CC BY
40
Journal of Stress Physiology & Biochemistry, Vol. 11 No. 4 2015, pp. 21-28 ISSN 1997-0838 Original Text Copyright © 2015 by Indyuhova
ORIGINAL ARTICLE
Comparative Evaluation of Physiological and Biochemical Parameters and Survival of Chickens for the Effects of Microclimatic Stress Factors During Incubation
Indyuhova E.N.
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Moscow state Academy of Veterinary Medicine and Biotechnology - MVA by K.I. Skryabin”, Moscow, Russia
*E-Mail: [email protected]
Received September 19, 2015
The article presents the results of two experiments, the findings reflect the influence of temperature and moisture stress on physiological and biochemical parameters of chickens and their viability during embryonic and early postembryonic development. It was found that under the influence of stress factors recorded increase in lipid peroxidation in chickens from day-old experimental groups; showed a reduction in the intensity of the major metabolism of young chickens day old.
Key words: humidity, incubation, temperature, lipid peroxidation, chickens
JOURNAL OF STRESS PHYSIOLOGY & BIOCHEMISTRY Vol. 11 No. 4 2015
22
Comparative Evaluation of Physiological and Biochemical Parameters...
Промышленная инкубация сельскохозяйст- инкубационных яиц в различных зонах инкубатора
венной птицы является важнейшим звеном в и, соответственно, лотков. Известно, что в
технологии производства яиц на производственном цикле одним из наиболее
специализированных предприятиях. Вот почему опасных считается стресс, вызванный перегревом
необходимо создать оптимальные условия для инкубационных яиц (Orlov, 1987). Вот почему
максимальной реализации генетических необходимо было определить, из широкого спектра
возможностей развивающихся эмбрионов в этот стресс-факторов, влияние теплового воздействия
период, так как развитие зародыша нельзя (40,0±0,1oC) на развитие эмбрионов и цыплят.
рассматривать вне условий инкубации. Данная температура не отвечает действующим
Нарушения в технологии инкубации, в рекомендациям ВНИТИП для инкубации яиц
частности, несоблюдение влажностного и сельскохозяйственной птицы, поэтому результаты
температурных режимов являются причинами инкубации в таких условиях заведомо будут
низкого вывода цыплят, снижения качества уступать результатам, полученным при
молодняка, их жизнеспособности и продуктивности инкубировании яиц в оптимальных условиях (Orlov,
с ростом и развитием. Известно, что даже 1987, Otrygan'ev, 1982).
незначительные отклонения температурно- Доказано, что при длительной гипертермии
влажностных параметров от оптимальных величин наблюдаются глубокие нарушения роста и
оказывают значимое негативное влияние на развития эмбрионов и цыплят; установлено, что
зародыш, компенсировать которое на более уже при температуре 39°С поддерживаемой на
поздних этапах жизни сельскохозяйственной протяжении всей инкубации, эмбрионы различных
птицы зачастую не представляется возможным направлений продуктивности в частности во
(Glavatskih, 2005). вторую её половину по сравнению с контрольными
Показано, что любые отклонения от особями значимо отстают не только по показателям
оптимальных величин средовых факторов роста и развития, но также по жизнеспособности.
(влажность, температура, движение воздуха в Указанное было обусловлено активизацией
инкубаторе и другие) выступают стрессором для процессов липопероксидации, повлекшими также
организма, особенно в критические периоды нарушения центральных обменных процессов.
своего развития (Yigit, et a/., 2014). Стресс не без Азарновой и др. (2011) было доказано, что
основания привлекает пристальное внимание негативное последействие указанного стрессора
исследователей различных отраслей биологии, сохранялось в течение длительного периода
медицины и ветеринарии. постэмбрионального развития молодняка кур
Так, на производстве нередко возникают (Azarnova et a/., 2011).
ситуации, определяющие неоднородный прогрев Известно, что оптимальная влажность (55-60%)
JOURNAL OF STRESS PHYSIOLOGY & BIOCHEMISTRY Vol. 11 No. 4 2015
Indyuhova
23
не только способствует удалению метаболических MATERIALS AND METHODS
вод, но и играет важную роль в поглощении тепла. Проведено два эксперимента, где для первого
Выявлено, что в первые 5-6 суток инкубации опыта были подобраны две группы (контрольная и
высокая влажность (75-85%) отрицательного опытная) по 500 инкубационных яиц кросса
влияния на развитие зародыша не оказывает, а в «Шейвер 2000» от одного родительского стала при
отдельных случаях может быть даже полезной, соблюдении равенства массы, сроков снесения и
уменьшая испарение воды и улучшая обогрев яиц. хранения. Тоже самое и для второго опыта. Яйца
После 6-х суток инкубации высокая влажность кур яичного кросса опытных групп инкубировали в
задерживает рост аллантоиса, и он замыкается в автоматическом инкубаторе R-com Maru-1000. В
остром конце с некоторым опозданием. В середине первом опыте параметры инкубации: температура
инкубации высокая влажность выявляется 40,0±0,1oC, относительная влажность воздуха 55-
взвешиванием яиц, так как влияние ее высоких 60%, а контрольную группу - согласно
величин характеризуется общим замедлением нормативным показателям, утвержденным на
роста и развития зародышей и их оболочек. ФГУП ППЗ «Птичное»; во втором - температура
Повышение влажности воздуха в инкубаторе в соответствовала режиму инкубации, который
последние дни инкубации увеличивает теплоотдачу утвержден на ФГУП ППЗ «Птичное»,
яиц, то есть действует так же, как снижение относительная влажность воздуха составила
температуры (Orlov, 1987, Otrygan'ev, 1982). 80,0±5,0%, а режим инкубации контрольной
Однако актуальным остается вопрос об группы соответствовал утвержденному режиму на
изучении воздействия температурного и птицефабрике.
влажностного стрессоров во время инкубации на Сохранность поголовья учитывали путем
организм эмбрионов и цыплят в сравнительном ежедневной оценки физиологического состояния
аспекте с учетом некоторых физиолого- птицы.
биохимических параметров и показателей В суточном возрасте от цыплят из контрольной
жизнеспособности цыплят в эмбриональный и и опытной групп в каждом эксперименте были
постнатальный периоды развития. взяты пробы крови для проведения биохимических
Цель работы: оценить степень воздействия анализов по общепринятым методикам (Кондрахин,
температурного и влажностного стресс-факторов в 2004). В работе исследовали уровень
сравнительном аспекте на результаты инкубации, липопероксидации (ПОЛ): первичные продукты
жизнеспособность и некоторые физиолого- ПОЛ, к которым относятся диеновые конъюгаты
биохимические показатели молодняка кур кросса (ДК); вторичные продукты ПОЛ - триеновые
«Шейвер 2000». конъюгаты (ТК), малоновый диальдегид (МДА);
конечные продукты ПОЛ - основания Шиффа
JOURNAL OF STRESS PHYSIOLOGY & BIOCHEMISTRY Vol. 11 No. 4 2015
24
Comparative Evaluation of Physiological and Biochemical Parameters...
(ОШ). Концентрацию продуктов ПОЛ в сыворотке зародышей (табл. 1), которая в известной мере
определяли спектрофотометрически. отражает основные нарушения в их развитии и
Антиокислительную активность крови (АОА) причины массовой гибели, а также вскрытие яиц с
оценивали по степени подавления мертвыми зародышами и самих зародышей.
липопероксидации in vitro. Данные таблицы 1 еще раз подтверждают
Статистическую обработку данных проводили с многочисленные исследования (Burtov, 1981, Orlov,
использованием критерия Стьюдента (Microsoft 1987, Otrygan'ev, 1982) о негативном влиянии
Excel). гипертермии во время инкубации на становление
RESULTS AND DISCUSSION организма цыплят. Установлено достоверное
Большая часть эмбрионального развития птицы увеличение в опытной группе таких отходов
происходит вне материнского организма, что инкубации, как «кровяные кольца» и «слабые» в
существенно отличает птицеводство от других 5,5 (р<0,001) и 6,8 (р<0,001) раз соответственно по
отраслей животноводства. Только незначительная сравнению с контролем. Вывод цыплят в опытной
по времени часть эмбриогенеза птицы (примерно группе меньше на 19,80% (р<0,001), а выводимость
24 ч из 530) проходит в теле матери: яиц - на 21,06% (р<0,001) соответственно по
оплодотворение, дробление и некоторые стадии отношению к контролю.
гаструляции (образование и развитие На протяжении 60 суток выращивания цыплят
зародышевых листков). Данная биологическая учитывали динамику падежа птицы. Так,
особенность создает возможность активно показатели сохранности указывают на высокий
воздействовать на процесс размножения птицы в падеж молодняка в первую декаду выращивания
значительно большей степени чем при работе с цыплят (его уровень был в 2,3 раза выше, чем в
другими видами сельскохозяйственных животных. контроле). За весь исследуемый период
В связи с этим инкубацию яиц можно сохранность птицы в контроле была выше на 9%.
рассматривать не только как способ вывода Отрицательное влияние температурного
молодняка с целью размножения, но также и как стрессора на организм цыплят подтвердили
средство управления развитием организма птицы биохимические исследования центральных
(Otrygan'ev, 1982). показателей метаболизма (табл. 2). Наши данные
По всему технологическому процессу не противоречат данным литературы (Vladimirov et
инкубации осуществляется биологический al., 1972, Suvernev et al., 2009).
контроль. Данные таблицы 2 свидетельствуют о
Непременные приемы контроля во время присутствии тенденции к снижению интенсивности
инкубации - анализ динамики смертности ведущих обменов веществ: углеводного, белкового
JOURNAL OF STRESS PHYSIOLOGY & BIOCHEMISTRY Vol. 11 No. 4 2015
Indyuhova
25
и липидного в опытной группе, что повлияло на (р<0,05), «слабые» - в 3,3 раза (р<0,01)
снижение одного из ведущих показателей соответственно по сравнению с контролем.
неспецифической резистентности организма Указанное повлияло на важнейшие показатели
цыплят и не противоречит данным других жизнеспособности - вывод цыплят и выводимость
исследователей (Azarnova et a/., 2011). Так, яиц снизились в опытной группе на 10,8%
уровень лизоцима в опытной группе снизился на (р<0,001) и 12,0% (р<0,001) соответственно по
8,1% (р<0,01) относительно контроля. отношению к контролю.
Нарушения метаболических процессов в На протяжении двух месяцев наблюдения за
организме цыплят опытной группы очевидно было физиологическим состоянием птицы в первую
следствием активной деградации липидов (табл. 3), декаду выращивания цыплят установлено
которая произошла на фоне чрезмерной активации повышение падежа, по сравнению с контролем, в 3
активных форм кислорода на фоне воздействия раза. За весь период выращивания сохранность
температурного стрессора на всем протяжении особей контрольной группы была выше на 7%.
инкубационного периода. В таблицах (5, 6) представлены физиолого-
Уровень продуктов ПОЛ свидетельствует об биохимические показатели цыплят суточного
активизации процессов липопероксидации в возраста.
организме цыплят опытной группы. Следует В ходе исследований зафиксировано снижение
отметить, достоверное увеличение ТК в опытной интенсификации углеводного, липидного и
группе на 17,5% (р<0,05), МДА - на 32,3% (р<0,05) белкового обменов, что проявилось на фоне
и ОШ - на 34,5% (р<0,05) по сравнению с активизации перекисного окисления липидов в
контрольной группой. Также под влиянием организме цыплят опытной группы (табл. 6).
температурного стрессора установлено снижение Воздействие влажностного стресса вызвало
показателя АОА на 10,2% по сравнению с снижение уровня антиокислительной активности
контролем, что очевидно обуславливает крови (АОА) на 16,4% (р<0,01) в опытной группе,
интенсивность процессов ПОЛ в опытной группе. что обусловило интенсификацию процессов
Влажностный стресс на всем этапе деградации липидов. Так, отмечено достоверное
эмбриогенеза вызвал снижение жизнеспособности повышения уровня МДА - на 13,2% (р<0,05) и ОШ -
эмбрионов кур (табл. 4). на 30,7% (р<0,05) соответственно по сравнению с
Показатели биоконтроля инкубации отражают контролем.
увеличение всех категорий отходов инкубации. В Проведенные эксперименты демонстрируют
частности, следует отметить, достоверное интенсификацию перекисного окисления липидов,
увеличение категории «задохлики» в 1,7 раза дестабилизацию центральных метаболических
JOURNAL OF STRESS PHYSIOLOGY & BIOCHEMISTRY Vol. 11 No. 4 2015
26
Comparative Evaluation of Physiological and Biochemical Parameters...
процессов, снижение жизнеспособности эмбрионов и цыплят как в эмбриональный, так и постнатальный периоды развития при названных стрессах.
Таким образом, выявлены особенности физиолого-биохимических негативных изменений в организме и жизнеспособности эмбрионов яичных кур и молодняка при гипертермии (40оС) и высокой влажности (80%) во время инкубации. С учетом сравнительного аспекта, наиболее пагубное
воздействие на организм эмбрионов и молодняка кур кросса «Шейвер 2000» оказывает высокая температура во время инкубации.
Доказано, что повышенная интенсивность процессов липопероксидации у особей опытных групп в двух проведенных экспериментах, свидетельствует о том, что избыточная тепловая и влажностная нагрузка в период инкубации у цыплят в наших исследования приводит к развитию оксидативного стресса.
Table 1. Показали биоконтроля инкубации при температурном стрессе, % (n=500)
Группа Отходы инкубации Выводимость яиц ±Д Вывод цыплят ±Д
Неоплодо- творенные Кровяные кольца Замершие Задохлики Слабые
Контрольная 7,80± 1,20 1,60± 0,56 4,40± 0,92 6,40± 1,09 1,20± 0,49 85,25± 1,59 - 78,60± 1,83 -
Опытная 8,40± 1,24 8,80± 1,27*** 6,60± 1,11 9,20± 1,29 8,20± 1,23*** 64,19± 2,14*** -21,06 58,80± 2,20*** -19,80
Примечание: Здесь и далее *- р<0,05; **- р<0,01; ***- р<0,001
Table 2. Биохимические показатели крови и сыворотки цыплят в суточном возрасте при температурном стрессе, (n=5)
Группа Показатель Контрольная Опытная
Общий белок, г/л 29,1±0,55 25,0±0,39**
Г люкоза, ммоль/л 9,6±0,23 7,8±0,19**
а-амилаза, Е/л 992±9,56 945±11,54*
Триглицериды, ммоль/л 0,62±0,05 0,55±0,04
Лизоцим, мкг/мл 38,2±0,32 35,1±0,42**
JOURNAL OF STRESS PHYSIOLOGY & BIOCHEMISTRY Vol. 11 No. 4 2015
Indyuhova
27
Table 3. Показатели перекисного окисления липидов и антиоксидантной защитной системы при температурном стрессе,(п=5)
Группа Показатели Контрольная Опытная
АОА, % 49±2,08 44±1,16
ДК, ед.опт.пл. 1,83±0,03 1,72±0,03
ТК, ед.опт.пл. 1,03±0,04 1,21±0,03*
МДА, мкмоль/л 3,1±0,15 4,1±0,17*
ОШ, отн.ед/мл 0,84±0,04 1,13±0,07*
Table 4. Показатели биоконтроля инкубации при влажностном стрессе, % (n= 500)
Партия Отходы инкубации Выводимость яиц ±д Вывод цыплят ±Д
Неоплодо- творенные Кровяные кольца Замершие Задохлики Слабые
Контрольная 7,60± 1,19 1,20± 0,49 4,60± 0,94 7,0± 1,14 2,0± 0,63 83,98± 1,64 - 77,60± 1,68 -
Опытная 7,20± 1,16 2,20± 0,66 5,60± 1,03 11,60± 1,43* 6,60± 1,11** 71,98± 2,01*** -12% 66,80± 2,11*** -10,8
Table 5. Биохимические показатели крови, плазмы и сыворотки цыплят в суточном возрасте при влажностном стрессе, (n=5)
Группа Показатель Контрольная Опытная
Общий белок, г/л 29,5±0,30 28,1±0,73
Г люкоза, ммоль/л 12,1±0,10 12,8±0,12*
а-амилаза, Е/л 1005±8,50 944±14,6*
Триглицериды, ммоль/л 0,85±0,05 0,71±0,03*
Лизоцим, мкг/мл 39,2±0,36 38,1±0,27
JOURNAL OF STRESS PHYSIOLOGY & BIOCHEMISTRY Vol. 11 No. 4 2015
28
Comparative Evaluation of Physiological and Biochemical Parameters...
Table 6. Показатели перекисного окисления липидов и антиоксидантной защитной системы при влажностном стрессе, (n=5)
Группа Показатели Контрольная Опытная
АОА, % 55±1,73 46±1,02**
ДК, ед.опт.пл. 1,0±0,05 1,16±0,05
ТК, ед.опт.пл. 2,18±0,05 2,27±0,05
МДА, мкмоль/л 3,8±0,16 4,3±0,04*
ОШ, отн.ед/мл 0,75±0,05 0,98±0,06*
CONCLUSIONS
Установлено пагубное воздействие микроклиматических (температурного и влажностного) стрессов во время инкубации на организм цыплят кросса «Шейвер 2000», что предполагает разработку профилактики к ним, использование специальных методик и препаратов, в частности двукратных обработок инкубационных яиц растворами йодсодержащего препарата (Indyuhova, 2014, Indyuhova et a/., 2015).
REFERENCES
Azarnova T.O., Zaitsev S.Y., Azarnova L.Y. (2011) Methods of diagnosis of heat stress in chickens. Poultry, 8, 6-8.
Burtov Yu.Z. (1981) Dynamics of physical factors of air pollution in industrial incubators: abstract dis. ... cand. agriculture science, 18 p.
Glavatskih O.V. (2005) Vlijanie otklonenij temperaturno-vlazhnostnogo rezhima inkubacii na razvitie cypljat v postjembrional'nyj period: dis. ... kand. s/h nauk, 121 p.
Indyuhova E.N. (2014) Optimization of thyroid status
day-old chicks cross “Shaver 2000”. Questions regulatory veterinary medicine, 4, 165-169.
Indyuhova E.N., Azarnova T.O., Maksimov V.I. (2015)
Physiological and biochemical profile of day old
chicks on a background of iodized food in ovo to
high humidity during incubation. Mat. II International Veterinary Congress VETistanbul-
2015 on April 7-9, 500-501.
Orlov M.V. (1987) Biologicheskij kontrol' v inkubacii.
Rossel'hozizdat, 223 p.
Otrygan'ev G.K. (1982) Tehnologija inkubacii.
Rossel'hozizdat, 142 p.
Suvernev A.V., Ivanov G.V., Vasiljevic I.V. et al. (2009) Practical applications of intensive heat therapy (second). Novosibirsk Academic Publishing House "Geo", 109 p.
Vladimirov Y.A., Apchakov A.I. (1972) Lipid
peroxidation in biological membranes. Nauka, 252 p.
Yigit A.A., Panda A.K., Cherian G. (2014) The avian embryo and its antioxidant defence system. Journal Worlds Poultry Science, 70, 563-573.
JOURNAL OF STRESS PHYSIOLOGY & BIOCHEMISTRY Vol. 11 No. 4 2015
