Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние антиоксидантной активности L-лизина на естественную резистентность и продуктивность цыплят-бройлеров

ВАК РФ 06.02.05, Ветеринарная санитария, экология, зоогигиена и ветеринарно-санитарная экспертиза

Автореферат диссертации по теме "Влияние антиоксидантной активности L-лизина на естественную резистентность и продуктивность цыплят-бройлеров"

На правах рукописи

Ершов Павел Алексеевич

Влияние антиоксидантной активности Ь-лизина на естественную резистентность и продуктивность цыплят-бройлеров

06.02.05 - Ветеринарная санитария, экология, зоогигиена и ветеринарно-санитарная экспертиза 03.01.04 - биохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук

2 8 МАР 2013

Москва-2013

005051113

005051113

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И. Скрябина» (ФГБОУ ВПО МГАВМиБ)

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук,

чл.-корр. РАСХН, профессор Кочиш Иван Иванович

кандидат биологических наук, доцент Лукичёва Вера Александровна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, ведущий научный

сотрудник ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной санитарии, экологии, зоогигиены» (ГНУ ВНИИВСГЭ Россельхозакадемии) Лавина Светлана Алексеевна

доктор биологических наук, профессор, заведующая лабораторией качества и стандартизации лекарственных средств против бактерийных болезней животных Федерального государственного бюджетного учреждения «Всероссийский государственный Центр качества и стандартизации лекарственных средств для животных и кормов» (ФГБУ «ВГНКИ») Букова Наталья Константиновна

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный

заочный университет» (ФГБОУ ВПО РГАЗУ)

Защита состоится «. ¿'гЛ/сСЛ-С_2013 г. в__ часов на

заседании диссертационного совета Д220.042.05 при ФГБОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К. И. Скрябина» (109472, Москва, ул. Академика Скрябина, 23, тел. 377-93-83).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К. И. Скрябина»

Автореферат разослан « 7/^7 2013 г. и размещен на сайте

http://www.vak.ed.gov.ru

Учёный секретарь /

диссертационного совета //¿Ч / Волчкова Л.А.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Велико и разнообразно количество продуктов, получаемых от сельскохозяйственной птицы. Высокая питательность и диетические свойства яиц и мяса птицы, большая экономическая эффективность их производства обусловили быстрый рост и развитие товарного птицеводства во всем мире (Фисинин В.И., 2010).

Однако нарушения норм содержания и кормления, а также большая скученность птицы и различные стрессовые воздействия приводят к резкому снижению жизнеспособности молодняка птицы. В последние годы эффективно ведется поиск профилактических мероприятий, направленных на повышение продуктивности и резистентности сельскохозяйственной птицы.

В птицеводстве в качестве стимулирующих рост и развитие, повышающих резистентность и продуктивность птицы применяют различные препараты, а также биологически активные вещества, такие как янтарная кислота, лимонная кислота, глицин, рибав, ферропептид и др. (Найденский М.С., 1996; Кармолиев Р.Х., Лукичева В. А., 1999; Кочиш И.И. и др., 2007,2012).

В состав белков организма птицы входит примерно 20 аминокислот. Различные сочетания их обусловливают великое многообразие свойств и качеств белка. Лизин является естественным метаболитом, активно участвует в углеводном, белковом и минеральном обменах, а также участвует в выработке антител, повышая тем самым резистентность организма к болезням. Лизин относят к группе незаменимых лимитирующих аминокислот в организме цыплят-бройлеров.

Следовательно, применение Ь-лизина должно способствовать более эффективной стимуляции роста и развития, повышению естественной резистентности и продуктивности птицы. Поэтому перед нами были поставлены следующие цели и задачи.

Цель и задачи исследований. Цель - изучить и дать оценку влияния Ь-лизина на эмбриональный и постэмбриональный периоды развития цыплят кросса «Росс-308».

Цель реализовывалась решением следующих задач:

1. Изучить влияние предынкубационной обработки яиц растворами Ь-лизина различной концентрации на некоторые показатели эмбрионального и постэмбрионального развития цыплят кросса «Росс-308».

2. Установить возможность оптимизации эффекта применения Ь-лизина, путем однократной и двукратной обработки яиц перед инкубацией и при переносе их на вывод.

3. Дать клинико-биохимическую оценку влияния применения Ь-лизина на организм цыплят при окислительном стрессе.

4. Изучить иммунный статус цыплят-бройлеров под воздействием Ь-лизина.

5. Изучить последействие препарата на рост и развитие цыплят -бройлеров.

6. Установить экономическую эффективность применения Ь-лизина.

Научная новизна. Выявлены оптимальные схема обработки инкубационных яиц и концентрация раствора Ь-лизина. Впервые изучено комплексное влияние аминокислоты на перекисное окисление липидов, естественную резистентность, продуктивность и сохранность цыплят. Определены закономерности и особенности воздействия препарата на организм цыплят-бройлеров.

Практическая значимость. На основании проведенных исследований получены данные, позволяющие судить о воздействии Ь-лизина на клинические и биохимические показатели крови, естественную резистентность и иммунную реактивность организма цыплят-бройлеров на

фоне окислительного стресса. Установлена эффективность применения, определены закономерности влияния аминокислоты как иммунно- и ростостимулирующего, а также стресспротективного средства. Результаты исследований могут быть использованы в птицеводстве для повышения продуктивности и сохранности цыплят-бройлеров.

Апробация и внедрение работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на:

1. XVII -й Московском Международном ветеринарном конгрессе (г. Москва, 2009);

2. Международной научно-практической конференции «Современные средства и методы диагностики, профилактики и лечения инфекционных, протозойных и микотических болезней сельскохозяйственных и промысловых животных, рыб и пчел», ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной ветеринарии им. Я.Р. Коваленко» (г. Москва, 2009 г);

3. Международной Интернет-конференции «Фундаментальные и прикладные исследования в АПК на современном этапе развития химии». ФГОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет» (г. Орел, 2009 г);

4. Международной научно-практической конференции «Достижения супрамолекулярной химии и биохимии в ветеринарии: Сборник тезисов, ФГОУ ВПО МГАВМиБ, (г. Москва, 2009);

5. III Международной Интернет-конференции «Инновационные фундаментальные и прикладные исследования в области химии сельскохозяйственному производству»,- ФГОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет» (г. Орел, 2010 г)

Публикации результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 7 научных статей, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

На защиту выносятся следующие основные положения диссертации:

1. Оценка влияния Ь-лизина на эмбриональное и постэмбриональное развитие цыплят.

2. Определение эффективности обработки яиц естественным метаболитом (Ъ-лизин) в качестве стресспротектора.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из следующих разделов: введения; обзора литературы; материала, методики и условий проведения исследований; обсуждения полученных результатов; выводов; сведений о практическом использовании результатов исследований; рекомендаций по использованию научных выводов и приложения. Диссертационная работа изложена на 119 страницах машинописного текста, содержит 17 таблиц, 20 рисунков. Список литературы включает 127 источников, в том числе 32 на иностранных языках.

2. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 2.1. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования проведены на базе ГУЛ ППЗ «Конкурсный» Сергиево-Посадского района Московской области, на кафедрах зоогигиены, органической и биологической химии, виварии ФГБОУ ВПО МГАВМиБ в 2008-2011 гг.

Объектом исследований были инкубационное яйцо и цыплята -бройлеры от 1- до 40 сут. возраста кросса «Росс-308».

В опытные и контрольную группы для получения финального гибрида кросса «Росс-308» подбирались инкубационные яйца кур родительского стада 280 - 320 сут. возраста, средней массой яиц 61г. Аэрозольную обработку яиц опытных групп проводили водными растворами Ь-лизина с помощью

струйного аэрозольного генератора. Яйца опытных и контрольной групп инкубировали при стандартных режимах в шкафах инкубатора «Универсал-55» с последующим переводом их на вывод. Плотность посадки, фронт кормления и поения, параметры микроклимата и световой режим были аналогичны для всех опытных и контрольных групп птицы в каждом исследовании и соответствовали зоогигиеническим нормативам, применяемых при выращивании племенного молодняка мясных кур при напольном содержании (НТП АПК 1.10.05.001-01). Кормление птицы осуществляли в соответствии с «Рекомендациями ВНИТИП по кормлению сельскохозяйственной птицы» (2006).

В соответствии с поставленными задачами, были проведены 3 серии научно-хозяйственных опыта и производственная проверка (табл. 1, рис.1).

В первом эксперименте было изучение влияния предынкубационной обработки яиц водными растворами Ь-лизина различной концентрации на некоторые показатели эмбрионального развития.

Целью второго эксперимента было установление возможности оптимизации эффекта применения Ь-лизина, путем двукратной обработки яиц перед инкубацией и при переносе их на вывод. При переводе на вывод использовали раствор препарата тех же концентраций.

Целью третьего эксперимента было изучение влияния двукратной инкубационной (до инкубации и при переводе на вывод) обработки яиц в оптимальной концентрации, установленной в предыдущих экспериментах на эмбриональное и постэмбриональное развитие. Яйца подвергались двукратной обработке, затем инкубировались с последующим выращиванием.

Для подтверждения экспериментальных данных была проведена производственная проверка на двух группах яиц, одна из которых служила контрольной (базовый вариант), а другая опытной (новый вариант), которая обрабатывалась двукратно раствором Ь-лизина. Яйца подвергались

двукратной обработке, затем инкубировались с последующим выращиванием.

При выполнении экспериментов был проведен комплекс исследований по общепринятым методикам. В процессе экспериментов проводили следующие исследования:

1. гематологические: содержание гемоглобина определяли гемоглобин -цианидным методом спектрофотометрически с использованием готовых наборов фирмы «Лахема»; подсчет эритроцитов и лейкоцитов по общепринятой методике с применением камеры Горяева; гематокритное число определяли путем микроцентрифугирования методом Харитонова H.A., Кочиша И.И. (1978);

2. биохимические: уровень общего белка в сыворотке крови - прямым методом спектрофотометрически; активность аминотрансфераз AJIT и ACT - методом Райтмана и Френкеля с применением наборов фирмы «Лахема»; уровень ТБК-активных продуктов (малонового диальдегида) - спектрофотометрически с применением диагностического набора фирмы «Агат-мед»; количество диеновых конъюгатов и диенкетонов -модифицированным методом Плацера спектрофотометрически;

3. показатели естественной резистентности и иммунной реактивности: лизоцимную активность сыворотки крови - методом Дорофейчука В.Г. (1968); бактерицидную активность сыворотки крови определяли по методу Смирновой О.В., Кузьминой Т.П. (1979);

4. зоотехнические показатели: учет отходов инкубации общепринятыми методами; прирост живой массы цыплят-бройлеров определяли путем еженедельного взвешивания; сохранность - путем ежедневного учета павшей и выбракованной птицы.

Полученные данные подвергались биометрической обработке с использованием персонального компьютера, руководствуясь пособием по биометрии И.И. Кочиша (1992).

Инкубация

(установление оптимальном дозы исследуемого вещества)

отходы инкубации ВЫВОДИМОСТЬ Я1Щ ВЫВОД цыплят

Инкубацня

(одно- н двукратная обработка инкубационных янц)

отходы инкубации выводимость яиц ВЫВОД цыплят

\ /

Выращивание цыплят с 1-е по 40-е сутки

гематологические показатели биохимические показатели иммунологические показатели зооветеринарные показатели

Производственная проверка

зооветеринарные показатели экополшпеская эффективность

Рис. 1. Общая схема исследований

Таблица 1. Общая схема опыта

Опыт Группа Концентрация раствора испытуемого вещества Количество инкубационных яиц, шт.

1 установление дозы контрольная - 418

опытная 1 0,01 417

опытная 2 0,1 419

опытная 3 0,5 426

2 двукратное введение испытуемого вещества контрольная - 411

опытная 1 0,01 417

опытная 2 0,1 402

опытная 3 0,5 408

3 двукратное введение испытуемого вещества контрольная - 399

опытная 0,1 378

Производственная проверка контрольная - 1042

опытная 0,1 1045

2.2. Результаты исследований

В первом эксперименте наилучшие результаты при исследовании комплекса показателей биоконтроля при применении водных растворов Ь-лизина различных концентраций были во 2-ой опытной группе яиц, обработанных 0,1% раствором лизина. По сравнению с контролем в этой опытной группе выводимость яиц и вывод цыплят были выше на 3,1% и 3,3% по сравнению с контролем, а эмбриональная смертность на различных стадиях инкубации ниже по сравнению с контролем и другими опытными группами. Отходы инкубации в виде неоплодотворенных яиц и замерших эмбрионов были ниже на 0,47%, задохлики и слабые цыплята-отсутствовали.

Двукратная обработка яиц растворами препарата во втором эксперименте оказала более существенное влияние на показатели биоконтроля инкубации, чем однократная.

При двукратной обработке яиц наилучшие результаты при исследовании комплекса показателей биоконтроля также показала группа яиц, обработанных 0,1% раствором Ь-лизина. Отходы инкубации в этой группе в виде кровяных колец и замерших эмбрионов были на 4,0% и 1,0% ниже по сравнению с контролем. Следует отметить отсутствие гибели зародышей в виде задохликов и слабых цыплят по сравнению с контролем и другими опытными группами. Выводимость яиц под воздействием 0,1 % раствора Ь-лизина достоверно возросла на 7,6%, вывод цыплят - на 5,2% по сравнению с контролем.

В третьем эксперименте при двукратной обработке инкубационных яиц в опытной группе на различных стадиях инкубации установлено достоверное снижение эмбриональной смертности. Так, отходы инкубации в виде кровяных колец уменьшились на 3,9%, количество замерших эмбрионов и задохликов снизилось на 4,7% и 2,2% соответственно по сравнению с

контролем. Слабых цыплят не было. Вследствие снижения смертности эмбрионов на различных стадиях инкубации, выводимость яиц была достоверно выше на 12,7%, вывод цыплят по сравнению с контролем повысился на 12,6% (табл. 2).

Таблица 2. Показатели биологического контроля инкубации при двукратной обработке инкубационных яиц, % (третий опыт)

Группа Неоплод, % Кровяные кольца, % Замершие, % Задохлики, % Слабые, % Выводимость яиц, % Вывод цыплят, %

Контроль 8,52± 1,39 7,02± 1,27 10,53+ 1,53 3,01+ 0,85 0,75+ 0,43 76,71± 2,21 70,018± 2,29

Лизин 0,1% 7,40+ 1,34 3,17+ 0,90* 5,82+ 1,20* 0,79+ 0,45* - 89,42± ^ 64*** 82,80± | ОД***

Примечание: Здесь и далее* Р<0,05; ** Р<0,01; *** Р<0,001

Как следует из таблицы 3 количество эритроцитов в группе цыплят, полученных из яиц, обработанных Ь-лизином к 1- и 40 сут возрасту было выше на 12,5 % 18,9 % по сравнению с контролем.

Количество лейкоцитов в группе цыплят под воздействием Ь-лизина по сравнению с контролем было выше, но эти изменения не были достоверны.

Количество гемоглобина в опытной группе в 1- и 40 сут возрасте было выше на 11,6 % и 12,5% соответственно по сравнению с контролем.

При исследовании влияния Ь-лизина на гематокритное число было выявлено, что в суточном возрасте этот показатель был выше на 5,8 %, а в 40 суточном возрасте выше на 14,6% по сравнению с контролем.

Таблица 3. Динамика влияния Ь-лизина на морфологические и биохимические показатели крови 1 и 40 суточного возраста цыплят -бройлеров

Группа 1 сут 40 сут

Эритроциты, 1012/л

Контрольная 1,76±0,08 1,85 ±0,22

Опытная 1,98±0,05** 2,20 ± 0,32**

Лейкоциты, Ю^/л

Контрольная 22,77±0,99 33,0 ±0,19

Опытная 23,32±0,42 34,10 ±0,26

Гемоглобин, г/л

Контрольная 86,02±3,10 106,10±4,20

Опытная 96,02±3,10*** 119,36 ±7,81**

Гематокрит, %

Контрольная 23,40±0,07 27,3 ±0,19

Опытная 24,78±0,04* 31,30 ±0,33**

Общий белок, %

Контрольная 55,43±5,01 58,07±2,20

Опытная 58,78±3,26* 61,59±4,46**

АСТ, мккат/л

Контрольная ' 58,16±2,35 61,70±3,91

Опытная 59,56±1,78 62,96±2,74

АЛТ, мккат/л

Контрольная 5,37±0,89 6,10±0,64

Опытная 6,81±0,41** 6,52±0,35*

В нашем исследовании наблюдается достоверное увеличение общего белка в сыворотке крови под воздействием Ь-лизина на 1 и 40 сутки на 6,0% и 6,1% по сравнению с контролем.

Под влиянием L-лизина активность алинин- и аспартатаминотрансфераз была выше по сравнению с контролем. На 1- и 40 сутки активность AJIT по сравнению с контролем была значительно выше -на 26,8% и 6,8% соответственно, тогда как активность ACT не превышала 2,4 % и 2,0 %.

Перекисное окисление липидов - универсальный процесс, протекающий в органах и тканях, который активируется при многих патологических состояниях, возникающих под влиянием свободных радикалов и пероксидов.

Экспериментально установлено, что L-лизин положительно влияет на организм при окислительном стрессе, снижая уровень перекисного окисления липидов. Так, уровни ТБК-активных веществ, диеновых и кетодиеновых коньюгатов в опыте ниже, чем в контроле.

Рис. 2. Влияние Ь-лизина на содержание ТБК-активных продуктов в сыворотке крови цыплят, мкмоль/л

Содержание ТБК-активных продуктов оценивали по количеству малонового диальдегида (МДА) - вторичного продукта перекисного

окисления липидов, который являясь мутагеном и цитотоксином, способен ингибировать синтез белка, нуклеиновых кислот и т.д. В сыворотке крови опытной группы в 1-е и 40-е сутки содержание МДА было меньше по сравнению с контролем на 26,0% и в 2 раза соответственно (рис. 2), что свидетельствует о снижении токсичности сыворотки крови по сравнению с контрольной группой.

0,5 -р-

1 сут 40 сут

Рис. 3. Влияние Ь-лизина на содержание диеновых коньюгатов в сыворотке крови цыплят, ед. абсорбции на 1 мл сыворотки крови

Количество первичных продуктов ПОЛ - диеновых конъюгатов в сыворотке крови цыплят опытной группы была ниже относительно контрольной группой как на 1-е, так и на 40 сутки на 29,0% и 36,2 % соответственно, в которой происходит гиперактивация процессов ПОЛ (рис.

3).

Содержание вторичных продуктов ПОЛ — кетоновых коньюгатов в сыворотки крови на 1-е и 40 сутки в опытной группе было ниже на 25,0 % и 38,9 % по сравнению с контрольной группой, в которой наблюдается пролонгация процессов переокисления с повышенным образованием

карбонильных продуктов ПОЛ (рис.4). Таким образом, Ь-лизин улучшает качество выводимого молодняка и уменьшает негативное действие стресс-факторов при промышленном выращивании птицы, значительно снижая уровень ПОЛ, положительно воздействуя на гематологические показатели, и как следствие, активизируя адаптационные процессы.

Рис 4. Влияние Ь-лизина на содержание кетодиеновых коньюгатов в сыворотке крови цыплят (ед. абсорбции на 1 мл сыворотки крови)

и контроль ■ Лизин, 0,1%

Рис. 5. Влияние Ь-лизина на бактерицидную активность, %

Омкг/мп

1 сут 40 сут

Рис.6. Влияние Ь-лизина на активность лизоцима, мкг/мл

Увеличение бактерицидной активности сыворотки крови и лизоцима свидетельствует о повышении иммунитета у цыплят под действием лизина, который выступает в качестве иммуномодулятора. Так, при двукратной обработке Ь-лизином на 1-е и 40-е сут в опытной группе бактерицидная активность была выше на 30,9% и 26,6 %, а лизоцимная активность была выше в 1,5 и 2,7 раза соответственно по сравнению с контрольной группой (рис. 5,6).

Таблица 3. Динамика прироста живой массы цыплят-бройлеров, г

Группы 1 сут 10 сут 20 сут 30 сут 40 сут

Контроль 43 ± 0,5 163 ±2,1 591 ±4,0 1138 ±2,4 1629 ±7,7

Лизин 0,1 % 44 ± 0,7 197 ±2,0 *** 662 ±3,7 ** 1174 ±3,2 * 1838 ±6,9 ***

Ь-лизин достоверно влияет на прирост живой массы цыплят бройлеров. В суточном возрасте живая масса цыплят в опытной группе была выше на 2,3 %, в 10 суточном возрасте на 20,8 %, в 20 суточном - на 12,0 %, а в 40 суточном- на 12,8% выше по сравнению с контролем (табл.3).

%

------- КО|ГГрОЛЬ

Лизин 0,1%

1 сут Юсут 20 сут 30 сут 40 сут

Рис.7. Динамика сохранности цыплят-бройлеров, %

Сохранность при этом составляет в опытной группе 96,2 %, что выше по сравнению с контролем на 4,2 %. Такое положение объясняется тем, что после вывода цыпленка действие физических и биологических барьеров для защиты развивающегося эмбриона от внешних воздействий полностью прекращается. Именно в конце эмбрионального периода, связанного с процессом подготовки к выводу, а также в первые 5-10 суток после вывода повышается гибель эмбрионов и цыплят (рис. 7).

Для подтверждения полученных результатов и расчета экономической эффективности нами была проведена производственная проверка применения 0,1 % раствора Ь-лизина для обработки инкубационных яиц и выращивания полученных цыплят в условиях ГУП 11113 «Конкурсный». Производственная проверка подтвердила результаты научно-хозяйственных экспериментов.

Двукратная обработка 0,1 % раствором Ь-лизина позволила увеличить вывод кондиционных цыплят на 2,7% по сравнению с базовым вариантом.

Таблица 4. Эффективность обработки яиц раствором Ь-лизина в производственной проверке

Показатели Базовый вариант Новый вариант А

Кол-во инкуб, яиц 1042 1045 +3

Неоплодотворенные яйца и «ложный неоплод», % 7,20 6,79 -0,41

Кровяные кольца, % 4,99 3,92 -1,07

Замершие, % 4,13 3,73 -0,39

Задохлики, % 3,36 1,63 -1,73

Слабые, % 2,40 0,67 -1,73

Выводимость яиц, % 83,97 89,32 +5,35

Вывод цыплят, % 77,93 83,25 +5,33

Получено кондиционных цыплят, гол. 812 870 +48

Сохранность цыплят за 6 недель выращивания, % 94,0 95,5 +1,5

Получено цыплят на конец выращивания, на 1000 заложенных на инкубацию яиц, гол. 763 831 +68

Затраты на препарат и дополнительные работы по обработке яиц, в расчете на 1000 шт. заложенных инкубационных яиц, руб. - 17,81 +17,81

Стоимость бройлера в 6 недель, руб. 150,00 150,00 -

Дополнительная прибыль, полученная на конец выращивания цыплят при двукратной обработке 1000 инкубационных яиц с учетом повышения вывода и сохранности молодняка, руб. - 10182,19 +10182,19

В новом варианте выводимость яиц и вывод цыплят была также выше на 5,35% и 5,33% по сравнению с базовым вариантом. На различных стадиях инкубации в новом варианте установлено значительное снижение эмбриональной смертности. Отходы инкубации в виде кровяных колец ниже на 1,07%, замершие - на 0,39%, задохлики - на 1,73 %, слабые цыплята - на 1,73% по сравнению с базовым вариантом (табл. 4).

Затраты препарата и работы для двукратной обработки 1000 инкубационных яиц раствором L-лизина составили 17 руб 81 коп.

Таким образом, в новом варианте (в опытной группе) при выращивании цыплят до 42- суточного возраста было установлено, что сохранность по сравнению с базовым вариантом была выше на 1,5% и составила 95,5%. С учетом вывода на 1000 заложенных инкубационных яиц было получено на 68 цыплят-бройлеров больше, чем в базовым варианте. При реализационной стоимости цыпленка-бройлера 150,00 руб. дополнительная прибыль, полученная на конец выращивания цыплят-бройлеров, на 1000 заложенных на инкубацию яиц составила: (150 руб.х68гол.) -17,81 руб. = 10182,19 руб.

Выводы

1. При изучении влияния предынкубационной обработки яиц растворами L-лизина различной концентрации (0,01%, 0,1%, 0,5%) на некоторые показатели эмбрионального и постэмбрионального развития цыплят - бройлеров кросса «Росс-308» было выявлено, что оптимальной дозой является 0,1 % концентрация L-лизина.

2. При сравнительном анализе комплексных показателей биоконтроля инкубации при однократной (перед инкубацией) и двукратной обработке яиц (перед инкубацией и при переводе на вывод), установлено, что максимальный стимулирующий эффект получен при использовании двукратной обработки яиц, что позволило повысить выводимость яиц и вывод цыплят на 7,6% и 5,2% соответственно по сравнению с контролем.

3. При изучении влияния обработки яиц 0,1 % раствором Ь-лизина на гематологические показатели цыплят было выявлено, что лизин достоверно стимулирует эритропоэз, а следовательно естественную резистентрость цыплят-бройлеров, гематопоэз и оптимизирует соотношение форменных элементов сыворотке крови. Препарат влияет на аминокислотно-белковый обмен, стимулируя выработку белковых веществ в печени.

4. Ь-лизин улучшает качество выводимого молодняка и уменьшает негативное действие стресс-факторов при промышленном выращивании птицы, значительно снижая уровень ПОЛ (МДА - в 2 раза, диеновых конъюгатов на 36,2%, кетоновых коньюгатов на 38,9%), положительно воздействуя на гематологические показатели, и как следствие, активизируя адаптационные способности цыплят.

5. Ь-лизин воздействует на показатели гуморального иммунитета, повышая бактерицидную активность на 26,6 %, и лизоцимную активность сыворотки крови в 2,7 раз .

6. Ь-лизин достоверно стимулирует такие хозяйственно - полезные признаки как прирост живой массы на 12,8% и сохранность цыплят на 4,2 %.

7. Производственной проверкой установлено, что при двукратной обработке яиц 0,1 % раствором Ь-лизина увеличились выводимость яиц и вывод цыплят на 5,4% и 5,3%, сохранность цыплят на 1,5% соответственно по сравнению с базовым вариантом. Это позволило получить дополнительную прибыль на 1000 инкубационных яиц с учетом повышения вывода и сохранности цыплят к концу периода выращивания в размере 10182,19 руб.

СВЕДЕНИЯ О ПРАКТИЧЕСКОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Данные исследования апробированы в производственных условиях ГУП ППЗ «Конкурсный» Московской области (Акт производственных

испытаний от 11.11.2009г.) и доведены до специалистов бройлерных птицеводческих хозяйств стран.

2. Экспериментальные данные используются в учебном процессе при чтении лекций и проведении лабораторно-практических занятий по зоогигиене и биохимии студентам ФГБОУ ВПО МГАВМиБ факультетов ветеринарной медицины, ветеринарно-биологического, зоотехнологии и агробизнеса, а также при написании и издании учебно-методической литературы.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ НАУЧНЫХ ВЫВОДОВ

Для повышения резистентности, жизнеспособности и прироста живой массы цыплят-бройлеров рекомендуем двукратную обработку инкубационных яиц кур родительского стада мясных кроссов (перед инкубацией и при переводе на вывод) 0,1 % раствором Ь-лизина.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Ершов П.А. Влияние биологически активного вещества Ь-лизина на эмбриональное развитие цыплят-бройлеров кросса «Росс-308»/П.А. Ершов// Вопросы ветеринарии и ветеринарной биологии: Сборник научных трудов, выпуск № 5.-М.: ФГОУ ВПО МГАВМиБ, 2009.-С. 164-166

2. Ершов П.А. Влияние различных концентраций Ь-лизина на эмбриональное развитие цыплят-бройлеров/П.А. Ершов, В.А. ЛукичеваУ/Вопросы физико-химической биологии в ветеринарии: Сборник научных трудов, выпуск № 5.-М.: ФГОУ ВПО МГАВМиБ, 2009.-С. 82-83

3. Ершов П.А. Влияние предынкубационной обработки яиц раствором лизина на белковый обмен цыплят/П.А. Ершов, В.А. Лукичева, Е.Ю.

ПенынинаУ/Актуальные проблемы ветеринарной биологии: Сборник научных трудов.-М.: ФГОУ ВПО МГАВМиБ, 2009.-С. 12-14

4. Ершов П.А. Воздействие иммуномодулятора на белково-аминокислотный обмен при вакцинальном стрессе цыплят-бройлеров/Труды XVII Московского международного ветеринарного конгресса.- М.: Изд-во Ассоциации практикующих врачей,-2009.-С.224

5. Ершов П.А. Моделирование естественной резистентности цинком глицинатом цыплят-бройлеров/ П.А. Ершов, А.Д. Чекмарёв, В.А. Лукичева//Птицеводство № 11.-2010.-С.12-17

6. Кочиш И.И. Перекисное окисление липидов и защита от активных форм кислорода L-лизином организма цыплят-бройлеров / И.И. Кочиш, П.А. Ершов, В.А. Лукичева//Птица и птицепродукты № 1.-2011. - С. 3435

7. Кочиш И.И. Коррекция L-лизином процессов пероксидации в технологии выращивания цыплят-бройлеров/ И.И. Кочиш, П.А. Ершов, В.А. Лукичева/ЛВетеринарная медицинах» 1.-2011.- С. 53-55

КОПИ-ЦЕНТР св.: 77 007140227 Тираж 100 г. Москва, ул. Енисейская, д. 36. тел.: 8-499-185-79-54, 8-906-787-70-86 \vvvw. kopirovka.ru

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата биологических наук, Ершов, Павел Алексеевич, Москва

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологий имени К.И.Скрябина»

04201355613 Иа правах РУкописи

ЕРШОВ ПАВЕЛ АЛЕКСЕЕВИЧ

Влияние антиоксидантной активности Ь-лизина на естественную резистентность и продуктивность цыплят-бройлеров

06.02.05 - Ветеринарная санитария, экология, зоогигиена и ветеринарно-

санитарная экспертиза 03.01.04-биохимия

Диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук, чл.-корр. РАСХН, профессор Кочиш Иван Иванович

кандидат биологических наук, доцент Лукичёва Вера Александровна

Москва - 2013

Содержание

Введение 5

Литературный обзор 9

1.1. Ь - лизин 9

1.2. Процесс перекисного окисления липидов 11

1.2.1. Активные формы кислорода 15

1.2.2. Цепное окисление липидов 17

1.2.3. Продукты перекисного окисления липидов 18

1.3. Общие липиды 22

1.4. Функциональные особенности клеток крови 24

1.5. Аминотрансферазы 26

1.6. Иммунная система 29 1.6.1 .Свойства специфической системы иммунитета 30

1.6.2.Специфические факторы гуморального и

клеточного иммунитета 31

1.6.3.Гуморальные факторы неспецифического иммунитета 37 2 Материалы, методы и условия проведения исследований 41

2.1. Объекты исследований и схема опытов 41

2.2. Методики исследований 45 3. Результаты исследований 49 3.1. Эффективность применения Ь-лизина путем однократной обработки яиц 49

3.2. Эффективность применения Ь-лизина путем двукратной обработки яиц ^1

3.3. Оптимизация эффекта применения Ь-лизина путем двукратной

обработки яиц 53

3.4. Влияние Ь-лизина на гематологические показатели крови цыплят-бройлеров 55

3.5. Влияние Ь-лизина на белковые вещества сыворотки крови 56

3.6. Влияние Ь-лизина на содержание жировых веществ

сыворотки крови 58 3Л. Содержание продуктов перекисного окисления липидов в сыворотке

крови цыплят-бройлеров под воздействием Ь-лизина 58

3.8. Влияние Ь-лизина на гуморальные показатели естественной резистентности и иммунной реактивности цыплят-бройлеров 61

3.9. Производственная проверка 62 4. Обсуждение результатов 68 4.1 .Влияние Ь-лизина на эмбриогенез 69

4.2.Влияние Ь-лизина на гематологические показатели 78

4.3.Влияние Ь-лизина на белковый обмен 83

4.4.Влияние Ь-лизина на перекисное окисление липидов 86

4.5. Влияние Ь-лизина на гуморальные показатели естественной резистентности и иммунной реактивности 92

4.6. Производственная проверка 95

Выводы

Сведения о практическом использовании результатов исследования 98

Рекомендации по использованию научных выводов 98

Список литературы 99

Приложения 113

Введение

Велико и разнообразно количество продуктов, получаемых от сельскохозяйственной птицы. Высокая питательность и диетические свойства яиц и мяса птицы, большая экономическая эффективность их производства обусловили быстрый рост и развитие товарного птицеводства во всем мире [76].

Однако нарушения норм содержания и кормления, а также большая скученность птицы и различные стрессовые воздействия приводят к резкому снижению жизнеспособности молодняка птицы. В последние годы эффективно ведется поиск профилактических мероприятий, направленных на повышение продуктивности и резистентности сельскохозяйственной птицы.

В птицеводстве в качестве стимулирующих рост и развитие, повышающих резистентность и продуктивность птицы применяют различные препараты, а также биологически активные вещества, такие как янтарная кислота, лимонная кислота, глицин, рибав, ферропептид и др. [27,40,45,51].

В состав белков организма птицы входит примерно 20 аминокислот. Различные сочетания их обусловливают великое многообразие свойств и качеств белка. Лизин является естественным метаболитом, активно участвует в углеводном, белковом и минеральном обменах, а также участвует в выработке антител, повышая тем самым резистентность организма к болезням. Лизин относят к группе незаменимых лимитирующих аминокислот в организме цыплят-бройлеров.

Следовательно, применение Ь-лизина должно способствовать более эффективной стимуляции роста и развития, повышению естественной резистентности и продуктивности птицы. Поэтому перед нами были поставлены следующие цели и задачи.

Цель и задачи исследований. Цель - изучить и дать оценку влияния Ь-лизина на эмбриональный и постэмбрнональный периоды развития цыплят кросса «Росс-308».

Цель реализовывалась решением следующих задач:

1. Изучить влияние предынкубационной обработки яиц растворами Ь-лизина различной концентрации на некоторые показатели эмбрионального и постэмбрионального развития цыплят кросса «Росс-308».

2. Установить возможность оптимизации эффекта применения Ь-лизина, путем однократной и двукратной обработки яиц перед инкубацией и при переносе их на вывод.

3. Дать клинико-биохимическую оценку влияния применения Ь-лизина на организм цыплят при окислительном стрессе.

4. Изучить иммунный статус цыплят-бройлеров под воздействием Ь-лизина.

5. Изучить последействие препарата на рост и развитие цыплят — бройлеров.

6. Установить экономическую эффективность применения Ь-лизина. Научная новизна. Выявлены оптимальные схема обработки инкубационных яиц и концентрация раствора Ь-лизина. Впервые изучено комплексное влияние аминокислоты на перекисное окисление липидов, естественную резистентность, продуктивность и сохранность цыплят. Определены закономерности и особенности воздействия препарата на организм цыплят-бройлеров.

Практическая значимость. На основании проведенных исследований получены данные, позволяющие судить о воздействии Ь-лизина на клинические и биохимические показатели крови, естественную резистентность и иммунную реактивность организма цыплят-бройлеров на фоне окислительного стресса. Установлена эффективность применения, определены закономерности влияния аминокислоты как иммунно- и

ростостимулирующего, а также стресспротективного средства. Результаты исследований могут быть использованы в птицеводстве для повышения продуктивности и сохранности цыплят-бройлеров.

Апробация и внедрение работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на:

1. ХУП-й Московском Международном ветеринарном конгрессе (г. Москва, 2009);

2. Международной научно-практической конференции «Современные средства и методы диагностики, профилактики и лечения инфекционных, протозойных и микотических болезней сельскохозяйственных и промысловых животных, рыб и пчел», ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной ветеринарии им. Я.Р. Коваленко» (г. Москва, 2009

г);

3. Международной Интернет-конференции «Фундаментальные и прикладные исследования в АПК на современном этапе развития химии». ФГОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет» (г. Орел, 2009 г);

4. Международной научно-практической конференции «Достижения супрамолекулярной химии и биохимии в ветеринарии: Сборник тезисов, ФГОУ ВПО МГАВМиБ, (г. Москва, 2009);

5. III Международной Интернет-конференции «Инновационные фундаментальные и прикладные исследования в области химии сельскохозяйственному производству».- ФГОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет» (г. Орел, 2010 г) Публикации результатов исследований. По теме диссертации

опубликовано 7 научных статей, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

На защиту выносятся следующие основные положения диссертации:

1. Оценка влияния Ь-лизина на эмбриональное и постэмбриональное развитие цыплят.

2. Определение эффективности обработки яиц естественным метаболитом (Ь-лизин) в качестве стресспротектора.

1. Литературный обзор 1.1. L - лизин

Лизин —2,6-диаминогексановая кислота - алифатическая аминокислота с выраженными свойствами основания. Химическая формула: C6H14N202. Лизин известен в виде двух оптически активных D- и L-форм. Природный L-лизин (t пл 224—225°С, с разложением) хорошо растворим в воде, кислотах и основаниях, плохо — в спирте. Впервые L-лизин выделен из гидролизата казеина в 1889 Э. Дрекселем., синтезирован в 1902 году.

СН2 - СНг - СН2 - СН2 -СИ- соон I I

nh2 nh2

Лизин — это незаменимая аминокислота, которая не синтезируется в организме человека и животных. Встречается в составе молекул белков и пептидов животного и растительного происхождения, входит в состав активных центров ферментов, например, аминотрансфераз; гормонов, в больших количествах содержится в гистонах и протаминах (белки, входящие в состав хроматина), является одним из источников ацетил-Коэнзима-А (А-КоА). Лизин входит в состав нуклеотидпептидов, являющихся промежуточным продуктом в синтезе белка. Реже лизин встречается в липопептидах - метаболитах в биосинтезе белков. В качестве диаминокислоты входит в состав белков рибосом и глюкагона-пептида -гормона, синтезирующегося в островковой части поджелудочной железы. L-лизин поддерживает уровень энергетического обмена и положительно влияет на сердечную функцию, благодаря карнитину, который в организме синтезируется из лизина. Как показали исследования, однократный прием 5000 мг лизина увеличивает уровень карнитина в 6 раз, при достаточных количествах витаминов С и В1, железа. L-лизин участвует в формировании коллагена и восстановлении тканей. Лизин улучшает

усвоение кальция из крови и транспорт его в костную ткань[12,14, 91, 107, 109, 115, 121].

Совместный прием Ь-лизина и аргинина (1-2 г в сутки) повышает иммунный ответ организма, в частности, количество и активность нейтрофилов. Лизин усиливает действие аргинина. Лизин понижает уровень триглицеридов в сыворотке крови. Лизин в сочетании с пролином и витамином С предупреждает образование липопротеинов, вызывающих закупорку артерий, следовательно, полезен при сердечнососудистых патологиях [92,109].

Вызывает интерес применение Ь-лизина как антистрессового препарата. Известно, что повышение уровня стероидных гормонов во время стресса приводит к резкому расходованию и истощению запасов Ь-лизина в организме. Ь-лизин участвует в выработке антител, и ключевым ферментом в разрушении антигенов является Ь-лизин -альфа - оксидаза, а т.к на основе Ь-лизина строятся защитные антитела и другие важные клетки иммунной системы, снижение уровня защитных клеток приводит к снижению резистентности организма.. Поэтому применение Ь-лизина при стрессах различного генеза можно считать необходимым [58, 85, 86, 87, 107].

Животным и птице он необходим для регуляции обмена азота, углеводов, а также для синтеза нуклеотидов, хромопротеидов. Он способствует интенсивному росту молодняка, интенсивному использованию кормов, образованию меланинового пигмента в оперении птиц; влияет на формирование эритроцитов и отложение в костях кальция, участвует в окислительно-восстановительных реакциях, активизирует переаминирование и дезаминирование аминокислот, способствует усвоению фосфора и кальция. Для птицы, нуждающейся в метионине для образования перьевого протеина, лизин является второй по важности аминокислотой. В пшенично-ячменных и кукурузно-подсолнечных рационах практически всегда не достает лизина [15,23,24, 80,82].

Особенностью лизина является его способность окислять углеводы. Это взаимодействие между углеводами и аминокислотой превращает лизин в недоступный для усвоения комплекс. Для повышения доступности аминокислот вообще и лизина в частности, особенно из бобовых культур, их подвергают тепловой обработке[77, 89].

Использование лизина позволяет увеличить привес животных и птицы на 10-30%, повысить надои молока на 12%, увеличить яйценоскость кур на 10%. Дефицит Ь-лизина неблагоприятно сказывается на синтезе протеина, что приводит к утомляемости, усталости и слабости, плохому аппетиту, замедлению роста и снижению массы тела, неспособности к концентрации, раздражительности, кровоизлияниям в глазное яблоко, потере волос, анемии и проблемам в репродуктивной сфере [9,11, 23, 115].

Отсутствие лизина в пище замедляет рост у молодняка, у взрослых животных приводит к отрицательному балансу азота и нарушению нормальной жизнедеятельности организма. У птицы возникает мочекислый диатез при избытке витаминов А и Б на фоне дефицита лизина и метионина [76,121].

Получают лизин методом глубинного культивирования микроорганизмов, синтезирующих эту аминокислоту. Основные сырьевые компоненты для производства лизина: меласса, кукурузный экстракт, соляная кислота, аммиачная вода, витамины, отруби, подсолнечный шрот, рыбная мука, мясокостная мука и рапс[78,82,90].

1.2. Процесс перекисного окисления липидов

Перекисное окисление липидов (ПОЛ) представляет собой процесс непосредственного переноса кислорода на субстрат с образованием перекисей, кетонов, альдегидов и других соединений. Отличительной чертой этой реакции является ее цепной характер. Обязательным условием

протекания процесса перекисного окисления является наличие в системе свободных радикалов [27].

Перекисное окисление (пероксидация) липидов - пример процесса, идущего с участием свободных радикалов. Свободные радикалы - это молекулярные частицы, имеющие непарный электрон на внешней орбитали и обладающие высокой реакционной способностью..

Процессам перекисного окисления подвержены некоторые аминокислоты, вода, белки, углеводы, но в животном организме решающее значение имеет перекисное окисление липидов за счет входящих в их состав полиненасыщенных жирных кислот. Индуцируют реакции перекисного окисления, так называемые, активные формы кислорода - 02", О2 ", НО, НО * и другие, из которых важное значение придают, в частности, супероксидному аниону. Он является продуктом одноэлектронного восстановления кислорода. [4,17,22]

Отличительной чертой процесса окисления липидов является его высокая чувствительность к самым незначительным изменениям в составе компонентов окисления, в концентрации его активаторов или ингибиторов. Такая особенность реакций обуславливает их чрезвычайную лабильность при действии различных факторов внешней среды на организм и при патологии. [27].

Чрезмерное образование свободных радикалов в организме и связанное с этим усиление процессов пероксидации липидов сопровождается рядом нарушений в свойствах биологических мембран и функционировании клеток.

К наиболее важным воздействиям перекисного окисления на мембранные белки относят:

• Окисление тиоловых соединений

• Повреждение белков - переносчиков

• Появление проницаемости для ионов

• Повреждение транспортных АТФаз

Радикал Основной источник Вредные реакции

Первичные радикалы

Семихиноны Цепи переноса электронов но«+ о2->д+ ю2_ + н+

Супероксид Клетки-фагоциты •О2- + Ре3+ 02 + Ре2+

Монооксид азота (N0) Клетки эндотелия и многие другие N0« + -О2" -* ООШ" (пероксинитрит)

Вторичные радикалы

Радикал гидроксила Н202 + Ре2+ Бе3+ + НО" + НО' (реакция Фентона) Н0С1 + Ре2+-^Ре3+ + СГ + НО' (реакция Осипова) Повреждение ДЬЖ и РНК, цепное окисление липидов

Радикалы липидов Цепное окисление липидов Повреждение липидного бислоя и мембранных ферментов

Радикалы антиоксидантов Цепное окисление липидов Иногда оказывают прооксидантное действие

Радикалы, образующиеся при метаболизме ксенобиотиков Промышленные токсины и некоторые лекарства Образование вторичных радикалов

Радикалы, образующиеся при действии света Поглощающие свет вещества Образование вторичных радикалов

Основное действие перекисного окисления на липидный слой мембран сводится к:

• Увеличению микровязкости мембран

• Изменению поверхностного заряда мембран и липопротеинов

• Уменьшению гидрофобного объема

• Увеличению полярности липидной фазы

• Увеличение проницаемости для ионов водорода

• Увеличение проницаемости для ионов кальция [47,48].

1.2.1. Активные формы кислорода

Основная масса молекулярного кислорода, потребляемого клетками

нашего организма, непосредственно восстанавливается до воды, окисляя органические субстраты в цепях переноса электронов. Меньшая часть кислорода расходуется на неполное окисление органических соединений. Наконец, заметная часть кислорода восстанавливается клетками нашего организма до супероксидного радикала. Так клетки - фагоциты (моноциты и гранулоциты крови и тканевые макрофаги) выделяют супероксид в реакции, катализируемой ферментным комплексом - НАДФН-оксидазой: НАДФН + 202 -» НАДФ+ + 20" (супероксид) Дальнейшая судьба супероксидных радикалов может быть разной. В норме и при отсутствии ионов металлов переменной валентности супероксидные радикалы превращаются в перекись водорода; эта реакция катализируется ферментом супероксиддисмутазой (СОД): 20" Н202 + 02

Клетки-фагоциты используют перекись водорода, превращая ее в гипохлорит - соединение, разрушающее стенки бактериальных клеток; эта реакция катализируется ферментом миелопероксидазой. Н202 + СГ->Н20 + СЮ"

Избыток перекиси в