CC BY
16
Оценка морфофункционального состояния тонкого отдела кишечника цыплят-бройлеров при введении фитазы в рацион*
ЕА.Русакова., к.б.н., ФГБОУ ВО Оренбургский ГУ
В настоящий момент трудно оценить процессы регуляции гомеостаза ферментов. Однако данные о количестве и составе энзимов, которыми оперирует современная наука по этому вопросу, недостаточны для оценки рецепции, механизмов и путей передачи так называемой «ферментной информации». Они недостаточно освещают такие понятия, как центры ферментного гомеостатирования и каналы его реализации [1]. Данные о первостепенной роли центральной нервной системы (ЦНС) в процессе гомеостаза обмена ферментов представляют лишь попытку сформулировать проблему и в дальнейшем разработать методы для её реализации [2]. При отсутствии научной концепции гомеостаза процесса
обмена ферментов вызывает сомнение успех исследований по энзимологии (прикладной) в отраслях животноводства и птицеводства [3]. В этой связи вполне обоснован отказ от поисковых работ оптимальных структурных наборов ферментов в муль-тиэнзимных композициях и попытки разработки более рациональных схем их использования [4]. Кроме того, в ряде исследований было установлено, что введение ферментов в рацион животных и птиц способствует активации реакций иммунной системы слизистой оболочки тонкого кишечника, что проявляется в образовании достаточно широких зон, наличии плотного клеточного инфильтрата, формировании крупных лимфоидных узелков, как правило, со вторичными центрами размножения [5]. Полиморфизмом с преобладанием клеток лимфо-
* Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования — Стипендия президента СП-279. 2015. 4.
идной группы, значительным количеством макрофагов определяется качественный состав образований лимфоидных структур [6]. Таким образом, целью исследования стало изучение воздействия фитазы на морфофункциональное состояние слизистой тонкого отдела кишечника цылят-бройлеров.
Материал и методы исследования. Исследование было проведено в условиях экспериментально -биологической клиники (вивария) Оренбургского государственного университета на цыплятах-бройлерах кросса Смена-7.
На начальном этапе исследования было отобрано 180 цыплят-бройлеров в возрасте 7 сут., из которых, используя метод пар-аналогов, были сформированы шесть групп (n=30): одна контрольная и пять опытных.
В ходе проведения исследования использовался ферментный препарат Ронозим NT (CT). Активное вещество ферментного препарата — фитаза (10000 ед/г.) — получена из Peniophora lycii с использованием метода глубинной ферментации микроорганизмов Aspergillus oryzae [7].
В первую неделю эксперимента птицы находились в условиях подготовительного периода. Далее цыплята контрольной группы в основной учётный период получали основной рацион с содержанием общего фосфора 7,0 г/кг, птицы I опытной гр. — основной рацион с добавлением препарата Ронозима NT (CT) в дозе 150 мг/кг. Рацион птиц II и IV гр. включал основной рацион с содержанием общего фосфора 6,0 и 5,8 г/кг соответственно; III и V гр. — основной рацион, аналогичный рационам во II и IV гр., с добавлением фитазы в дозе 150 мг/кг корма соответственно.
Образцы тонкого отдела кишечника были зафиксированы в формалине (10-процентном). С использованием роторного микротома МПС-2 была изготовлена серия парафиновых срезов тонкого отдела кишечника. Толщина срезов составляла 5 — 6 мкм, количество срезов — 10 шт. с каждого образца. На этапе депарафинации гистосрезы подвергали процессу окрашивания специальными красителями (гематоксилином и эозином), с целью выявления мукополисахаридов (нейтральных и кислых) — с использованием Шифф-реактива по методике Хочкис — Мак-Манусу (ШИК-реакция) и с использованием альцианового синего по методике Стидмена соответственно [8]. Используя окуляр-микрометр МОВ-1*15 на 1 ед. условной площади (200 мкм) в 10 полях зрения, увеличение 100 (об. 10, ок. 10), производили подсчёт количества структурных элементов рельефа (крипт и ворсинок), характеризовали их качественный состав (глубину, высоту и ширину крипт) [5].
Полученные в ходе исследования данные подвергались статистической обработке с использованием программ Excel и Statistica 6,0 [9, 10].
Результаты исследования. В ходе работы были изучены два типа эпителия крипт и ворсинок —
призматический и однослойный, которые составляют основную часть выстилки эпителия, и бокаловидные клетки, в которых в большей степени содержится слизь. В состав собственной пластинки слизистой тонкого отдела кишки входят волокнистые структуры, сосуды, в значительном количестве разные клеточные структуры. Вышеперечисленные показатели оценивали визуально, используя 10 полей зрения.
В слизистой оболочке тонкого отдела кишечника цыплят-бройлеров контрольной и опытных групп сохранялась чёткая гистологическая архитектоника. Было отмечено большое количество высоких и тонких ворсин с полнокровными широкими капиллярами. Кроме того, наблюдалась высокая клеточная инфильтрация собственной пластинки слизистой оболочки. Крипты были глубокие и широкие.
Смена структуры рациона привела к сдвигам (качественным и количественным) в области микроструктуры слизистой оболочки — количества мукополисахаридов в составе эпителия крипт и ворсин; клеточного состава собственной пластинки.
В слизистой тонкого отдела кишечника птиц II и IV гр. (без фитазы) отмечались незначительные изменения в микрорельефе по сравнению с аналогами контрольной группы. Однако некоторые морфометрические показатели, такие, как глубина и ширина крипт, указывали на умеренную степень усиления функциональных процессов в слизистой, которые были ярче выражены при уменьшении уровня фосфора до 6,0 г/кг (II гр.). Высота ворсинок в слизистой тонкого отдела кишечника птиц контрольной, II и IV гр. была одинаковой; ширина ворсинок увеличилась на 53,5% (Р<0,05) в слизистой тонкого отдела кишечника птиц V гр. по сравнению с аналогами IV гр.; в слизистой тонкого отдела кишечника цыплят-бройлеров III гр. — на 75,0% (Р<0,05) относительно сверстников II гр.; в I гр. — на 40% (Р<0,05) по сравнению с цыплятами-бройлерами контрольной группы. Большей вариабельностью отличались характеристики параметров крипт. Так, в большей степени в слизистой тонкого отдела кишечника птиц II гр. их размеры значительно увеличились по сравнению с аналогами контрольной группы, у цыплят-бройлеров IV гр. их размеры претерпели незначительные колебания.
Резкое возрастание морфометрических показателей слизистой тонкого отдела кишечника цыплят сопровождалось введением фитазы в рацион. Отмечено, что в слизистой тонкого отдела кишечника цыплят-бройлеров I, III и особенно V гр. под влиянием фитазы произошло увеличение размера ворсин. Так, в слизистой тонкого отдела кишечника птиц I, III, V гр. высота ворсин была больше на 9,09; 27,3; 54,5% (Р<0,05) при сравнении с аналогами контрольной, II, IV гр. Что касается ширины ворсин, то данный показатель возрастал в указанных выше группах на 40% (Р<0,05), в 2,1
и 2,3 раза по сравнению со сверстниками контрольной группы. Число ворсинок в слизистой тонкого отдела кишечника птиц I, III, V гр. было больше, чем у аналогов контрольной гр., но мало отличалось от показателей во II и IV гр. Однако в слизистой тонкого отдела кишечника цыплят-бройлеров V гр. было установлено увеличение числа ворсинок почти в 2 раза и на 35%(Р<0,05) по сравнению с цыплятами-бройлерами контрольной и IV гр. Количественная оценка позволила установить аналогичную тенденцию колебаний относительно показателей параметров крипт. В слизистой тонкого отдела кишечника цыплят-бройлеров V гр. ширина крипт была в 2 раза больше, чем у сверстников IV гр. Отмечено, что введение фитазы в рацион способствовало увеличению глубины крипт. Так, в слизистой тонкого отдела кишечника цыплят-бройлеров I гр. глубина крипт была на 50% (Р<0,05) больше, чем у аналогов контрольной гр., а у птиц V гр. — на 81% (Р<0,05) больше, чем у цыплят IV гр.
Основным признаком функциональной активности слизистой кишечника выступает состояние энтероцитов крипт и ворсинок, что заключается в увеличении процесса пролиферации, увеличении размеров, накоплении разного рода включений в цитоплазме.
Достоверных различий в характеристиках энтероцитов в экспериментальных группах цыплят-бройлеров при кормлении рационами без включения фитазы не было выявлено. Однако в слизистой тонкого отдела кишечника цыплят-бройлеров
II и IV гр. активность процесса пролиферации эпителиоцитов была больше, чем у аналогов контрольной гр.
Введение ферментного препарата в рацион цыплят-бройлеров сопровождалось резким увеличением показателей морфометрии. Выше было отмечено, что возрастал размер ворсин. Это сопровождалось увеличением такого показателя, как размер энтероцитов, причём как в слизистой тонкого отдела кишечника птиц I гр. (основной рацион), так и в слизистой тонкого отдела кишечника особей III и V гр. при сниженном уровне фосфора в рационе. Было отмечено возрастание высоты эпителия ворсин в слизистой тонкого отдела кишечника птиц I,
III и V гр. на 80, 40 и 80% (Р<0,05) соответственно, а также высоты эпителия крипт в слизистой тонкого отдела кишечника цыплят I гр. на 92% (Р<0,05), III гр. — в 3,4 раза, V гр. — в 2,7 раза по сравнению с аналогами контрольной гр.
Признаками, которые объединяют энтероциты слизистой тонкого кишечника, являются высокая функциональная и пролиферативная активность. Так, у цыплят-бройлеров IV гр. данные параметры были увеличены относительно сверстников контрольной и II гр.
Отмечено, что в составе эпителия крипт и ворсин находились Шифф+ и МПС. Располагались они в основном в апикальной части клеток в боль-
шем количестве в виде капель. Кислые МПС находились в составе эпителия крипт. В слизистой тонкого отдела кишечника птиц II и IV гр. было зафиксировано снижение общего количества МПС, как Шифф+, так и кислых.
Введение в рацион фитазы привело к увеличению функциональной активности слизистой оболочки. Ранее отмечалось, что это было связано с увеличением размера крипт, ворсин и энтероцитов слизистой, активацией процесса пролиферации. При гистохимическом анализе было установлено увеличение накопления всех видов МПС. В слизистой тонкого отдела кишечника цыплят-бройлеров I, III и V гр. активный процесс пролиферации энтероцитов сочетался с процессом вакуолизации, ярко выраженной в слизистой тонкого отдела кишечника птицы III и V гр. Однако слизистая тонкого отдела кишечника птиц III гр. характеризовалась мелкокапельностью, а слизистая тонкого отдела кишечника птиц V гр. была крупнокапельной при сочетании с активной экструзией (слущиванием) эпителия. Наблюдалось увеличение количества бокаловидных клеток.
Выводы. При микроморфометрической оценке слизистой тонкой кишки было установлено, что при снижении уровня фосфора в рационе бройлеров не происходит существенного изменения микрорельефа слизистой, однако проявляется тенденция уменьшения изучаемых параметров. При введении в рацион птиц ферментного препарата изменяются показатели, которые определяют морфофунк-циональное состояние слизистой отдела тонкой кишки: размеры крипт и ворсин, эпителиоцитов увеличиваются, усиливается кровообращение, что выражается полнокровием и отёком собственной пластинки.
Изменения показателей морфофункциональ-ного состояния слизистой оболочки тонкого отдела кишечника у цыплят-бройлеров в большей степени обусловлено преобразованием структуры рациона путём введения в его состав ферментного препарата, в меньшей — уменьшением количества уровня фосфора.
Установлены следующие морфофункцио-нальные изменения в слизистой тонкой кишки бройлеров при введении ферментного препарата в рацион: усиление кровообращения, повышение размера крипт и ворсинок, энтероцитов с активацией их пролиферативной функции и экструзии, накопление различных МПС, усиление реакций клеток в собственной пластинке слизистой кишки. Данные изменения можно обозначить, как компенсаторно-приспособительную реакцию или ответ на поступление экзогенной фитазы в организм птиц, которые направлены на улучшение процесса пищеварения.
Литература
1. Kozlowski K., Jankowski J. Efficacy of different levels of
Escherichia coli phytase in broiler diets with a reduced P content
// Pol. J. Vet. Sci. 2010. Vol. 13. P. 431 - 436.
2. Li Z. The taiidemly repeated domains of a beta-propeller phytase act syiiergistically to increase catalytic efficiency // FEBS J. 2011. Vol. 278. P. 3032-3040.
3. Lan G. Effects of freeze-dried Mitsuokella jalaludinii culture and Natuphos((R)) phytase supplementation on the performance and nutrient utilisation of broiler chickens // J. Sci. Food Agric. 2012. Vol. 92. P. 266-273.
4. Nuobariene L. Phytase-active yeasts from grain-based food and beer//J. Appl. Microbiol. 2011. Vol. 110. No. 6. P. 1370-1380.
5. Мирошников C.A. Влияние ферментного препарата на иммунитет цыплят // Птицеводство. 2000. № 2. — С. 28 — 32.
6. Муллакаев А.О., Шуканов А.А. Морфологическая характеристика органов пищеварительной системы у бройлеров
ВЕТЕРИНАРИЯ
в условиях применения естественных минералов // Ветеринарный врач. 2013. №1. — С. 64 — 66.
7. Ферментный препарат «Ронозим NP (CT)» [Электронный ресурс].URL://: http://www.ppproduct.m/index.php?id=196.
8. Пирс Э.К. Гистохимия: теоретическая и прикладная. М.: Изд-во. иностр. лит-ры, 1962. 962 с.
9. Автандилов Г.Г. Медицинская морфометрия. М.: Медици-на,1990. 381 с.
10. РеброваО.Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладных программ STATISTICAx. М.: МедиаСфера, 2002. 312 с.
