Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 11
1.1 Формирование половой функции у свиней 11
а) Особенности полового созревания и становления половой функции у свиней 11
б) Факторы, влияющие на формирование репродуктивной функции у свиней 16
1.2 Способы и методы индуцирования половой функции у ремонтных свинок 21
1.3 Пробиотики и их использование в свиноводстве и ветеринарной медицине 27
а) Механизм действия пробиотиков 27
б) Практические аспекты применения пробиотиков 32
1.4. Селен как стимулятор биологических процессов в организме животных 39
2. Собственные исследования 44
2.1 Материал и методы исследований 44
2.2. Результаты исследований 49
2.2.1 Комплексный микрокапсулированный препарат В етСел и характеристика его основных свойств 49
2.2.2 Физиологический и биохимический статус у свинок, получавших препарат ВетСел 52
а) Общее клиническое состояние ремонтных свинок, получавших препарат ВетСел 53
б) Общие гематологические показатели у ремонтных свинок, получавших препарат ВетСел 54
в) Биохимические показатели крови у ремонтных свинок, получавших препарат ВетСел 57
2.2.3 Содержание половых гормонов в крови свинок, получавших препарат ВетСел 90
2.2.4 Особенности формирования половой функции у ремонтных свинок, получавших препарат ВетСел 92
2.2.5 Развитие половых органов у ремонтных свинок, получавших препарат ВетСел 103
2.2.6 Особенности гистологической структуры репродуктивных органов у свинок, получавших препарат ВетСел 108
2.2.7 Воспроизводительные качества ремонтных свинок, получавших препарат ВетСел 119
2.2.8 Способ стимуляции полового созревания и воспроизводительной функции у ремонтных свинок 121
2.2.9 Экономическая эффективность использования комплексного микрокапсулированного препарата ВетСел при выращивании ремонтных свинок
3. Обсуждение результатов исследований 125
Выводы 138
Практические предложения 140
Список литературы
- Факторы, влияющие на формирование репродуктивной функции у свиней
- Практические аспекты применения пробиотиков
- Общее клиническое состояние ремонтных свинок, получавших препарат ВетСел
- Воспроизводительные качества ремонтных свинок, получавших препарат ВетСел
Факторы, влияющие на формирование репродуктивной функции у свиней
Половое созревание у животных, как завершающий этап дифференцировки половой системы, зависит от многих внутренних и внешних факторов. Как указывает П.А. Вундер (1978; 1980), в процессе эволюции у животных происходит постепенное усиление действия генетических механизмов, направленных на дифференцировку гонад, их развитие и проявление в организме вторичных половых признаков, которые находятся под управлением нейрогуморальных механизмов, включающих гипоталамо-гипофизарно-овариальный комплекс.
Сроки наступления полового созревания, прежде всего, тесным образом связаны с генетическими особенностями каждой породы. В частности, установлено, что гетерозис ускоряет наступление половозрелости у свиней, а близкородственное разведение, наоборот - задерживает (Ф.К. Почерняев и др., 1983; В.Г. Скопичев и др., 2007). Большое влияние на скороспелость свиней оказывает кормление, его полноценность, питательность и энергетическая ценность (A. Henze et al. 1982; S. Ponne et al. 1981; F. Aherne, 1988). По данным M. Etienne et al. (1983), у свинок, находившихся на ограниченном рационе, половое созревание наступало в 215- дневном возрасте при массе тела 123 кг. При частично ограниченном рационе половозрелость наступала в 225- дневном возрасте (111 кг), а при свободном доступе животных к корму - с 232 дней (124 кг).
Л. Боярский (2008), при выращивании ремонтных свинок использовал зерносенаж, который готовили из зернофуражных культур в начале восковой спелости. В результате у свинок повышались приросты массы тела, раньше наступало половое созревание, были выше воспроизводительные показатели по сравнению с контролем.
Включение в рацион ремонтных свинок пивной дробины с добавлением микроэлементов кормления позволило Г. Чохатариди и др. (2008) увеличить у животных среднесуточные приросты массы и ускорить сроки полового созревания.
По мнению многих ученых, большое значение на половозрелость свиней оказывают аминокислоты, в том числе незаменимые. А.Г. Хавинзон и др. (1981) отмечают, что включение в рацион ремонтных свинок с 4-месячного возраста кормовой добавки, обогащенной незаменимыми аминокислотами, витаминами группы А, Д и В, микро- и макроэлементами, ускоряло наступление полового созревания у животных в среднем на 21 день. При этом у большинства подопытных свинок к 240 дню жизни отмечалось 3-4 половых цикла, то есть становление половой функции завершилось к 8 мес.
О значении сбалансированности рационов по аминокислотам при выращивании ремонтных свинок указывает О.Б. Сеин (1990, 1996, 2010). Исследования, проведенные автором, показали, что содержания аминокислот в крови свинок находятся в тесной взаимосвязи с процессами половой функции. По его данным, в период становления половой цикличности в крови свинок отмечалось относительно низкое содержание аргинина, треонина, глутаминовой кислоты, аланина, валина и фенилаланина, которые, как предполагает автор, активно расходуются на рост и развитие половых органов и растущего молодняка. Справедливость данного предположения подтверждают исследования, проведенные А. Агибаловым (2002). Полученные автором результаты исследования свободных аминокислот в тканях матки свиноматок показали, что суммарное их содержание было максимальным во время стадии возбуждения полового цикла (11,1±1,45 ммоль/л). Во время стадии торможения и уравновешивания сумма аминокислот снижалась и соответственно составляла 9,3±1,57 и 8,5±1.28 ммоль/л. При этом, увеличение суммы аминокислот в период стадии возбуждения происходило преимущественно за счет незаменимых аминокислот, содержание которых в это время составляло 7,1 ±0,67 ммоль/л, что в среднем было на 1,6 ммоль/л больше, чем в период стадии торможения и на 2,1 ммоль/л больше по сравнению со стадией уравновешивания. О роли аминокислот, особенно незаменимых в процессах формирования половой функции свиней, в своих работах так же указывает А.Апоп (1984) и F. Aherne (1988).
Важное значение при выращивании ремонтных свинок имеют витамины. По данным СИ. Плященко и др. (2001); И.Н. Токарева и др. (2001); А. Топчина (2002); C.J. Achworth et al. (1999); P. Kostoglou et al. (2000); J. Paschma и др. (2000) обогащение рационов ремонтных свинок витаминами А, В, С, Д, Е оказывает положительное влияние на их половую функцию, повышает у первоопоросок многоплодие, крупноплодность и молочность. При выращивании ремонтных свинок необходимо учитывать также энергетическую обеспеченность рационов. По мнению J. Klindt et al. (2001), оптимизируя рационы по энергии, можно повысить оплодотворяемость и воспроизводительность у животных. Анализ источников литературы свидетельствует о том, что скороспелость свиней зависит от условий их содержания. П. Лымарь (1980) установил, что использование выгульных площадок при выращивании ремонтных свинок способствовало ускорению у них сроков половозрелости в среднем на 22 дня, по сравнению с животными при безвыгульном содержании. При этом, в первом случае у животных были выше показатели молочности и сохранности. По наблюдениям Э. Штакельберга и др. (1983), использование при выращивании ремонтных свинок кратковременных прогулок способствовало ускорению у них полового созревания в среднем на 6 дней.
Аналогичные данные приводят Ф.К. Почерняев и др. (1983), которые установили, что после активного моциона, в виде прогона свинок на расстояние 2-3 км, у животных ускорялось половое созревание в среднем на 20 дней. В.Г. Козловский и др. (1984) указывают, что после активных прогулок у ремонтных свинок лучше развиваются половые органы, повышаются воспроизводительные качества, в частности многоплодие, крупноплодность, молочность, число поросят при отъеме. В то же время, выращивание свинок в замкнутом пространстве сопровождается задержкой половозрелости и снижением воспроизводительных показателей.
О положительном влиянии свободновыгульного содержания ремонтных свинок в летних лагерях на сроки наступления полового созревания указывает В.Е. Косарев и др. (1984). Как отмечают авторы, нахождение ремонтных свинок в летнем лагере, состоящем из однотипных спаренных секций, оборудованных навесами, разбрызгивающими воду устройствами и ваннами для купания животных, способствовало половому созреванию у свинок. В течение первого месяца содержания свинок в таком лагере у 87% животных проявлялась первая половая охота. При этом у 53% она отмечалась в первые 10 суток нахождения в лагере.
Многие исследователи отмечают отрицательное влияние технологических условий современных комплексов на формирование половой функции у свиней. Так, по данным П.Т. Воронова (1979), у ремонтных свинок, выращенных по технологии комплексов, задерживается половое созревание, снижаются воспроизводительные качества, значительно повышается процент выбраковки после первого опороса. Об отрицательном влиянии промышленной технологии на сроки полового созревания и воспроизводительные качества свиней в своих работах указывают Г.С. Походня (1998); В.И. Трухачев и др. (2002); А.Ч. Джамалдинов (2007) и др. Важное значение при выращивании ремонтных свинок имеет их общение с самцом. Как указывают многие исследователи (А.П. Студенцов, 1970; П.А. Соколов, 1971; B.C. Шипилов и др., 1973, 1987, 1988; О.Б. Сеин, 1990, 1992, 1996, 2010 и др.), непродолжительный ежедневный контакт свинок с хряком-пробником оказывает положительное влияние на их репродуктивную функцию. У свинок на 15-20 дней раньше наступает половое созревание, повышается оплодотворяемость и многоплодие. По мнению академика B.C. Шипилова (1987), это связано с тем, что самец является мощным естественным раздражителем для самки.
Практические аспекты применения пробиотиков
Комплексный микрокапсулированный препарат ВетСел представляет собой «микроконтейнеры», которые способны доставлять свое содержимое непосредственно в кишечник животных. Оболочка микрокапсул состоит из биополимерной основы - карбоксилметилцеллюлозы, а в «ядро» входят пробиотик Ветом 1.1 и микроэлемент селен (рисунок 2).
Пробиотик Ветом 1.1 включает в свой состав бактерии Bacillus subtilis рекомбинантного штамма ВКПМВ - 10641. В настоящее время этот пробиотический препарат широко применяется в практике медицины и ветеринарии.
Микроэлемент селен представлен органической формой селена (селенметионин и селенцистеин), которая является основой препарата Сел-Плекс (производитель фирма «Оллтек»). Органическая форма селена, в отличие от неорганической формы, более доступна и малотоксична.
Исследования, проведенные на кафедре органической и аналитической химии Юго-Западного государственного университета профессором А.А Кролевцом и сотрудниками, показали, что в водном растворе микрокапсулы с участием нековалентных взаимодействий образуют фокальные композиции (рисунок 2). Образование данных композиций происходит спонтанно, путем самосборки, что говорит о супрамолекулярных свойствах компонентов, входящих в состав препарата ВетСел. Исследования микрокапсулированного препарата ВетСел с испльзованием атомно-силового сканирующего электронного микроскопа показали, что размеры микрокапсул колеблются в пределах 1-10 мкм. За счет малых размеров микрокапсулы способны переносить свое содержимое по всему желудочно-кишечному тракту и создавать огромную рабочую поверхность, что значительно повышает биологические свойства препарата.
Учитывая то, что микрокапсулы обладают устойчивостью к кислой среде желудка (у свиней рН = 2,3 - 3,0), они могут транзитом доставлять свое содержимое непосредственно в кишечник. Это важное свойство микрокапсул предохраняет пробиотические бактерии от кислой среды желудка, в которой они погибают.
В то же время, попадая в щелочную среду кишечника, оболочка микрокапсул разрушается, и их содержимое выходит в его полость. В благоприятной среде пробиотические бактерии быстро размножаются, создают колонии, «заселяют» кишечник и оказывают благоприятное влияние на организм животного, как местного (в желудочно-кишечном тракте), так и общего характера.
Поступление селена в микрокапсулах непосредственно в кишечник, также имеет большое значение. Так как в этом случае поступление селена в организм происходит значительно быстрее.
Изготовленный препарат был проверен на токсичность на лабораторных животных в условиях вивария и ветеринарной клиники Курской государственной сельскохозяйственной академии имени И.И. Иванова.
Для определения острой токсичности препарата ВетСел использовали белых беспородных мышей с массой тела - 252 г. Подопытным животным индивидуально скармливали болюсы из увлажненного хлеба, которые содержали 100 мг препарата. Продолжительность скармливания препарата составляла 10 дней. Все подопытные животные в период эксперимента были живы, имели хорошее развитие и более высокую массу тела, чем у контрольных животных. a фокальная композиция микрокапсулированного препарата ВетСел, увеличение 2830 р.; б) - схема микрокапсулы препарата ВетСел Хроническую токсичность препарата ВетСел определяли на белых крысах-аналогах. Было сформировано три группы по 10 голов в каждой. Животные первой опытной группы получали ежедневно с хлебными болюсами препарат в дозе 5,0 г/гол. Крысы второй опытной группы получали препарат в дозе 10,0 г/гол. Животные третьей контрольной группы являлись контролем, им скармливали хлебные болюсы без препарата.
В конце эксперимента у животных всех групп из сердца брали кровь, после чего животных умертвляли путем эфирного наркоза и проводили вскрытие, которое показало, что внутренние органы патологических изменений не имели.
Результаты исследования крови показали, что у крыс, получавших препарат, скорость оседания эритроцитов (1,3-1,5 мм/час), гематокритная величина (43,0-45,0 %), содержание эритроцитов (5,5-5,9#10 /л), лейкоцитов (6,4-6,8 10 /л) и гемоглобина (136,5 - 139,5 г/л) находилось в пределах физиологических границ. При этом содержание эритроцитов и гемоглобина в крови крыс опытных групп было достоверно (р 0,05) больше по сравнению с контролем.
Таким образом, исследования, проведенные на лабораторных животных, свидетельствуют о безвредности микрокапсулированного препарата ВетСел.
Для выяснения влияния изготовленного комплексного микрокапсулированного препарата ВетСел на физиологический и биохимический статус подопытных свинок нами был проведен опыт, в котором изучали общее состояние животных (реакции на внешние раздражители, аппетит, температура тела), общие гематологические показатели (СОЭ, гематокрит, гемоглобин, эритроциты и лейкоциты), биохимические показатели крови (общий белок, белковые фракции, свободные аминокислоты, глюкоза, общий кальций, неорганический фосфор, селен, ферментативная активность АЛТ, ACT, ЩФ, малоновый диальдегид, диенкетоны).
ВетСел Наблюдения за подопытными свинками показали, что комплексный микрокапсулированный препарат ВетСел не оказывал отрицательного влияния на организм животных. Температура тела у свинок, получавших препарат, находилась в пределах физиологических границ (39,0-39,8 С). Поведенческие реакции у свинок были адекватными внешним раздражителям и не отличались от таковых у контрольных животных. Аппетит у свинок, получавших препарат ВетСел, был хороший на протяжении всего опыта, о чем свидетельствуют и данные, представленные в таблице 1. Из таблицы следует, что масса тела и среднесуточные приросты массы у свинок 1 опытной группы были больше по сравнению со свинками 2 опытной группы и с контрольными животными.
Общее клиническое состояние ремонтных свинок, получавших препарат ВетСел
Целью второго опыта являлось выяснение влияния микрокапсулированного препарата ВетСел на половое созревание и становление половой цикличности у ремонтных свинок. Научно-производственный опыт проводили в условиях промышленного комплекса ЗАО «Савинокомплекс Ивановский» Белгородской области.
В опыт были включены неполовозрелые 4-месячные ремонтные свинки-аналоги, которые содержались в одном помещении в отдельных станках по 10 голов в каждом. Свинки 1 опытной группы получали комплексный микрокапсулированный препарат ВетСел. Свинкам 2 опытной группы скармливали препарат Ветом 1.1 и Сел-Плекс. Свинки 3 группы являлись контролем, они препараты не получали.
С 5-месячного возраста за подопытными свинками проводили ежедневное наблюдение. Учитывали их реакции на внешние раздражители, а также устанавливали наличие половой охоты с использованием хряка-пробника. Контакт пробника со свинками не превышал 10 минут. Половую охоту считали установленной, если свинка позволяла сделать хряку-пробнику садку.
В ходе исследований было установлено, что применение биологически активных препаратов оказывало положительное влияние на сроки полового созревания и становление половой функции у ремонтных свинок.
У свинок 1 опытной группы первый половой цикл проявился в среднем в 174- суточном возрасте.У свинок 2 опытной - в 186 сут. У контрольных животных половое созревание регистрировалось в 189-суточном возрасте.
Как следует из данных, представленных в таблице 3, первые половые циклы у свинок всех групп были аритмичными, их продолжительность находилась в относительно широких границах (9-28 сут.). У преобладающего большинства свинок первый половой цикл был неполноценным (рисунок 26), когда не проявлялись те или иные феномены, стадии возбуждения полового цикла. Так, у свинок 1 и 2 опытных групп в первый половой цикл на долю неполноценных циклов приходилось по 80%. При этом анестральных циклов соответственно было 20% и 30%, ареактивных - по 10%, алибидных - 20% и 10%, анестрально-ареактивных - по 10%, анестрально-алибидных - 10% и 20%, алибидно-ареактивных 10% и 0%.
Рисунок 26. Характеристика первого полового цикла у ремонтных свинок, получавших препарат ВетСел У всех контрольных животных первый половой цикл был неполноценным. При этом наиболее часто у свинок этой группы не проявлялась половая охота (30%).
Что касается стадий полового цикла, то существенных различий в их продолжительности у опытных и контрольных животных выявлено не было, за исключением стадии торможения, которая у свинок 1 и 2 групп была достоверно больше (р 0,05), чем у свинок контрольной группы.
Продолжительность первой половой охоты у подопытных свинок находилась в пределах 8,0±1,0 - 10,0±0,9 час. При этом наиболее продолжительной охота была у свинок 1 опытной группы (10,0±0,9 час).
Наблюдения показали, что первая половая хота у многих свинок контрольной группы была «тихой», то есть протекала без характерных поведенческих реакций, её можно было выявить только с использованием хряка-пробника.
Второй половой цикл у свинок всех групп также в большинстве случаев был неполноценным (рисунок 27). У свинок 1 опытной группы на их долю приходилось 60%, 2 опытной группы - 70% и 3 контрольной группы -90%. Наиболее часто встречались анестральные половые циклы (20-30%).
Продолжительность второго полового цикла (таблица 4) практически не отличалась от таковой во время первого цикла (16,5-19,9 сут.). Однако, и в этом случае более длительным половой цикл был у свинок 1 опытной группы (19,9 сут.).
Анализ продолжительности стадий полового цикла показал, что, как и во время первого полового цикла, стадия торможения у свинок, получавших биологически активные препараты, была больше по сравнению с контролем.
Продолжительность второй половой охоты у свинок существенно увеличилась и находилась в пределах 12,0±1,2 - 16,0±1,3 час. Препарат ВетСел о
Характеристика второго полового цикла у ремонтных свинок, получавших препарат ВетСел Таблица 4 - Продолжительность второго полового цикла, его стадий и половой охоты у свинок, получавших препарат ВетСел
Во время третьего полового цикла количество свинок с неполноценными циклами уменьшилось (рисунок 28). У свинок первой опытной группы их было 40%, 2 опытной группы - 60%, 3 контрольной группы - 80%. В этом случае, как и во время второго полового цикла, встречалось больше всего животных с анестральными циклами. Препарат ВетСел
Воспроизводительные качества ремонтных свинок, получавших препарат ВетСел
Витамин С обладает способностью к обратным окислительно-восстановительным превращениям. Являясь важным компонентом антиоксидантной системы, витамин С взаимосвязан с глутатионом и витамином Е. Витамин С участвует в микросомальном окислении эндогенных веществ, стимулирует активность цитохромного цикла и процессы гидроксилирования, ингибирует свободнорадикальные реакции.
Скармливание биологически активных препаратов оказывало положительное влияние не только на физиолого-биохимический статус, но и на половую функцию ремонтных свинок. В частности, у свинок наступало раньше половое созревание и становление половой цикличности по сравнению с контрольными животными. Так, у свинок 1 опытной группы первый половой цикл наступал в среднем со 174-суточного возраста, у свинок 2 опытной группы - с 186 сут., а у контрольных животных - 189 сут.
Было установлено, что 1 и 2 половые циклы у большинства подопытных животных аритмичные и их продолжительность колебалась довольно в широких границах (9-28 сут.). Первые половые циклы у свинок были также неполноценными, то есть отмечалось отсутствие одного из феноменов стадии возбуждения. Например, у свинок опытных групп было соответственно 60% и 70% неполноценных половых циклов. При этом больше всего регистрировалось анестральных и алибидных циклов.
Продолжительность стадий 1 и 2 половых циклов у всех свинок варь 136 ировала довольно в широких границах. Так, продолжительность стадии возбуждения составляла 36,0-41,0 час, стадии торможения - 24,0-33,0 час, стадии уравновешивания - 14,0-17,0 сут.
Что касается половой охоты, то в 1 и 2 половые циклы у свинок как опытных, так и контрольных групп была относительно непродолжительной (8,0-16,0 час).
С наступлением 3 и 4 половых циклов их продолжительность находилась в более узких границах (19,0-21,7 и 20,6-22,5 сут.) и они приобретали относительную ритмичность. При этом продолжительность 3 и 4 половой охоты у свинок опытных групп (24,0-36,0 и 36,0-38,0 час) была больше, чем у свинок контрольной группы.
Из проведенных исследований следует, что у свинок всех групп формирование половой функции происходило в первые половые циклы. Это связано, как указывают Б. О. Сеин (1996) и А.Д. Колупав (1998), с нестабильной функциональной активностью яичников и формированием гипоталамо-гипофизарно-овариального комплекса, который начинает функционировать по «взрослому» типу у свиней с 3-4 полового цикла. Однако из приведенных выше данных следует, что у свинок, которые получали биологически активные препараты, формирование половой функции происходило быстрее по сравнению с контрольными животными. У них раньше устанавливалась ритмичность циклов, половая охота была более продолжительной и протекала с характерными симптомами.
Если учесть, что пробиотики и селен относятся к веществам, оказывающих специфическое действие на половую систему самок, то можно поставить вопрос: почему после их применения у свинок происходили характерные изменения в половой сфере? По нашему мнению, это связано с тем, что микрокапсулированные пробиотик и селен оказывали стимулирующее влияние на обмен белка, аминокислот, микро - и макроэлементов, витаминов. Все это в конечном итоге, сопровождалось повышением среднесуточных и абсолютного приростов массы тела, более интенсивным ростом и развитием, как всего организма, так и репродуктивных органов у подопытных животных. Об этом свидетельствуют результаты исследований линейных, весов, объемных и гистологических показателей матки и яичников у ремонтных свинок. Так, масса матки, ее длина и площадь у свинок, получавших препарат ВетСел, превосходили по своим значениям таковые у свинок 2 опытной группы и контрольных животных.
Микрокапсулированный препарат оказывал положительное влияние и на гистологическую структуру матки. У свинок, получавших препарат ВетСел, были хорошо развитыми эндометрий и миометрий, в толще эндометрия залегло больше маточных желез.
Линейные параметры, объем и масса яичников у свинок, получавших микрокапсулированный препарат, так же превышали таковые у контрольных животных. При этом в яичниках свинок 1 опытной группы обнаруживалось больше вторичных и третичных фолликулов.
Данные изменения в яичниках протекали на фоне более высокого содержания половых гормонов в крови животных. В частности, у свинок, получавших препарат ВетСел, содержание эстрадиола - 17 (3 в крови было достоверно больше, чем у контрольных животных.
Скармливание микрокапсулированного препарата ВетСел оказывало положительное влияние и на высокопродуктивные качества свиноматок: у них, после первого опороса, были более высокими показатели многоплодия, крупноплодности, молочности и сохранности поросят по сравнению со свиноматками 2 опытной и 3 контрольной групп.
На основании полученных результатов нами был разработан новый способ стимуляции полового созревания и воспроизводительной функции у свиноматок с использованием микрокапсулированного препарата ВетСел и биологически активной добавки, полученной на основе отходов культурального производства. Апробация разработанного способа в ряде свиноводческих хозяйств Курской и Белгородской областей подтвердила его биологическую и экономическую эффективность. На разработанный способ стимуляции полового созревания и воспроизводительной функции у свиноматок была подана заявка на получение патента.
Таким образом, проведенные нами комплексные исследования свидетельствуют о выраженной биологической эффективности микрокапсулированного препарата ВетСел, что позволяет рекомендовать его к широкому применению в практике свиноводства.
