Содержание к диссертации
Введение
2.1 Обзор литературы 11
2.1.1 Основные современные тенденции в технологии выращивания телят 11
2.1.2 Формирование резистентности и иммунитета в организме телят 22
2.1.3 Заболевания и причины незаразных болезней в молочный период выращивания 29
2.1.4 Профилактика и метафилактика незаразных болезней 38
2.2 Материалы и методы исследований 60
2.2.1 Объект исследования и схема опыта 60
2.2.2 Методы исследований 72
2.3 Результат исследований 74
2.3.1 Состояние обмена веществ в организме и его изменение при применение арабиногалактана, дигидрокверцетина и Алексанат Зоо в питании телят в молочный период выращивания 74
2.3.1.1 Белковый и азотистый обмен 74
2.3.1.2 Функциональной состояние печени, показатели углеводного и липидного обмена 80
2.3.1.3 Свободнорадикальное окисление липидов и антиоксидантная защита организма 85
2.3.1.4 Минеральный обмен 91
2.3.2 Морфогематологические показатели крови телят 97
2.3.3 Характер изменения иммунологических показателей крови 101
2.3.4 Микробиоценоз кишечника 104
2.3.5 Динамика живой массы и интенсивности роста 107
2.3.6 Клинико-физиологическое состояние организма телят 110
2.3.7 Технология и эффективность применения дигидрокверцетина в жидкой форме в питании новорожденных телят 111
2.3.8 Обсуждение результатов исследования 117
3. Заключение 138
3.1 Выводы 138
3.2 Предложения производству 143
Список сокращений и условных обозначений 144
Список литературы 145
- Формирование резистентности и иммунитета в организме телят
- Объект исследования и схема опыта
- Свободнорадикальное окисление липидов и антиоксидантная защита организма
- Обсуждение результатов исследования
Введение к работе
Актуальность темы. Выращивание здоровых телят как для воспроизводства
молочного стада, так и для производства мяса, является основополагающим звеном в реализации генетически обусловленного потенциала продуктивности животных и оказывает значительное влияние на экономику отрасли молочного скотоводства. Технологии выращивания телят регламентируются зоотехническими и ветеринарными правилами и нормами, включающими полноценность и физиологичность питания, вакцинации, экологические и санитарно-зоогигиенические нормативы среды. Соблюдение этих нормативов может гарантировать формирование у телят нормальное развитие органов и систем организма, их функциональную активность, в соответствии с онтогенезом характерного для данного вида животного. Контроль состояния здоровья, роста и развития осуществляется непосредственно путем определения клинико-биохимических показателей крови, изменения живой массы и формирования телосложения. Эти параметры в зависимости от цели могут регулироваться путем питания через состав и полноценность рационов. Этому обстоятельству необходимо уделять в настоящее время больше внимания, поскольку становится общей практикой полная замена натурального молока на синтетический аналог-заменитель цельного молока, структура которого не всегда бывает функциональной для телят молочного периода выращивания и, как правило, не обеспечивает потребность организма в биологически активных веществах. Более того, введение синтетических биологически активных веществ может вызвать в организме адекватную реакцию - расстройства пищеварения или развитие патологических процессов.
Наиболее частыми заболеваниями молодняка являются желудочно-кишечные и легочные инфекционной природы, которые тесно связаны с физиологическим статусом периода новорожденности, характеризующийся функциональной неустойчивостью в работе многих систем и повышенной ранимостью организма, недостаточностью ритмики кровообращения и дыхания, функций пищеварения и средств защиты организма. Пусковым началом болезни могут быть стрессовые факторы: неправильное и несвоевременное кормление новорожденных, плохого качества молозиво и дача его в охлажденном состоянии. В результате отход телят, например из-за диареи, может достигать 30-50% и более от числа родившихся, а переболевшие сильно отстают в росте (В.П. Дегтярев и др.,2016; В. Касаткин, 2010; Р.Е. Ким, 2001; В. Сайченко и др. 2010). Следует отметить, что как в профилактике, так и в метафилактике этих заболеваний основным средством являются антибиотики, которые помимо лечебно-профилактического эффекта оказывают пагубное действие на полезную микрофлору кишечника, что тормозит функционально-физиологическое развитие желудочно-кишечного тракта в целом.
В формировании продуктивного здоровья, в том числе неспецифической резистентности и иммунитета организма телят, важную роль играют биологически активные вещества - регуляторы гомеостаза природного происхождения, которые, как правило, в синтетических рационах кормления отсутствуют или обладают низкой биодоступностью.
В настоящее время из перспективных технологий выращивания телят являются технологии, основанные на заимствованиях из живой природы, к ним относятся применение в питании стимуляторов аппетита, стабилизаторов пищеварения, ферментов, расщепляющих непереваримые компоненты корма и помогающих переваривать питательные компоненты, а
также биологически активные вещества, балансирующие их потребность и позволяющие контролировать физиолого-биохимический гомеостаз организма. К таким веществам относятся антиоксиданты, про- и пребиотики, а также минералы в коллоидной (мицеллярной) форме и др.
Степень разработанности темы. В научной литературе имеются данные, раскрывающие достаточно широко биологическое значение использования в ветеринарии и зоотехнии с целью сохранения в период новорожденности телят нормального физиологического статуса. Так, эффективным было применение биологически активного комплекса, в который входили споры бактерий Bacillus subtilis и аскорбиновая кислота (И. Леонтьева, 2015). При смешанной кишечной инфекции положительный результат был получен при применении нейтрального аналита, а в профилактике желудочно-кишечных и респираторных вирусных инфекций на исходе колострального иммунитета телят в 1-3 – месячном возрасте успешной была защита против вирусной диареи-болезни слизистых оболочек (ВД-БС), одновременно с инфекционным ринотрахеитом (ИРТ) и парагриппом-3 (ПГ-3) ассоциированной живой вакцины «Тривак» (Л.Кавчук, 2010; С. Жидков, 2010). Также положительные результаты при выращивании телят в молочный период были получены при применении дигидрокверцетина, обладающего широким спектром биологических свойств, включающий и антибиотические, в различных сочетаниях с другими биологически активными веществами (Ю.П. Фомичев и др., 2006, 2010, 2015;) В то же время остается малоизученным применение отдельно или в сочетании биологически активных веществ с различными физиолого-биохимическими свойствами в питании телят в молочный период выращивания конкурентоспособных по отношению к антибиотикам.
Цель и задачи исследований. Целью исследования явилось формирование у телят в молочный период выращивания продуктивного здоровья, характеризующегося высокой патогенетической резистентностью, иммунитетом и эндоэкологическим микробиоценозом кишечника путем применения в питании телят биологически активных веществ, обладающих антиоксидантными, пребиотическими и иммуномодулирующими свойствами.
В соответствии с указанной целью были поставлены следующие задачи: - изучить влияние дигидрокверцетина – антиоксиданта, арабиногалактана –пребиотика и Алексаната-Зоо – комплекса микроэлементов в мицеллярной форме на:
белково-азотистый, липидный, углеводный и минеральный обмены;
функциональное состояние печени;
процессы перекисного окисления липидов и антиоксидантную активность плазмы
крови;
иммунологические показатели;
морфогематологические показатели крови;
микробиоценоз толстой кишки;
рост и сохранность телят;
разработать технологию применения арабиногалактана, дигидрокверцетина и
комплекса биоэлементов в мицеллярной форме;
экономику выращивания телят с применением в питании биологически активных
веществ.
Научная новизна. Впервые в питании телят при выращивании в молочный период были изучены в комбинированном и сравнительном аспекте дигидрокверцетин,
обеспечивающий высокий уровень антиоксидантной защиты организма телят, арабиногалактан, формирующего микробиоценоз и иммунитет кишечника, и комплекс биоэлементов в мицеллярной форме для поддержания минерального гомеостаза в организме.
Экспериментально доказано, что скармливание природных биологически активных веществ телятам в молочный период выращивания сопровождалось возможностью улучшить биологические и физические свойства основного рациона кормления, корригирующим влиянием на физиолого-биохимические реакции, повышая прирост живой массы, естественной резистентности организма, поддерживая высокий уровень антиоксидантной защиты, формируя микрофлору кишечника.
Теоретическая и практическая значимость работы. На основании проведенных исследований представлено научно-практическое обоснование и целесообразность использования дигидрокверцетина в качестве кормовой добавки при кормлении молодняка крупного рогатого скота.
Благодаря капилляропротекторным и антиоксидантным свойствам дигидрокверцетин значительно улучшает обмен веществ на границе клетки и капилляра, корректируя антиоксидантный статус организма. Антиоксидантные действия дигидрокверцетина, как и других флавоноидов, являются одним из неспецифических механизмов реализации многих других его биологических свойств. Включение дигидрокверцетина в молоко или ЗЦМ при выпойке телят повышает их жизнеспособность.
Полученная информация показала, что введение в рацион арабиногалактана, приводит к увеличению приростов живой массы и продуктивности, улучшению адаптационных способностей, повышению защитных сил и неспецифической резистентности животных.
Введение в воду для поения комплекса биоэлементов в мицеллярной форме позволяет не только обогатить рацион жизненно важными минеральными веществами, но и значительно улучшить качество воды за счет оптимизации качественного и количественного содержания необходимых элементов и адсорбции части токсичных веществ.
Таким образом, можно отметить, что интенсивное выращивание телят в молочный период обусловлен генотипом, уровнем полноценности и биологическими свойствами рациона, которые в совокупности обеспечивают метаболический гомеостаз в соответствии с физиологическим развитием организма, и профилактирует негативное воздействие среды.
Методология и методы исследования.
Методологической основой исследования явились труды специалистов в области физиологии, биохимии и иммунологии организма телят, а также исследования биологических свойств природных биологически активных веществ физико-химических свойств минералов. Методология исследования определяет целесообразность использования комплексного методического подхода, включающего: физиолого-биохимические показатели крови и сыворотки крови (лейкоциты, эритроциты, гемоглобин и гематокрит, общий белок, альбумин, глобулины, активность АлАт, АсАт, ЩФ, билирубин общий, глюкоза, мочевина, креатинин, холестерин общий, триглицериды, Са, Р, Мg, Fe, антиокислительная активность сыворотки крови, продукты перекисного окисления липидов, лизоцимная и бактерицидная активность сыворотки крови), микробиологические (микробиоценоз толстого отдела кишечника), зоотехнические (живая масса) и математические методы исследования.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Использование минерального биоэлементного комплекса в мицеллярной форме в качестве источника макро- и микроэлементов (кальций, магний, железо, цинк, хром, медь, кремний, йод) в ионизированной форме в питании телят в молочный период выращивания.
-
Использование арабиногалактана – пребиотика в формировании эндоэкологического микробиоценоза и активации функционального состояния систем, ответственных за патогенетическую резистентность организма телят в молочного период питания.
-
Использование дигидрокверцетина - антиоксиданта и капилляропротектора для повышения жизнеспособности организма телят.
-
Оценка здоровья телят на основании морфогематологических, биохимических показателей, бактерицидной и лизоцимной активности сыворотки крови и биоценоза кишечника.
Степень достоверности и апробация результатов исследований.
Достоверность полученных результатов обусловлена постановкой 2-х серий научно-хозяйственных опытов с использованием телят черно-пестрой породы, подобранных с соблюдением принципа аналогов с дальнейшим анализом биоматериала в аккредитованных лабораториях, оснащенных современным научным оборудованием.
Материалы диссертационной работы доложены на Международных конференциях «Эффективные и безопасные лекарственные средства в ветеринарии» (Санкт-Петербург, 2014), «Актуальные вопросы ветеринарной медицины, зоотехнии и биотехнологии» (Москва, 2014), «Актуальные проблемы и инновации в современной ветеринарной фармакологии и токсикологии" (РБ, Витебск, 2015), «Эффективные и безопасные лекарственные средства (Санкт-Петербург, 2016)» научно-практических конференциях. Был рассмотрен и обсужден проект на молодежной научной инновационной конференции (УМНИК)/ ВИЖ, 2014.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных статей, в том числе 3 в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях в соответствии с перечнем ВАК при Министерстве образования и науки России.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 163 страницах компьютерного текста и включает следующие разделы: введение; обзор литературы; материалы и методы исследования; результаты исследования; заключение; выводы; рекомендаций производству. Диссертация содержит 19 таблиц, 7 рисунков, список литературы включает 250 источников, в том числе 33 зарубежных.
Формирование резистентности и иммунитета в организме телят
Изучение естественной резистентности сельскохозяйственных животных в настоящее время приобрело особую актуальность. Это связано с тем, что несмотря на мощный арсенал используемых средств и широкую программу профилактических мероприятий потери телят в развитых странах составляют 10-15% полученного приплода. Из них 75% падежа приходится на первые десять дней жизни, т.е. на молозивный период. В первую очередь погибают телята от желудочно-кишечных болезней. Значительный ежегодный отход телят от желудочно-кишечных заболеваний даже при полноценном кормлении и хорошем содержании маточного поголовья, свидетельствует о том, что зоогигиенические условия, при традиционной технологии отела коров, приема и содержания новорожденных телят не обеспечивают получение здорового, устойчивого к болезням молодняка [125].
Снижение естественной резистентности у животных в условиях животноводческих комплексов происходит из-за неспособности адаптироваться к быстро меняющимся условиям окружающей среды. Отрицательное воздействие окружающей среды приводит к угнетению защитных сил организма и повышает опасность появления и распространения различных заболеваний, в том числе инфекционных [27,129].
Высокий уровень резистентности новорожденных телят обеспечивает совокупность многих факторов, среди которых первостепенное значение имеют состояние матери, количество и качество получаемого после рождения молозива, санитарное состояние места обитания и др. [175]. Исследованиями отечественных и зарубежных ученых установлено, что с самого рождения организм животного испытывает воздействие экологических и антропогенных факторов, вызывающих мобилизацию защитных реакций организма. Усиленная мобилизация важнейших систем организма обеспечивает поддержание гомеостаза или адаптацию к действию неблагоприятных факторов внешней среды, которые приводят к нарушению функций жизненно важных систем, и, как следствие, к различным функциональным нарушениям, снижению резистентности и появлению различных заболеваний, особенно у новорожденных телят [106,211, 227,236].
Изучение коррекции механизма резистентности имеет целью обосновать интенсивность защитных функций организма, что составляет одну из актуальных проблем современной биологии, медицины и ветеринарии [144, 145, 147, 148, 149, 150].
Иммунологическая защищенность новорожденных телят от окружающей микрофлоры в значительной мере определяется деятельностью человека. Знание основных механизмов формирования иммунологического статуса, создание благоприятных условий для реализации филогенетических закрепленных процессов обеспечения устойчивости организма к факторам внешней среды дает возможность профилактировать массовые желудочно-кишечные заболевания. Естественная резистентность организма животных формировалась в результате длительного процесса эволюции взаимоотношений макро- и микроорганизмов. Для поддержания естественного иммунитета на должном уровне необходимо, чтобы условия внешней среды были идентичны тем, в которых этот иммунитет развился в процессе эволюции. Организация крупных ферм и комплексов из молодняка многих хозяйств, концентрация большого поголовья на ограниченной территории, скученное содержание в помещениях, отсутствие выгулов изменяют обычные условия обитания и приводят к нарушению естественной резистентности. Любая система мер борьбы с желудочно-кишечными и легочными болезнями телят окажется недостаточно эффективной, если в ней не будут учтены условия, при которых может формироваться нормальное взаимоотношение макро- и микроорганизмов, обусловливаемое главным образом иммунным статусом животного [198].
Важным качеством оценки совершенства животного организма является его способность противостоять воздействиям неблагоприятных условий внешней среды, заболеваниям. Оценка животных только по их продуктивности без учета естественной устойчивости организма явно недостаточна. Изучение естественной резистентности позволяет дать более качественную оценку животных. Известно, что защитные приспособления организма бывают специфическими и неспецифическими. На протяжении всей жизни животного неспецифические факторы проявляются с различной силой и зависят от уровня кормления, возраста, сезона года, микроклимата условий содержания. Эти факторы способны снижать стрессовые воздействия на организм. Чем выше резистентность животных, тем они ценнее. Учитывая, то что от животных с высоким уровнем резистентности рождается здоровый жизнеспособный молодняк, необходимо изыскивать средства и способы повышения неспецифических факторов защиты и в течение всего года поддерживать высокий уровень естественной резистентности [121].
Иммунная система – одна из важнейших гомеостатических систем организма, которая во многом определяет степень здоровья животных и их адаптивные возможности [43].
У молодняка крупного рогатого скота преимущественно встречаются иммунные дефициты, обусловленные недостаточностью и несвоевременным поступлением факторов защиты и незрелостью иммунной системы [88].
Качество иммунитета теленка напрямую связано с качеством молозива. По данным ряда наших и зарубежных авторов кишечная стенка новорожденного крайне быстро модифицируется после рождения и становится непроницаемой для иммунных тел уже через 6-12 часов [96, 247].
Неудовлетворительное кормление коров, несоответствующее нормам рациона, хронические заболевания в период сухостоя, все это приводит к тому, что телята получают молозиво крайне низкого качества [109,168]. Система иммунитета млекопитающих и птиц, в отличие от организменных систем, представлена совокупностью множественных скоплений лимфоидной ткани в виде инкапсулированных органов, расположенных в различных участках организма (тимус, лимфатические узлы, селезенка, печень), и неинкапсулированной лимфоидной ткани кожи и слизистых оболочек желудочно-кишечного тракта, дыхательных и мочеполовых путей. Важнейшими компонентами системы иммунитета являются костный мозг, лимфа и периферическая кровь. Другая особенность системы иммунитета заключается в ее одновременном функционировании как в качестве специализированных органов, выполняющих те или иные задачи, так и в виде единого комплекса, поддерживающего с помощью различных иммунологических реакции генетическое постоянство внутренней среды организма. Органы и лимфоидная ткань системы иммунитета сельскохозяйственных животных в зависимости от выполняемых ими основных функций подразделяются на две категории – центральные и периферические. К центральным или первичных органах системы иммунитета (тимус, костный мозг) происходит дифференцировка центральных клеток системы иммунитета – Т- и В-лимфоцитов. К периферическим или вторичным органам системы иммунитета относятся и инкапсулированные органы (лимфатические узлы, селезенка, печень), периферическая кровь и неинкапсулированная лимфоидная ткань. Важнейшая особенность периферических органов системы иммунитета заключается в том, что они расположены на путях возможного внедрения микробов в организм или на путях следования антигенов по организму и проявляют по отношению к ним барьерные функции [126].
В антенатальном онтогенезе тимус у плода крупного рогатого скота появляется на 6-7-й неделях гестации; селезенка, костный мозг и лимфатические узлы у 2,5-3-месячного плода интенсивно заселяются лимфоцитами. Первые лимфоциты появляются в крови плода на 2-ом месяце, при этом Т-лимфоциты на 4-м месяце беременности уже способны распознать антигены, В-лимфоциты после 3-го месяца гестации могут трансформироваться в плазматические клетки. Но в период внутриутробного развития у сельскохозяйственных животных синтезироваться собственной лимфоидной тканью и передаваться через плаценту может лишь незначительной количество иммуноглобулинов, среди них IgM и IgG. Также на 3-м месяце гестации в крови плода обнаруживаются естественный киллеры (NK cells), но их функциональная активность низкая и недостаточная для элиминации клеток, инфицированных вирусами и другими возбудителями инфекций [47,101].
Размеры тимуса в течение индивидуальной жизни существенно варьируют. Относительная величина тимуса наибольшая у новорожденных животных, абсолютная – в период полового созревания. После этого тимус постепенно атрофируется, его ткань замещается жировыми клетками, однако инволюция тимуса не является тотальной. У старых животных сохраняются его рудиментарные лимфоидные островки, содержащие функционально активные корковую и мозговую. Одновременно с нарушениями функции системы иммунитета у неонатально тимэктомированных животных регистрируются глубокие трофические изменения. Развитие животных затормаживается, отмечается их характерная вынужденная поза, малорослость, истощение, диарея, дерматиты, взъерошенность и недостаточность шерстного покрова, образование мелких диссеминированных очагов некроза в печени и, как уже отмечалось, их гибель. Этот комплекс трофических нарушений обозначается как Wasting-синдром (синдром истощения) [126].
В процессе эволюции у всех животных возникла иммунная система, распознающая чужеродные вещества, попадающие в организм или возникающие в нем самом [46,144]. Иммунная система такая же самостоятельная, как пищеварительная, нервная и др. [144].
Объект исследования и схема опыта
Научно-производственные исследования были проведены на фермах «Дубровицы» и «Зыбино» ФГУП Э/х «Кленово-Чегодаево», лабораторные исследования - в отделе биохимии и химико-аналитических исследований «ФГБНУ Федеральный научный центр животноводства – имени академика Л.К. Эрнста», кафедре иммунологии МГАВМиБ им. К.И. Скрябина и в клинико-диагностическом центре ФГБУ «ВГНКИ».
Исследования проводились в два этапа в соответствии со схемой исследования (рис.1). Первый этап проводили на трёх группах телят чёрно-пёстрой породы с 10-дневного до 6-месячного возраста. Было сформировано три группы: 2 опытные и контрольная по 10 голов в каждой. В исследованиях использовали водорастворимую форму в виде порошка арабиногалактан (75 мг/кг живой массы/день); дигидрокверцетин (1 мг/кг живой массы/день) и комплекс биоэлементов в мицеллярной форме (Алексанат-Зоо) добавляли в молоко и ЗЦМ по 0,5 мг/л. Первая опытная группа получала к основному рациону арабиногалактан и дигидрокверцетин - с 10 дневного до 6- месячного возраста. Вторая опытная группа получала к основному рациону арабиногалактан, дигидрокверцетин и Алексанат-Зоо с 10 дневного до 4 месячного возраста. Контролем служила группа телят, которые получали только основной рацион (табл. 1).
Во втором опыте было сформировано две группы телят черно-пестрой породы: опытная и контрольная. Опытной группе после выпойки молозива добавляли в молоко жидкую форму дигидрокверцетина 1 мг /кг живой массы/день: для телят в возрасте до 1 месяца - 50-60 мг/гол/день. Дигидрокверцетин (порошок) растворяли в пропиленгликоле 50/50 Раствор дигидрокверцетина в пропиленгликоле являлся маточным раствором. Из маточного раствора готовили рабочий раствор с удобной фасовкой для применения непосредственно для выпойки телятам. Контрольная группа получала только основной рацион (табл. 2).
Дигидрокверцетин. На основе дигидрокверцетина созданы кормовые добавки для животноводства: «Экостимул-1» и «Экостимул-2» предназначены для повышения продуктивности и сохранности сельскохозяйственных животных и птицы.
«Экостимул-1» содержит 1,0-2,0% природного биофлаваноида (Витамина Р) дигидрокверцетина, в качестве носителя разноволокненную древесную массу комлевой части лиственницы даурской (Larix dahurica Turez) и воды не более 20%. Кормовая добавка представляет собой крупнозернистый порошок светло-коричневого цвета со специфическим запахом.
«Экостимул-2» содержит: от 77 до 88% природного биофлаваноида дигидрокверцетина, не более 10% сопутствующих биофлаваноидов (аромадендрин 2,0-4,0%, кофеин – 0,5-1,0%, эриодиктиол 0,3-0,7%, кверцетин 0,5-1,0%, нарингинин 0,6-0,9%, кемпферол 0,3-0,7%, пиноцембрин 1,2-1,7%) и воду до 100%.
Обе кормовые добавки не содержат генно-инженерно-модифицированных продуктов.
«Экостимул-1» и «Экостимул-2» зарегистрированы Россельхознадзором под номерами ПВР-2-9.9/02501 и ПВР-2-9.9/02502 соответственно.
Дигидрокверцетин (C15H12O71,5H2О) является доминирующим компонентом биофлаваноидного комплекса диквертина.
Определяющим структурным признаком флаваноидных соединений служит углеродный скелет С6-С3-С6, включающий конденсированную систему двух колец – бензольного (А) и гетероциклического (С) – и фенильный заместитель (В) в ней (рис.2).
Дигидрокверцетин является биофлаваноидом с широким спектром биологического действия: регулирует метаболические процессы, оказывает положительное влияние на функциональное состояние внутренних органов организма, создает механизмы защиты здоровых клеток организма от патологий, вызываемых химическими отравлениями, воздействием электромагнитного излучения и радиации, путем нейтрализации радикальной активности, процессов вирусной и бактериальной природы. Он не токсичен, безвреден, обладает высокой активностью при небольших концентрациях, устойчив к тепловым и механическим воздействиям. Признан как эталонный антиоксидант и широко применяется в медицине и пищевой промышленности.
Дигидрокверцетин необходим для животных, особенно при их разведении и производстве продукции животноводства в техногенных по тяжелым металлам (Pb, Cd, As, Hg и др.) и радионуклидам (90Sr, 137Cs), территориях, а также подверженных загрязнениями промышленных предприятий химической, металлургической, нефтехимической и других видов промышленности.
Введение в рацион сельскохозяйственных животных и птицы «Экостимул-2» (дигидрокверцетин - ДКВ) оказывает положительный эффект при иммунодефицитном состоянии, бронхолегочной патологии и нарушении функционального состояния печени и др., которое является, как правило, следствием воздействия на организм неблагоприятных факторов среды и технологий, неадекватных физиологии сельскохозяйственных животных. Благодаря капилляропротекторным и антиоксидантным свойствам дигидрокверцетина значительно улучшается обмен веществ на границе клетки и капилляра и коррекция антиоксидантного статуса организма. Антиоксидантные действия дигидрокверцетина, как и других флаваноидов, является одним из неспецифических механизмов реализации многих других его биологических свойств.
Применение дигидрокверцетина в качестве кормовой добавки при кормлении сельскохозяйственных животных получен положительный эффект в повышении продуктивности, сохранности, снижения случаев заболеваемости животных, нормализации обменных процессов в организме, функционального состояния печени.
Арабиногалактан – комплексный природный водорастворимый полисахарид, экстрагируемый из древесины лиственницы разных видов.
Представляет собой аморфный порошок белого, или бледно-серого, или бледно-кремового цвета, без вкуса и запаха.
Химическая формула [(C5H6O4)(C6H10O5)6]x (рис.3).
Арабиногалактан относится к группе гидрокарбонатных соединений. Состоит из цепочечных соединений галактозы и арабинозы (рис.4). Содержится в ряде фруктов, моркови, редисе, пшенице, зернах кофе, эхинацее. Однако уникальным источником арабиногалактана является лиственница. Именно она дает возможность получить арабиногалактан с наиболее полезными свойствами.
По физико-химическим свойствам арабиногалактан характеризуется низкой вязкостью, высокой клейкостью, отсутствием острой и хронической токсичности, влагоудерживающим эффектом, биоразлагаемостью, устойчивостью в кислой среде и при температурной обработке.
Свободнорадикальное окисление липидов и антиоксидантная защита организма
Все клетки живого организма обладают способностью к генерации активных форм кислорода, и поэтому развитие окислительного стресса возможно в любых органах и тканях. В нормальных условиях жизнедеятельности при функционировании живых систем в условиях физиологического оптимума существует про- и антиоксидантное равновесие, которое является важнейшим механизмом окислительного гомеостаза. Любое повреждение структур живой системы сопровождается нарушением этого равновесия в сторону развития окислительного стресса. Однако антиоксидантные системы ограничивают развитие радикальных окислительных процессов, удерживая про- и антиоксидантное равновесие в пределах нормальной реакции. Лишь исчерпание буферной мощности защитных систем при тяжелых и продолжительных напряжениях, когда расход антиоксидантов превышает их биосинтез, приводит к окислительной деструкции биомембран, клеток, тканей, что ведет к более или менее серьезной патологии [2, 3, 17, 22, 37, 95].
Накапливающиеся гидропероксиды окисляют другие ненасыщенные остатки по двойным связям. Одним из продуктов этого окисления становится диальдегид малоновой кислоты, присутствие которого обнаруживается специальной цветной реакцией, позволяющей количественно определять степень окислительного повреждения мембранных липидов. Укороченные и гидрофилизированные окислительными превращениями остатки жирных кислот в составе мембранных липидов не могут больше участвовать в поддержании структуры двухслойной мембраны и она лизируется, что приводит к гибели клетки [94].
В противовес образованию различных продуктов ПОЛ в организме животных сложилась и активно функционирует специальная система антиоксидантной защиты, суть которой сводится к торможению процессов разрушения биомембран и нарушения функциональной активности белков-ферментов. На эффективность антиоксидантной системы значительное влияние оказывает полноценность кормления животных, особенно уровень обеспеченности их витаминами и микроэлементами [101].
В данных исследованиях перекисное окисление липидов оценивали по кислотному числу содержанию неэтерифицированных (свободных) жирных кислот (НЭЖК), содержанию малонового диальдегида, содержанию свободного аминного азота, а антиоксидантную защиту организма по антиокислительной активности плазмы крови. Данные приведены в таблице 9.
Результаты определения кислотного числа в крови телят показали, что в контрольной группе на первом месяце исследований составило 2,16 КОН мг/г, на 4-м месяце исследований содержание этого показателя увеличилось до 2,46 КОН мг/г, а на 6-м месяце – до 3,71 КОН мг/г. На первом месяце исследований у телят в первой опытной группе содержание кислотного числа было больше, чем в контрольной на 26,38%, а во второй опытной группе наоборот меньше на 4,17%. На 4-м месяце исследований в первой и во второй опытных группах это показатель увеличился относительно контрольной группы на 9,53% и 8,54% соответственно, а на 6-м месяце произошло снижение кислотного числа в первой и во второй опытных группах относительно контрольной группы на 3,24% и 15,37% соответственно.
Сходная закономерность наблюдалась и по содержанию НЭЖК, малонового диальдегида и свободного аминного азота в сыворотке крови у телят контрольной и опытных групп.
На первом месяце исследований содержание НЭЖК в сыворотке крови у телят в первой опытной группе было выше на 26,85%, а во второй опытной группе меньше на 3,71% относительно контрольной группы. На 4-м месяце исследований содержание этого показателя увеличилось как в первой, так и во второй опытных группах относительно контрольной на 19,46% и 18,58% соответственно. На 6-м месяце исследований произошло снижение содержания НЭЖК в первой и во второй опытных группах относительно контрольной на 3,23% и 15,6 % соответственно.
Содержание малонового диальдегида на 1-м месяце исследований в контрольной группе составило 0,42 ±0,02 мкМ/л и наблюдалась тенденция к увеличению на 4-м и 6-м месяце исследований. У телят первой опытной группы на 1-м месяце исследований содержание малонового диальдегида в сыворотке крови было выше, чем у контрольных на 11,9%, а во второй опытной группе – меньше на 11,91%. На 4-м месяце исследований в первой и второй опытных группах содержание этого показателя уменьшилось относительно контрольной группы на 8% и 26% соответственно. На 6-м месяце также отмечалось снижение относительно контрольной группы в первой опытной группе на 25,87%, а во второй – на 43,11%.
Содержание свободного аминного азота на 1-м месяце исследований относительно контрольной группы в первой и второй опытных группах было меньше на 70,76 % и 44,27 % соответственно. На 4-м месяце исследований это показатель увеличился во всех трех группах, однако в первой опытной группе произошло уменьшение относительно контрольной группы на 60,05%, а во второй – на 36,98%. На 6-м месяце исследований содержание аминного азота в первой и второй опытной группе уменьшилось относительно контрольной группы на 54,86% и 26,49% соответственно (табл.9).
Снижение интенсивности процессов свободнорадикального окисления липидов у телят получавших биологически активные добавки, происходило на фоне повышенной антиоксидантной защиты организма, о чем свидетельствует антиокислительная активность плазмы крови телят опытных групп. Данные представлены в таблице 9. На 1-м месяце исследований содержание АОА у телят первой и второй опытных групп была выше, чем в контрольной на 3,93% и 14,17% соответственно. К 4-му месяцу исследований этот показатель увеличился относительно контрольной группы в первой опытной группе на 4,65%, а во второй – на 10,85%. На 6-м месяце исследований содержание ОАО в первой и во второй опытных группах произошло дальнейшее повышение относительно контрольной группы на 18,4% и 28,8% соответственно. Из приведенных данных можно сделать вывод, что применение арабиногалактана, дигидрокверцетина и комплекса биоэлементов в мицеллярной форме (Алексанат-Зоо) привело к более низким уровням перекисного окисления и повышенной антиокислительной активности крови. Следовательно, введение в рацион телят биологически активных добавок снижает интенсивность пагубных процессов перекисного окисления липидов в организме и повышает способность организма противостоять воздействию факторов, активизирующих свободнорадикальное окисление липидов.
Обсуждение результатов исследования
Сохранение здоровья сельскохозяйственных животных является основой реализации их биоресурсного потенциала продуктивности. Забота о здоровье должна начинаться с рождения молодняка. Наиболее распространенными заболеваниями молодняка крупного рогатого скота являются желудочно-кишечные и болезни органов дыхания инфекционной природы, которые тесно связаны с физиологическим статусом периода новорожденности. Началом болезни могут быть стрессовые факторы – неправильное и несвоевременное кормление новорожденных, плохого качества молозиво и дача его в охлажденном состоянии, а также нарушение зоогигиенических условий среды, что в свою очередь ведет к использованию антибиотиков и других лечебных и ветеринарно-профилактических средств. Для получения наивысшего эффекта при кормлении и содержании новорожденных телят в молочный период выращивания необходимо максимально подстроить условия среды обитания под особенности физиологического и морфологического развития животных [57, 62, 63].
Поэтому одним из основных направлений, позволяющего обеспечить здоровье животного и максимально реализовать генетически детерминированный потенциал продуктивности, является улучшение структуры, питательной и биологической полноценности рационов кормления с применением экологически безопасных биологически активных веществ, включающих антиоксиданты, микро- и макроэлементы, природные минералы с высокой степенью биодоступности и другие биорегуляторы и адаптогены жизнедеятельности организма, а также создание здоровой окружающей среды.
Целью данной работы являлось выращивание телят как для ремонта высокопродуктивного молочного стада, так и для производства говядины, обладающих продуктивным здоровьем, высокой неспецифической резистентностью и живой массой, отвечающих современным требованиям молочного скотоводства.
Было проведено два научно-производственных опыта на фермах «Дубровицы» и «Зыбино» ФГУП Э/х «Кленово-Чегодаево», ФГБНУ ФЦЖ -ВИЖа им. Л.К. Эрнста. Первый опыт был проведен на трех группах телят контрольной и двух опытных по 10 голов в каждой в течение 6 мес в условиях зоотехнологического неблагополучия. На ферме отмечалось несбалансированное кормление нетелей и стельных коров, что явилось одной из причин рождения слабых и нежизнеспособных телят. У молодняка наблюдались расстройства в пищеварении – диарея, другой причиной которой являлось неполноценное молозиво из-за несбалансированного кормления матерей, а также отмечалось несоблюдение режима и нормы выпойки молозива, резкий перевод с цельного молока на некачественный ЗЦМ и несоответствующие зоогигиеническим нормативам условия содержания животных, которые характеризовались повышенной влажность среды и повышенной температурой, что могло создать благоприятные условия для размножения патогенной микрофлоры.
В исследованиях использовали водорастворимую форму в виде порошка арабиногалактан (75 мг/кг живой массы/день); дигидрокверцетин (1 мг/кг живой массы/день) и комплекс биоэлементов в мицеллярной форме (Алексанат-Зоо) добавляли в молоко и ЗЦМ по 0,5 мг/л. При оценки клинико-физиологического состояния телят в производственном опыте установлено, что в опытных группах были случаи диареи в легкой форме и сохранность составила 100%, тогда как в контрольной группе за период исследований отмечены как легкая, так и тяжелая форма переболевания и зафиксирован случай падежа, сохранность составила 90%.
Из данных наблюдений можно сделать вывод, что животные из опытных групп быстрее и легче «адаптировались» к условиям зоотехнологического неблагополучия.
Второй опыт был проведен в хозяйстве с соблюдением регламентируемых как зоотехнических, так и ветеринарных правил и нормативов. Было сформировано две группы: опытная и контрольная по 10 голов в каждой. Опытной группе после выпойки молозива добавляли в молоко жидкую форму дигидрокверцетина 1 мг /кг живой массы/день, для телят в возрасте до 1 месяца -50-60 мг/гол/день в течение месяца. Дигидрокверцетин (порошок) растворяли в пропиленгликоле 50/50. Сохранность составила 100 %, что можно прогнозировать формирование у телят нормальное развития органов и систем организма, их функциональную активность в соответствии с онтогенезом характерного для данного вида животного.
Выбор биологически активных веществ в соответствии с целью и задачами исследования основывался на их плейотропных полезных свойствах.
Дигидрокверцетин. Многочисленными исследованиями [217] установлено, что дигидрокверцетин оказывает витаминное, ангиопротекторное, антиоксидантное, дезинтоксикационное, гепатопротекторное, (антитоксическое), радиопротекторное и противоотечноне действие; стимулирует процессы регенерации слизистой оболочки желудка. Препятствует пероксидному окислению липидов клеточных мембран, предохраняет стенки сосудов от повреждения, уменьшает отечность при воспалении, обладает гиполипидемической и диуретической активностью.
Дигидрокверцетин – эффективное антиоксидантное средство, которое прерывает процессы перекисного окисления липидов в мембранах клеток, способное проникать в цитоплазму клетки и защищать клетку от повреждающего действия свободных радикалов, эффективно корригирует нарушения в различных звеньях антиоксидантной системы организма. Обеспечивает комплексную антиоксидантную защиту организма, активную профилактику развития окислительного стресса, дегенеративно-дистрофических процессов в тканях и раннего клеточного старения, позволяет эффективно противодействовать разрушительным факторам современной экологии. Дигидрокверцетин оказывает синергическое действие в отношении аскорбиновой кислоты и мембранного антиоксиданта – витамина U. Противовоспалительная активность дигидрокверцетина обусловлена его антиоксидантным действием и ингибиторным эффектом в отношении энзимов, вырабатывающихся при воспалении и последующим торможением выработки медиаторов воспаления, его регулирующим и модулирующим действием на ключевые функциональные системы клеток, органов и тканей организма, включая: антиоксидантную систему клеток и тканей; ферментативные системы, включающие представителей практически всех классов и групп ферментов (оксидоредуктазы, гидролазы, липазы, трансферазы, киназы); рецепторный аппарат клеток и внутриклеточные информационные системы; системы ионного транспорта и ионного гомеостаза клетки.
Дигидрокверцетин способствует регуляции чрезмерно активной иммунной системы, путем снижения уровня фактора-альфа некроза опухоли, интерлейкина-1 бета, интерлейкина-6. Способствует уменьшению повреждающего действия пероксида (Н2О2) на эпителиальные клетки бронхолегочной системы и ослаблению активации ядерного фактора-кВ (NF-kB), препятствуя влиянию окислительного стресса на полиморфоядерные нейтрофилы, альвеолярные макрофаги и фибробласты. Подавление молекулами дигидрокверцетина и его метаболитами ферментов метаболизма арахидоновой кислоты – циклооксигеназы и липоксигеназы, контролирующих образование факторов воспаления и аллергии, предопределяет противоспалительные и противоаллергические свойства дигидрокверцетина и его метаболитов.
В редокс-регуляции клеточной транскрипции дигидрокверцетин поддерживает защитные действия энзимов ферментативного звена антиоксидантной системы клетки, в частности, фермента первой линии антиоксидантной защиты (пероксидазы, каталазы, прочие). Ингредиент проявляет непрямой эффект антиоксиданта, способного активировать (или стимулировать) энзимы 2-й фазы детоксикации в печени, которые действуют как защитный механизм, запуская широкий спектр антиоксидантных процессов, предотвращая повреждение клеток. Эффект непрямого антиоксидантного действия дигидрокверцетина сохраняется даже после его выведения из организма, в отличие от прямого антиоксидантного действия ингредиента.
Дигидрокверцетин ингибирует ферментные реакции, в которых продуцируются супероксид-радикал и пероксид-радикал (например, ксантиноксидзу, НАДФ оксидазу, активность которой активирует факторы воспаления и пероксидазную активность, и др.) С ингибирующим влиянием дигидрокверцетина на некоторые формы протеинкиназы связана регуляция активности ряда мембранных ферментов ионнного транспорта (Са2+ - и Na+ - K+ -ATФазы), метаболических ферментных систем (например, цитохром Р-450, фосфолипаз, липаз и др.), функционирования звеньев эндокринной, иммунной систем, клеток крови. Дигидрокверцетин препятствует увеличению проницаемости для ионов кальция, второй результат перекисного окисления липидов связанный с тем, что продукты пероксидации обладают способностью непосредственно увеличивать ионную проницаемость липидного биослоя.
Дигидрокверцетин предотвращает инактивацию ион-транспортных ферментов, в активный центр которых входят тиоловые группы, в первую очередь Са2+-АТФазы. Негативным эффектом инактивации этого фермента является замедление в «откачивании» ионов кальция из клетки и, наоборот, увеличение входа кальция в клетку, увеличению внутриклеточной концентрации ионов кальция и повреждению клетки. Дигидрокверцетин способствует предотвращению окисления тиоловых групп мембранных белков, которое может привести к появлению дефектов в липидном слое мембран клеток и митохондрий.