Введение к работе
Актуальность исследования. Промышленное птицеводство – технологически оснащенная отрасль сельского хозяйства, характеризующаяся использованием высокопродуктивных кроссов, системы сбалансированного питания и условий содержания птиц, способствующих наиболее полной реализации их генетического потенциала (Фисинин В.И., 2012). Несмотря на это, важной проблемой птицеводства является несоответствие важнейших производственных характеристик кур с биологическими потребностями, способствующими выживанию во внешней среде, проявляющиеся особенно остро при действии на организм птиц факторов, вызывающих стрессы (Фисинин В.И. с соавт., 1975-1979, 2009; Гордеева Т.Г., 2012; Tauson R., 1997 и др.).
Методы профилактики стрессов и их последствий включают несколько направлений, наиболее значимыми из которых являются – фармакокоррекция стрессовых состояний, селекция кур по степени устойчивости к стрессам и технологические приемы, направленные на формирование социально-устойчивых производственных групп. По данным зарубежных исследователей P. Hocking et al. (2004), E. Ellen et al. (2008) и др., агрессию кур и хронический социальный стресс можно устранить путем глубокого изучения этологии и подбора соответствующих групп на основании тщательного генетического отбора, в том числе и по степени устойчивости к стрессам.
Одним из подходов, способствующим профилактике стрессового состояния кур, может быть отбор по степени чувствительности к стрессам. Формирование стресс-устойчивых промышленных стад и внедрение методов селекционно-племенной работы с учетом уровня чувствительности к стрессам позволит, наряду с существующим прогрессом в генетике, направленным на рост продуктивности, решить важнейшую задачу - повышение однородности и социальной устойчивости промышленных стад.
Линии, отобранные по признакам лучшей адаптированности к стрессам, обладают более высокой выживаемостью, продуктивностью и резистентностью (Кичеева Т.Г. с соавт., 2008; Gross W., Siegel H., 1983; Cheng H. et al., 2004 и др.). Разработанные методы оценки стрессовой чувствительности и состояния стресса у кур имеют высокую ценность для понимания индивидуальных особенностей адаптации организма, однако использование их в практической работе осложняется трудоемкостью, а также сложностью интерпретации результатов эндокринологических и иммунологических исследований. В связи с этим, наиболее целесообразным может быть прогностический принцип оценки стрессовой устойчивости стада кур путем группового отбора, отражающий особенности адаптации в условиях производственной среды обитания.
Несмотря на высокую актуальность изучения обозначенных проблем, в птицеводстве отсутствует единый подход к диагностике стрессов и стрессовой чувствительности, не развиты методологические принципы селекции и комплектования промышленных стад кур в зависимости от стрессовой устойчивости к стрессам (Забудский Ю.И., 2002; Dawkins M.S., 2003).
Всё вышеизложенное определяет актуальность исследования феномена стрессовой устойчивости птиц, разработки методов диагностики стрессовой чувствительности и состояния стресса у кур в условиях производственной среды обитания.
Степень разработанности проблемы. Теоретической основой исследований служили работы И.П. Павлова (1912-1913), П.К. Анохина (1975), Г. Селье (1956), Л.Е. Панина (1978-1983), Ф.3. Меерсона, М.Г. Пшенниковой (1988), Л.X. Гаркави с соавт. (1998), А.Б. Мулик (2001) и др. Для изучения феномена стрессовой чувствительности у сельскохозяйственных животных использовались работы отечественных и зарубежных ученых А.И. Кузнецова (1991-2012), Т.Г. Кичеевой (2001), W. Gross, H. Siegel (1973-1983), H. Cheng (2002-2009) и др. Для исследования особенностей адаптации кур в условиях промышленного содержания использованы методологические принципы, представленные в трудах В.И. Фисинина (1975-2013), П.Ф. Сурай (2009-2013), Ю.И. Забудского (1988-2012) и др. Для изучения целесообразности использования лития цитрата в качестве антистрессового препарата для снижения проявления общего адаптационного синдрома при тестировании кур на стрессовую чувствительность использовались работы С.Н. Преображенского с соавт. (1988-2006).
Отбор и подбор родительских форм по признаку стрессовой чувствительности способствует более полному использованию биологических возможностей продуктивных животных, в проанализированных работах, посвященных изучению этого вопроса, не представлены исследования, затрагивающие физиологические особенности адаптации кур с разным уровнем стрессовой чувствительности в условиях производственной среды обитания. Так же отсутствуют единые методические подходы, позволяющие оценивать уровень стрессовой чувствительности и специфические маркерные признаки устойчивости к стрессам в условиях промышленного содержания кур.
Работа является частью комплексных исследований кафедры физиологии и фармакологии ФГБОУ ВПО «Уральская государственная академия ветеринарной медицины» - «Разработка и внедрение здоровьесберегающих технологий в животноводстве и птицеводстве» номер государственной регистрации №0120.0801292.
Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы явилось изучение стрессовой чувствительности, как физиологической характеристики, обуславливающей особенности проявления адаптационных реакций и оказывающей влияние на хозяйственно-биологические качества кур в условиях производственной среды обитания.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Разработать метод определения стрессовой чувствительности у кур мясного направления продуктивности.
2. Определить степень распространения стрессовой чувствительности кур в условиях промышленного птицеводства.
3. Изучить неспецифические адаптационные реакции у кур с разным уровнем стрессовой чувствительности.
4. Дать сравнительную характеристику физиологических особенностей кур с разной стрессовой чувствительностью.
5. Изучить особенности липидного обмена, активности прооксидантной и антиоксидантной систем организма кур с разной стрессовой чувствительностью.
6. Определить взаимосвязь хозяйственно-биологических качеств кур с уровнем их стрессовой чувствительности.
7. Разработать способы определения стрессового состояния кур в условиях промышленного содержания.
8. Установить индикативные признаки стрессовой чувствительности у кур.
Научная новизна. В работе обоснована гипотеза о том, что стрессовая чувствительность является важной физиологической характеристикой кур в промышленной среде обитания, обуславливающая неодинаковый уровень общей неспецифической реактивности и влияющая на поведение, продуктивные и воспроизводительные качества птиц. Экспериментальным путем разработан метод определения стрессовой чувствительности кур мясного направления продуктивности и обоснована его эффективность при тестировании родительского стада и цыплят-бройлеров (патент РФ на изобретение №2454861). Изучено соотношение особей с неодинаковой чувствительностью к стрессам в промышленных стадах кур кросса ISA-15 и петухах M99. Выявлены особенности проявления неспецифических адаптационных реакций у кур с разной стрессовой чувствительностью на уровне эндокринной и лейкоцитарной систем, липидного обмена, прооксидантных и антиоксидантных процессов в организме. Изучена зависимость хозяйственно-биологических качеств кур от уровня их стрессовой чувствительности. Обнаружены закономерности в соотношении времени тонической неподвижности и уровня стрессовой чувствительности кур. Впервые для оценки адаптационных реакций у кур предложен показатель - окислительная модификация белков. Изучено воздействие лития цитрата на формирование локального адаптационного синдрома и обосновано его применение при тестировании кур на стрессовую чувствительность. Разработан новый методологический подход к неинвазивной оценке стрессового состояния кур (патент РФ на изобретение №2473215). Результаты исследований использованы в монографии «Стрессы и стрессовая чувствительность кур в мясном птицеводстве. Диагностика и профилактика» / В.И. Фисинин, П.Ф. Сурай, А.И. Кузнецов, А.В. Мифтахутдинов, А.А. Терман (Троицк, 2013).
Теоретическая и практическая значимость. Полученные данные расширяют имеющиеся представления об адаптационных процессах у кур, связанных с индивидуальной чувствительностью к стрессам в условиях промышленного содержания. Сформулированы представления и дано определение стрессовой чувствительности и устойчивости сельскохозяйственных птиц. Разработанный метод определения стрессовой чувствительности кур рекомендуется использовать в племенных репродукторах и селекционно-племенных центрах. Разработанный метод оценки стрессового состояния кур предлагается использовать при оценке целесообразности применения схем антистрессовой терапии, для определения оптимальной плотности комплектования птицей производственных площадей, для анализа степени воздействия на организм кур производственных факторов и ветеринарных обработок. Для моделирования стресса у кур предлагается использование внутрикожного введения 0,1 мл 70 % скипидара в область бородки. При изучении индивидуальных адаптационных особенностей птиц предлагается использование трех хронологических периодов после действия дозированного раздражителя. При изучении оксидативного стресса у кур рекомендуется определять дополнительно показатель окислительной модификации белков в период 30-90 минут после воздействия фактора вызывающего серию адаптационных реакций организма.
На основании результатов исследования составлены методические рекомендации, предназначенные для практикующих ветеринарных врачей, зоотехников, сотрудников научно-исследовательских и учебных институтов ветеринарного и биологического профиля «Определение стрессовой чувствительности кур мясного направления продуктивности» и «Определение стрессового состояния у кур мясного направления продуктивности» (утверждены главным управлением ветеринарии и отделом животноводства Министерства сельского хозяйства Челябинской области - 2011 г.).
Методология и методы исследования. Предметом исследования служили адаптационные реакции организма кур с разной стрессовой чувствительностью. Объектом исследования служили куры родительского стада и цыплята мясного направления продуктивности кросса Hubbard F15.
В работе использованы различные методы исследования: изучение экстерьера, продуктивных и воспроизводительных качеств кур, оценка продолжительности тонической неподвижности родительских особей, иммуноферментные исследования плазмы крови на содержание катехоламинов и глюкокортикоидных гормонов, иммуноферментные исследования уровня кортикостерона в экстрактах помета кур, изучение лейкограмм, биохимические исследования плазмы крови включали изучение показателей липидного обмена, перекисного окисления липидов и системы антиоксидантной защиты организма, окислительной модификации белков. Для выделения специфических маркерных признаков устойчивости к стрессам использованы методы математического моделирования.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Моделирование локального адаптационного синдрома путем внутрикожного инъецирования 70 % раствора скипидара позволяет с высокой точностью проводить разделение кур и цыплят по степени чувствительности к стрессам.
2. Адаптационные процессы у стресс-чувствительных кур по сравнению со стресс-устойчивыми, характеризуются большим уровнем реактивности в ответ на действие раздражителя.
3. Хозяйственно-полезные признаки кур родительского стада в условиях напольной технологии содержания взаимосвязаны со стрессовой чувствительностью.
4. Применение лития цитрата при тестировании кур на стрессовую чувствительность позволяет предотвратить развитие стрессовой реакции и не оказывает влияния на формирование воспалительной реакции в месте введения раствора скипидара.
5. Кортикостерон в концентрации более 50 нмоль/л в экстрактированных пробах помета служит индикатором стрессового состояния кур мясного направления продуктивности.
Апробация результатов исследований. Основные материалы экспериментальных исследований доложены, обсуждены и одобрены на: Междунар. научно-практ. конф. «Современные проблемы, перспективы и инновационные тенденции развития аграрной науки», посвященной 85-летию со дня рождения чл.-корр. РАСХН, профессора М.М. Джамбулатова (Махачкала, 2010); Междунар. научно-практ. конф. «Современные проблемы и инновационные тенденции развития аграрной науки» (Якутск, 2010); Междунар. научно-практ. конф. «Научные исследования – основа модернизации сельскохозяйственного производства» (Тюмень, 2011); Научно-практ. конф. второй специализированной агропромышленной выставки «САРАТОВ-АГРО – 2011» (Саратов, 2011); Междунар. научно-практ. конф. «Инновационные подходы в ветеринарии, биологии и экологии» (Троицк, 2011); III Всероссийской научно-практ. конф. молодых ученых «Развитие научной, творческой и инновационной деятельности молодежи» (Курган, 2011); Междунар. научно-практ. конф., посвященной 90-летию со дня рождения М.И. Рабиновича, «Научное обеспечение инновационного развития в ветеринарной медицине» (Троицк, 2012); Междунар. научно-практ. конф. аспирантов и молодых ученых «Развитие АПК в свете инновационных идей молодых ученых» (СПБ, 2012); Междунар. научно-практ. конф. «Комплексное развитие сельских территорий и инновационные технологии в агропромышленном комплексе», посвященной 20-летию образования ИЗОП НГАУ, (Новосибирск, 2012); Междунар. научно-практ. конф. «Экологические проблемы использования природных и биологических ресурсов в сельском хозяйстве» (Екатеринбург, 2012); VII Междунар. научно-практ. конф. «Аграрная наука – сельскому хозяйству» (Барнаул, 2012); Всероссийской молодежной научной школе в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы (Уфа, 2012); Первой междунар. научно-практ. конф. «Проблемы ветеринарной медицины зооэкологии Российского и Азиатско-Тихоакеанского регионов» (Благовещенск, 2012); VIII Междунар. научно-практ. конф. молодых ученых «Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки», посвященной 75-летию профессора А.Т. Фарниева, (Владикавказ, 2012); Междунар. научно-практ. конф. «Инновационные технологии в ветеринарии, биологии и экологии», (Троицк, 2013); III Междунар. научно-практ. конф., посвященной 70-летию Алтайского ГАУ (Барнаул, 2013); Междунар. научно-практ. конф. молодых ученых «Молодежь и инновации – 2013» (Горки, Республика Беларусь, 2013).
Публикации. По теме диссертации опубликованы 43 научные работы, в т.ч. 16 в изданиях рекомендованных ВАК РФ, 1 монография. Получено 2 патента РФ на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, глав, содержащих обзор литературы, методики исследования, результаты собственных исследований, обсуждение результатов, а также выводов, практических рекомендаций, библиографического списка, включающего 476 источников литературы, в том числе 294 иностранных, приложений.
Диссертация изложена на 344 страницах, иллюстрирована 45 таблицами и 41 рисунком.
