CC BY
77
ЗООТЕХНИЯ И ВЕТЕРИНАРНАЯ МЕДИЦИНА
Известия ТСХА, выпуск 2, 2015 год
УДК(619:636):577.1(072)
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ГОМЕОСТАЗА У СТРЕССИРОВАННЫХ СВИНЕЙ ПРИ НАЗНАЧЕНИИ ЖИВОТНЫМ ЯНТАРЯ И МАТОЧНОГО МОЛОЧКА
А.А. ИВАНОВ, Р.Т. МАННАПОВА, Р.А. РАПИЕВ (РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева)
Кратковременное, и особенно длительное шумовое раздражение свиней, приводит к нарушению гомеостаза у животных и снижению их продуктивности. Назначение стрес-сированным животным природных адаптогенов — необработанного янтаря и маточного молочка — способствует восстановлению констант гомеостаза (уровня глюкозы, общего билирубина, общего холестерина, мочевины, креатинина, общего белка, активности ферментов а-амилазы, АлАт и АсАт, щелочной фосфатазы), нормализует уровень гормонов и витаминов в крови животных. Комплексное применение янтаря и маточного молочка имеет более выраженный адаптогенный эффект. Авторы рекомендуют необработанный янтарь и маточное молочко для применения в качестве стресс-протекторов в свиноводстве.
Ключевые слова: свиньи, стресс, гомеостаз, необработанный янтарь, маточное молочко пчел, биохимия крови, гормоны, витамины.
В промышленном животноводстве стрессы животных неизбежны вследствие применения машин и механизмов с высоким уровнем шума и потому имеют широкое распространение. С усилением акустического фона в животноводческом помещении у животных нарушается гомеостаз и, как следствие, снижаются показатели продуктивности [1, 3, 4]. Ученые работают над поиском компромиссных решений — в виде снижения шумового сопровождения работающих механизмов и повышения стресс-устойчивости животных к шумовому стресс-фактору. В частности, предлагается применение биологически активных веществ для стимуляции адаптивных процессов в организме животных, подвергнутых стресс-воздействию [11, 12]. К таким средствам относят природный янтарь и продукт пчеловодства — маточное молочко. Клеточно-молекулярные механизмы влияния этих продуктов на животный организм до конца не изучены. Известно, что янтарь может выступать источником янтарной кислоты, которая улучшает энергетический обмен и активизирует обменные процессы в организме. Известно также, что янтарь ионизирует окружающую среду, чем оказывает влияние на состояние эндокринной системы и системы иммунитета животных [5, 7, 9]. Пчелиное маточное молочко является многокомпонентным продуктом,
74
содержащим широкий набор биологически активных веществ. Поэтому его влияние на животный организм также многогранно, но изучено недостаточно глубоко [2, 6, 8, 10]. Бесспорным преимуществом природных адаптогенов является то, что их применение не сопровождается побочными негативными эффектами, как в случае с синтетическими нейрогенными фармацевтическими препаратами.
Свиньи отличаются высокоразвитой нервной системой и сложной психикой и, как следствие, высокой чувствительностью к раздражителям большой силы. К сожалению, современные свинофермы оборудованы техническими средствами (транспортеры, вентиляторы, кормораздатчики) с высоким уровнем шумового сопровождения. В этих условиях природные адаптогены могут быть эффективными в части купирования негативного влияния шумового стресс-фактора на животных.
Целью наших исследований явилось изучение метаболических изменений у свиней при воздействии на животных шумового раздражителя и влиянии природных адаптогенов — необработанного янтаря и маточного молочка — на состояние гомеостаза и развитие адаптационных реакций стрессированных свиней.
Материал и методы исследований
Опыты проводились на поросятах крупной белой породы с 3-4-месячного возраста, которые были разделены на 7 групп. Животные 1-й группы служили в качестве контроля. Поросята 2-й группы подвергались кратковременному действию шумового раздражителя. Для создания стресс-эффекта использовали промышленный перфоратор Sparky K 615CE с высоким уровнем шума (120 дБ) в течение 2-х дней (2 раза в день по 15 мин. с интервалом 30 мин.). Животных 3-й группы подвергали длительному воздействию шумового раздражителя (в течение 20 дней). Животные 4 и 5 групп на фоне КСФ и ДСФ находились под влиянием аэроионов янтаря, которые выделялись от янтарных планшет, и дополнительно в их рацион вносили янтарный порошок в дозе 5 г на голову, 1 раз в день с кормом, ежедневно в течение 7 и 30 дней. Янтарный планшет размером 60^60 см создает поток легких отрицательных ионов на расстоянии 1,5 м в 2833 ион//см3/с. На каждую клетку с животными устанавливали по 4 планшета на 1 час в день. Измерение количества легких отрицательных ионов в клетках с животными проводили с использованием счетчика аэроинов САИ ТГУ-70 ИТ 6914. С поросятами 6 и 7 групп, на фоне КСФ и ДСФ, проводили те же манипуляции, что и с животными 4 и 5 групп, и дополнительно в рацион животных вносили маточное молочко из расчета 20 г (2 таблетки «Апилак») в день на животное, в течение 7 и 30 дней.
Кровь для исследований забирали утром до начала опытов (фон), затем через 3, 24, 48, 72 ч. и 7, 30, 60 и 90 сут. от начала эксперимента. Биохимические исследования проводили классическими методами, выделение уровня витаминов в крови — методом высокоэффективной жидкостной хроматографии, содержание гормонов определяли иммуноферментным методом с использованием стандартных тест-наборов. Цифровой материал обработан методом вариационной статистики.
Результаты исследований и их обсуждение
Стресс способствовал изменению констант гомеостаза внутренней среды организма свиней. У животных на фоне стресса до 7 дня эксперимента развивалась гипергликемия. Через 30 сут. опыта содержание глюкозы в крови животных опыт-
75
ных групп снизилось, однако превышало контроль. К концу опыта уровень глюкозы в крови животных 6 группы соответствовал контролю, а у животных 2, 3, 4, 5, 7 групп был выше на 27,0; 74,0; 36,0; 88,0 и 50,0% по сравнению с контролем.
Содержание общего белка в сыворотке крови свиней опытных групп, напротив, в первые часы изменялось в сторону снижения. Этот процесс проявлялся через 3, 24, 48 ч., но был максимальным через 7 сут. от начала опыта. В последующие периоды опыта наблюдалось повышение уровня общего белка. К 30 и к 90 сут. эксперимента содержание общего белка в сыворотке крови свиней 6 группы восстановилось до физиологического значения. Показатели свиней 2, 3, 4, 5, 6, 7 опытных групп, хотя и снизились, но в разной степени, в зависимости от формы стресса и использованных адаптогенов. Благоприятное влияние на уровень общего белка оказывало комплексное применение необработанного янтаря и маточного молочка пчел.
На фоне стресса регистрировалось увеличение в крови свиней концентрации общего холестерина. Через 3 ч. его повышение регистрировалось во 2 и 3 группах, а показатели свиней 6 и 7 групп оставались без изменений и соответствовали физиологическому уровню. Однако уже через 24 и 48 ч. эксперимента ситуация изменялась. Концентрация холестерина нарастала, и через 7 сут. в крови свиней 2, 3, 6 и 7 групп она превышала контроль в 1,50; 2,09; 1,36; 1,54 раза. В последующие сроки опыта наблюдалось снижение общего холестерина. К концу эксперимента его уровень в 6 группе соответствовал физиологическим нормам, а у свиней 3 и 7 групп был выше контрольной цифры в 1,73 и 1,17 раза, свидетельствуя о положительном влиянии на фоне ДСФ адаптогенов. Подобным образом в крови изменялась концентрация катаболита белкового обмена — мочевины.
Янтарь и маточное молочко способствовали восстановлению в крови стресси-рованных свиней содержания креатинина, активности щелочной фосфатазы, амилазы, АсАт, АлАт.
На фоне действия на организм свиней как кратковременного, так и длительного стресса, регистрировалось снижение содержания в крови витаминов. При КСФ под действием адаптогенов содержание водо- и жирорастворимых витаминов (С, В1, В2, В12 и Е, Д) в крови животных имело тенденцию быстрого восстановления. Максимальное снижение содержания витаминов отмечалось на фоне действия длительного стресса. Динамика всех исследованных водо- и жирорастворимых витаминов в крови свиней на фоне действия КСФ и ДСФ была стереотипичной. В таблице 1 для примера представлена динамика концентрации витамина С в крови свиней.
У свиней 3-й группы уровень водорастворимых витаминов к концу опытов был ниже, чем у животных контрольной группы: витамина С — в 2,28 раза, тиамина — в 1,77 раза, витамина В2 — в 1,34 раза, витамина В12 — в 1,57 раза. Особенно резкое снижение в крови, на фоне действия на организм свиней ДСФ, наблюдалось со стороны жирорастворимых витаминов: витамина Е — в 5,18 раза, витамина Д — в 3,87 раза. Применение адаптогенов (7 группа) способствовало повышению в крови животных содержания водорастворимых витаминов С, В1 и В2 Однако уровень этих витаминов был ниже, чем у животных контрольной группы. Исключение составил цианкобаламин. Уровень витамина В12 в конце эксперимента достоверно превышал аналогичный показатель свиней контрольной группы на 17%.
Благоприятное влияние необработанный янтарь в комплексе с маточным молочком, на фоне действия ДСФ, оказывал также на повышение жирорастворимых витаминов Е и Д в крови свиней, уровень которых в 7-й группе к 90 дню исследований уступал контрольным цифрам лишь в 1,46 и 1,2 раза.
76
Динамика содержания витамина С в крови свиней, мг/100 мл
Группы Сроки исследования от начала опытов, сут.
животных 2 7 30 60
1 0,68 0,67 0,62 0,74 0,73
2 0,76 0,60 0,53** 0,69* 0,63**
3 0,62 0,52* 0,47* 0 29*** 0 32***
6 0,74 0,68 0,79* 0,97* 1,17**
7 0,65 0,48* 0,59 0,43** 0,70
Примечание. Здесь и далее в таблицах: * — Р>0,95, ** — Р>0,99, *** — Р>0,999.
На фоне шумового стресса происходили существенные нарушения гормонального статуса животных. Изменения в содержании гормонов наиболее выраженными были на фоне длительного стресса. При этом особенно проявлялись изменения со стороны гормонов надпочечников — маркеров стресса. При этом регистрировалась выраженная активизация коркового слоя надпочечников и выброс в кровь свиней кортизола (табл. 2).
На фоне действия КСФ, и особенно ДСФ, отмечалась активная продукция корой надпочечника гормона кортизола. Во 2 и 3 группах свиней он превысил показатель контроля через 24, 48 и 72 ч. на 16,1 и 15,2; 24,8 и 37,3; 24,3 и 59,2 нмоль/л; через 7, 30 сут. — на 20,0 и 133,2 нмоль/л; 2,4 и 110,5 нмоль/л. На 60 и 90 сут. содержание кортизола в крови свиней 2 группы соответствовало контролю, а у животных 3 группы превышало его на 82,9 и 74,7 нмоль/л.
Т а б л и ц а 2
Содержание кортизола в крови свиней, нг/мл
Группы животных Фон Сроки исследования от начала опытов
часы сутки
24 48 72 7 30 60 90
1 27,4 25,7 26,5 27,0 25,9 27,2 26,7 26,3
2 26,4 34,4** 39,7*** 42 3*** 36 2*** 33,0** 30,4* 28,2
3 25,7 34,0** 44 4*** 48 7*** 51,3*** 49,6*** 44 3*** 39,0***
4 27,2 32,9** 36,8*** 38 2*** 34,0*** 29,1 28,0 27,0
5 26,6 32,6** 42 0*** 46,3*** 48,0*** 46,0*** 40 2*** 35,1***
6 26,2 30,3* 33,4** 35,9*** 30,3** 27,4 26,3 26,6
7 27,0 29,9* 40 1*** 45,3*** 46 2*** 40 2*** 30,6 28,4
77
Необработанный янтарь на фоне КСФ и ДСФ (4 и 5 группы) способствовал затормаживанию данного процесса. Более благоприятное влияние на снижение уровня кортизола в крови, на фоне стресса, оказывало комплексное применение необработанного янтаря и маточного молочка (6 и 7 группы). Подобно кортикостероидным гормонам и кортизолу под действием стресса в крови свиней изменялась динамика адреналина.
На фоне стресса усиливалась выработка передней долей гипофиза АКТГ. Он в крови свиней 2 и 3 групп превысил контрольный показатель через 24, 48, 72 ч. и 7,30 сут. на 3,1 и 2,8; 7,4 и 7,6; 7,3 и 10,2; 5,4 и 17,9; 1,9 и 18,2 пг/мл. На 60 и 90 сут. содержание АКТГ в крови свиней 2 группы соответствовало контролю. Менее выраженное повышение АКТГ было в крови свиней 4 и 5 групп, а затем — 6 и 7 групп.
Стресс способствовал достоверным изменениям в крови свиней концентрации гормонов щитовидной железы. Содержание ТТГ в крови свиней 2 и 3 групп вначале повышалось: во 2-й группе — до 48 ч., в 3-й группе — до 7 сут. Через 60 и 90 сут. уровень ТТГ в крови свиней 2-й группы соответствовал контролю, а 3-й группы — был выше в 1,55 и 1,34 раза. По такому же принципу, но менее активно динамика ТТГ изменялась у свиней 4 и 5 групп. Более умеренное увеличение концентрации ТТГ под действием стресса с последующим восстановлением регистрировалось у животных 6 и 7 групп.
На фоне стресса регистрировалась активная выработка в организме свиней тироксина и трийодтиронина. Применение в качестве адаптогенов необработанного янтаря и маточного молочка на фоне КСФ способствовало восстановлению уровня этих гормонов через 30 сут., на фоне ДСФ — через 60 сут.
Значительные отклонения от физиологических значений, на фоне действия на организм хрячков стресса, регистрировались в динамике гормона яичников, и частично коры надпочечников — тестостерона. В результате действия на организм КСФ и ДСФ в крови хрячков 2 и 3 групп уровень тестостерона резко снизился к 7 сут. эксперимента с последующим повышением.
Необработанный янтарь (4 и 5 группы) способствовал заметному повышению выработки тестостерона. Более значительное увеличение его продукции наблюдалось у животных 6 и 7 групп по сравнению с животными 4, 5, и особенно 2 и 3 групп. Подобно динамике гормона тестостерона в крови свиней под действием КСФ и ДСФ изменялась динамика инсулина (табл. 3).
Живая масса животных в начале эксперимента (месячные) в контрольной и опытных группах животных была одинаковой. В конце срока взвешивания (120 дней) показатель живой массы подсвинков по 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 группам составил 44,4; 43,2; 39,9; 43,9; 42,0; 45,2; 43,7 кг. Абсолютный прирост массы за этот период исследований (с 30-дневного возраста по 120-й день) по 2, 3, 5 и 7 группам был ниже, чем в контрольной группе, на 1,4; 4,6; 2,7 и 0,8 кг, а по 6 группе превысил контрольный показатель на 0,9 кг. Среднесуточный прирост массы тела животных 2, 3, 4 и 7 групп уступал контрольной цифре, а у поросят 5, 6 групп был выше, чем в контроле.
Результаты исследования промеров тела свиней в 120- и 180-дневном возрасте животных также свидетельствовали о положительном влиянии необработанного янтаря и маточного молочка на показатели роста и развития свиней на фоне действия на организм стресс-фактора.
Показатель убойного выхода подсвинков 2-й группы соответствовал контролю. Убойный выход животных 3 и 7 групп был ниже контрольной цифры на 6,8 и 3,2 кг,
78
Содержание инсулина в крови свиней, ед/мл
Группа животных Фон Сроки исследования
часы сутки
24 48 72 7 30 60 90
1 27,4 26,4 28,7 27,8 29,0 28,9 29,3 28,3
2 26,9 24,0 22 4** 20,3** 19,5*** 21,0** 24,4* 25,2
3 27,2 24,3 21 2** 18,0** 10 4*** 8 7*** 10,6*** 15,0**
4 27,0 25,2 24,3* 22,6* 20,3** 26,2* 26,9 26,4
5 27,5 25,9 26,6 22,1* 16,0*** 12 4** 14 9*** 18,8*
6 26,8 26,1 26,3** 24,4 25,3* 27,2 28,4 28,0**
7 27,3 27,0 27,3 24,5** 22 7** 20,6** 22,3** 24,6*
а в 6 группе превысил контрольный уровень на 5,1 кг. Толщина шпига над 6-7 позвонками у свиней 2, 3, 7 групп была выше, чем в контроле, а у животных 6-й группы, напротив, уступала контрольной цифре на 3,0 мм. Масса заднего окорока животных 2, 3 и 7 групп была ниже, чем в контроле, на 0,3; 2,1; 1,0 кг, а в 6-й группе превысила контрольный показатель на 2,2 кг. Доля мышечной ткани в туше свиней 2-й группы была выше у животных на 2,54% и 1,2 кг, 6-й группы — на 3,47% и 5,5 кг, 7-й группы — на 4,69% и 0,7 кг. Содержание жировой ткани в туше свиней 2, 3, 6 и 7 групп было ниже, чем в контроле, на 1,2; 2,0; 1,6 и 3,9 кг (в процентном соотношении — на 1,17; 5,6 и 4,55%, а по 3-й группе превысило контрольный уровень на 1,98%. Доля костной ткани по 2, 6 группам превысила контроль на 0,1; 1,2 кг, по 7-й группе соответствовала контрольному значению, а по 3-й группе на 0,1 кг была ниже, чем в контроле.
Химический состав длиннейшей мышцы спины свиней контрольной и опытных групп отличался в зависимости от формы стресса и проведенных профилактических манипуляций. Максимальное содержание общей влаги в мышцах регистрировалось у животных 3 группы. Содержание протеина было ниже, чем в контроле, на 0,92; 1,2; 5,77 и 4,05%. Показатель уровня жира в мышцах свиней 3-й группы был минимальным — 4,6%. Уровень жира в мышцах животных 6 и 7 групп был ниже по сравнению с его значением в мышцах свиней остальных групп. Доля золы в мышцах была минимальной в 3-й группе.
Данные экономической эффективности применения адаптогенов на фоне кратковременного и длительного шумового стресса (6 и 7 группы) показывают, что абсолютный прирост живой массы в этих группах выше, чем во 2 и 3 группах (без адаптогенов), на 2,3 и 3,8 кг, себестоимость 1 кг ниже на 1,91 и 6,38 руб. Прибыль от применения янтаря и маточного молочка превысила таковую во 2 и 3 группах на 235,0 и 475,0 руб., рентабельность — на 3,76 и 7,61%.
79
Таким образом, результаты анализа экономической эффективности применения природных адаптогенов на фоне стресса свиней свидетельствуют о целесообразности их использования для восстановления констант гомеостаза и повышения продуктивных показателей свиней.
Выводы
1. Необработанный янтарь и маточное молочко на фоне стресса свиней способствуют коррекции метаболических нарушений животных в виде восстановления субстратных и ферментных показателей крови, а также повышают уровень антиок-сидантной и иммунной защиты животных.
2. Адаптогены способствуют восстановлению или приближению к физиологическим значениям активности надпочечников и щитовидной железы.
3. Необработанный янтарь и маточное молочко, на фоне действия на организм ДСФ, способствуют восстановлению продуктивных показателей свиней: а) повышению живой массы, среднесуточного прироста; б) улучшению убойных и мясных показателей туш; в) улучшению биохимических показателей мяса; повышают рентабельность производства свинины.
Библиографический список
1. Андреева А.В., Муратова Е.Т. Профилактика кормового стресса у поросят-отъемы-шей // Достижения науки и техники АПК. 2008. № 12. С. 48-50.
2. Андреева Е.Н., Андреева А.В., Маннапова Р.Т. Стимуляция роста и развития поросят маточным молочком в комплексе с другими БАПП // Материалы XI Всероссийской научно-практической конференции «Апитерапия — XXI век». Рыбное, 2004. C. 147-149.
3. ГринбергДж. Управление стрессом. СПб., 2008. 279 с.
4. Лосик Б. Держитесь. Стресс-менеджмент для трудоголиков. Изд-во «NT-Пресс», 2005. 256 с.
5. Магадеев К.Р. Влияние необработанного янтаря на уровень гормонов тиреоидной системы при экспериментальном гипотиреозе крыс // Современные проблемы интенсификации производства в реализации национального проекта «Развитие АПК». Москва, 2007. С. 170-172.
6. Магамедова З.Ш., Омаров Ш.М., Омарова З.М. Основы апитерапии // Махачкала, 2011. 100 с.
7. Маннапова Р.Т., Рапиев Р.А., Эльдарушева С.Г., Магадеев Р. Влияние необработанного янтаря на биохимические показатели при экспериментальном гипотиреозе крыс // Ветеринарная патология. 2008. № 1. С. 53-57.
8. Маннапова Р.Т., Рапиев Р.А. Коррекция уровня гормонов надпочечников при кратковременном и длительном стрессе свиней янтарем и маточным молочком пчел // Фундаментальные исследования. 2013. № 1 (2). С. 304-307.
9. Мошков Н.Н. Неизвестное об известном. Янтарь — источник энергии, красоты и здоровья: основы энергоинформационной медицины. Калининград, 2004. 179 с.
10. Омаров Ш.М. Апитерапия. Продукты пчеловодства в мире медицины. Ростов-на-Дону, 2009. 352 с.
11. Сурай Р., Фисинин Ф.И. Природные адаптогены в эмбриогенезе кур и защита от стрессов в постнатальном развитии // Сельскохозяйственная биология. 2013. № 2. С. 3-18.
12. Трошин В.Д. Стресс и стресогенные расстройства. Диагностика, лечение и профилактика. М.: Изд-во «Медицинское информационное агентство», 2007. 784 с.
80
RECOVERY OF HOMEOSTASIS CONSTANTS IN PIGS UNDER THE STRESS WHEN RAW AMBER AND ROYAL JELLY ARE APPLIED
A.A. IVANOV, R.T. MANNAPOVA, R.A. RAPIEV
(Russian Timiryazev State Agrarian University)
The aim of the investigation was to study raw amber and royal jelly as stress-protectors for pigs. Short-term and especially long-term noise factor caused nonspecific stress-reaction among pigs and resulted in deep disorder of animal homeostasis. Raw amber and bee royal jelly contributed to the recovery of animal homeostasis and were proved to be natural adaptogens. Such biochemical indicators as glucose level in blood, total bilirubin, total cholesterol, urea, creatinine, total protein, alkaline phosphatase, a-amylase, AlAt and AsAt activity returned to the physiological interval. Raw amber and royal jelly showed protective effect on natural antioxidants, the level of which in pig blood tended to growth. Raw amber and royal jelly when applied in complex had more significant adaptogenic impact on depressed pigs. Authors recommend using raw amber and royal jelly as stress-protectors in pig breeding.
Key words: pigs, stress, homeostasis, raw amber, royal jelly, blood biochemistry, hormones, vitamins.
Иванов Алексей Алексеевич — д. б. н., проф., зав. кафедрой физиологии, морфологии и биохимии животных РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева (127550, Москва, ул. Тимирязевская, 50; тел.: (499) 976-39-19; e-mail: [email protected]).
Маннапова Рамзия Тимергалеевна — д. б. н., проф. кафедры микробиологии и иммунологии РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева (127550, Москва, ул. Тимирязевская, 50; тел.: (499) 976-09-66; e-mail: [email protected]).
Рапиев Разиф Абулкарамович — к. б. н., соиск. кафедры физиологии, морфологии и биохимии животных РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева (127550, Москва, ул. Тимирязевская, 50; тел.: (499) 976-39-19; e-mail: [email protected])
Ivanov Aleksey Alekseevich — Doctor of Biological Sciences, Professor, Head of the Department of Animal Physiology, Morphology and Biochemistry, Russian Timiryazev State Agrarian University (127550, Moscow, Timiryazevskaya street, 50; tel.: +7 (499) 976-39-19; e-mail: [email protected]).
Mannapova Ramziya Timergaleevna — Doctor of Biological Sciences, Professor of the Department of Microbiology and Immunology, Russian Timiryazev State Agrarian University (127550, Moscow, Timiryazevskaya street, 50; tel.: +7 (499) 976-09-66; e-mail: [email protected]).
Rapiev Razif Abulkaramovich — PhD in Biology, degree applicant of the Department of Animal Physiology, Morphology and Biochemistry, Russian Timiryazev State Agrarian University (127550, Moscow, Timiryazevskaya street, 50; tel.: +7 (499) 976-39-19; e-mail: razifrapiev@ yandex.ru).
81
