при разном уровне кальция в рационе 67
3.4 Взаимосвязь активности пищеварительных ферментов в кишечнике кур с процессом яйцекладки 71
3.5 Биохимический состав крови у кур-несушек, содержащихся на кормах с разным количеством кальция 75
4. Обсуждение результатов исследований 80
5 Заключение 95
5.1 Практические рекомендации 98
Список литературы 99
Приложения 122
- Особенности экзокринной функции поджелудочной железы и кишечного пищеварения у кур в сравнении с млекопитающими животными
- Кальций-фосфорный обмен в организме кур-несушек, участие щелочной фосфатазы в регуляции этого процесса
- Активность пищеварительных ферментов, щелочной фосфатазы при различном уровне содержание кальция в рационе кур-несушек
- Обсуждение результатов исследований
Особенности экзокринной функции поджелудочной железы и кишечного пищеварения у кур в сравнении с млекопитающими животными
Поджелудочная железа – является одним из главных органов химической обработки пищи и кормовых средств, отображает в своей деятельности экологические особенности качества пищевых объектов - типы питания животных. Исследования, которые были начаты И.П. Павловым в 1897 году внешнесекреторной функции поджелудочной железы и ее приспособления к качеству пищевых веществ, привлекли и привлекают внимание до настоящего времени интерес многих ученых [102].
Большой вклад в изучении пищеварительной функции поджелудочной железы у разных животных внесли учёные советского периода: Синещеков Д.К (1968), Ткачев Е.З. (1981), Куимов Д.К. (1962), Курилов Н.В. (1971). Особое место в этом списке занимает научная школа проф. Батоева Ц.Ж., которая занималась изучением пищеварения у птиц. Эксперименты на курах, утках и гусях проводил сам профессор Батоев Ц. Ж. (1993, 2001); на собаках, свиньях, курах - Алиев И.М.-О. (1989); на цыплятах-бройлерах - Вертипрахов В.Г. (1989, 2004), на собаках —Цыбекмитова Г. Ц. (1989); на норках, песцах, лисицах, ондатрах, белках —Санжиева С. Е. (2000, 2011); сороках—Баниева Р. П. (2006); черной вороне —Содбоева О. В. (2006); крупном рогатом скоте —Башанова М. А. (2012); овцах и козах —Котурай И. А. (2012, 2013). В 2001 году профессором Батоевым Ц.Ж. разработана методика получения панкреатического сока у птиц [25]. Во всех выше перечисленных исследованиях пищеварительной функции поджелудочной железы животных установлено, что протеазно — амилазное соотношение ферментов в соке и гомогенате тканей железы наглядно отражает взаимосвязь ферментов поджелудочной железы с характерными особенностями питания — с зоо-, поли — и фитофагией животных [22].
Особенности экзокринной функции поджелудочной железы и пищеварения у плотоядных животных. У плотоядных животных, в ходе эволюции, пищеварительная система приспособилась к потреблению почти однородной пищи, что привело к ограниченной способности пищеварительных ферментов к адаптации. Зависимость активности ферментов поджелудочной железы от вида животного, характера питания, широко представлено в научной литературе [119, 92, 78]. В исследованиях ученые пришли к выводу, что доминирует активность того фермента, который обеспечивает расщепление основного компонента пищи у конкретного вида животного. Известно, что у плотоядных животных доминирует протеолитическая активность ферментов, которая адаптируется к высоким дозам белка в корме, а амилолитическая и липолитическая имеют относительно невысокий уровень и трудно приспосабливаются к изменению рациона [119]. Эксперименты на серебристо черных лисицах были направленны на изучение более длительного периода использования в рационе высокоуглеводных, высокожировых и высокобелковых кормов, которые могут привести к проявлению закономерностей в адаптации активности пищеварительных ферментов, свойственных другим животным. На производственных фермах звери получают корм, с содержанием большего количества углеводов и жиров по сравнению с естественными условиями питания в дикой природе. Экспериментальные данные по содержанию лисиц на высокоуглеводном, высокожировом и высокобелковом рационах в течение двух месяцев не показали каких-либо адаптивных изменений в активности пищеварительных ферментов. Активность амилазы при этом находилась в пределах от 734±3,0 до 779±4,3 мг/мл.мин, протеолитическая активность от 179+2,0 до 188±2,2 мг/мл.мин во все периоды опыта. Введение в рацион серебристо-черных лисиц высокожировой диеты привело к увеличению активности липазы в соке поджелудочной железы, что следует рассматривать, как тенденцию к проявлению адаптивной реакции. Под влиянием высокобелкового рациона у серебристо-черных лисиц каких-либо заметных изменений в активности панкреатических ферментов определено не было [93]. Ранее в исследованиях на норках и песцах, при содержании данных животных на рационе с повышенным содержанием углеводов, также не было обнаружено существенных изменений в активности ферментов в гомогенате ткани поджелудочной железы у песцов, при этом у норок, наоборот, произошло снижение в активности амилазы. При более длительном содержании норок на диетах с повышенным уровнем углеводов или жира, в гомогенате ткани желудка и поджелудочной железы, в активности ферментов не обнаружено достоверных различий [78].
Батоев Ц.Ж. (1993,2001) в своих работах пришел к заключению, что у норок, песцов и лисиц амилолитическая и протеолитическая активность ферментов в единице массы железы небольшая, особенно амилазы, и протеазно-амилазное соотношение самое низкое от 1 : 2 до 1 : 10, которое свидетельствует о плотоядном типе питания животных [28]. При этом сам процесс выделения ферментов в панкреатическом соке поджелудочной железы у лисиц напоминает динамику секреции ферментов у собак [22].
В то же время у белок соотношения протеаз и амилазы в гомогенате ткани железы указывает на растительный тип питания животного. Такая же особенность пищеварительной функции поджелудочной железы характерна для ондатр, у которых соотношение протеаз и амилазы свидетельствует о ярко выраженных признаках растительноядности [28].
Таким образом, можно сделать вывод о том, что у плотоядных животных отсутствует адаптация в активности пищеварительных ферментов поджелудочной железы по сравнению с животными с растительноядным или всеядным типом питания. Есть предположение, что отсутствие адаптивной диссоциации панкреатических ферментов на изменения ингредиентного состава корма – генетически детерминированный признак [92].
В результатах исследований особенностей пищеварения у жвачных животных, отечественными и зарубежными учеными, говорится о важной роли преджелудков в переваривании и усвоении питательных веществ корма. При этом, считая, что основное расщепление и всасывание питательных веществ происходит, главным образом, в кишечнике [114]. По мнению Ц.Ж. Батоева поджелудочная железа является основным органом в пищеварительных процессах животных, которая производит основные ферменты на расщепления белков, жиров и углеводов в нем, в свою очередь они способствуют перевариванию питательных веществ, поступивших в 12-перстную кишку. Выше было также отмечено, что соотношение панкреатических ферментов в соке может меняться в ответ на изменение видового состава кормов, в частности, содержания в нём кормов растительного или животного происхождения. У жвачных животных большую роль в этом играют микроорганизмы рубца, однако поджелудочная железа способна регулировать данные процессы меньшим или, напротив, большим количеством выделяемого секрета и активностью ферментов в нём, что показывает адаптацию пищеварительной системы животных к изменяющимся условиям питания, чего нельзя сказать о хищных животных. В научной литературе собрано достаточно информации о процессах пищеварения в кишечнике у крупного рогатого скота, при этом, данных о том, каким именно образом адаптируется поджелудочная железа к изменениям в составе рациона жвачных животных, в связи с ферментативными процессами, происходящими в кишечнике, недостаточно [68]. Более глубокие исследования Башановой М.Ф. (2012), гомогената ткани поджелудочной железы крупного рогатого скота, которую получали после убоя животных, по определению содержания амилазы и протеаз, показали очень высокий уровень активности пищеварительных ферментов (протеазы - 405±4,9 мг/мл.мин, амилаза -10100±29,3 мг/мл.мин), при этом протеазно-амилазное соотношение было 1:25 в котором протеазная активность в 25 раз меньше амилазной соответственно [27].
Безусловно тип питания во многом определяет функцию поджелудочной железы. Наиболее ярким доказательством этому является активность ферментов поджелудочной железы у телят 3-месячного возраста и взрослых коров. У телят молочного периода пищеварение сходно с моногастричными животными, т. к. рубцовое пищеварение только начинает формироваться и не играет такой существенной роли, как у взрослых особей. Поскольку телята получают в рационе молоко и комбикорма, то уровень протеаз, вырабатываемых поджелудочной железой, у телят выше, чем у взрослых животных в 7 раз (у коров активность протеаз - 35±0,7 мг/г.мин, у телят -238±21,9 мг/г.мин). В активности амилолитических ферментов у коров и телят значительных различий не отмечается (у коров активность амилазы - 641±92,3 мг/г.мин, у телят - 618±59,6 мг/г.мин) [45]. Если сравнивать с исследованиями Башановой М.Ф. на крупном рогатом скоте, различия в показателях очень сильно разнятся. При этом протеазно-амилазное соотношение в обоих случаях указывает на растительноядный тип питания животных.
Кальций-фосфорный обмен в организме кур-несушек, участие щелочной фосфатазы в регуляции этого процесса
За последние годы в научной литературе представлена обширная информация по различным аспектам минерального питания животных и птиц. Сейчас перед учёными стоит задача создать целостную систему минерального питания животных, обладающей возможностью неограниченного ассимилирования новых данных по питанию, регуляции минерального обмена, продуктивности и качества получаемой продукции [86, 120]. Для многих животноводов и птицеводов актуально применение новых высокоэффективных кормовых средств, богатых белковыми и минеральными компонентами, витаминами для сельскохозяйственных животных и птицы, которые будут способствовать увеличению их продуктивности, а также профилактике заболеваний, связанных с нарушением обмена веществ, вызванных недостатком питательных и биологически активных веществ, а также минеральных элементов [117].
Особое внимание обращают минеральному питанию птицы, которая обладает высокой энергией роста, интенсивным обменом веществ и хорошо развитой воспроизводительной функцией. Особенно эффективно используются биологические особенности птицы при интенсивных формах промышленного птицеводства при выращивании на мясо гибридных цыплят бройлеров, а также яичных пород кур [161]. При недостаточном или несбалансированном минеральном питании, значительно снижается продуктивность и резистентность организма, возникают глубокие расстройства общего обмена веществ, нарушения репродуктивной деятельности и как следствие этого заболевания, нередко приводящие к гибели птиц [88, 142, 132]. Наиболее частая причина снижения продуктивности и защитных сил организма – недостаточно сбалансированное кормление. Особенно большие убытки приносит птицеводству частичная минеральная недостаточность, когда явные симптомы заболевания отсутствуют, но наблюдается снижение продуктивности птицы, плохое использование корма, слабая резистентность к различным заболеваниям. В условиях полноценного кормления особое внимание следует уделять изучению потребностей птицы в минеральных веществах в зависимости от индивидуальных и породных особенностей, продуктивности, возраста, условий содержания и выращивания, состава и качества основных кормовых средств. Использование различного рода минеральных добавок, биологических стимуляторов и премиксов дает положительный эффект только в том случае, если они поступают в строго определенном количестве и соотношении, соответствующем потребности в них организма животного и птицы [181]. Недостаток минеральных веществ в рационе, также отрицательно сказывается на степени минерализации скелета у животных [140].
Среди минеральных веществ наиболее существенное значение для птиц имеет кальций и фосфор, которые составляют 70-75% всех минеральных веществ организма животных в целом. Из этого количества около 90-99% кальция и 80-87% фосфора содержится в основном в костной ткани скелета и только 1-10% кальция и 13-20% фосфора содержится в мягких тканях. Большая роль отводится кальцию в регуляции процессов метаболизма. Он принимает участие в активизации ферментов, катализирующих процессы протеолиза и гликогенолиза. В ионизированном состоянии кальций является необходимым компонентом в процессах свертываемости крови (рисунок 10), при этом кальций активирует фермент тромбокиназу, которая превращает протромбин в активный тромбин, в результате чего образовавшийся фибрин в нерастворимой форме из фибриногена обеспечивает процесс свертываемости крови [52].
Кальций также участвует в поддержании коллоидной структуры белка, повышает сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям и устойчивость к токсическим веществам, поддерживает структуры клеточных мембран и их проницаемость, способствует понижению возбудимости нервной системы, активирует процессы секреции гормонов коры надпочечников, гипофиза и поджелудочной железы [6].
В организме сельскохозяйственной птицы кальциевый метаболизм происходит наиболее интенсивно. У курицы-несушки в процессе интенсивной яйцекладки за сутки выделяется около 0,6 кг кальция, что в 20-25 раз превышает общие запасы этого элемента в теле. При этом на образование скорлупы (в расчете на 1 кг живой массы) расходуется примерно в 10 раз больше количества кальция, чем суточная потребность высокопродуктивной лактирующей коровы. За последнее десятилетие прослеживается тенденция к постепенному увеличению уровня кальция в комбикормах для несушек, при этом нормы сохранились на уровне 3,0—3,5% в комбикорме естественной влажности [63].
В литературе [3] имеются убедительные данные, что для поддержания удовлетворительной и даже высокой яйценоскости несушкам требуется меньше кальция, чем для достижения наилучшего качества скорлупы. Но так ли это на самом деле? По мнению ряда исследователей, кальций, необходимый для формирования скорлупы яиц, поступает с кормом, а остальной — из резервов организма, заключённых в костной ткани. Однозначно, что от развития костной ткани в период роста и в продуктивный период в значительной степени зависят качество скорлупы яиц и яйценоскость кур. Установлено, что при нормальном развитии запас кальция в организме молодок перед началом яйцекладки достаточен для первых 6–30 яиц. Далее с возрастом у кур-несушек при интенсивной продуктивности часто отмечают слабость и ломкость костей конечностей и крыльев, при этом соблюдение норм кормления позволяет предупреждать эти недостатки [34]. Для восстановления и поддержания баланса кальция в рационе птицы, в комбикорма включают традиционные источники, содержащие этот макроэлемент: мел кормовой, разные виды известняка, ракушечник, с учетом их биологической доступности. Причем в 360-суточном возрасте и старше у птицы снижается способность эффективно использовать кальций из традиционных источников, а потребности в кальции возрастают. Поэтому есть предположение, что в этот период экономически оправдано использование таких источников кальция, из которых усвоение данного элемента повышено. Так как, чем выше биологическая доступность кормового кальция, тем больше его поступает в кровь, а, следовательно, его становится больше для формирования скорлупы, и для восстановления резервов организмов [21, 167].
Для определения потребности в минеральных веществах в сельскохозяйственных животных и птиц всегда проводились балансовые исследования. Так как потребность в кальции для кур-несушек имеет принципиальную особенность по сравнению с другими сельскохозяйственными животными, особенно в репродуктивный период. Также всем известно, что минеральные вещества не имеют энергетической ценности, тем не менее, повышенная потребность в них у высокопродуктивных кур приводит к увеличению их доли в составе рациона, ухудшению вкусовых свойств комбикорма и снижению его поедаемости птицей. Кроме того, увеличение уровня минеральных компонентов в составе рецепта способствует усложнению процесса балансирования комбикорма по энергии, протеину и аминокислотам. Профессор Буряков Н.П. (2018) считает, что решение проблем, связанных с минеральным питанием известными ранее способами и средствами путём увеличения доли скармливания традиционных минеральных добавок может привести к возникновению дефицита питательной энергии комбикормов и в последствии это может привести к снижению прироста массы тела и снижению яйценоскости у кур. Поэтому для кур-несушек особенно важным является предкладковый период, когда репродуктивные органы начинают функционировать и достигают физиологической зрелости, а при некачественном кормлении к этому периоду птица приходит с минимальным запасом питательных веществ, и за короткий срок ей предстоит увеличить свою массу в основном за счёт развития репродуктивных органов. До начала яйцекладки изменяется структура органов яйцеобразования, нервно-эндокринная регуляция, снижается устойчивость к стрессам [71]. Птичье яйцо по словам Бауман В.К. (1968) нередко называют одним из совершенных продуктов живой природы, из-за наличия в нем всех необходимых веществ для развития молодого организма и характеризуется высокой биологической ценностью [30].
Активность пищеварительных ферментов, щелочной фосфатазы при различном уровне содержание кальция в рационе кур-несушек
Данные исследования показывают, что у кур-несушек в возрасте 20-28 недель, при увеличении количества кальция в корме до 4,6% активность амилазы дуоденального химуса снижается на 22,4% (р 0,05), активность протеаз и липазы, наоборот, повышается на 25,0% (р 0,05) и липазы - на 29,3% (р 0,05) соответственно по сравнению с контрольным периодом. Снижение уровня общего кальция в корме приводит к уменьшению липолитической активности на 20,3%. В 46-недельном возрасте кур и старше достоверных изменений в активности амилазы и пртеаз в дуоденальном химусе при использовании в рационе кур кальция в разных дозах не отмечено. При этом в опытный период 2 наблюдается достоверное повышение активности липазы на 23,6% (р 0,05).
Анализ корреляции между показателями активности пищеварительных ферментов в дуоденальном содержимом и общим уровнем кальция в рационе показывает, что при оптимальном уровне кальция (3,6%) в корме у кур-несушек в 20-28-недельном возрасте наблюдается отрицательная корреляция между содержанием кальция в кишечнике и активностью амилазы (r=-0,54), липазы (r=-0,35) и протеаз (r=-0,36) (приложение З). В 46-недельном возрасте и старше у кур данные закономерности не наблюдались. Следовательно, можно считать, что активность пищеварительных ферментов связана с содержанием кальция в кишечнике птицы.
Активность дуоденальных ферментов обусловлена секреторной функцией поджелудочной железы, протоки которой открываются в восходящее колено 12-перстной кишки и за сутки железа выделяет 28-32 мл панкреатического сока на 1 кг живой массы птицы [25]. Результаты исследования на курах с хронической фистулой панкреатического протока показали, что секреторная функция поджелудочной железы адаптируется к уровню кальция в рационе кур-несушек (табл.3.2).
Результаты показали, что при снижении кальция в корме до 3,0% количество панкреатического сока увеличивалось на 35,0% (р 0,05) по сравнению с контрольным периодом. При увеличении уровня кальция в корме до 4,6% количество сока возрастало на 17,5 % (р 0,05). Увеличение количества панкреатического сока, вероятно, связано с выработкой в кишечнике гормона секретина, который оказывает влияние через пищеварительный центр на секреторную функцию поджелудочной железы, усиливая выделение жидкой части секрета, при этом увеличивая объем панкреатического сока, не оказывая влияния на синтез ферментов [44].
Анализируя активность панкреатических ферментов (таблица 3.2), можно заключить, что наблюдается адаптация ферментов к уровню содержания кальция в рационе. При снижении кальция до 3,0% в рационе снижается активность амилазы на 7%, протеаз – на 18%, липазы – на 19,0% (p 0.05). При увеличении кальция до 4,6% в рационе происходит повышение активности протеаз на 37% (р 0,05), липазы на 6,2%, а также понижение активности амилазы на 7,2%, по сравнению с контрольным периодом.
Содержание кальция и активность щелочной фосфатазы в панкреатическом соке находятся в прямой зависимости, коэффициенты корреляции в разные периоды имеют отличия: контрольный период (r= +0,35), опытный 1 (r= +0,62), опытный 2 (r= +0,67), а также в дуоденальном химусе при оптимальном (3,8%) содержании кальция в рационе (r= +0,42) (Приложение И).
На рисунке 3.1 видно, что содержание общего кальция в рационе не оказывает существенного влияния на его уровень в дуоденальном химусе (57-60 ммоль/л), чего нельзя сказать о содержании кальция в панкреатическом соке, где его уровень достоверно изменяется (р 0,05) в опытный период 2 по сравнению с контролем. Такую динамику кальция в панкреатическом соке относительно кишечника можно объяснить тем, что при увеличении содержания кальция в рационе он экстрагируется из крови с панкреатическим соком в кишечник и избыток выводится из организма с экскрементами, о чем свидетельствуют данные таблицы 3.3.
Щелочная фосфатаза является клеточным ферментом, активность которой увеличивается при разрушении клеток печени, костной ткани, кишечника, поэтому ее активность в поджелудочной железе в 3-4 раза меньше, чем в дуоденальном содержимом, это подтверждают данные, указанные на рисунке 3.2. При использовании кальция в корме в количестве 3,0% активность щелочной фосфатазы увеличивается в панкреатическом соке на 36,7% (p 0,05) и при содержании кальция в корме выше нормы (4,6%) – на 12,8% по сравнению с контролем. В дуоденальном химусе наблюдаются снижение активности щелочной фосфатазы на 30,2% (p 0,05) и 27,7% (p 0,05) в опытный период 1 и 2 соответственно.
При исследовании активности щелочной фосфатазы в панкреатическом соке в контрольный и опытный период 2 ее уровень повышался и составлял 6680±254 и 7539±708 ед/л, соответственно (таблица 3.3). Резкое повышение активности фермента до 9131±506 ед/л в опытный период 1 (р 0,05), вероятно, связано с разрушением костной ткани из-за нехватки кальция в рационе, на что указывает самая высокая концентрация фермента в крови 6270±1577 ед/л (таблица 3.9) в этот же период.
Из литературы [35, 29] известно, что всасывание фосфора происходит в проксимальной части тонкого кишечника, но для этого необходимо присутствие кальция в химусе. Данные таблицы 3.3 показывают понижение концентрации фосфора в химусе и в панкреатическом соке в контрольный период и его повышение в опытные периоды 1 и 2. Из рисунка 3.3 видно, что при введении в рацион 3,0% кальция, уровень фосфора в химусе увеличивается в 2,6 и 2,0 раза в опытный период 1 и 2 соответственно по сравнению с контрольным. В панкреатическом соке также происходит повышение данного элемента на 12,5% и 37,5% в опытный период 1 и 2 соответственно по сравнению с контрольным. Из этого следует, что чем выше содержание кальция в рационе, тем больше общего фосфора содержится в панкреатическом соке и меньше в химусе. Эти данные еще раз доказывают, о существовании тесной взаимосвязи кальция и фосфора в разных биохимических и физиологических процессах организма. Наши данные о содержании общего кальция в панкреатическом соке согласуются с результатами исследований проф. Смолина С.Г.(1998), который утверждает о том, что уровень общего кальция в панкреатическом соке кур составляет 1,5-2,5 ммоль/л [97].
Таким образом, при изменении уровня кальция в рационе кур-несушек экзокринная функция поджелудочной железы адаптируется к составу принимаемого корма, увеличивая объем выделяемого панкреатического сока, а также изменяя в его составе протеолитическую и липолитическую активность. В ходе проведения исследований дуоденального химуса у кур несушек в возрасте 20-28 недель наблюдается отрицательная корреляция между содержанием кальция в кишечнике и активностью амилазы (r=-0,54), липазы (r=-0,35) и протеаз (r=-0,36). В 46-недельном возрасте и старше у кур данные закономерности не наблюдались. (Приложение З). При этом концентрация кальция в дуоденальном химусе и панкреатическом соке находится в пределах физиологической нормы. Анализируя изменения уровня фосфора установлено, что чем выше содержание кальция в рационе, тем меньше фосфора находится в дуоденальном химусе и больше – в панкреатическом соке. Следовательно, уровень кальция в рационе может оказывать влияние на активность пищеварительных ферментов поджелудочной железы и щелочной фосфатазы, тем самым регулируя процесс пищеварения у птиц и усвоения минеральных веществ.
Результаты исследования переваримости основных питательных веществ и баланса азота представлены в таблице 3.4.
Обсуждение результатов исследований
Многочисленными исследованиями установлено [82, 89], что птица независимо от возраста или продуктивности нуждается в определенном количестве минеральных веществ, необходимых не только для структурных целей, но и для сложнейших регуляторных процессов организма, беспрерывно протекающих в нем, и обусловливающих нормальный обмен веществ. Процессы обмена веществ в животном организме складываются наиболее благоприятно лишь тогда, когда потребности в минеральных веществах удовлетворяются полностью. Известно, что современные кроссы птицы требуют наличие минеральных веществ в комбикормах в более высоких дозировках, чем использовались ранее при организации кормления. В результате чего увеличиваются нормы включения минеральных добавок в комбикорма, а они, в свою очередь, снижают питательность рациона. Каждый дополнительный процент ввода минеральных добавок в состав корма снижает его как энергетическую, так и протеиновою питательность. Существует информация ряда авторов [126] о положительном влиянии очень высоких доз кальция (до 4,5% и не более) на продуктивность птицы и качество скорлупы яиц. Однако имеется противоположное мнение о том, что увеличение в рационе несушек кальция вышеуказанных норм нецелесообразно, поскольку вместо ожидаемого улучшения качества скорлупы получают обратные результаты.
Известно, что основными источниками кальция в комбикормах служат крупномолотая ракушка, мелкозернистый известняк, мел. В ряде случаев используется подвергнутая термической обработке яичная скорлупа [146, 177]. Все эти источники кальция при оптимальном уровне дозирования хорошо усваиваются организмом птицы. В нашей стране и во многих зарубежных странах в комбикорма в основном добавляют в рацион мел, но включение большого количества мела (6,5-7,0%) создает неблагоприятную физическую структуру корма, ухудшая при этом его вкусовые качества, увеличивая запыленность корма, из-за чего поедаемость и поступление кальция в организм птицы уменьшается [85, 3]. Все это в конечном итоге может негативно сказаться на продуктивности и сохранности птицы.
Изучению обмена кальция у птиц посвящено немало отечественных и зарубежных работ [141, 160, 175, 183]. Однако, несмотря на это, различные стороны обмена кальция в настоящее время привлекают внимание многих исследователей. Все большего значения приобретают детальные биохимические и физиологические исследования кальциевого обмена в зависимости от индивидуальных особенностей организма птицы.
Кальций-фосфорный обмен у кур протекает очень интенсивно по сравнению с другими животными [109]. В этом отношении несушки, пожалуй, не имеют аналогов среди других представителей животного мира и являются наилучшей моделью для изучения данного вопроса. Ведь курица с живой массой 1,5 кг способна усваивать больше кальция, чем, например, овца массой около 50 кг. При этом рацион содержащий по нашим исследованиям минимальный уровень кальция 3,0% для кур-несушек, по данным В.К. Бауман (1968), для овец и других животных оказывается вредным и вызывает различные нарушения обмена веществ [30]. Наиболее частая причина снижения продуктивности и защитных сил организма птицы – недостаточно сбалансированное кормление, при котором значительно снижается продуктивность и резистентность организма, возникают глубокие расстройства общего обмена веществ, нарушения репродуктивной деятельности и, как следствие этого, заболевания, нередко приводящие к гибели птиц [88, 143, 145]. По этой причине производственники при выращивании высокопродуктивной птицы несут существенный экономический ущерб [51].
Таким образом, для того, чтобы понять и определить оптимальное количество кальция в рационе необходимо иметь представление о минеральном обмене в связи с общим метаболизмом и пищеварительными процессами в организме птицы, в этом и заключается новизна наших исследований.
Из источников литературы известно [55], что в кишечнике птицы всасывается определенное количество кальция, которое зависит от гомеостаза в организме. Наибольшую роль в этих процессах играет костная система, где депонируется данный микроэлемент, а также органы пищеварительной системы, участвующие в обмене экзо- и эндогенного кальция, печень и почки, которые обеспечивают промежуточные и конечные звенья его обмена. Таким образом, роль пищеварительного канала в поддержании кальциевого гомеостаза несомненна [48].
О значении роли кальция в секреторной функции поджелудочной железы существует обширная информация [190, 131, 36, 46], так как поджелудочная секреция является одним из центральных органов пищеварительной системы и оказывает влияние на метаболизм в организме, в регулировании которого участвуют многие факторы внешней и внутренней среды. Несмотря на более чем столетний период исследований механизмов регулирования секреторной деятельности железы, эти процессы все же изучены недостаточно. Существуют данные, что удаление внеклеточного кальция подавляет выделение амилазы из ацинарных клеток поджелудочной железы [50]. Если сравнивать с нашими исследованиями, данные частично согласуются, так при введении в рацион 4,6% кальция у кур-несушек достоверно снижается в дуоденальном химусе активность амилазы на 22,4% (р0,05), в панкреатическом соке - на 7,2% соответственно в сравнении с контрольными периодами.
Мало что известно о том, почему увеличение содержания кальция в одних случаях стимулирует секрецию, а в других - инициирует гибель клеток. В зарубежной литературе имеется информация, что именно источник и длительность увеличения уровня кальция в рационе, а не его процент в корме, определяют, будет ли клетка секретировать ферменты или погибать. При этом существует гипотеза, что аномальное повышение кальция может вызвать активацию трипсина, повреждение ацинарных клеток и острый панкреатит [168, 191]. В исследованиях, проводимых нами на курах-несушках, установлена обратная корреляция между содержанием кальция в рационе и активностью протеаз в дуоденальном химусе, панкреатическом соке, а также активностью трипсина в крови, что доказывает тот факт, что кальций является ингибитором протеаз, в том числе трипсина. Поэтому данные наших экспериментальных исследований противоречат выше указанной гипотезе. Ковалев Д.И. (1991) в результатах своих исследований пришел к выводу о том, что экскреция пищеварительных ферментов является кальцийзависимым процессом, а гипокальциемия обусловливает уменьшение стимуляции экзокринной деятельности поджелудочной железы и нарушает экскреторную функцию органа. Эти данные подчеркивают и другие авторы [80, 116], которые в своих работах говорят об исключительно важной роли кальция в работе поджелудочной железы. При исследовании секреции панкреатического сока, нами было определено, что снижение кальция в рационе до 3,0% привело к достоверному увеличению выделения сока на 35,0%(р0,05) в сравнении с контрольным периодом. При увеличении уровня кальция в корме до 4,6% количество выделяемого сока также возросло, но всего лишь на 17,5% (р 0,05). Соответствующим образом наши данные опровергают информацию о том, что гипокальцемия может подавлять экскрецию ферментов поджелудочной железы. Увеличение количества панкреатического сока, видимо, связано с рядом стимуляторов и ингибиторов, секретируемыми разными гландулоцитами поджелудочной железы, которые, в свою очередь, влияют на ацинарную секрецию ферментов и электролитов посредством соответствующих мембранных рецепторов и G-белков. Это позволяет организму в широких пределах регулировать количество и состав панкреатического секрета в зависимости от многих факторов, оказывающих свое влияние как в условиях нормы, так и при патологии. Кальций образует с циклическим аденозинмонофосфатом зависимые цепи для мобилизации специфических протеинкиназ, инициирующих экзоцитоз содержимого секреторных гранул и тем самым влияя на секрецию ферментов [60]. Видимо, для нормальной работы поджелудочной железы все же большое значение имеет содержание кальция в панкреатическом соке. Изучение физико химических свойств панкреатического сока у кур-несушек позволило Смолину С.Г. установить примерную норму содержания кальция в поджелудочном соке у кур, которая соответствует 2,43±0,135 ммоль/л. [97].
Результаты наших исследований согласуются с данными Смолина С.Г. и позволяют взглянуть на механизм метаболизма кальция более глубже, благодаря уникальной методике Ц.Ж. Батоева получения панкреатического сока и дуоденального химуса. По данным Ковалева Д.И., (1999), концентрация кальция в секрете поджелудочной железы значительно более низкая, чем в крови, и изменяется в зависимости от фазы секреции железы, а также от характера и силы стимуляции [58]. Данные наших исследований не подтверждают вышесказанную информацию, так как содержание кальция в крови и панкреатическом соке находится практически на одном уровне в переделах от 1,9±0,30 ммоль/л до 3,1±0,20 ммоль/л. Чего нельзя сказать о дуоденальном химусе, в котором содержание кальция находится на уровне от 57±2,0 ммоль/л до 60±1,6 ммоль/л, что примерно в 20 раз выше, чем концентрация кальция в крови или панкреатическом соке. Исследуя активность основных пищеварительных ферментов (амилазы, липазы, протеаз) в дуоденальном химусе и панкреатическом соке у кур-несушек в период снесения яйца, установлено, что происходит достоверное понижение активности всех пищеварительных ферментов. В период после снесения яйца активность ферментов восстанавливается к исходному уровню до процесса яйцекладки.