CC BY
80
Влияние комплекса пробиотика на основе лактобактерий и селенита натрия на некоторые показатели антиоксидантной защиты макроорганизма
В.Н. Никулин, д.с.-х.н., профессор, В.В. Герасименко, д.б.н., профессор, Т.В. Коткова, к.б.н., Р.З. Мустафин, к.б.н., Е.А. Милованова, аспирантка, М.Г. Шмаль,
аспирант, Оренбургский ГАУ, Е.С. Петраков, к.б.н., ВНИИФБиП РАСХН
Дисбаланс микроэлементов в организме хозяйственных животных существенно влияет на их продуктивность, кроме того, может вызывать и серьёзные заболевания. Несмотря на то что симптомы микроэлементозов у сельскохозяйственной птицы развиваются постепенно, в последние годы обсуждается необходимость введения микроэлементов для сохранения структурно-функциональных свойств биологических мембран и антиоксидантного потенциала организма в целом.
В настоящее время эффективное ведение птицеводства просто немыслимо без применения пробиотиков. Между тем большая часть исследований посвящена определению эффективности воздействия пробиотиков на продуктивные качества сельскохозяйственных животных и птиц, при этом доля биохимических экспериментов по данному направлению чрезвычайно мала, а сами эксперименты в основном ограничиваются определением минимального набора клинических показателей. Кроме того, в данный момент
пробиотики практически не рассматриваются как регуляторы антиоксидантного статуса макроорганизма, что, однако, не исключает их вероятную и эффективную роль в поддержании устойчивости организма к активным формам кислорода (АФК).
Образование АФК — постоянно происходящий в организме процесс, физиологически сбалансированный за счёт активности эндогенных антиоксидантных систем. При чрезмерном увеличении продукции свободных радикалов вследствие прооксидантных воздействий и/или несостоятельности антиоксидантной защиты развивается окислительный стресс, сопровождающийся повреждением белков, липидов и ДНК.
Одним из ключевых микроэлементов в обеспечении нормальной функции антиоксидантной системы организма является селен. Селен — биологически активный микроэлемент, входящий в состав ряда гормонов и ферментов и связанный таким образом с деятельностью всех органов, тканей и систем [1].
Все вышесказанное позволяет считать, что исследование степени воздействия пробиотика и селена на живой организм, в частности на организм птицы, а также изучение возможных механизмов реализации позитивного действия пробиотических препаратов на макроорганизм
являются весьма перспективными и целесообразными.
В этой связи целью работы явилось изучение основ ферментативного (супероксиддисмутаза и каталаза эритроцитов) и неферментативного (витамин Е, витамин А, аскорбиновая кислота) звена антиоксидантной системы организма при включении в рацион цыплят-бройлеров препарата селенита натрия в комплексе с пробиотиком на основе лактобактерий.
Материалы и методы. Экспериментальную часть работы выполняли на базе вивария ФГБОУ ВПО «Оренбургский ГАУ» в сентябре — октябре 2012 г. на клинически здоровых суточных цыплятах-бройлерах кросса Смена-7. Для проведения исследований было сформировано по принципу групп-аналогов 4 группы (одна контрольная и три опытные), по 40 гол. в каждой. Плотность посадки, фронт кормления и поения, температурный и влажностный режимы на протяжении всего опыта соответствовали рекомендациям ВНИТИП и были одинаковыми для всех групп.
Опыт по продолжительности составил 42 сут. В течение всего времени эксперимента цыплята контрольной группы получали только основной рацион, а в рацион птицы опытных групп добавляли селенит натрия совместно с пробиотиком (рабочее название тетралактобактерин) согласно схеме, представленной в таблице 1.
Определение активности супероксиддисму-тазы проводили кинетическим спектрофотометрическим методом, основанным на способности СОД окислять адреналин до адренохрома (Т.М. Сирота, 1999). Активность каталазы определяли кинетическим спектрофотометрическим методом прямой регистрацией разложения субстрата фермента — перекиси водорода (Н. 7иек, 1963).
Содержание ретинола и токоферола в сыворотке крови цыплят-бройлеров (в возрасте 21 и 42 сут.) измеряли флуориметрическим методом с помощью прибора «Флюорат-02-АБЛФ». Концентрацию аскорбиновой кислоты в плазме крови определяли с помощью прибора «Титратор потенциометрический автоматический АТП-02».
В ходе эксперимента учитывали сохранность поголовья (путём ежедневного учёта павшей птицы и выяснения причин падёжа), живую
массу — еженедельно (путём индивидуального взвешивания всего поголовья), среднесуточный прирост в конце периода выращивания, среднесуточное потребление корма (путём ежедневного учёта по группам), затраты корма на 1 голову и на 1 кг прироста живой массы цыплят (в конце периода выращивания). Европейский индекс продуктивности вычисляли по формуле: ЕИП = {(средняя живая масса [кг] х сохранность [%]) / (срок откорма [сутки] х конверсия [кг/кг])} х 100%.
Результаты исследований. Супероксиддисмута-за (СОД) (КФ 1.15.1.1) и каталаза (КФ 1.11.1.6) в эритроцитах занимают центральное место в системе ферментной антиоксидантной защиты организма. Эти ферменты играют важную роль в защите гемоглобина и мембраны эритроцита от повреждающего действия активных форм кислорода и перекиси водорода [2].
В таблице 2 представлены данные по активности супероксиддисмутазы и каталазы эритроцитов цыплят-бройлеров при включении в рацион пробиотического препарата и селена.
Анализ динамики в разные возрастные периоды не выявил существенных изменений в активности данных ферментов.
Введение в рацион цыплят-бройлеров дополнительного количества микроэлемента селена и пробиотика привело к увеличению активности супероксиддисмутазы. В сравнении с контролем в конце эксперимента активность СОД у птицы опытных групп была существенно выше (на 9,3% во II и на 16,3% в III опытной гр.).
Активность каталазы по отношению к контрольному значению увеличилась у бройлеров в III опытной гр. (в возрасте 42 сут.) на 18,4% (р<0,05).
Неферментативное звено антиоксидантной системы организма представлено низкомолекулярными антиоксидантами, среди которых наиболее значительная роль принадлежит витамину Е. Данный витамин поддерживает структурную целостность клеток, предотвращая окисление ненасыщенных жирных кислот, которые являются важнейшими компонентами клеточных мембран и органелл [3]. Кроме того, известно, что витамин Е является единственным жирорастворимым антиоксидантом крови, более 90% а-токоферола эритроцитов связано с их мем-
1. Схема проведения опыта
Группа Кол-во животных, в группе, гол. Продолжительность опыта, сут. Условия кормления
Контрольная 40 42 ОР (основной рацион)
I опытная ОР + пробиотик (1 г/кг корма)
II опытная ОР + селенит натрия (Ыа2ВеОз), 0,2 мг/кг корма (в пересчёте на элемент)
III опытная ОР + Ыа2ВеОз (0,2 мг/кг корма (в пересчёте на элемент)) + пробиотик (1 г/кг корма)
бранами [4]. Целесообразность дополнительного введения селена даже в рационы, достаточные по витамину Е, сейчас не подвергается сомнению [5].
Содержание витамина Е в комбикормах на протяжении всего периода эксперимента колебалось в пределах 20—25 мг/кг корма.
В результате проведённых нами исследований установлено, что у птицы II опытной гр. в возрасте 21 сут. и III опытной гр. в возрасте 21 и 42 сут. содержание витамина Е было достоверно выше в 1,2—1,3 раза по отношению к сверстникам контрольной гр. (табл. 3). У цыплят II опытной гр. в возрасте 42 сут. значительное увеличение по отношению к контролю (на 14%) не было статистически достоверным. В рацион цыплят-бройлеров данных опытных групп добавляли в комбикорм селен. Имеются данные, что результативность действия витамина Е зависит не столько от его количества в организме, сколько от эффективности рециклизации [6]. Следовательно, дополнительно обеспечивая организм веществами, участвующими в рециклизации витамина Е, в том числе и селеном, удаётся достичь высокой эффективности антиоксидантной защиты с участием данного вещества.
Наряду с витамином Е высоким антиокси-дантным действием обладает и витамин А [7].
Содержание ретинола на протяжении всего периода эксперимента в комбикормах колебалось в пределах 3—3,6 мг/кг корма.
При изучении содержания данного витамина в крови цыплят-бройлеров было установлено, что достоверное отличие констатировалось в возрасте 42 сут. у птицы III опытной гр. (табл. 4). Разница с контролем составила 13,5%.
Аскорбиновая кислота является важным компонентом защиты клеток от активных форм кислорода, осуществляя реактивацию токоферола [8]. Содержание аскорбиновой кислоты в крови цыплят-бройлеров на протяжении всего периода эксперимента во всех группах достоверно не изменилось (табл. 5). Возможно, это связано с тем, что птица способна синтезировать аскорбиновую кислоту в печени и почках из простых сахаров и в обычных условиях не испытывает недостатка в этом веществе.
Изменение живой массы молодняка довольно точно характеризует уровень кормления птицы. По скорости роста цыплята опытных групп во все возрастные периоды превосходили аналогов из контрольной группы (табл. 6). Лучшие результаты получены в III опытной гр., где цыплята получали дополнительно к основному рациону комплекс селенита натрия и пробиотика. Живая
2. Aктивность супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы эритроцитов у цыплят-бройлеров, Ед/г Hb (X±Sx, n=6: З? и З$)
Возраст, сут. Контрольная группа I опытная II опытная III опытная
Супероксиддисмутаза (СОД), Ед/г Hb
21 235±8 221±5 239±4 256±8
42 215±7 219±8 235±5* 250±9*
Каталаза, Ед/г Hb
21 50,1±3,7 51,4±2,6 59,3±3,7 56,6±3,4
42 50,0±2,8 52,3±3,8 54,1±3,3 59,2±2,5*
Примечание: * p<0,05 по t-критерию при сравнении с контрольной группой
З. Содержание в крови цыплят-бройлеров витамина Е, мкг/мл (X±Sx, n=6: З? и З$)
Возраст, сут. Контрольная группа I опытная II опытная III опытная
21 7,41±0,53 7,31±0,59 8,92±0,44* 9,76±0,69*
42 7,47±0,43 7,85±0,53 8,53±0,63 8,94±0,50*
Примечание: * p<0,05 по t-критерию при сравнении с контрольной группой
4. Содержание в крови цыплят-бройлеров витамина A, мкг/мл (X±Sx, n=6: З? и З$)
Возраст, сут. Контрольная группа I опытная II опытная III опытная
21 0,82±0,04 0,85±0,01 0,81±0,02 0,90±0,03
42 0,89±0,03 0,88±0,02 0,83±0,03 1,01±0,03*
Примечание: * p<0,05 по t-критерию при сравнении с контрольной группой
5. Содержание в крови цыплят-бройлеров аскорбиновой кислоты, мкг/мл (X±Sx, n=6: З? и З$)
Возраст, сут. Контрольная группа I опытная II опытная III опытная
21 15,24±1,54 15,44±1,41 15,41±1,72 15,29±1,73
42 15,38±1,93 15,26±2,12 15,47±1,53 15,40±0,93
6. Хозяйственно-полезные признаки цыплят-бройлеров
Группа Контрольная I опытная II опытная III опытная
Сохранность, % 95 97,5 97,5 100
Живая масса, г: 41,7±0,55
1-е сут.
7-е сут. 14-е сут. 21-е сут. 28-е сут. 35-е сут. 42-е сут. Прирост живой массы, г: - абсолютный - среднесуточный - в % к контролю Расход комбикорма, г: - на 1 гол. за весь период - на 1 кг прироста живой массы - в % к контролю ЕИП 142,4±2,8 345,7±5,1 492,1±7,1 763,5±17,0 1218,2±30,2 1865,4±53,3 1823,7 43,4 100 4193.5 2299.5 100 183,5 150,8±3,3 355,7±6,3 583,3±9,3 858,1*±22,7 1388,3*±42,6 1959,1*±73,6 1917,4 45,7 105.3 4206,8 2194,0 95,4 207.3 152,1±3,5 365,9±7,9 591,2±10,5 894,2±25,7 1406,5*±48,1 2023,4*±81,9 1981,7 47,2 108,8 4271,0 2155,2 93,7 217,9 153,0±4,5 368,7±8,8 602,3±11,2 995,0*±36,9 1495,0*±55,8 2140,1**±95,5 2098.4 50,0 115.2 4253.4 2027,0 88.2 251.4
Примечание: * р<0,05 по 1-критерию при сравнении с контрольной группой ** р < 0,01 по 1-критерию при сравнении с контрольной группой
масса птицы в данной группе достоверно отличалась от контрольной уже в возрасте 28 сут., а на конец эксперимента разница составила 14,8%. Скармливание цыплятам комбикормов с препаратами селена и пробиотика способствовало получению среднесуточных приростов бройлеров за 42 сут. опыта в 50,0 г, превышающих приросты контрольной группы почти на 15%.
Применение селенита натрия и лактобактерий позволило снизить затраты корма на 1 кг прироста живой массы в среднем на 12% и повысить сохранность поголовья в данном эксперименте. Расчёт ЕИП показал, у цыплят всех опытных групп этот показатель был выше, чем в контроле.
Выводы. Повышение активности эритроци-тарных ферментов супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы у цыплят-бройлеров опытных групп относительно контроля к концу опытного периода свидетельствует об активизации системы антиоксидантной защиты организма. Включение в рацион цыплят-бройлеров пробиотика и селена обеспечивает лучшую сохранность жирорастворимых витаминов А и Е. Результаты анализа зоотехнических показателей птицы опытных
групп показали, что включение в их основной рацион лактобактерий и селенита натрия позволило повысить сохранность и живую массу бройлеров.
Литература
1. Галочкин В.А., Ерохин А.С. Воспроизводительная функция коров под влиянием инъекций пролонгированной формы селенопирана // Сельскохозяйственная биология. 2001. № 2. С. 34-39.
2. Щуплова Е.А., Усвяцов Б.Я., Красиков С.И., и др. Влияние микроорганизмов с разным уровнем экспрессии факторов патогенности на активность антиоксидантных ферментов эритроцитов // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2009. № 4. С. 181-184.
3. Зенков Н.К., Ланкин В.З., Меньщикова Е.Б. Окислительный стресс: биохимический и патофизиологический аспекты. М.: МАИК Наука / Интерпериодика, 2001. 343 с.
4. Дудин В.И. Биохимия витамина Е и связанных с ним биологически активных веществ. М.: РАСХН, 2004. 255 с.
5. Галочкин В.А., Галочкина В.П. Органические и минеральные формы селена, их метаболизм, биологическая доступность и роль в организме // Сельскохозяйственная биология. 2011. № 4. С. 3-15.
6. Папазян Т.Т., Фисинин В.И., Сурай П.Ф. Взаимодействие между витамином Е и селеном: новый взгляд на старую проблему (ч. 2) // Птица и птицепродукты. 2009. № 2. С. 21-24.
7. Дурнев А.Д., Середенин С.Б. Мутагены (скрининг и фармакологическая профилактика воздействий). М.: Медицина, 1998. 328 с.
8. Балаболкин В.К., Клебанов Е.М. Роль окислительного стресса в патогенезе сосудистых осложнений диабета (лекция) // Проблемы эндокринологии. 2000. № 6. С. 29-37.
