Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Актиоксидантный статус и неспецифическая резистентность организма свиней при использовании различных соединений селена

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Актиоксидантный статус и неспецифическая резистентность организма свиней при использовании различных соединений селена"

На правах рукописи

КУЗНЕЦОВА ТАТЬЯНА СЕРГЕЕВНА

АНТИОКСИДАНТНЫЙ СТАТУС И НЕСПЕЦИФИЧЕСКАЯ РЕЗИСТЕНТНОСТЬ ОРГАНИЗМА СВИНЕЙ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РАЗЛИЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ СЕЛЕНА

03.00.04 - БИОХИМИЯ

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Боровск - 1999

Диссертационная работа выполнена во Всероссийском научно-

исследовательском институте физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных животных

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Галочкин Владимир Анатольевич.

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, прсфессор, заслуженный деятель науки РФ, член-корреспондент РАСХН Владимиров Валентин Лаврович;

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Аитов Станислав Николаевич.

Ведущее научное учреждение - Московская сельскохозяйственная академия имени К. А. Тимирязева.

Защита диссертации состоится 1999 года на за-

седании диссертационного совета Д.020.17.01 при всероссийском научно-исследовательском институте физиологии^ биохимии и питания сельскохозяйственных животных.

$ /С ъа^сгб

Адрес института: 249010, г! Боровск Калужской обл., ВНИИФБиП с.-х. животных.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан «

а » 1999 г.

Ученый секретарь диссертационного

совета, кандидат с.-х. наук Г.В. Дворянчикова

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 1.1. Актуальность темы. При организации полноценного питания животных важная роль отводится минеральным веществам, в том числе селену (Ермаков В. В., Ковальский В. В., 1974). Содержание этого микроэлемента в рационах должно строго контролироваться (Георгиевский В. И. и др., 1979; Кальниц-кий Б. Д., 1980, 1985, 1998). Селен входит в активный центр важнейшего окислительного фермента глутатионпероксидазы, принимает участие в синтезе глицин-редуктазы, липоатдегидрогеназы, коэнзимов Аир. Обмен селена в организме тесно связан с метаболизмом витамина Е, полиненасыщенными жирными кислотами и другими компонентами антиоксидантной системы организма. Дефицит этого элемента в кормах вызывает нарушения в обмене белков, жиров, углеводов и приводит к возникновению многих заболеваний: беломышечной болезни, некрозу печени, экссудативного диатеза, анемии, гемолизу эритроцитов, дегенерации яичников, снижению резистентности и восприятия света (Никитина Л. П., Иванова В. Н., 1995). Особенно страдают из-за недостатка селена интенсивно растущие и беременные животные. Не менее опасен для организма и избыток селена в рационе, при котором наблюдаются хронические или острые отравления в результате блокирования БН-групп и нарушения синтеза ряда аминокислот. Установлено, что селен обеспечивает нормальную деятельность антиоксидантной, иммунной и дегоксифицирующей систем организма (Георгиевский В. И., 1979; Двинская Л. М. и др., 1986, 1995; Мишанин Ю. Ф., 1992; Га-лочкин В. А., 1998; Золотов П. А., 1999).

В качестве дополнительных источников этого элемента в рационы животных вводят, как правило, неорганические препараты: селениты и селенаты. Од-

нако эти соединения являются достаточно токсичными, поэтому постоянно ведется поиск более безопасных препаратов, в которых величины токсических и стимулирующих доз отличались бы на максимально возможную величину (Wolf-fram S., Scharrer Е., 1988; LarsenH. J., 1993; Chan S. et al., 1998). К их числу относится новое отечественное низксгоксичное органическое соединение селенопи-ран, которое показало высокую эффективность в опытах на поросятах, овцах и птице (Харитонова И. Г., 1992; Боряев Г. И., 1992; Горбунова Н. В., 1997; Бли-нохватов А. Ф., 1997). Влияние разработанной во ВНИИФБиП пролонгированной формы селенопирана на организм свиней и поросят остается не изучено.

Обязательным атрибутом нормальной аэробной жизни любой клетки явля- • ется генерация активизированных кислородных метаболитов, известных как прооксиданты. Развитие и функционирование клеток в кислородсодержащем окружении возможно лишь при надежной работоспособности защитных систем, к которым относятся строго специализированные ферментативные и неферментативные антиоксиданты. В живых организмах исключительно сложная и многокомпонентная антиоксидантная защита представлена различными веществами и системами, отдельные составляющие которых находятся во взаимокомпенсаторных отношениях, благодаря чему и поддерживается высокая активность свободнорадикальных окислительных процессов. Малейшие изъяны или сбои в непрерывном процессе регенерации тех или иных компонентов антиоксидантных систем приводит к развитию губительного для клеток окислительного стресса (Владимиров Ю. А., Арчаков А. И., 1972; Карпуть И. М., 1981; Журавлев А. И., Пантюшенко В. Т., 1989; Макарова С. М., 1990; Klayman D. L., Günther W. H., 1973; Feter J. et al., 1987; KereC. О., Hacker R. R., 1997).

Однако все аспекты взаимосвязи многочисленных и широкоразветвленных звеньев различных антиоксидантных систем организма свиней в онтогенезе и при различных условиях питания продолжают оставаться недостаточно изученными.

1.2. Цель и задачи исследований. Цель работы - изучить зоотехнические показатели, взаимосвязь комплекса гематологических и биохимических параметров, характеризующих антиоксидантный статус и неспецифическую резистент-

ность организма свиней в постнатальном онтогенезе, при различной обеспеченности селеном и использовании органической и неорганической формы селена свиноматками и их потомством. Для достижения поставленной цели решались следующие конкретные задачи:

1. Сравнить влияние селенопирана и селенита натрия на гематологические и биохимические показатели, характеризующие неспецифическую резистентность и состояние антиоксидантной системы организма свиноматок и их потомства.

2. Установить динамику и взаимосвязь в крови содержания белка, гемоглобина, гематокрита, лейкоцитов, эритроцитов, их размеров и насыщенности гемоглобином, малонового диальдегида, каталитической активности супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы, церулоплазмина, каталазы, щелочной фосфатазы, общей антиокислительной активности в течение полного воспроизводительного цикла у свиноматок и их поросят от рождения до отъема.

3. Уточнить биохимические критерии обеспеченности организма свиней селеном.

4. Изучить показатели репродуктивной функции свиноматок, роста и развития поросят при использовании различных соединений селена.

1.3. Научная новизна исследований. Впервые изучен механизм действия парентерального введения пролонгированной формы селенопирана, разработанной во ВНИИФБиП, на факторы неспецифической резистентности и антиокси-дантный статус организма свиноматок и их потомства.

Проведен сопоставительный анализ действия селенита натрия и селенопирана на ряд гематологических, биохимических и зоотехнических показателей свиней в постнатальном онтогенезе. Показано, что влияние препаратов селена на изученные параметры свиноматок в целом было менее выраженным по сравнению с их воздействием на потомство. Установлено, что добавки в рацион свиноматок в течение всего воспроизводительного цикла селенита натрия и особенно инъекции селенопирана способствуют повышению неспецифической

резистентности путем коррекции свободнорадикальных процессов в организме их поросят.

Описана динамика и выявлена взаимосвязь комплекса биохимических показателей, объективно отражающих состояние антиоксидантной защиты организма свиней в различные физиологические периоды.

1.4. Практическая значимость и реализация результатов работы. Добавки селенита натрия в селендефицитный рацион супоросных и подсосных маток и особенно инъекции (в начале и конце супоросности и в первый день жизни поросят) пролонгированной формы селенопирана повышают резервы антиоксидантной защита, неспецифической резистентности, интенсивность роста и сохранность поросят. Отобраны, апробированы и продемонстрирована высокая информативная ценность совокупности биохимических критериев обеспеченности организма свиноматок и их потомства селеном. Материалы работы использованы при разработке наставлений по применению селенопирана в животноводстве. Полученную новую информацию по-динамике и взаимосвязи показателей, характеризующих антиоксидантный статус организма свиней в постна-тальном онтогенезе, целесообразно использовать в курсе лекций по биохимии и физиологии животных.

1.5. Основные положения, выносимые на защиту:

1. Гематологические и биохимические показатели, характеризующие состояние антиоксидантной системы и неспецифической резистентности организма свиноматок и их потомства при использовании различных соединений селена.

* 2. Динамика и взаимосвязь содержания белка, гемоглобина, гематокрита, лейкоцитов, эритроцитов, малонового диальдегида, каталитической активности супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы, церулоплазми-на, каталазы, щелочной фосфатазы, антиокислительной активности в крови свиней в постнатальном онтогенезе.

'3. Биохимические критерии обеспеченности организма свиноматок и поросят селеном.

4. Показатели репродуктивной функции свиноматок, роста и развития поросят при включении в селендефицитный рацион селенита натрия и подкожных инъекций пролонгированной формы селенопирана.

1.6. Апробация результатов работы. Основные положения диссертации доложены на межлабораторном заседании научных сотрудников ВНИИФБиП (Боровск, 1999 г.) и научной конференции «Вклад молодых ученых и специалистов пищевой промышленности в решение проблемы здорового питания XXI века» (Москва, 1999 г.)

1.7. Публикация результатов работы. Материалы диссертации опубликованы в центральных журналах и научных трудах ВНИИФБиП (8 Статей).

1.8. Объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследований, трех глав собственных исследований и их обсуждения, выводов, предложений производству, списка литературы (118 источников на русском языке и 95 на иностранном языке). Работа изложена на 122 тграницах машинописного текста, включая 19 таблиц и 7 рисунков.

2. МАТЕРИАЛ Н МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Для решения поставленной задачи в 1998-1999 гг. был проведен опыт в виварии института на 15 свиноматках крупной белой породы со вторым опоросом и на их потомстве. Холостые свиноматки в возрасте 14-15 мес. были разделены на 3 группы по 5 голов в каждой по принципу парных аналогов. Матки были покрыты хряками породы дюрок. Все свиноматки содержались в одинаковых условиях и получали комбикорм, состоящий из кукурузы, ячменя, пшеницы, подсолнечного шрота, пшеничных отрубей, минеральных добавок и премикса П 53-1. Рацион был полностью сбалансирован по биологически активным веществам (сырой протеин - 160 г, обменная энергия - 12,8 МДж/кг). В 1 кг корма содержалось 0,055 мг селена. Схема опыта представлена в табл. 1.

Подкормка селенитом натрия (ТУ 6-09-17-209-88) начиналась после покрытия маток и продолжалась до отъема поросят в возрасте 28 суток. Пролонгиро-

ванная форма селенопирана была синтезирована в лаборатории иммунобиотех-нологии ВНИИФБиП. Количество селена, полученное свиноматками в виде селенита натрия и селенопирана, было одинаковым.

Таблица 1

Схема опыта на свиноматках и полученных от них поросятах

Группа Кол-во животных Условия кормления животных и схема введения в организм соединений селена

СУПОРОСНЫЕ И ПОДСОСНЫЕ СВИНОМАТКИ

1 5 Комбикорм без добавок селена (КК). КК содержал 0,055 мг Эе/кг корма.

2 -5 КК + 0,2 мг Бе/кг корма в форме селенита натрия в составе премикса.

3 5 КК + масляный раствор пролонгированной формы селенопирана подкожно 2 раза за опыт: при постановке на опыт в количестве 280 мг селенопирана и за 10 суток до опороса в дозе 135 мг селенопирана (содержание селена в селенопиране - 24% Бе).

ПОДСОСНЫЕ ПОРОСЯТА

1 54 Получены от свиноматок 1-й труппы; комбикорм для поросят без добавок селена (0,15 мг Бе/кг корма).

2 52 Получены от свиноматок 2-й группы; комбикорм для поросят без добавок селена.

3 49 Получены от свиноматок 3-Й группы; комбикорм для поросят без добавок селена + подкожно масляный раствор селенопирана в дозе 14 мг селенопирана в первые сутки жизни.

Поросятам в 4-х суточном возрасте был введен ферроглкжин в дозе 150 мг Ре /гол. Животных с 12-сут. возраста стали приучать к поеданию комбикорма, состоящего из ячменя, кукурузы, пшеницы, подсолнечного шрота, сухого обрата, рыбной муки, минеральных добавок и премикса КС-3 без добавления селена (сырой протеин - 190 г, обменная энергия - 13,1 МДж/кг). В 1 кг корма содержалось 0,15 мг селена. По остальным показателям рационы свиноматок и поросят были сбалансированы согласно существующим рекомендациям (Калашников А. П. и др., 1993). У свиноматок брали кровь из краевой вены уха (на гематологические показатели) и хвостовой артерии (на биохимические показатели) перед постановкой на опыт, в середине супоросности, после опороса и после отъема поросят (всего 4 раза). У поросят брали кровь из тех же сосудов в первые сутки жизни и сразу после огьема, а затем был проведен убой животных во 4 головы из группы.

В цельной крови определяли количество эритроцитов и лейкоцитов в камере Горяева, гемоглобина с реактивом Драбкина, величину гематокрита с помо-

щью микроцентрифуги (Тодоров Й., Кондрахин И. П. и др., 1985). На основании этих данных рассчитывали ряд других показателей красной крови (Кузнецов С. Г. и др., 1991). В цельной крови также изучали активность супероксиддисмута-зы, КФ 1.15.1.11 и каталазы, КФ 1.11.1.6 (Чевари С. и др., 1991), в эритроцитах -глутатионпероксидазы, КФ 1.11.1.9 (Моин В. М., 1986); в плазме крови - активность церулоплазмина, КФ 1.10.3.2 (Кузнецов С. Г., 1975), щелочной фосфатазы, КФ 3.1.3.1- с набором реактивов Лахема диагностика, антиоксидантную активность (Клебанов Г. И., 1988), содержание белка по Лоури (Чешев К. С. и др, 1967), в сыворотке крови - концентрацию малонового диальдегида (Андреева Л. И. и др., 1988). В кормах определили содержание селена методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии (Кальницкий Б. Д. и др., 1997). В период проведения опыта учтътали живую массу свиноматок и поросят, ежесуточное потребление корма, состояние здоровья животных, количество родившихся поросят, их сохранность. Результаты опыта обработаны методом вариационной статистики (Лакин Г. V., 1980).

3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Гематологические показатели в связи с физиологическим состоянием свиней и обеспеченностью организма селеном

Эксперимент показал (табл. 2), что добавки селенита натрия в дозе 0,2 мг ве/кг корма достоверно снизили количество эритроцитов у лактирующих маток и привели к аналогичной тенденции у их потомства. Однако величина гематокри-та у животных первых двух групп отличалась несущественно, а объем эритроцитов у подсосных свиноматок н поросят 2-й группы был значительно выше по сравнению с контролем. Введение селенопирана не отразилось на количестве красных кровяных телец у свиноматок, но привело к достоверному увеличению их числа у поросят по сравнению с двумя первыми группами. Величина гематок-рита и среднего объема эритроцитов у лактирующих свиноматок и поросят 3-й группы была достоверно выше, чем в контроле (Р< 0,05).

Таблица 2

Характеристика эритроцитов в связи с физиологическим состоянием свиней, обеспеченностью селеном и при использовании его различных соединений

Физиологическое состояние Группы

1-я 2-я 3-я

Количество эритроцитов, 1012/л

Свиноматки: холостые 56-е сут супоросности 1 -с сут после опороса 28-е сут лактации 5,98±0,03

8,19±1,09 8,57±2,00 7,16±0,77

6,80±0,39 5,5210,32* 6,7310,04

6,29Ю,34 5,18±0,20 6,0510,01

Поросята: новорожденные 28-суточные 4,84±1,08 4,18±0,22 5,1310,72

4,81±0,16 4,58±0,19 5,2610,15*

Средний объем эритроцитов (СОЭ), мкм3

Свиноматки: холостые 56-е сут супоросности 1 -е сут после опороса 28-е сут лактации 66,9

46,8 42,9* 51,7

53,8 60,3* 53,9

52,0 66,2* 62,8*

Поросята: новорожденные 28-суточные 57,4 67,9* 59,1

64,5 64,9* 70,2*

Величина гематокрита, %

Свиноматки: холостые 56-е сут супоросности 1-е сут после опороса 28-е сут лактации 1 1

40,0±0,4

38,3±3,3 36,8±1,5 37,010,1

36,6±3,3 33,312,7 36,310,2

32,7±0,7 34,3±0,9 38,012,2*

Поросята: новорожденные 28-суточные

27,8±0,9 28,4±4,8 30,310,7*

31,0±1,2 29,7±2,9 36,911,1*

* - здесь и далее Р < 0,05 по сравнению с 1-й группой.

Добавки селенита натрия в корм свиноматок в течение всего воспроизводительного цикла снизили количество лейкоцитов в крови супоросных маток и 28-суточных поросят по сравнению с контролем. Наоборот, инъекции селенопи-рана привели к существенному увеличению содержания лейкоцитов, особенно у новорожденных поросят (почти в 2 раза), отьемышей (на 30%) и у свиноматок

после опороса (на 25% по сравнению с I -й группой). Известно, что введение се-ленопирана в корм поросят способствует увеличению количества р-лимфоцитов и усилению их функциональной активности (Харитонова И. Г., 1992).

Содержание гемоглобина в крови поросят и свиноматок было довольно высоким во всех группах и соответствовало физиологической норме (табл.3).

На этом фоне оба препарата селена не оказали существенного воздействия на интенсивность гемопоэза, хотя у 28-суточных поросят 3-й группы концентрация гемоглобина оказалась достоверно выше, чем в контроле, и эритроциты отличались гиперхромностью (т.е. были хорошо насыщены гемоглобином). Однако более выраженное влияние на содержание гемоглобина в эритроцитах оказал селенит натрия, особенно у лакгируюгцих маток и новорожденных поросят.

Неспецифическую защиту организма обеспечивают наружные покровы (кожа, слизистые оболочки), клеточные факторы (фагоцитирующие клетки: моноциты, полиморфо-ядерные лейкоциты и клетки естественной цитотоксично-сти: естественные киллеры, некоторые субпопуляции моноцитов, макрофагов, нейтрофилов) и гуморальные факторы (система комплемента, неспецифические глобулины, лизоцим, трансферрин, интерфероны, пропердин и другие соединения белковой и небелковой природы) (Пастер Е.У. и др., 1989; Георгиевский В. И., 1990; Васильев Н. В. и др., 1992).

Наш опыт показал, что инъекции селенопирана оказали стойкое воздействие на клеточные факторы неспецифической резистентности, существенно повысив общее содержание лейкоцитов как у свиноматок, так и у их потомства. К сожалению, мы не определяли лейкограмму и не можем дать ответ, за счет каких форм произошло увеличение количества лейкоцитов.

Таблица 3

Содержание лейкоцитов и гемоглобина в крови свиней в связи с физиологическим состоянием, обеспеченностью селеном и при использо-

вании его различных соединений

Физиологическое состояние Группы

1-я | 2-я | 3-я

Среднее содержание гемоглобина в одном эритроците (ССГЭ), пг

Свиноматки: холостые 56-е сут супоросности 1-е сут после опороса 28-е сут лактации 21,6 21,6 21,6

12,5 12,1 15,1*

20,6 19,0 20,4

19,6 24,7* 20,7

Поросята: новорожденные 28-суточные 23,8 27,7» 21,4

24,3 26,0* 25,9*

Концентрация гемоглобина в крови, г/л

Свиноматки: холостые 56-е сут супоросности 1-е сут после опороса 28-е сут лактации 129113

Ю2±10 104±6,8 10818,5

140±12 105115 137128

123±13 12810,6 12510,5

Поросята: новорожденные 28-суточные 115±18 11616,5 11011,0

117±3,9 119125 136111*

Количество лейкоцитов, 106/л

Свиноматки: холостые 56-е сут супоросности 1-е сут после опороса 28-е сут лактации 10,611,09

13,610,47 9,1710,10* 15,710,20*

16,112,20 12,314,50 20,211,05*

17,310,23 17,ЗЮ,78 18,010,20*

Поросята: новорожденные 28-суточные 6,48±1,25 6,65Ю,45 12,510,21*

10,611,74 8,7311,89 13,810,75*

Обобщенная онтогенетическая динамика гематологических показателей (средние данные га трем группам) в зависимости от физиологического состояния свиней продемонстрирована на рис. 1.

эритроциты

Рис.1. Возрастная динамика содержания эритроцитов, лейкоцитов в крови свиней (в % от величины новорожденных поросят): 1 - новорожденные (100%); 2

- 28-сут поросята; 3 - холостые матки; 4 - свиноматки, 56 суток супоросности; 5

- свиноматки, 1-е сутки опороса; 6 - свиноматки, 28 суток лактации.

Для новорожденных поросят характерно наименьшее количество эритроцитов, однако они отличаются наибольшими размерами и хорошо насыщены гемоглобином. В течение первого месяца жизни поросят данные показатели красных кровяных телец изменяются несущественно. У холостых маток по сравнению с 4-недельными поросятами возрастает количество эритроцитов на 27%, однако их размеры и насыщенность гемоглобином снижаются. К середине супоросности содержание эритроцитов значительно возрастает (на 33%), но они становятся микроцитарными и гипохромными. Далее, вплоть до отъема поросят, число эритроцитов у свиноматок неуклонно падает, а их размеры и насыщенность гемоглобином возрастают. Такая динамика параметров красной крови в известной степени раскрывает некоторые механизмы адаптации организма свиней к резко меняющимся физиологическим условиям (беременность, роды, лактация). -

Количество лейкоцитов было наименьшим у новорожденных поросят, к 4-недельному возрасту оно увеличилось на 30% и далее изменялось незначительно. В процессе беременности и лактации содержание лейкоцитов в крови свиноматок неуклонно возрастало, что совпадает с данными литературы (Георгиевский В. И., 1990).

Корреляционный анализ показал, что в постнатальном онтогенезе между изучаемыми показателями крови свиней существовала определенная взаимосвязь (средние данные по трем группам). Так, количество эритроцитов тесно и достоверно коррелировало с величиной ССГЭ (г = -0,93), СОЭ (-0,85), гематокри-та (0,71) и белка (0,66); содержание лейкоцитов - с концентрацией белка (0,71) и гематокритом (0,55); содержание гемоглобина - с величиной ССГЭ (0,51) и числом лейкоцитов (г = 0,46).

3.2. Динамика и взаимосвязь биохимических показателей крови свиней при различной обеспеченности селеном и в постнатальном онтогенезе

Фермент супероксидцисмугаза (СОД) катализирует реакцию дисмутации супероксидного радикала (Ог") с образованием перекиси водорода и молекулярного кислорода, то есть менее реакционноспособных молекул. СОД в сочетании с ферментами, удаляющими H2Oj [(каталаза (КАТ) и глутатионпероксидаза (ГПО)], является основной энзиматической защитной системой клеток от повреждающего действия активизированных форм кислорода. При высоких концентрациях Н2О2 ключевая роль в защите клеток от окислительного стресса принадлежит катал азе, а при низких - глутатионпероксидазе (ГПО) (Sarkar В., 1987; Дубинина Е. Е. и др., 1988; Чевари С. и др., 1991). Церулоплазмин (ЦП) является наиболее сильным антиоксидантом крови, предотвращающим окисление поли-еноатов и других соединений, а также участвует в разрушении супероксидного радикала. Этот медьсодержащий металлоэнзим катализирует окисление Fe2+ до Fe3+ без образования 02\ что подчеркивает его антиоксидантные свойства (Frieden Е., 1980; Cousins R. J., 1985).

Активность основных ферментов антирадикальной защиты крови приведена в табл. 4.

Таблица 4

Активность основных ферментов антирадикальной защиты в крови свиней в связи с физиологическим состоянием, обеспеченностью селеном и при ис-

пользовании его различных соединений

Физиологическое состояние Группы

1-я 2-я 3-я

Супероксиддисмутаза (СОД) цельной крови, усл. ед./мл крови

Свиноматки: холостые 56-е сут супоросности 1-е сут после опороса 28-е сут лактации 0,5210,08

1,8910,11 1,6910,15 1,7510,32

2,7610,14 4,2710,37» 2,8810,38

2,3710,23 2,4710,18 3,6010,11*

Поросята: новорожденные 28-суточные 2,18Ю,17 3,2010,15* 2,4510,24

1,5910,20 2,7010,31* 1,8610,12

Глутатионпероксидаза (I НО) эритроцитов, мкмоль/мии/г гемоглобина

Свиноматки: холостые 56-е сут супоросности 1-е сут после опороса 28-е сут лактации. 25111,9

480119 493117 647124*

107121 147118 333137*

245119 263132 33516,5*

Поросята: новорожденные 28-суточные 161126 161118 180116

8413,6 100114 129111*

Каталаза цельной крови, МЕ/мг гемоглобина

Свиноматки: холостые 56-е сут супоросности 1 -е сут после опороса 28-е сут лактации 0,4310,07

0,4010,08 0,53Ю,02 0,34Ю,06

0,2010,07 0,2510,04 0,1510,03

0,3610,16 0,ЗЗЮ,09 0,2310,11

Поросята: новорожденные 28-суточные 0,0810,02 0,0810,03 0,2610,02*

0,2110,06 0,18Ю,05 0,2610,05

Специфическая активность супероксиддисмутазы крови существенно зависела от обеспеченности организма животных селеном, кроме супоросных маток. В целом селенит натрия оказал более выраженное активирующее действие на этот металлоэнзим, чем инъекции селенопирана, особенно в организме свинома-

ток после опороса, новорожденных и 4-х недельных поросят. Препараты селена также повышали активность другого фермента зашиты клеток от накопления свободных радикалов - глутатионпероксидазы. Однако в отличие от СОД, стимулирующее воздействие добавок селенита натрия на активность ГПО было недостоверным, тогда как влияние селенопирана на этот селенсодержащий фермент оказалось весьма выраженным как у свиноматок, так и их потомства. Удельная активность катапазы, важнейшего гемсодержащего фермента, предохраняющего эритроциты от окислительного гемолиза, недостаточно выражено зависела от обеспеченности животных селеном. Тем не менее, у новорожденных поросят 3-й группы (инъекции селенопирана) активность каталазы была в 3,25 раза выше, чем в первых двух группах.

Действие дополнительных источников селена на активность церулоплаз-мина в организме свиноматок было незначительным, но четко проявилось у их потомства, особенно у новорожденных. Так, активность фермента в плазме крови новорожденных и 28-суточных поросят 3-й группы была выше соответственно в 3,2 и 2,1 раза по сравнению с 1-й группой, а также в 1,4 и 1,7 раза выше, чем во второй группе. Об интенсивности свободно-радикального окисления липидов судят также по уровню его конечных продуктов - малонового диальдегида (Feher J. et al., 1987; Андреева JI. И. и др.,1988). Антиоксидантная активность плазмы крови дает возможность оценить резервы антиоксидантной защиты организма (Клебанов Г. И., 1988; Никитина Л. П., Иванова В. Н., 1995).

Изученные соединения селена в целом способствовали уменьшению концентрации продуктов перекисного окисления липидов у свиней, особенно у поросят. На уровень малонового диальдегида (МДА) в -крови свиноматок оба препарата селена оказали примерно одинаковое влияние, тогда как этот показатель у их потомства в большей степени зависел от инъекций селенопирана. Так, содержание МДА у новорожденных и 28-сут поросят 3-й группы снизилось на 47 и 36%, а у животных 2-й группы - на 21 и 14% по сравнению с первой группой. Общая АОА плазмы крови свиноматок существенно зависела от обеспеченности их селеном. В то же время на резервы антиокислительной защиты организма по-

росяг обоих возрастов препараты селена не оказали достоверного влияния (табл. 5).

Таблица 5

Антиоксидантная активность крови свиней в связи с физиологическим состоянием, обеспеченностью селеном и при ис-

пользовании его различных соединений

Физиологическое состояние Группы

1-я 2-я 3-я

Малоновый днальдегид (МДА) сыворотки крови, нмоль/л

Свиноматки: холостые 56-е сут супоросности 1-е сут после опороса 28-е сут лактации 4,81±0,59

3,58±0,31 2,4310,13* 2,8610,33

3,52±0,19 4,ООЮ,22 3,4010,24

5,50±0,16 4,6510,13* 4,3010,35*

Поросята: новорожденные 28-суточные 5,9510,39 4,70Ю,10* 3,1710,11*

8,19±0,47 7,06«,31 5,2110,72*

Антиоксидантная активность (АОА) плазмы крови, % относительно ионола

Свиноматки: холостые 56-е сут супоросности 1-е сут после опороса 28-е сут лактации 76,5±5,9

68,4±1,6 78,112,7* 82,813,6*

82,719,6 90,111,9 86,016,0

57,013,2 79,514,5* 62,114,0

Поросята: новорожденные 28-суточные 72,014,2 70,016,9 66,8111,4

88,113,9 86,313,7 87,511,9

Церулоплазмин (ЦП) плазмы крови, мкмоль /ч/мл

Свиноматки: холостые 56-е сут супоросности 1-е сут после опороса 28-е сут лактации 15,010,7

11,511,9 11,212,5 16,810,3*

26,316,1 28,017,6 24,616,1

24,412,1 23,514,7 27,012,6

Поросята: новорожденные 28-суточные 0,48Ю,02 1,0710,27* 1,5210,16*

3,7810,72 4,4810,34 7,7310,58*

Применение как селенита натрия, так и селенопирана привело к значительному повышению концентрации общего белка в плазме крови новорожденных поросят (на 39 и 58% соответственно по сравнению с 1-й группой).

Селенопиран способствовал поддержанию более высокого уровня белка и у свиноматок, однако разница по сравнению с двумя первыми группами оказалась недостоверной (табл.6).

Таблица б

Содержание белка и активность щелочной фосфатазы в плазме крови свиней в связи с физиологическим состоянием, обеспеченностью селеном и при использовании его различных соединений

Физиологическое состояние Группы

1-я 2-я 3-я

Щелочная фосфатаза (ЩФ) плазмы крови, мккат/л

Свиноматки: холостые 56-е сут супоросности 1 -е сут после опороса 28-е сут лактации 0,25±0,07

0,25±0,01 0,2610,07 0,2310,02

0,3010,04 0,2110,05 0,3710,07

0,28±0,04 0,3010,03 0,4510,05*

Поросята: новорожденные 28-суточные 7,4410,36 6,5810,33 7,7510,86

0,94±0,12 1,14Ю,14 2,0410,24*

28-суточные 117±3,9 119125 136111*

Общий белок плазмы крови, г/л

Свиноматки: холостые 56-е сут супоросности 1-е сут после опороса 28-е сут лактации 74,8±7,7

71,6±9,1 91,0115,0 81,518,4

88,5115,0 87,3112,1 92,3115,5

94,014,4 70,6118,0 98,017,5

Поросята: новорожденные 28-суточные 24,813,6 34,511,0* " 39,213,2*

61,212,8 54,817,7 58,815,2

Щелочная фосфатаза оказывает косвенное влияние на ход многих окислительно-восстановительных реакций в клетке (Шубич М. Г., Нагоев Б. С., 1980; Диксон М., Уэбб Э., 1982). Добавки селенита натрия не оказали достоверного влияния на активность ЩФ, тогда как инъекции селенопирана привели к повышению каталитической активности этого цинксодержащего металлоэнзима в крови лактирующих маток и поросят-отъемышей соответственно в 1,6 и 2,2 раза по сравнению с 1-й группой (Р <0,01).

1У

Графическое изображение возрастной динамики изученных параметров показано на рис.2.

Рис, 2. Динамика биохимических показателей крови свиней в зависимости от физиологического состояния (в % от величины новорожденных поросят): 1 - новорожденные (100%); 2 - 28-сут поросята; 3 - холостые матки; 4 - свиноматки, 56 суток супоросности; 5 - свиноматки, 1-е сутки опороса; 6 т свиноматки, 2! суток лактации.

Как видно, активность СОД и ГПО была довольно высокой у новорожденных поросят, что, очевидно, обусловлено первым непосредственным контактом их с кислородом воздуха и стрессовым состоянием животного при рождении. К концу подсосного периода активность этих ферментов снизилась на 20-40%, а щелочной фосфатазы - в 5 раз, что сопровождалось увеличением в 1,5 раза продуктов перекисного окисления липидов.

В этот период значительно повышалась активность каталазы и церулоплаз-мина, что можно рассматривать в качестве компенсаторной реакции организма на снижении активности ферментов (СОД, ГПО) первой линии защиты клеток от накопления активизированных метаболитов кислорода. Известно, что у поросят в период от 14 до 28 суток жизни развивается иммуннодефицитное состояние (Харитонова И. Г., 1992).

У холостых свиноматок (возраст 14-15 месяцев) активность СОД была ниже в 4,3 раза, а ЩФ - в 5,5 раза по сравнению с поросятами-отьемышами. За этот период онтогенеза активность ГЦО, КАТ, ЦП возросла в 2-2,8 раза, что, очевидно, способствовало снижению концентрации продуктов перекисного окисления липидов на 42%. Однако, судя по общим резервам антиоксидантной защиты, эта компенсация оказалась недостаточно полной.

К концу первой половины беременности наблюдается резкое цовышение активности ферментов антирадикальной защиту (СОД, ГПО), спад активности ЦП, уровня МДА, при неизменной активности каталазы, Щф и стабильном резерве антиоксидантной защиты крови свиноматок.

В первые сутки после опороса отмечается значительный рост активности СОД, ЦП, ЩФ, общего резерва антиоксидантной защиты крови при резком спаде (в 2,1-2,8 раза) активности ГП0 и КАТ. Уровень МДА при этом незначительно повышается, что может свидетельствовать о недостаточной компенсации защитных сил организма свиноматок при воздействии сильного стресса (роды),

К концу периода лактации (28 суток) значительно и достоверно повышается активность ГЦО, КАТ, ЩФ, уровень МДА при умеренном спаде активности СОД, ЦП, резерва антиоксидантной защиты крови свиноматок по сравнению с послеродовые периодом. При сравнении биохимических показателей крови хо-

лостых и подсосных маток видно, что беременность, роды и последующая лактация сопровождаются значительным образованием активизированных метаболитов кислорода. В ответ на это резко повышается активность ЩФ и оксидоредук-таз, участвующих в антирадикальной защите (СОД, ГПО, ЦП), снижается активность каталазы и стабилизируется уровень конечных продуктов перекисного окисления липидов, при небольшом снижении общего резерва антиоксидантной защиты.

Корреляционный анализ показал, что между изученными показателями крови свиней в процессе постнатального онтогенеза существовала определенная взаимосвязь (средние данные по трем группам), Гак, активность СОД тесно коррелировало с КАТ (г = -0,51); активность ГПО - с эритроцитами (0,77), КАТ (0,59), гематокритом (0,55), ССГЭ (-0,80), СОЭ (-0,65), МДА (-0,64); АОА - с лейкоцитами ('0,71); содержание МДА - с ЩФ (0,87), ССГЭ (0,66), СОЭ (0,57), эритроцитами (-0,67), гематокритом (-0,51); содержание белка - с ЦП (0,87), гематокритом (0,72), лейкоцитами (0,71), эритроцитами (0,66), каталазой (0,51), ЩФ (-0,87), ССГЭ (-0,57); активность 1ЦФ - с ЦП и гематокритом (-0,70), лейкоцитами, эритроцитами, каталазой (-0,55); активность КАТ - с эритроцитами (0,71), гематокритом (0,64), ССГЭ (-0,67); активность ЦП - с лейкоцитами (0,79) и гематокритом (0,57).

Следовательно, в организме свиноматок и их потомства наблюдаются Сложные компенсаторные отношения различных систем антиокислительной зашиты, которые направлены на поддержание антиоксидантного статуса в физиологических пределах. В отдельные периоды жизни свиноматок (опорос, конец лактации) и поросят (рождение, отъем от маток) отмечается значительное усиление свободнорадикальных процессов, что сопровождается снижением неспецифической резистентности организма. Этц периоды следует рассматривать как критические и принимать все возможные меры для оптимизации условий содержания и кормления животных.

3.3. Репродуктивная функция свиноматок, рост и развитие поросят при различной обеспеченности селеном

Основные зоотехнические показатели представлены в табл. 7. Препараты селена не оказали положительного влияния на многоплодность маток. Добавки селенита натрия способствовали достоверному повышению крупноплодности (живой массе поросят при рождении). В группе свиноматок без добавок селена три поросенка родились мертвыми, один пал в первую неделю жизни и 5 голов были задавлены матками, Сохранность поросят за подсосный период составила 75,9%. В группах животных, получавших соединения селена, не было мертворожденных, меньше пороедт было задавлено матками. Сохранность поросят во 2-й И 3-й группах составила 84.6 и 85,7%.

Добавки селенита натрия д особенно инъекции селенопирана оказали достоверное стимулирующее влияние на интенсивность роста поросят в подсосный период, их живую массу в ?8 суток и массу гнезда при отъеме. Добавки селенита в корм супоросных н подсосных свиноматок и инъекции селенопирана супоросным маткам и новорожденным поросятам способствовали повышению живой массы поросят при отъеме соответственно на 4,7 и 12%, массы гнезда при отъеме на 12 и 14%, прироста массы теда поросят за подсосный период на 2,7 и 16% по сравнению с 1-й группой (табл.7).

При рождении поросята 2-й группы имели худшее развитие печени и сердца. Однако к отъему поросята, получавши? добавки селенита и особенно селенопирана, опережали своих сверстников из 1-й группы по развитию внутренних органов.

Таблица 7

Репродуктивная функция свиноматок в связи с обеспеченностью селеном и при использовании его различных соединений

Показатели Группы

1-я 2-я 3-я

Количество свиноматок 5 5 5

Количество поросят, голов:

при рождении 54 52 49

в т.ч. мертворожденные 3 — —

задавлено матками 5 4 3

пало 1 — —

убито на анализ 4 4 4

отнято от маток в 28 суток 41 44 42

Многоплодность, голов 10,8 10,4 9,8

Живая масса поросят, кг

при рождении 1,24 ±0,01 1,38 ±0,02* 1,20 ±0,02

при отъеме в 28 сут 5,58 ±0,07 5,84 ±0,08* 6,24 ±0,08*

Масса гнезда при отъеме, кг 45,8 51,4 52,4

Прирост живой массы поросят за подсосный

период: г/сут 155+2,2 159±2,5 180+3,1*

кг 4,34 4,46 5,04

Сохранность поросят за подсосный период, % 75,9 84,6 85,7

Достоверных изменений в динамике живой массы свиноматок между группами не обнаружено. Прирост массы тела маток за весь период опыта (от покрытия до отъема поросят) составил 127 ±18, 106 ± 25 и 162 ± 34 г/сут в 1-й, 2-й и 3-й группах соответственно. Отмечается тенденция к увеличению прироста живой массы свиноматок и достоверное увеличение скорости роста поросят, получавших селенопиран. Потребление корма свиноматками во всех группах было одинаковым и составило 3,6 кг/сут в среднем за опыт (3,37 и 4,55 кг/сут за периоды супоросности и лактации).

ВЫВОДЫ

1. В организме свиноматок и их потомства протекают сложные компенсаторные взаимоотношения различных систем антиокислительной защиты, дей-

ствие которых направлено на поддержание динамического антиоксидантного гомеостаза. В отдельные периоды жизни свиноматок (опорос, конец лактации) и поросят (рождение, отьем от маток) отмечаются значительные усиления свободно-радикальных процессов, что непременно сопровождается снижением неспецифической резистентности организма. Эти периоды следует рассматривать как критические и принимать все доступные меры для оптимизации условий содержания и кормления животных.

2. Включение селенита натрия в дозе 0,2 мг Бе/кг корма в селендефи-цитный рацион (0,055 мг ве/кг корма) свиноматок в течение всего воспроизводительного цикла (от осеменения до отъема поросят) способствовало повышению крупноплодное™ на 4,7%, увеличению общей массы гнезда при отьеме в 28 суток на 12% и росту сохранности поросят в подсосный период на 8,7% по сравнению с группой животных без добавок этого микроэлемента.

3. Подкожные инъекции пролонгированной формы селенопирана свиноматкам в день осеменения и за 10 суток до опороса, а также поросятам в первый день жизни не оказали существенного влияния на многоплодность и круп-ноплодность, но достоверно повысили интенсивность роста поросят в подсосный период на 16%, улучшили развитие сердца и печени, повысили массу гнезда при отьеме на 14%, сохранность поросят на 10% по сравнению с контролем. Инъекции селенопирана способствовали повышению прироста живой массы свиноматок в среднем за опыт на 27% (Р > 0,05), при одинаковом потреблении корма.

4. Применение минеральной и органической форм селена оказало дифференцированное воздействие на изучаемые показатели. Добавки селенита натрия более выражено влияли на крупноплодность, размеры эритроцитов, их насыщенность гемоглобином, активность супероксиддисмутазы, антиоксидантную активность крови свиней, а инъекции селенопирана - на интенсивность роста и жизнеспособность поросят, образование лейкоцитов, активность глутатионпе-роксидазы, церулоплазмина, щелочной фосфатазы, содержание малонового ди-альдегида в крови (количество селена, полученное свиноматками за счет селенита натрия и селенопирана, было одинаковым).

5. Влияние применяемых препаратов селена на изученные гематологические, биохимические и зоотехнические показатели свиноматок в целом было менее значительным по сравнению с их воздействием на потомство, за исключением объема эритроцитов, общей антиокислительной активности и каталитической активности глутатионпероксидазы крови.

6. Инъекции селенопирана оказали стойкое воздействие на клеточное звено неспецифической резистентности, существенно повысив количество лейкоцитов у свиноматок и их потомства, а также общее содержание белка в крови новорожденных. В процессе постнатального онтогенеза число лейкоцитов положительно и достоверно коррелировало с активностью церулоплазмина (г = 0,80) и концентрацией белка в плазме крови свиней (г = 0,70). Количество лейкоцитов было наименьшим у новорожденных поросят, к 4-недельному возрасту оно увеличилось на 30% и далее изменялось несущественно. В период беременности и лактации число лейкоцитов в крови свиноматок неуклонно возрастало.

7. Для новорожденных поросят характерно наименьшее количество эритроцитов, однако они макроцитарны и гиперхромны. В течение первого месяца жизни поросят показатели красной крови изменялись несущественно. К середине супоросности число эритроцитов у свиноматок значительно увеличилось, но они становились микроцигарными и гипохромными. Далее, вплоть до отьема поросят, содержание эритроцитов у маток неуклонно падало, а их размеры и насыщенность гемоглобином возрастали. В процессе постнатального онтогенеза свиней количество эритроцитов достоверно коррелировало с их объемом и концентрацией в них гемоглобина (г = - 0,9), а также с величиной гематокрита (г- + 0,70).

8. Беременность, роды и последующая лактация сопровождаются значительным образованием сверхактивных метаболитов кислорода. В ответ на это резко повышается активность щелочной фосфатазы и оксидоредуктаз, участвующих в антирадикальной защите (супероксиддисмутаза, глутатионпероксида-за, церулоплазмин), снижается активность каталазы и стабилизируется уровень конечных продуктов перекисного окисления липидов. Данная направленность изменений ферментативных активностей; по нашему мнению, призвана обеспе-

чить компенсаторно-адаптивные реакции и осуществлять координацию всех звеньев системы антиоксидантной защиты организма свиней при различных физиологических условиях.

9. Активность супероксиддисмутазы и глутатионпероксидазы в крови была довольно высокой у новорожденных поросят. К концу подсосного периода она снижалась на 20-40%, а активность щелочной фосфатазы - в 5 раз, что сопровождалось увеличением в 1,5 раза продуктов перекисного окисления липи-дов. В этот период значительно повышалась активность каталазы и церулоплаз-мина, что следует рассматривать как компенсаторную реакцию организма на снижение каталитической активности двух основных ферментов защиты клеток от накопления активизированных кислородных метаболитов. Добавки в рацион свиноматок селенита натрия и особенно инъекций селенопирана способствовали повышению неспецифической резистентности организма поросят за счет коррекции совокупности реакций, ответственных за формирование и поддержание ан-тиоксидантного статуса.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Включение селенита натрия (ТУ 6-09-17-209-88) в дозе 0,2 мг Бе/кг корма в селендефицитный рацион супоросных и подсосных маток и особенно подкожные инъекции пролонгированной формы селенопирана (24% Бе) в период покрытия животных и за 8-12 суток до опороса в дозе 280 мг и 135 мг, а также поросятам в первые сутки жизни в дозе 14 мг препарата на голову следует использовать для повышения резервов антиоксидантной защиты, неспецифической резистентности, интенсивности роста и сохранности поросят.

2. В качестве биохимических критериев обеспеченности организма свиноматок и их потомства селеном рекомендуется определять в крови содержание малонового диальдегида, активности глутатионпероксидазы, супероксиддисмутазы и церулоплазмина.

3. Материалы по динамике и взаимосвязи показателей, характеризующих антиоксидангный статус организма свиней в постнатальном онтогенезе

(супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы, каталазы, церулоплазмина, малонового диальдегида, антиоксидантной активности крови), целесообразно использовать в курсе лекций по биохимии и физиологии животных.

1. Галочкин В. А., Кузнецова Т. С. Антиоксидантный статус организма свиноматок и их потомства при использовании минеральных и органических форм селена // Йестник РАСХН. - 2000, № 1 (в печати).

2. Кузнецова Т. С., Галочкин В. А. Влияние различных форм селена на гематологические показатели и продуктивность свиней // Зоотехния. - 1999. -№ 9. -С. 18-22.

3. Кузнецова Т. С. Гематологические показатели и продуктивность свиней при использовании селенита натрия и селенопирана // Достижения науки и техники АПК. - 1999. - №8. - С. 26-30.

4. Кузнецова Т. С. Эффективность применения различных соединений селена в свиноводстве // Тезисы научной конф. «Вклад молодых ученых и специалистов пищевой промышленности в решение проблемы здорового питания XXI века».-М.- 1999.-С.

5. Кузнецов С. Г., Кузнецова Т. С. Потребление корма и продуктивность животных//Зоотехния.-1999.- №6.-С. 11-16.

6. Кузнецов С.Г., Кузнецова Т.С. Потребление корма, аппетит и его регуляция у животных. Обзор // С.-х. биология.- 1999. - № 6 (в печати).

7. Кузнецов С. Г., Кузнецова Т. С. Животные тоже любят вкусное // Комбикорма. - 1999. - № 4. - С. 42-44; № 5. - С. 41-43.

8. Овчаренко А.Г., Кузнецов С.Г., Кузнецова Т.С. Обеспеченность организма поросят минеральными веществами в ранний период онтогенеза // Труды ВНИИФБиП. - 1999. -С. 269-277.

Список работ, опубликованных по теме диссертации: