CC BY
41
Продуктивное действие совместного использования препаратов наночастиц железа и аргинина в питании цыплят-бройлеров*
Е.В. Яушева, мл.н.с., С.А. Мирошников, д.б.н., профессор, ФГБНУ Всероссийский НИИМС
Наночастицы металлов и их соединений могут найти широкое применение в животноводстве в качестве препаратов микроэлементов. Это связано
* Исследования выполнены при финансовой поддержке
с меньшей токсичностью наночастиц металлов, более высокой биодоступностью микроэлементов из наноформ в сравнении с традиционными препаратами. Среди исследований по использованию наночастиц металлов в животноводстве известны работы, демонстрирующие ростостимулирующие
РНФ № 14-16-00060
и ранозаживляющие эффекты наночастиц железа, перспективы применения наночастиц железа в качестве кормовых добавок [1–4].
В этой связи определённый интерес представляют работы, направленные на создание новых препаратов железа, способствующих повышению продуктивности сельскохозяйственных животных, и возможность их совместного использования с другими ростостимулирующими препаратами, такими, как аргинин. Как известно, аргинин является основным фактором, регулирующим максимальный рост молодых животных [5].
Материал и методы исследования. Исследование было проведено в условиях экспериментальнобиологической клиники (вивария) ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет» на цыплятах-бройлерах кросса Смена-7. Для эксперимента было отобрано 120 гол. 12-дневных цыплят-бройлеров, которых методом аналогов разделили на четыре группы (n=30). Во время эксперимента все птицы находились в одинаковых условиях содержания.
Общие рационы (ОР) для подопытных цыплят в ходе исследований формировали с учётом рекомендаций ВНИТИП. Микроклимат в помещении также соответствовал рекомендациям и требованиям ВНИТИП. Птиц кормили 2 раза в сутки, учёт поедае-мости проводили ежесуточно. Поили цыплят вволю.
В период с 15 до 42 дн. жизни в состав рационов цыплят III и IV гр. был дополнительно включён аргинин в дозе 10 мг/кг корма. Птицам II и IV гр. производились внутримышечные (в/м) инъекции (200 мкл) в бедро в дозе 2 мг на 1 кг живой массы (в возрасте 15 и 29 дн.). Цыплята контрольной группы (I) получали общий рацион.
В ходе исследований в возрасте 21 и 42 дн. у цыплят изучали морфологические показатели крови (эритроциты, концентрацию гемоглобина, гематокрит). Параметры определяли на гематологическом анализаторе (модель URIT-2900 Vet Plus, URIT Medial Electronic Co., Китай).
Наночастицы железа при проведении эксперимента были синтезированы методом высокотемпературной конденсации на установке Миген-3 в Институте энергетических проблем химической физики РАН (г. Москва). Для синтеза использовано металлическое железо чистотой 99,99%. По итогам аттестации частиц установлено, что наночастицы железа размером 80±5 нм содержат кристаллический металл в ядре частиц 96,0±4,5%.
Препарат железа для инъекций готовили путём смешивания наночастиц с физраствором объёмом 200 мкл. Полученный препарат стерилизовали ультрафиолетом, затем обрабатывали ультразвуком (частота 35 кГц; мощность – 300 (450) Вт, амплитуда колебаний – 10 micrometer).
Статистическую обработку полученных данных проводили c использованием программного пакета «Statistica 6.0». Достоверными считали результаты при Р < 0,05.
Результаты исследования. В исследовании установлено ростостимулирующее действие внутримышечных инъекций наночастиц железа. Так, введение наночастиц железа цыплятам II гр. через сутки после первой инъекции сопровождалось повышением их живой массы в сравнении с контролем на 6,2% (Р<0,05), спустя 7 сут. – на 7,01% (Р < 0,01), максимальный прирост отмечался на 4-е сут. и составил 9,4% (Р < 0,05) (табл. 1). Повторное введение наночастиц железа (29-дневный возраст) через сутки привело к росту живой массы птиц по сравнению с контролем на 5,86% (Р < 0,05). По окончании исследования живая масса бройлеров II гр. превышала показатели птиц контрольной гр. на 7,12% (Р<0,01).
Добавление аргинина в рацион птиц III гр. без введения наночастиц железа способствовало увеличению живой массы на 4,18% (Р < 0,05) через сутки после начала скармливания аминокислоты, на 6,3% (Р<0,01) – через 11 сут. после введения. По достижению 42-дневного возраста живая масса птиц III гр. превышала показатели аналогов контрольной на 6,1% (Р < 0,05). Наибольшее увеличение прироста живой массы у особей III гр. по сравнению с контролем отмечалось в возрасте 39 дн. и составляло 6,54% (Р < 0,05).
Совместное использование внутримышечных инъекций наночастиц железа с включением в рацион аминокислоты аргинин увеличивало живую массу цыплят IV гр. по сравнению со сверстниками контрольной гр. на 7,82% (Р<0,01) через сутки после первой инъекции и на 6,36% (Р < 0,05) – через сутки после второй инъекции. По окончании эксперимента показатели живой массы бройлеров IV гр. превышали контрольные показатели на 9,2% (Р <0,05). Наибольшее увеличение живой массы птиц IV гр. по сравнению с контрольной отмечалось на 4-е сут. после первой инъекции (9,6%, Р<0,01).
1. Показатели живой массы цыплят-бройлеров, г (X±Sx)
Возраст, нед. Группа
I II III IV
2 393,3±1,38 397,6±0,808 397,8±1,21 397,7±1,39
3 564,6±0,66 597,7±0,83** 575,2±1,82** 596±2,31**
4 873,8±2,77 902,6±7,16* 926,8±7,5** 919,3±9,09**
5 1308,1±11 1360,6±11,2* 1353,1±14,4 1377,3±14,5*
6 1535,3±22,3 1644,6±10,02** 1628,9±9,18* 1676,6±9,6**
Примечание: * – Р<0,05; ** – Р<0,01
В результате оценка динамики роста птиц опытных групп показала большую эффективность совместного применения внутримышечных инъекций наноформ железа и аргинина в рационе по сравнению с их отдельным использованием. Живая масса птиц IV гр. в конце эксперимента превышала показатели по приросту цыплят II и III гр. на 2,08 и 3,1% (Р < 0,05) соответственно.
Ростостимулирующие эффекты L-аргинина связаны с изменением баланса потребляемой и расходуемой энергии в пользу сжигания жира или снижения роста белой жировой ткани. L-аргинин стимулирует митохондриальный биогенез и развитие бурой жировой ткани [6]. Ранее на модели цыплят-бройлеров (Cobb 500) показано снижение массы брюшной жировой ткани и циркулирующих липидов под влиянием добавок диетического L-аргинина [7].
В отношении морфологических показателей крови наблюдалось увеличение уровня эритроцитов, концентрации гемоглобина и гематокрита у цыплят II и IV опытных групп (табл. 2). Так, спустя 7 сут. после первой инъекции уровень эритроцитов в крови бройлеров II гр. по сравнению с контролем был увеличен на 12,9% (Р<0,01), IV гр. – на 16% (Р < 0,01), через 28 сут. послей первой инъекции в возрасте цыплят 42 дн. – на 24,2 и 26,8% (Р<0,01) соответственно. Показатели гемоглобина были увеличены относительно контроля в крови аналогов II и IV гр. на 3,9 (Р < 0,05) и 6,3% (Р < 0,01) через 7 сут. после первой инъекции, на 34,7 и 35,5% (Р<0,01) соответственно – в конце эксперимента. Подобное изменение в уровне эритроцитов находит косвенное отражение в изменении показателей гематокрита. Согласно полученным результатам, уровень гематокрита был увеличен в крови цыплят II и IV гр. относительно контроля на 3,59 и 3,67% (Р < 0,05) спустя 7 сут. после введения наночастиц, на 15,3 и 18,7% (Р<0,01) – в возрасте 42 дн. соответственно. В крови аналогов III гр. значимых изменений по содержанию эритроцитов, гемоглобина и гематокрита не отмечалось.
Полученные нами результаты изучения увеличения уровня эритроцитов и гемоглобина под действием наночастиц железа хорошо согласуются с данными других авторов [8].
2. Характеристика крови подопытных бройлеров (X±Sx)
Показатель Груп¬ Время после инъекции, сут.
па 7 28
I 2,52±0,012 2,7±0,02
Эритро- II 2,85±0,02** 3,36±0,04**
циты, 1012/л III 2,5±0,14 2,73±0,26
IV 2,93±0,01** 3,43±0,06**
I 26,3±0,54 29,6±0,69
Гемато - II 29,9±0,59* 44,9±0,41**
крит, % III 26,3±1,2 30,9±0,58
IV 29,9±0,73* 48,3±0,33**
I 145,7±1,45 146,±0,58
Концент- II 151,38±0,7* 196,7±0,43**
рация гемогло- III 145,3±1,86 145±2,08
IV 154,8±0,92** 197,9±0,81**
Примечание: * – Р<0,05; ** – Р<0,01
Вывод. Проведённые исследования подтвердили
ростостимулирующий эффект наночастиц железа.
Эффекты, установленные при совместном использовании аргинина и наночастиц железа, оказались
сходными.
Литература
1. Zhang J. Comparison of short-term toxicity between Nano-Se and selenite in mice / J. Zhang, H. Wang, X. Yan, L. Zhang // Life Sci. Jan. 2005. V. 76(10). P. 1099–1109.
2. Rohner F. Synthesis, characterization, and bioavailability in rats of ferric phosphate nanoparticles / F. Rohner, F.O. Ernst, M. Arnold, M. Hilbe,R. Biebinger, F. Ehrensperger, S.E. Pratsinis, W. Langhans, R.F. Hurrell, M.B. Zimmermann // J Nutr.Mar. 2007. V. 137 (3). P. 614—619.
3. Глущенко Н.Н., Богословская ОА, Ольховская И.П. и др. Влияние наночастиц цинка на процессы ранозаживления // Биоантиоксидант: матер. VI междунар. конф. М., 2002. С. 114—116.
4. Aslam Mohamad F. / Mohamad F. Aslam, David M. Frazer, NunoFaria, Sylvaine F. A. Bruggraber, Sarah J. Wilkins, Cornel Mirciov, Jonathan J. Powell,Greg J. Anderson, Dora I. A. Pereira // Ferroportin mediates the intestinal absorption of iron from a nanoparticulate ferritin core mimetic in mice // FASEB J. 2014. V. 28(8). P. 3671—3678.
5. Flynn N.E. The metabolic basis of arginine nutrition and pharmacotherapy / N.E. Flynn, C.J. Meininger, T.E. Haynes, G. Wu // BiomedPharmacother. 2002. V. 56. P. 427—438.
6. McKnight J.R. Beneficial effects of L-arginine on reducing obesity: potential mechanisms and important implications for human health / J.R. McKnight, M.C. Satterfield, W.S. Jobgen,
S.B. Smith, T.E, Spencer, C.J. Meininger, C.J. McNeal, G. Wu. // AminoAcids. 2010. V. 39 (2). P. 349—357.
7. Fouad A.M. Dietary L-arginine supplementation reduces abdominal fat content by modulating lipid metabolism in broiler chickens / A.M. Fouad, H.K. El-Senousey, X.J. Yang, J.H. Yao // Animal. 2013. V. 7(8). P. 1239—1245.
8. Скоркина М.Ю., Федорова М.З., Сладкова Е.А. и др. Влияние наночастиц железа на дыхательную функцию крови // Ярославский педагогический вестник. 2010. № 2. С. 101—106.
