Содержание к диссертации
Введение
Список сокращений и условных обозначений 4
Общая характеристика работы 5
Глава 1. Обзор литературы 13
1.1. Ранние онтогенетические аспекты развития цыплят 13
1.1.1. Инкубация яиц, отходы инкубации, критические периоды развития цыплят 13
1.1.2. Влияние на организм эмбрионов кур и цыплят температуры и относительной влажности во время инкубации 15
1.2. Физиолого-биохимические особенности развития стресса у эмбрионов и цыплят 19
1.2.1. Стрессоры, влияющие на организм кур в разные периоды онтогенеза 19
1.2.2. Механизмы развития оксидативного стресса 22
1.3. Йод в организме животных и его значение 30
1.3.1. Физиолого-биохимическое значение йода 30
1.3.2. Физиолого-биохимическое действие соединений на основе органических и неорганических форм йода на организм животных 32
1.3.3. Роль тиреоидных гормонов у млекопитающих и птиц: их свойства и механизм действия 34
ГЛАВА 2. Собственные исследования 45
2.1. Материалы и методы исследований 45
2.2. Результаты собственных исследований 53
2.2.1. Влияние микроклиматических стрессоров на организм яичных цыплят во время инкубации 53
2.2.1.1. Особенности становления организма цыплят под влиянием высокой температуры во время инкубации 53
2.2.1.1.1. Зоотехнические показатели 54
2.2.1.1.2. Физиолого-биохимические показатели 55
2.2.1.2. Особенности становления организма цыплят под влиянием повышенной относительной влажности во время инкубации 57
2.2.1.2.1. Зоотехнические показатели 58
2.2.1.2.2. Физиолого-биохимические показатели 59
2.2.2. Поиск оптимальных концентраций биологически активного йода для обработки инкубационных яиц до инкубации и на 19-е
сутки 61
2.2.2.1. Определение оптимальной концентрации биологически активного йода для обработки инкубационных яиц до инкубации 61
2.2.2.1.1. Зоотехнические показатели 62
2.2.2.1.2. Физиолого-биохимические показатели 65
2.2.2.1.3. Зоотехнические показатели 66
2.2.2.1.4. Физиолого-биохимические показатели 71
2.2.2.2. Определение оптимальной концентрации биологически активного йода для обработки инкубационных яиц на 19-е суткиинкубации 73
2.2.2.2.1. Зоотехнические показатели 73
2.2.2.2.2. Физиолого-биохимические показатели 76
2.2.2.2.3. Зоотехнические показатели 78
2.2.2.2.4. Физиолого-биохимические показатели 82
2.2.2.3. Основные аспекты взаимосвязи тиреоидного и антиоксидантного статусов у цыплят суточного возраста, выведенных из яиц, обработанных биологически активным йодом при стандартных режимах инкубации 83
2.2.3. Влияние оптимальных концентраций биологически активного йода на организм эмбрионов и цыплят при микроклиматических стрессах во время инкубации 87
2.2.3.1. Тепловой стресс во время инкубации 88
2.2.3.1.1. Зоотехнические показатели 89
2.2.3.1.2. Физиолого-биохимические показатели 94
2.2.3.2. Влажностный стресс во время инкубации 95
2.2.3.2.1. Зоотехнические показатели 95
2.2.3.2.2. Физиолого-биохимические показатели 100
2.2.3.3. Основные аспекты взаимосвязи тиреоидного и антиоксидантного статусов у цыплят суточного возраста, выведенных из яиц, обработанных биологически активным йодом при отклонениях основных параметров воздушной среды инкубатора (температуры и относительной влажности) 101
2.3. Производственная проверка 106
2.4. Экономическая эффективность двукратной обработки инкубационных яиц при стандартных режимах инкубации 108
2.5. Обсуждение результатов исследований 109
Глава 3. Заключение 121
3.1. Практические предложения 123
3.2. Перспективы дальнейшей разработки темы 124
Список используемой литературы 125
- Механизмы развития оксидативного стресса
- Влияние микроклиматических стрессоров на организм яичных цыплят во время инкубации
- Основные аспекты взаимосвязи тиреоидного и антиоксидантного статусов у цыплят суточного возраста, выведенных из яиц, обработанных биологически активным йодом при стандартных режимах инкубации
- Экономическая эффективность двукратной обработки инкубационных яиц при стандартных режимах инкубации
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Физиолого-биохимическое
становление организма животных в онтогенезе протекает с определенными особенностями у животных разных видов, что зависит от специфичности их развития как вида, а также от влияния различных неотъемлемых условий окружающей среды, которые для каждого вида проявляют также свои характерные воздействия (Гаркави Л.Х. и др., 1979; Лысов В.Ф., 1977).
Одна из существенных проблем в биологии – это проблема стресса.
Организм постоянно приспосабливается к меняющимся условиям
окружающей среды (стрессорам), за счет механизмов регуляции обеспечения
функционального динамического гомеостаза (Крыжановский Г.Н., 2003). Это
приспособление осуществляется за счет нейроэндокринных и метаболических
реакций и обусловлено онтогенезом. Так, индивидуальное развитие организма
больше зависит от факторов окружающей среды (Буртов Ю.З., 1981; Гудин
В.А., Лысов В.Ф., Максимов В.И., 2010; Дядичкина Л.Ф. и др., 2012; DuRant
S.E. и др., 2010; Piestun Y. и др., 2011; Reed W.L. и др., 2011; Noiva R.T. и др.,
2014), чем от наследственности. Известно, что значительные отклонения
основных параметров воздушной среды инкубатора от нормативных значений
влекут за собой развитие ряда процессов, которые приводят к возникновению
в организме эмбрионов кур реакций оксидативного стресса (Кармолиев Р.Х.,
2002; Сурай П., Фисинин В.И., 2013; Азарнова Т.О. и др., 2013). Вследствие
чего нарушаются реакции митохондриальной дыхательной цепи,
увеличивается аномальный синтез свободных радикалов (в частности, активных форм кислорода), активизируются процессы липопероксидации, развиваются дистрофические процессы в различных тканях, снижается интенсивность обменных процессов, а также энергетического обмена (Владимиров Ю.А., Апчаков А.И., 1972; Журавлев А.И., 1993). При избыточном синтезе свободных радикалов антиоксидантная система зародышей просто не справляется с их потоком и быстро истощается. Вследствие этого слабые эмбрионы погибают, а сильные - замедляют своё развитие.
Поиск методов профилактики негативных последствий оксидативного стресса с целью оптимизации основных физиолого-биохимических параметров у животных крайне важно. Доказано, что чем выше продуктивность кур, тем они более стрессонеустойчивы (Фисинин В.И. и др., 2013). Следовательно, таковые особи вынуждены адаптироваться с большим напряжением физиологических систем (Родионов Г.В., Христенко В.Т., 2002), что обусловлено в дальнейшем значительным снижением жизненно важных хозяйственно-полезных качеств.
Существует множество различных методов повышения адаптации организма и, как следствие, оптимизация роста и развития цыплят на разных этапах онтогенеза. Наиболее успешными среди прочих является использование препаратов йода, в частности, в органически связанной форме (Козлов В.Н., 2009; Цыганова О.С., 2009; Егоров И.А. и др., 2010; Игнатович
Л.С., 2011; Фисинин В.И., 2015; Мамцев А.Н. и др., 2015). Положительное влияние оказывают только органические формы микроэлементов, в частности, на генетический аппарат (препятствуют фрагментации ДНК) и синтетические процессы в организме молодняка кур (Котомцев В.В., Шацких Е.В., 2009).
В связи с этим, определенный научный интерес представляет изучение влияния биологически активного йода, который содержится в различных препаратах и биологически активных веществах (далее - БАВ), из которых он активно включается в щитовидной железе в тиреоидные гормоны (далее – ТГ) у птиц. Известны многочисленные эффекты йодтиронинов на различные стороны жизнедеятельности организма: играют немаловажную роль в процессе реализации компенсаторно-приспособительных реакций эмбриона при меняющихся условиях среды; предотвращают свободнорадикальное окисление ДНК; обеспечивают антиоксидантную активность за счет фенольного фрагмента в их структуре (Максимов В.И., 1999; 2012; Рогалева А.В., 2009; Камилов Ф.Х. и др., 2012).
По данным Freeman B.M. и др. (1974), Christensen V.L. и др. (1982),
Bowen S.I. и др. (1984), Decuypere E. и др. (1986), Nobikuni K. и др. (1989),
Gardahaut M.F. и др. (1992), McNabb F.M.A. и др. (1993), Merryman J.I. и др.
(1998), Wilson C.M. и др. (1997), Stojeviс Z. и др. (2000), Collin A. и др. (2007),
Yamaguchi S. и др. (2012), Duntas L.H. и др. (2012), Tong Q. и др. (2013), de
Groef B. и др. (2013), Гудина В.А., Лысова В.Ф., Максимова В.И. (2010),
гормоны щитовидной железы определяют успешное вылупление,
синхронизацию массового вывода цыплят, а также тиреоидные гормоны
вовлечены в контроль развития мышц, легких (синтез сурфактана, переход от
хорионаллантоисного дыхания к легочному), головного мозга,
пищеварительного тракта, втягивания желточного мешка и инициирования терморегуляции у птиц.
Таким образом, важно трансовариально оптимизировать физиолого-биохимические параметры цыплят, в частности - яичного кросса «Шейвер 2000», при отклонениях относительной влажности и температуры во время инкубации для дальнейшего их полноценного роста, развития и соответственно получения особей с высокими показателями продуктивности и роль в этом биологически активного йода.
В связи с вышеизложенным вполне очевидна актуальность и целесообразность изучения становления организма цыплят кросса «Шейвер 2000» под влиянием биологически активного йода, содержащегося в различных препаратах и БАВ, в частности, в биологически активной добавке (далее – БАД) «Кламин», при микроклиматических стрессах во время инкубации.
Цель и задачи исследований. Цель работы: установить особенности физиолого-биохимического становления организма яичных цыплят кросса «Шейвер 2000» под влиянием биологически активного йода, содержащегося в БАД «Кламин», при основных микроклиматических стрессах во время инкубации.
Для осуществления поставленной цели, были определены следующие задачи:
1. Исследовать в модельных опытах влияние микроклиматических:
теплового и влажностного стрессоров на организм эмбрионов кур и цыплят
яичного кросса;
2. Изучить возможность применения трансовариальной обработки яиц
растворами биологически активного йода в качестве стимулятора
эмбриогенеза кур и определить оптимальные концентрации йодсодержащего
соединения;
3. Определить влияние оптимальных концентраций биологически
активного йода на комплекс физиолого-биохимических и зоотехнических
показателей эмбрионов и цыплят при стандартных режимах инкубации;
4. Изучить влияние оптимальных концентраций биологически
активного йода на комплекс физиолого-биохимических и зоотехнических
показателей эмбрионов и цыплят при тепловом и влажностном стрессах во
время инкубации;
5. Установить взаимосвязь тиреоидного и антиоксидантного статусов у
цыплят суточного возраста, выведенных из яиц, обработанных растворами
биологически активного йода.
Научная новизна. Впервые доказана эффективность воздействия биологически активного йода, содержащегося в БАД «Кламин», на организм эмбрионов и молодняка кур в основные критические периоды онтогенеза. Выявлены оптимальные концентрации применяемого БАД «Кламин». Дана подробная физиолого-биохимическая оценка действия йодированного трансовариального питания на организм яичных цыплят. Теоретически и экспериментально обоснованы механизмы действия биологически активного йода на организм эмбрионов и молодняка. Впервые выявлены физиолого-биохимические особенности становления организма эмбрионов и молодняка кур в условиях микроклиматических: теплового и влажностного стрессоров при действии биологически активного йода.
По результатам научно-исследовательской работы оформлено 2 патента на изобретение: № 2573313 «Способ стимуляции роста и развития яичных кур путем йодированного трансовариального питания»; № 2567898 «Способ повышения и синхронизации вывода цыплят посредством профилактики оксидативного стресса у эмбрионов кур».
Теоретическая и практическая значимость работы. Выполненное
исследование содержит новое решение актуальной научной проблемы -
трансовариальная оптимизация физиолого-биохимического статуса цыплят
яичных кроссов, в частности - «Шейвер 2000», при отклонениях
относительной влажности и температуры во время инкубации.
Установленные особенности физиолого-биохимического статуса
цыплят под влиянием изменяющихся факторов воздушной среды во время инкубации необходимы для решения практических задач по созданию
оптимальных условий для роста и развития молодняка кур в производственных условиях.
Установлена и научно обоснована целесообразность применения
йодсодержащей БАД до инкубации и на 19-ые сутки инкубации. Проведенный
комплекс исследовательских работ позволил выявить оптимальную схему
применения биологически активного йода (БАД «Кламин») для
дополнительного трансовариального питания эмбрионов кур. Полученные данные могут быть использованы в птицеводческих хозяйствах с целью повышения качества и жизнеспособности цыплят в основные критические периоды онтогенеза.
Результаты исследований используются в учебном процессе при преподавании курсов физиологии и биохимии животных в ФГБОУ ВО МГАВМиБ – МВА имени К.И. Скрябина, ФГБОУ ВО Казанской ГАВМ, ФГБОУ ВО СПбГАВМ.
Методология и методы диссертационного исследования.
Методологической основой исследования явились труды специалистов в области физиологии и биохимии организма птиц (на примере кур яичного направления продуктивности). Методология исследования определяет целесообразность использования комплексного методического подхода, включающего: физиолого-биохимические показатели крови и сыворотки крови (эритроциты, гемоглобин, общий белок, альбумин, мочевая кислота, креатинин, АлАт, АсАт, -амилаза, глюкоза, кальций (общий), фосфор (неорганический), йод, щелочная фосфатаза, липаза, триглицериды, антиокислительная активность сыворотки крови (далее – АОА), продукты перекисного окисления липидов (далее – ПОЛ), тиреоидный статус, лизоцим, БАСК), зоотехнические (отходы инкубации, длина эмбрионов на 2-е, 4-е, 8-е, 12-е и 16-е сутки инкубации и цыплят суточного возраста, большой и малый диаметр сосудистого поля, количество сосудов, идущих от эмбриона на 4-е сутки инкубации, выводимость яиц, вывод цыплят, интенсивность вывода цыплят, сохранность поголовья, индивидуальная оценка цыплят суточного возраста по критериям качества шкал «Пасгар» и «Оптистарт»; температура ректальная и кожи под крылом; живая масса, масса внутренних органов) и экономические методы исследования.
Положения, выносимые на защиту:
-
Особенности и специфичность развития оксидативного стресса при действии микроклиматических: теплового и влажностного стрессоров на организм эмбрионов и цыплят яичного кросса в онтогенезе.
-
Физиолого-биохимические аспекты трансовариального использования биологически активного йода в условиях промышленной инкубации яиц.
-
Эффективность профилактики микроклиматических: теплового и влажностного стрессоров йодсодержащей БАД.
Степень достоверности. Основные материалы, изложенные в данной
диссертационной работе, получены автором самостоятельно. Достоверность
результатов проведенных исследований, выводов подтверждается
согласованностью теоретических и экспериментальных исследований, выполненных с применением современных методов и методик исследований, современных приборов и статистической обработки данных, а также широкой апробацией полученных результатов.
Выражаю искреннюю признательность и благодарность моим научным руководителям Максимову Владимиру Ильичу и Азарновой Татьяне Олеговне за помощь на всех этапах выполнения диссертации. Выражаю глубокую благодарность сотрудникам: кафедры физиологии, фармакологии и токсикологии им. А.Н. Голикова и И.Е. Мозгова; кафедры химии им. проф. С.И. Афонского и А.Г. Малахова и кафедры зоогигиены и птицеводства им. А.К. Даниловой за внимание и содействие в выполнении моей работы.
Апробация результатов. Основные положения диссертации доложены
и обсуждены на: V Молодежной научно-технической конференции
«Наукоемкие химические технологии-2013» (г. Москва, 2013) (диплом III
степени); XI Международной заочной научно-практической конференции
«Теоретические и практические аспекты развития современной науки» (г.
Москва, 2014); XV Международной научно-технической конференции
«Наукоемкие химические технологии-2014» (г. Звенигород, 2014); X
Международной научно-практической конференции «Новости научной мысли
- 2014» (г. Прага, 2014); Международной научно-практической конференции
«Фундаментальные и прикладные проблемы повышения продуктивности
животных и конкурентоспособности продукции животноводства в
современных экономических условиях АПК РФ» (г. Ульяновск, 2015); XI
Международной научно-практической конференции «Наука и технологии:
шаг в будущее - 2015» (г. Прага, 2015); XVIII Международной конференции
Российского отделения ВНАП «Инновационное обеспечение яичного и
мясного птицеводства России» (г. Сергиев Посад, 2015); II Международном
Ветеринарном Конгрессе VETistanbul-2015 (г. Санкт-Петербург, 2015); VI
Всероссийской молодежной научно-практической конференции «Наукоемкие
химические технологии-2015» (г. Москва, 2015); на Международной научной
конференции «Актуальные вопросы развития животноводства в современных
условиях» (г. Москва, 2015); на Международной научной конференции
студентов, аспирантов и молодых ученых «Знания молодых для развития
ветеринарной медицины и АПК страны (г. Санкт-Петербург, 2016), а также на
конференциях (Международной научно-практической конференции
«Адаптационные механизмы и регуляция физиологических функций», посвященной 100-летию со дня рождения д.в.н., проф. А.Н. Голикова и других), семинарах и межкафедральных совещаниях в ФГБОУ ВО МГАВМиБ – МВА имени К.И. Скрябина (г. Москва, 2014-2017 гг.).
Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 11 статей, в том числе 10 работ в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК РФ, и 2 патента на изобретение.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 160 страницах компьютерного текста и состоит из общей характеристики
работы, обзора литературы, материала и методики исследований, результатов собственных исследований, обсуждения полученных результатов, заключения - выводов, практических предложений, списка литературы и приложения (13). В литературном указателе приведено 214 авторов, из них 106 иностранных. Иллюстративный материал работы включает в себя 72 таблицы и 10 рисунков.
Механизмы развития оксидативного стресса
Стресс (от англ. stress – напряжение) представляет собой совокупность защитных физиологических и повреждающих реакций организма, которые возникают в результате нейроэндокринных и метаболических сдвигов в ответ на действие чрезвычайных факторов, проявляющихся адаптационным синдромом.
Физиологическая адаптация – это прежде всего сохранение жизненно важных параметров гомеостаза в условиях воздействий стрессоров, обеспечивающих организму благоприятное существование [9, 45, 55, 63].
Выражением гомеостаза является наличие ряда функциональных констант, то есть устойчивых количественных показателей, обеспечивающих нормальное состояние организма, характеризующее приспособительные реакции организма к конкретным факторам среды. Такими показателями считаются температура тела, артериальное давление крови, содержание в крови общего белка, глюкозы, активность ферментов, количество и численное соотношение форменных элементов крови и др. [25].
Термин «стресс» был введен в научную медицинскую литературу в 1936 году канадским ученым Гансом Селье, определившим стресс «как неспецифический ответ организма на любое предъявленное ему требование» [96]. Г. Селье в опытах на животных установил, что при действии на организм различных повреждающих или необычных по силе и длительности воздействий (интоксикация, перегрев, переохлаждение и т.д.) возникает неспецифическая защитная, приспособительная реакция или общий адаптационный синдром, Селье назвал реакцией стресса, в которой выделяет три стадии: реакция тревоги, стадия резистентности и стадия истощения.
Реакция тревоги развивается сразу после действия чрезвычайного раздражителя и продолжается в течение 24-48 часов, которая сопровождается сложными изменениями нейроэндокринной и других систем, приводящими к развитию адаптивных реакций. За реакцией тревоги (в зависимости от силы и продолжительности действия раздражителя при условии, что они не превышают компенсаторных возможностей организма) может наступить стадия резистентности или устойчивости организма.
В результате действия сильного или часто повторяющегося раздражителя происходит истощение компенсаторных возможностей организма. Следствием этого является переход реакции тревоги или следующей стадии резистентности в фазу истощения.
В сохранении единства организма с окружающей средой ведущую роль играют нервная и эндокринная системы. Эндокринная система – одно из важнейших звеньев, определяющих адаптацию организма в окружающей среде. Гормональные влияния рассчитаны на длительное время [55]. По данным Гаркави Л.Х. с соавт. (1979) [23], реакция эндокринных желез близка к той, которая наблюдается в первой стадии стресса, - глюкокортикоиды преобладают над минералокортикоидами, снижена активность щитовидной железы и половых желез, угнетена лимфатическая система, иммунитет. Для стадии истощения характерно нарушение приспособляемости организма к условиям существования и устойчивости к сильным раздражителям.
Многие считают, что реакция системы гипоталамус - гипофиз -щитовидная железа при стрессе может иметь решающее значение в процессах адаптации к неблагоприятным воздействиям. Функция ЩЖ подвержена существенным ритмическим колебаниями различной амплитуды, которые играют значительную роль в процессах синхронизации и адаптации организма. В частности, под действием стресс-факторов меняется активность гормонсинтетических и секреторных процессов в железе [97].
По данным Гаркави Л.X., Квакиной Е.Б. и Уколовой М.И. (1979) [23], не все внешние воздействия следует считать стрессорами и, следовательно, не «любое» предъявляемое к организму требование можно рассматривать как стрессор. Они рассматривают возможность формирования адаптационных реакций в зависимости от интенсивности воздействия: слабые, средние и сильные, полагая, что Г. Селье описывал реакцию на сильные воздействия. Так, слабые раздражители индуцируют реакции тренировки, на раздражители средней силы развиваются реакции активации (спокойной и повышенной), на сильные – стрессовые реакции.
Следует отметить, что раздел 1.2.1. из обзора литературы содержит основной перечень стрессоров, которые можно отнести к сильным раздражителям.
В последние годы наибольшее развитие получила свободнорадикальная теория развития стрессов [21, 22, 51, 112]. Многими учеными было доказано, что в основе негативных последствий, вызванных действием стрессоров лежит чрезмерная активация свободнорадикальных процессов.
При повышении уровня свободнорадикального окисления возможно быстрое разрушение и дезорганизация клеточных структур в результате их повреждения [10]. При определенных концентрациях свободных радикалов в организме создаются условия для развития патологических процессов [10, 38]. Наиболее опасны АФК, гиперсинтез которых сопровождает большинство патологических процессов, протекающих в организме [72].
Свободные радикалы – это молекулы, или отдельные атомы, имеющие неспаренные валентные электроны [87] (табл. 1). Они стремятся захватить дополнительный (второй) электрон от других молекул, приводя их тем самым к нарушению функциональности или повреждению структуры. Известно, что данные соединения обладают высокой активностью и дают начало цепным реакциям.
Влияние микроклиматических стрессоров на организм яичных цыплят во время инкубации
Согласно современным данным, отмечается воздействие гормонов щитовидной железы на развитие мозга [79, 114, 116, 142, 154]. В частности, на кору головного мозга и базальных ганглиев.
Например, дефицит Т3 в процессе развития головного мозга у человека, проявляется необратимой умственной неполноценностью и глубокими неврологическими расстройствами [52, 116]. Yamaguchi S. и др. (2012) [210] доказали, что ТГ ответственны у кур за специфическую форму обучения – импринтинг (адаптация только что вылупившейся из яйца птицы к сложному сочетанию зрительных, слуховых, температурных и химических раздражителей [93]). Исследования, проведенные на новорожденных крысах с гипотиреозом, показали, что отсутствие ТГ вызывает пониженный рост аксонов и дендритных разветвлений в коре головного мозга, слуховых, зрительных центрах головного мозга и мозжечке [184]. ТГ непосредственно регулируют экспрессию гена основного белка миелина [137], исследователи отмечают важную роль их в контроле синаптогенеза, миграции нейронов и установления межполушарных взаимоотношений [111, 178].
Очевидно ТГ обладают антиоксидантной активностью благодаря наличию в их молекулах фенольных групп [12, 32, 58, 67]. Обычно фенольные антиоксиданты используются для инактивирования реакций перекисного окисления липидов [113].
Камиловым Ф.Х. и др. (2012) [46] показано, что Т4 ингибирует развитие хемилюминесценции, вызванной действием свободных радикалов в суспензии митохондрий печени крыс, причём антиоксидантная активность гормона на 1– 2 порядка превышает действие эстрогенных стероидных гормонов, что не противоречит исследованиям [20, 191]. Городецкая И.В. (2006) [27] подчеркивает, что ТГ являются важным звеном антистресс-системы организма в связи с тем, что их антистрессовый эффект имеет универсальный характер и его молекулярной основой является активация локальных стресс-лимитирующих систем – белков теплового шока и антиоксидантных, обусловленная специфическим воздействием йодтиронинов на генетический аппарат клеток. Козлов В.Н. 2008 [57] отмечает, что состояния гипо- и гипертиреоза сопровождаются патофизиологическими сдвигами в функциональном состоянии системы антиокислительного стресса. Горбань E.H. с соавторами (2001) выявили повышенное содержание продуктов ПОЛ у крыс с гипотиреозом [26].
Таким образом, ТГ являются регуляторами системного действия, контролирующими основной обмен, синтез белка, а также функциональное состояние и структурные особенности клеточных органелл. В связи с этим, среди систем и органов, участвующих в организации приспособительных реакций и обеспечении устойчивости его внутренней среды, ЩЖ принадлежит важная роль. Таким образом, в жизнедеятельности организма животного эндокринной системе принадлежит особая роль, поскольку гормоны во многом определяют реализацию генетической программы индивидуального развития [55, 68]. Следует отметить, что направление и интенсивность гормоносинтетических процессов, протекающих в ЩЖ, зависят от поступления и утилизации в ней йода [89].
Рассмотренные литературные данные подтверждают важность изучаемого нами вопроса. Анализ отечественных и зарубежных литературных источников не вызывает сомнений особой значимости тиреоидных гормонов не только в становлении жизненно важных функций организма цыплят и эмбрионов, но и защите от стрессовых воздействий во время инкубации. В обзоре литературы представлены наиболее распространенные причины развития стрессов у эмбрионов и цыплят. Раскрыты основные механизмы оксидативного стресса.
Однако в доступной литературе отсутствуют данные об особенностях физиолого-биохимического становления организма эмбрионов кур под влиянием биологически активного йода, содержащегося в БАД «Кламин», на фоне воздействия наиболее опасных для организма птицы стрессоров.
Детальное изучение этого вопроса позволяет не только профилактировать физиолого-биохимические нарушения у эмбрионов кур, но также значительно улучшить качество их существования, повысить интенсивность их развития, снизить падеж, создавая предпосылки для повышения рентабельности производства.
Основные аспекты взаимосвязи тиреоидного и антиоксидантного статусов у цыплят суточного возраста, выведенных из яиц, обработанных биологически активным йодом при стандартных режимах инкубации
Исследование физиолого-биохимических показателей крови молодняка позволяет выявить и обосновать особенности физиологических изменений в организме эмбрионов и цыплят при действии йодсодержащей БАД.
Анализ комплекса показателей крови, как интегрирующей среды организма, в которой отражаются все изменения, возникающие в ответ на воздействия на организм эмбриона, является основополагающим составляющим при оценке обмена веществ у цыплят опытных групп. Установленные физиолого-биохимические показатели (табл. 31) демонстрируют изменение интенсивности обмена веществ у цыплят из опытных групп. Так, по сравнению с контролем увеличились следующие показатели: общий белок во 2-ой и 3-ей опытных группах на 9,2 (р 0,05) и 8,2 % (р 0,05), альбумин – на 18,2 (р 0,05) и 9,1 %, глюкоза - на 2,4 (р 0,05) и 2,4 %, триглицериды - на 23,2 и 15,9 %, активность липазы – на 16,7 (р 0,05) и 16,7 %, лизоцима - на 6,7 (р 0,05) и 3,0 % соответственно.
Повышение АлАт и АсАт в опыте относительно контроля не является предпосылкой к развитию патологий в печени и сердце, исходя из того, что их значения не превосходят референтных. В свою очередь, следует отметить, что различия между контролем и опытом указывают на более тесную взаимосвязь белкового и углеводного обмена в последней, что, очевидно, необходимо для полной и своевременной мобилизации защитных сил организма при воздействии стрессоров неминуемо сопровождающих искусственную инкубацию.
По остальным показателям различия между группами были незначительны и недостоверны. Таким образом, максимальный эффект по комплексу зоотехнических и физиолого-биохимических показателей установлен при орошении инкубационных яиц до инкубации 0,001 % раствором «Кламин» и на 19-е сутки инкубации в концентрациях 0,1 и 0,5 %. В следующем эксперименте для определения оптимальной концентрации йодсодержащей БАД на 19-е сутки инкубации расширили критерии оценки физиолого-биохимического становления организма цыплят кросса «Шейвер 2000». Заключительный эксперимент № 6 по поиску оптимальной концентрации йодсодержащей БАД для обработки инкубационных яиц на 19-е сутки эмбрионального развития представлен ниже.
Опытные партии обрабатывали по схеме, представленной в таблице 32. Таблица 32 – Схема эксперимента № Возрастродит.стада,дн. Партия яиц Колич.залож.яиц,шт. Обработкаяиц доинкубациирастворами,% Обработка яицна 19-е суткиинкубациирастворами, % Колич. головцыплят для дальнейшего выращивания
Известно, что у эмбрионов кур до 11 суток инкубации соли кальция из скорлупы яйца не откладываются еще в скелет зародыша и аллантоис не принимает никакого участия в этом процессе, поскольку формирование его к этому сроку еще не закончено [39]. Ниже представлена таблица 33, которая отражает результаты исследования яиц во время инкубации по степени замыкания аллантоиса.
В 1-й опытной группе установлено увеличение количества яиц 1 категории по степени замыкания аллантоиса на 12,0 % по сравнению с контролем. Своевременное замыкание аллантоиса не только способствуем переходу кальция из нерастворимой формы в растворимую, но и его активному поглощению кровеносными сосудами эмбриона. Таким образом, аллантоис играет одну из ведущих ролей в минеральном обмене развивающегося цыпленка [39]. С этой точки зрения становится понятным, почему своевременное смыкание листков аллантоиса у кур на остром конце яйца к 11 суткам инкубации имеет такое большое значение для последующего полноценного роста и развития эмбриона.
Данные таблицы 34 свидетельствуют о превосходстве опытных групп по количеству выведенных цыплят по отношению к контролю. Так, вывод цыплят в 1-ой и 2-ой опытных группах достоверно выше, чем в контроле на 6,99 (р 0,01) и 4,96 % (р 0,05) соответственно. Указанное обусловлено снижением всех категорий отходов инкубации, в частности, таких как «кровяные кольца» - в 2 и 1,3 раза, «замершие» - в 1,6 и 1,7 раза, «задохлики» - в 1,4 и 1,2 раза и «слабые» - в 2,7 и 1,14 раза соответственно по сравнению с контролем.
При изучении влияния двукратной обработки БАД «Кламин» на рост и развитие эмбрионов следует отметить своевременный вывод цыплят в опытных партиях и сокращение эмбриогенеза на 5-6 часов (рисунок 7).
Полученные данные демонстрируют положительное влияние йодсодержащей БАД на становления организма цыплят. В частности, к концу 21-х суток инкубации (504 часа) из 1-ой опытной партии вылупились все цыплята, тогда как в контроле к этому моменту было зафиксировано 96,7 % от общего ожидаемого поголовья.
Для характеристики всего процесса инкубации важна оценка молодняка по внешнему виду в суточном возрасте. Епимахома Е.Э. (2013) отмечает, что для определения эффективности инкубации, а значит и качества молодняка суточного возраста необходимо оценивать поголовье по некоторым этологическим и экстерьерным признакам.
Экономическая эффективность двукратной обработки инкубационных яиц при стандартных режимах инкубации
Одним из важных процессов, связанных с клеткой и клеточными мембранами, является перекисное окисление липидов, течение которого зависит от активности и состава антиоксидантов (Владимиров Ю.А., Апчаков А.И., 1972).
Активизация синтеза Т3 и Т4 в организме эмбрионов кур на фоне нестандартных параметров воздушной среды, очевидно, вызвана прежде всего, повышенной необходимостью в реализации их антиоксидантных свойств, что позволило блокировать развитие оксидативного стресса и интенсивности ПОЛ, как основных негативных последствий воздействия стрессоров. Так, оптимальные значения Т3 и Т4 обусловили в большинстве опытов достоверное снижение цитотоксичных основных продуктов липопероксидации, при этом в контрольных группах их содержание в сыворотке крови было максимальным.
При применении биологически активного йода уровень деградации липидов у цыплят опытных групп был достоверно ниже по сравнению с контролем. Значения липидов, содержащих изолированные двойные связи, (ИДС) в опытных группах, были ниже на 8,5 (р 0,05); 8,8 (р 0,05); 17,7 % (р 0,01); ДК - в 1,4 (р 0,001); в 1,7 (р 0,001); 1,9 раза (р 0,05); ТК – на 16,3; 20,3 % (р 0,05), в 1,5 раза (р 0,05); МДА – на 14,3 % (р 0,01), в 1,4 раза (р 0,01); ОШ – на 21,5 % (р 0,05), в 1,4 (р 0,01); 1,7 раза (р 0,05); 1,9 раза (р 0,001); ОДК – на 23,7 % (р 0,05), в 1,5 раза (р 0,05) соответственно по сравнению с контролем.
Данный факт свидетельствует о том, что применение биологически активного йода предопределяет профилактику оксидативного стресса у эмбрионов кур, который обуславливает деградацию клеточных и органных структур при искусственной инкубации, приумножающуюся в критические периоды развития зародышей кур (Азарнова Т.О. и др., 2013; Сурай П.Ф., Фисинин В.И., 2013; Кармолиев Р.Х., 2002).
Очевидно, снижение содержания продуктов ПОЛ связано с оптимизацией уровня ТГ и успешной реализацией их антиоксидантных свойств, синтез которых активизировался в результате применения биологически активного йода.
Под контролем тиреоидных гормонов находится ряд важнейших физиолого-биохимических реакций белкового, углеводного, липидного и водно-солевого обмена (Серых М.М. и др., 2004).
Анализ показателей метаболизма показал, что благодаря изменению гормонального фона у цыплят опытных групп закономерно прослеживается активизация центральных обменных процессов (углеводного, белкового и липидного). Данный факт выразился в преимущественном достоверном увеличении таких показателей крови и сыворотки крови, как «общий белок», «альбумины», «триглицериды», «-амилаза», «глюкоза», цифровые значения которых не выходят за пределы референтных значений.
Важным звеном системы иммунитета является лизоцим. Следует отдельно отметить, в ряде экспериментов достоверное увеличение данного фактора неспецифической резистентности от 3,0 до 7,7 % по сравнению с контролем, что свидетельствует о повышении сопротивляемости организма кур к неблагоприятным факторам окружающей среды, что подтверждено высокой жизнеспособностью особей из опытных групп в ранний постэмбриональный период онтогенеза.
Можно предположить, что зафиксированный физиолого-биохимический статус под влиянием биологически активного йода является оптимальным для цыплят, в каждом из представленных экспериментов, что обусловило значимое снижение эмбриональной смертности, выразившееся в достоверном повышении важнейших показателей инкубации: «вывода цыплят» и «выводимости яиц» на 0,44-12,27 % и на 0,55-12,20 % соответственно по сравнению с контролем (табл. 71).
Таким образом, можно утверждать, что исследуемая йодсодержащая БАД способна к «реанимации» слабых и стимуляции сильных эмбрионов (Азарнова Т.О., 2013). Наши опыты по поиску оптимальных концентраций «Кламин» показали, что изучаемая БАД не только увеличивает показатели вывода цыплят и выводимости яиц, но и оптимизирует в организме суточных цыплят интенсивность и качество физиолого-биохимических процессов, которые определили позитивные изменения интерьерных параметров цыплят суточного возраста.
Так, особи опытных групп из экспериментов № 3-8 имеют тенденцию к хорошему развитию внутренних органов, в частности желудочно-кишечного тракта, что определило более полное использование организмом молодняка питательных веществ яйца. Это подтверждается достоверным снижением по сравнению с контролем массы остаточного желтка на 19,4 - 31,5 % у цыплят, выведенных из яиц, обработанных БАД «Кламин», указанное закономерно сопровождалось отсутствием дефектов пупочного кольца. Очевидно, данный факт связан с влиянием гормонов ЩЖ на процессы, ответственные за втягивание желточного мешка в грудобрюшную полость цыплят (Freeman B.M. и др., 1974).
Оптимизация процессов роста и развития организма в период эмбриогенеза принадлежит гормонам, которые обладают морфогенетическими эффектами, в частности йодтиронинам (Максимов В.И., 1999). В условиях микроклиматических стрессов у зародышей опытных групп установлено опережение контрольных особей по массе и длине. В условиях применения биологически активного йода при тепловом стрессе развитие эмбрионов на 8-е сутки инкубации отмечено достоверное увеличение длины и массы тела опытных особей на 25,0 (р 0,01) и 5,3 % (р 0,05); на 12-е – на 4,9 (р 0,01) и 5,6 % (р 0,05); на 16-е – в 1,3 раза (р 0,01) и на 20,5 % (р 0,05) соответственно по сравнению с контролем. При орошении инкубационных яиц растворами биологически активного йода в условиях влажностного стресса на 16-е сутки инкубации длина зародышей опытной группы превосходила контроль на 12,9 %, масса – на 12,7 % (р 0,01) соответственно по отношению к контрольной группе.
Полноценное развитие зародыша во многом зависит от своевременного формирования аллантоиса, который отвечает за ключевые процессы жизнедеятельности зародыша: выделение и дыхание (Бессарабов Б.Ф. и др., 2005).