CC BY
14УДК 636.5.033:612.017.1:612.112.94:577.171.55
ХАРАКТЕРИСТИКА ФАКТОРОВ ГИПОФИЗАРНО-АДРЕНОКОРТИКАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ И НЕСПЕЦИФИЧЕСКИХ АДАПТАЦИОННЫХ РЕАКЦИЙ У БРОЙЛЕРНЫХ ЦЫПЛЯТ
1 Колесник Е.А., 2Дерхо М.А.
1ВНИИ ветеринарной санитарии, гигиены и экологии, Челябинск;
2Южно-Уральский государственный аграрный университет, Троицк Челябинской обл., Российская Федерация
Цель исследования — оценка состояния иммунной системы, факторов гипофизарно-адренокортикальной регуляции, системы неспецифических адаптационных реакций у бройлерных цыплят в онтогенезе. Объект исследования — бройлерные цыплята кросса Hubbard F15, из которых сформировали четыре группы (n=10 в каждой, возраст птицы по группам - 1, 7, 23 и 42 сут.). Пробы крови получали путём декапитации птицы в 1- и 7-суточном возрасте и прижизненно у 23- и 42-суточных цыплят. Для характеристики неспецифических адаптационных реакций и факторов их регуляции вычисляли индексы — гетерофилы/лимфоциты, АКТГ/кортизол и провели факторный анализ данных по клеточному составу крови и уровню гормонов (АКТГ, кортизол) с определением независимых скрытых факторов (компонент), детерминирующих структуру корреляций между измеренными в эксперименте показателями. Уровень АКТГ в крови увеличивается с возрастом (P<0,001), содержание кортизола существенно не изменяется. Количество эритроцитов в крови характеризуется небольшим снижением с 7- по 23 сут. (P<0,05) с дальнейшим ростом к 42-м сут. Тренды изменения численности лимфоцитов были обратны сдвигам в количестве гетерофилов — пику численности лимфоцитов в 7-сут. возрасте (18,20±1,08х107л) соответствовал минимум количества гетерофилов (6,41±0,69х107л). Начиная с 23-сут. возраста, количество гетерофилов и лимфоцитов стабилизируется. В 1-сут. возрасте проявляются активные постнатальные адаптационные реакции, в 7-сут. возрасте наблюдаются реакции резервной адаптации, что соответствует фазе неспецифической адаптационной реакции и подготовки к форсированным физиологическим нагрузкам. Во 2-й и 3-й декадах (с 23-х сут.) проявляются интенсивные полимодификационные адаптационные реакции. Период 4-й — начало 5-й декады (с 42-х сут.) характеризуется адаптационными реакциями первичной стабилизации. На основании полученных данных заключили, что система неспецифических адаптационных реакций в раннем онтогенезе у бройлерных цыплят характеризуется наличием возрастзависимых функциональных взаимосвязей гипофизар-но-адренокортикальных и гематологических элементов; при этом направленность этих связей специфична для разных стадий онтогенеза.
Ключевые слова: цыплята-бройлеры, АКТГ, кортизол, гомеостаз, гетерофилы, лимфоциты, неспецифические адаптационные реакции
Проблемы биологии продуктивных животных, 2017, 1: 81-91
Введение
Жизнедеятельность организма осуществляется в окружающей среде, которая в эволюционном плане определяет происхождение вида и в той или иной мере удовлетворяет витальные потребности. Организм животного для сохранения своей морфофункциональной целостности в течение жизни реализует филогенетически выработанные механизмы регуляции внутренней среды, обеспечивая поддержание гомеостаза (Аршавский, 1982; Анохин, 1996).
Куры Gallus gallus (Linnaeus, 1758), как биологический вид, возникли в определённой среде, т.е. в ареале предковых форм обитания (в Индии). При этом вся нейрогуморальная система и нормы реакции организма кур сформировалась под влиянием факторов природной среды этого ареала (Soleimani, Zulkifli, 2010; El-Safty, 2012; Marco et al., 2013). Поэтому условия
жизнедеятельности, отличающиеся от условий ареала банкивских кур, будут вызывать ответные реакции целостного организма (Голиков, 1988; Soleimani, Zulkifli, 2010; El-Safty, 2012; Marco et al., 2013). В частности, технологические условия, являющиеся искусственной средой обитания - ограждения, условия питания, микроклимат, численность на единицу площади помещений и др., индуцируют ответные неспецифические регуляторные реакции, направленные на приспособление систем организма к наличной среде и, таким образом, обеспечивают адекватное функционирование организма в ходе онтогенеза (Kalliecharan, 198; Гаркави и др., 1990; Скоркина, Липунова, 2004; Вишняков,Торшков, 2009).
Бройлерные цыплята являются репрезентативной биологической моделью закономерностей нейрогуморальной адаптивной регуляции, направленной на достижение гомеостаза в раннем онтогенезе в искусственных управляемых условиях окружающей среды (Kalliecharan, 1981; Coban et al., 2014).
Основную роль в гипофизарно-адренокортикальной регуляции относительного динамического постоянства внутренней среды организма выполняют тропные и эффекторные гормоны, в том числе адренокортикотропный гормон (АКТГ) и кортизол, определяемые как гормоны адаптаций (Baxter, Forsham, 1972; Benovic et al., 1986; Young et al., 1998). В 60-хх гг. прошлого века коллективом учёных под руководством Л.Х. Гаркави (1990) были открыты адаптационные реакции общего характера в организме человека и животных (крыс) и основана концепция неспецифических адаптационных реакций организма (НАРО), отличающееся от понятия общего адаптационного синдрома (ОАС), как стресс-реакции, тем, что НАРО развиваются в ответ на действие раздражителей не чрезвычайной силы, как при ОАС, а средней или слабой степени воздействия факторов экзогенной или эндогенной природы. При этом, как было установлено, процессы НАРО не приводят к перенапряжению, истощению, а наоборот, обеспечивают поддержание гомеостаза за счёт комплексных системных реакций организма, а именно - активизации обмена веществ под действием гормонов гипоталамо-гипофизарной и тиреоидно-адренокортикальной оси, при этом регуляторные эффекты сопровождаются сдвигами в морфологическом и биохимическом составе крови (Гаркави и др., 1990).
В последующем был описан ряд реакций ОАС у кур при воздействии сильных раздражителей. Так, были изучены эффекты воздействия различных стресс-факторов, в том числе температуры, гамма-излучения и вакцинации (Забудский, 1988), шумового воздействия, пересадки и заражения культурой Salmonella Enteritidis (Салаутин, 2003). Были охарактеризованы (по показателям лейкограммы) неспецифические адаптационные реакции бройлерных цыплят в промышленных условиях - при вибрационном воздействии разной частоты и в условиях транспортировки (Бусловская, Ковтуненко, 2009).
Информативным критерием стресс-реакции и общих неспецифических адаптационных реакций у млекопитающих, в том числе у человека, может быть соотношение лимфоцитов и сегментоядерных нейтрофилов (Гаркави и др., 1990). Аналогично, у бройлерных цыплят доказана диагностическая значимость соотношения гетерофилов и лимфоцитов в качестве критериев реакций ОАС и других неспецифических адаптационных реакций (Gross, Siegel, 1983; Al-Murrani et al., 1997; Harmon, 1998; Coban et al., 2014).
Выявлены функциональные взаимоотношения адренокортикотропина, кортизола и кортикостерона с численностью лейкоцитов у диких кур (предковых форм современных кроссов бройлеров) и различных кроссов цыплят-бройлеров (Siegel, 1968; Kalliecharan, 1981; Kaoud, 2010), подвергавшихся направленному воздействию биологически активных веществ и (или) стрессогенов (гипо- и гипертермии, длительного вибрационного воздействия, инфекций и инвазий) (Gross, Siegel, 1983; Ebrahimzadeh et al., 2012; Ognik, Sembratowicz, 2012), а также у птицы, выращиваемой на приусадебных подворьях и в условиях интенсивных промышленных технологий (Азарнова и др., 2013).
Однако имеется недостаточно данных о взаимодействии элементов гипофизарно-адренокортикальной и гематологической систем в регуляции неспецифических адаптационных реакций при относительном постоянстве внутренней среды в ходе онтогенеза. Эти неспе-
цифические адаптационные реакции проявляются у цыплят-бройлеров на критических стадиях ювенального постнатального онтогенеза в нормальных технологических условиях (Вишняков, Торшков, 2009; Колесник, Дерхо, 2015; Колесник, 2016).
Целью данной работы было оценить состояние иммунной системы (по лейкоцитарному составу крови), элементов гипофизарно-адренокортикальной регуляции (по концентрации АКТГ и кортизола) и системы неспецифических адаптационных реакций в онтогенезе у бройлерных цыплят.
Материал и методы
Все эксперименты проведены согласно нормам гуманного обращения с животными. Экспериментальная часть работы выполнена в 2014 г. в условиях ООО «Чебаркульская птица» (Чебаркульский район Челябинской обл.). Объект исследования — бройлерные цыплята кросса Hubbard F15, из которых в цехе выращивания (клеточное содержание) согласно принципу сбалансированных групп сформировали четыре группы (n=10 в каждой, возраст птицы по группам - 1, 7, 23 и 42 сут.). Кормление и содержание подопытной птицы осуществляли в соответствии с зоогигиеническими рекомендациями ВНИТИП (2004). Материалом исследований служила кровь, которую получали путём декапитации птицы в 1 - и 7-суточном возрасте с соблюдением принципов гуманности, изложенных в директивах Европейского сообщества (86/609/ЕЕС) и Хельсинкской декларации, и прижизненно, пункцией вакуумным методом подкрыльцовой вены у 23- и 42-суточных цыплят. В цельной крови определяли количество лейкоцитов и эритроцитов в счетной камере Горяева; лейкограмму (лимфоциты, сегментоя-дерные нейтрофилы (гетерофилы) - в мазках крови, окрашенных по Паппенгейму (Кондра-хин, 2004). Количественное определение концентрации гормонов проводили методом твердофазного иммуноферментного анализа (ИФА) в образцах плазмы крови, взятой в стандартизированные вакуумные пробирки с ЭДТА (Кондрахин, 2004) с использованием коммерческих тест-систем «Biomerica АКТГ» (Biomerica ATCH ELISA, США) для адренокортикотропного гормона (АКТГ, кортикотропин) и «КОРТИЗОЛ - ИФА К210» (XEMA Co, Ltd., Россия) для кортизола (Kalliecharan, 1981). Для инкубирования образцов плазмы крови в процессе исследования на гормоны, применяли термостатируемый шейкер «ELMI Sky Line Shaker ST-3» (ELMI Ltd., Латвия), оптическую плотность измеряли с помощью ридера микропланшетов (фотометр для иммуноферментных тест-систем) - «MINDRAY MR-96A Elisa Microplate Reader» (MINDRAY Ltd., КНР).
Для комплексной оценки неспецифических адаптационных реакций у цыплят на разных стадиях онтогенеза рассчитывали величину двух индексов: 1) адаптационный индекс АИ = Г/Л, где Г - относительное количество гетерофилов в крови, %; Л - относительное количество лимфоцитов в крови, %; (Гаркави и др., 1990; Gross, Siegel, 1983; Al-Murrani et al., 1997; Marco et al., 2013; Coban, 2014) и 2) кортикотропно-кортизольный индекс (Чураков и др., 1994; Chrousos et al., 1984), ККИ= АКТГ*104/К, где АКТГ - концентрация кортикотропина в плазме крови, пг/мл; К - концентрация кортизола в плазме крови, нмоль/л; 104 - масштабный коэффициент.
С целью выявления и количественной характеристики скрытых (латентных) внутренних факторов, определяющих структуру взаимосвязей между измеренными гормональными и гематологическими показателями, был проведен факторный анализ с использованием статпа-кета STATISTICA 8.0. Выделение факторов производили методом главных компонент, вращение факторов осуществляли методом максимизации дисперсии - варимакс (Бундзен и др., 1975; Сычев, 2004).
Результаты и обсуждение
Динамика адренокортикотропного гормона (АКТГ) и кортизола в плазме крови бройлеров по возрастным группам представлена в табл. 1. Уровень АКТГ в крови увеличивается к 7-сут. возрасту в 2 раза (Р<0,001), в то же время концентрация кортизола существенно не изменялась с возрастом (табл. 1).
Количество эритроцитов в крови характеризуется небольшим снижением с 7- по 23 сут. (Р<0,05) с дальнейшим ростом к 42-м сут. (Р<0,05) по сравнению с 1-сут. возрастом. В лейкограмме 1-сут. бройлеров количество гетерофилов преобладает над уровнем лимфоцитов в 1,7 раза. Тренды изменения численности популяций лимфоцитов были обратны сдвигам в количестве сегментоядерных гетерофилов — пику численности лимфоцитов в 7-сут. возрасте (18,20±1,08 х109/л) соответствовал минимум количества гетерофилов (6,41±0,69х109/л). Начиная с 23-сут. возраста, количество гетерофилов и лимфоцитов стабилизируется, при этом уровень лимфоцитов незначительно преобладает над гетерофилами (табл. 1).
Таблица 1. Возрастная динамика гормональных и морфологических параметров (M±m, n=10)
Возраст, сутки
1 7 23 42
АКТГ, пг/мл 0,28±0,06 0,59±0,11*** 0,80±0,06*** 0,90±0,07***
Кортизол, нмоль/л 2274±59 2341±44 2351±35 2256±45
Эритроциты, 1012/л 3,03±0,09 2,98±0,08 2,65±0,12* 3,39±0,13*
Гетерофилы, 109/л 20,30±0,54 6,41±0,69*** 10,22±0,47*** 9,29±1,53***
Гетеро филы,% 60,40±1,25 24,30±2,91*** 44,90±1,88*** 37,40±5,89***
Лимфоциты, 109/л 11,93±0,46 18,20±1,08*** 11,42±0,50*** 13,61±1,35***
Лимфоциты, % 35,50±1,24 69,0±2,62*** 50,20±2,28*** 54,80±5,32***
Гетерофилы/лимфоциты 1,70±0,09 0,35±0,05*** 0,89±0,08*** 0,68±0,18**
АКТГ х 104/кортизол 1,23±0,28 2,52±0,42*** 3,39±0,28*** 4,01±0,26***
Примечание. *Р<0,05, **Р<0,01, ***Р<0,001 по t - критерию при сравнении с суточным возрастом. Гетеро-филы (сегментоядерные нейтрофилы_у птиц) имеют некоторые отличия в цитоплазматических гранулах от нейтрофилов млекопитающих (старое наименование — псевдоэозинофилы).
Количество лимфоцитов и гетерофилов в крови цыплят не влияло на количество эритроцитов; сдвиги их соотношения в ходе онтогенеза определялись, в основном, возрастной динамикой лейкоцитарных клеток (табл. 1). Наибольшие значения индекса Г/Л (гетерофи-лы/лимфоциты) соответствует 1-сут. возрасту, а минимальные - концу первой декады онтогенеза, 7 сут. (табл. 1)
Для дополнительной характеристики взаимосвязей между гормонами и клетками крови был проведен факторный анализ, включив в набор измеренных переменных концентрацию адренокортикотропного гормона, кортизола и количество клеток крови — эритроциты, лимфоциты, гетерофилы (нейтрофилы).
В факторном анализе (методе главных компонент) предполагается, что каждая измеренная переменная является суммой произведений величин латентного фактора и коэффициента, называемого нагрузкой фактора на эту переменную (или переменной на фактор). Цель анализа — выявление небольшого числа скрытых независимых друг от друга (некоррелирую-щих) факторов (главных компонентов), действие которых объясняет наличие парных корреляций между измеренными переменными.
Результаты анализа показали, что для каждого периода ювенального онтогенеза цыплят характерно наличие двух статистически значимых независимых латентных факторов (табл. 2). АКТГ, концентрация которого увеличивалась с возрастом, имел положительную нагрузку от первого фактора в возрасте 7 и 23-сут. и отрицательную — в возрасте 42 сут. В то же время кортизол, имеющий практически постоянный уровень, имел положительную нагрузку от одного фактора в 23- и 42-сут. возрасте, а от другого фактора — положительную в 7- сут. и отрицательную — в 7-сут. возрасте. Лимфоциты имели отрицательную нагрузку от второго
фактора в 7- и 42-сут. возрасте. Гетерофилы имели отрицательную нагрузку от первого фактора в 1-сут. и от второго фактора - в 23-сут. возрасте.
Таблица 2. Факторные нагрузки на морфологические и гормональные показатели крови
Показатели
Возраст, сутки
23
42
Факторы 1 2 1 2 1 2 1 2
АКТГ 0,50 -0,52 0,94 -0,17 0,88 0,18 -0,83 0,09
Кортизол -0,89 0,08 0,82 0,33 0,15 0,80 -0,19 0,78
Эритроциты 0,09 0,89 0,40 -0,53 -0,81 0,27 0,74 -0,04
Гетерофилы -0,83 -0,22 0,13 0,67 0,20 -0,81 -0,53 0,31
Лимфоциты 0,59 -0,24 -0,01 -0,72 -0,65 0,58 0,02 -0,91
1
7
Примечание: жирным подчёркнутым шрифтом обозначены рассчитанные факторные нагрузки на переменные (показатели крови) при Р<0,05.
Поскольку факторный анализ проводили для каждого возраста по отдельности, следует иметь в виду, что содержательная интерпретация первого и второго фактора на разных стадиях онтогенеза не обязательно должна быть одной и той же (т.е. нумерация факторов здесь, в принципе, условная). Хотя физиологический механизм сдвигов в направлении действия латентных факторов на данном этапе дискуссионный, выявленные статистически значимые факторные нагрузки указывает на наличие возрастной специфики в эффектах гормонального воздействия на клеточный состав крови у птицы в ходе технологического цикла.
По результатам факторного анализа следует отметить, что особо важную роль в структуре взаимосвязей между морфологическими и гормональными показателями крови на разных этапах онтогенеза птиц имеют: а) эритроциты — в 1-, 23- и 42-сут.; б) гетерофилы — в 1- и 23-сут.; в) лимфоциты — в 7- и 42-сут. возрасте, о чём свидетельствуют статистически значимые нагрузки латентных факторов на эти показатели.
В целом результаты наших исследований согласуются с ранее сформулированным положением о том, что постнатальный онтогенез бройлерных цыплят в нормальных технологических условиях жизнедеятельности характеризуется определённой перестройкой регулятор-ных систем организма (Салаутин, 2003; Колесник, Дерхо, 2015; Колесник, 2016), которая сопровождается повышением функциональной активности гипофиза (АКТГ) на фоне относительного постоянства секреторной функции коры надпочечников (кортизол). Полученные данные по динамике гормонов в крови птиц и возрастным изменениям индексов (табл. 1) свидетельствует о том, что и надпочечники, и гипофиз к 23-сут. возрасту имеют статус функциональной зрелости. Аналогичные данные ранее были получены при изучении процесса онтогенетического становления гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной системы у цыплят-бройлеров (Батоева, 1985). Автор отмечала, что высокий уровень глюкокортикоидов в крови цыплят на ранних этапах постнатального онтогенеза является физиологическим и обусловлен высокой скоростью роста органов и тканей (Батоева, 1985).
Выявленная динамика эритроцитарного и лейкоцитарных пулов (табл. 1) отражает адаптацию в раннем постнатальном онтогенезе к технологической окружающей среде (Голиков, 1988; Анохин, 1996; Колесник, Дерхо, 2015; Колесник, 2016). В соотношениях этих пулов эритроциты могут отражать процессы долговременной адаптации (возрастной адаптации) (Скоркина, Липунова, 2004; Вишняков, Торшков, 2009), а лимфоциты и гетерофилы - реакционные (иммунные) адаптационные процессы (Soleimani, Zulkifli, 2010; El-Safty, 2012; Marco et al., 2013); эти закономерности находят своё отражение на критических стадиях раннего пост-натального онтогенеза птицы, начиная с активных регуляторно-приспособительных процессов, зафиксированных в 1 -сут. возрасте (табл. 1, рис 1) (Вишняков, Торшков, 2009; Колесник, Дерхо, 2015; Колесник, 2016).
Рис. 1. Схема неспецифических адаптационно-регуляторных реакций в ювенальном по-стнатальном онтогенезе у цыплят-бройлеров кросса Hubbard F15 в технологической окружающей среде. Белыми прямоугольниками обозначены периоды онтогенеза: 1 - пре-натальный период, 2 - начальный постнатальный период. Затемнёнными прямоугольниками обозначены реакции: А - интенсивные постнатальные адаптационные реакции; Б - реакция резервной адаптации (экстенсивные, реконструктивные реакции); Б*- период подготовки к форсированным физиолого-биохимическим изменениям в организме; В -активные полимодификационные адаптационные реакции, Г - адаптационные реакции первичной стабилизации. Тёмными квадратами обозначен возраст: а) 1 сут. (начало первой декады), б) 7 сут. (первая декада), в) 23 сут. (вторая и третья декады), г) 42 сут. (четвертая, начало пятой декады).
Судя по полученным нами данным, у цыплят-бройлеров в 1 сут. возрасте происходят интенсивные адаптационные реакции, что согласуются с концепцией неспецифической адаптационной реакции тренировки (по: Гаркави и др., 1990). Авторы этой концепции отмечали, что для неспецифических адаптационных реакций, поддерживающих относительное постоянство внутренней среды в развивающемся организме, характерно возрастание циркулирующего АКТГ в плазме крови. В то же время известно, что при выраженной стресс-реакции в кровь выбрасывается большое количество кортикостероидов, которые существенно снижают количество циркулирующего кортикотропина в крови, и наоборот, возрастающие концентрации кортикотропина приводят к снижению продукции глюкокортикоидов согласно принципу обратной связи (Надольник, 2010). Физиологические проявления неспецифической адаптационной реакции сопряжены с функциональными соотношениями эритропоэза, миелопоэза и лим-фопоэза, формирующиеся с участием кортизола (Kalliecharan, 1981; Harmon, 1998; Ebrahimzadeh et al., 2012; El-Safty, 2012).
Известно, что АКТГ и кортикостероиды стимулируют эритропоэз и миелопоэз и подавляют лимфопоэз (Baxter, Forsham, 1972; Gross, Siegel, 1983; Гаркави и др., 1990). В этой связи необходимо отметить, что адаптационные процессы всегда имеют цену (энергетическую, метаболическую и т.п.); под действием экзогенных и эндогенных факторов происходит приспособление метаболизма к условиям среды в рамках генетически обусловленной широты нормы реакции (Аршавский, 1982; Голиков, 1988; Анохин, 1996; Бусловская, Ковтуненко, 2009) и соответствующий переход роста и развития организма от одной стадии к последующей (Колесник, Дерхо, 2015; Колесник, 2016). При этом значение цены адаптации для организма может проявляться в переходном снижении тех или иных функций, в частности отношений обменных и иммунных процессов, которые, в итоге, обеспечивают физиологическую стратегию онтогенеза (Аршавский, 1982; Голиков, 1988; Гаркави и др., 1990; Анохин, 1996; Колесник, Дерхо, 2015; Колесник, 2016).
В связи с этим, в нашем исследовании можно выделить реакцию резервной адаптации (экстенсивные, реконструктивные реакции) в первой декаде онтогенеза (в 7-сут. возрасте) (рис. 1), которая сопровождается мобилизацией адаптационных резервов (метаболических и
иммунных). Сдвиги в метаболических резервах характеризуются: истощением эмбриональных трофических пулов и мобилизацией резервных пластических и энергетических ресурсов (Ар-шавский, 1982; Вишняков,Торшков, 2009; Колесник, Дерхо, 2015; Колесник, 2016; Ognik, Sembratowicz, 2012; Колесник, Дерхо, 2015; Колесник, 2016). Изменения в иммунологических резервах сопровождаются ростом популяции лимфоцитов на 7-е сутки и формированием иммунологической памяти (Gross, Siegel, 1983; Al-Murrani et al., 1997; Harmon, 1998; El-Safty, 2012).
В свете полученных нами данных, проявления резервной адаптации согласуются с представлением о неспецифической адаптационной реакции повышенной активации (Гаркави и др., 1990). В организме цыплят на 7-е сутки формируется паттерн регуляции, направленной на обеспечение процессов метаболического и иммунного баланса в ходе последующего интенсивного роста и развития бройлерных цыплят во второй и третьей декадах онтогенеза (Вишняков, Торшков, 2009; Колесник, Дерхо, 2015; Колесник, 2016), а также адаптационных реакций первичной стабилизации, характерных для четвёртой и начала пятой декад (Колесник, Дерхо, 2015; Колесник, 2016) (рис. 1).
Выявленное дифференцированное влияние двух латентных факторов на измеренные в опыте показатели (табл. 2) позволяет констатировать наличие возрастзависимых функциональных взаимосвязей гормональных и клеточных факторов в структуре регуляторных реакций у бройлерных цыплят в промышленной окружающей среде. В частности, установлена положительная связь одного из факторов с уровнем в крови кортизола в 23- и 42-сут. и отрицательная — с лифоцитами в 7- и 42-сут возрасте; положительная связь второго фактора с АКТГ в 7- и 23-сут. и отрицательная — в 42-сут. возрасте. Выше было отмечено, что АКТГ стимулирует эритропоэз и миелопоэз; поэтому можно предположить, что с 7-сут. возраста усиливается функциональная связь АКТГ с кортизолом, а с 23- и далее в 42 сут. возрасте усиливается действие АКТГ на процессы эритропоэза.
В целом, на основании полученных данных можно заключить, что система неспецифических адаптационных реакций в онтогенезе у бройлерных цыплят характеризуется наличием возрастзависимых функциональных взаимосвязей гипофизарно-адренокортикальных и гематологических элементов; при этом направленность этих связей специфична для разных стадий онтогенеза.
ЛИТЕРАТУРА
1. Азарнова Т.О., Осипова Л.Л., Зайцев С.Ю., Бобылькова А.Е., Ярцева И.В. Динамика стресс-ассоциированных гормонов и показателей антиоксидантной защиты у молодняка кросса «Шейвер белый» // Птица и птицепродукты. - 2013. - № 1. - С. 37-38.
2. Анохин П.К. Кибернетика функциональных систем: Избранные труды (под ред. Судакова К.В., сост. Макаров В.А.). - М.: Медицина, 1996. - 400 с.
3. Аршавский И.А. Физиологические механизмы и закономерности индивидуального развития (основы негэнтропийного онтогенеза). - М.: Наука, 1982. - 270 с.
4. Батоева Т.Ц. Постэмбриональное развитие органов и регуляторных систем у цыплят-бройлеров: дисс. ... к.б.н.. - Казань: Казанская государственная академия ветеринарной медицины, 1985. — 244 с.
5. Бундзен П.В., Каплуновский А.С., Клименко В.М., Корнеева Е.А. Методологические аспекты использования факторного анализа в нейрофизиологии // Методологические вопросы теоретической медицины. - Ленинград: Медицина, 1975. - С. 25-39.
6. Бусловская Л.К., Ковтуненко А.Ю. Характеристика адаптационных реакций у кур при вибрационном воздействии разной частоты и транспортировке // Сельскохозяйственная биология. - 2009. -№ 6. - С. 80-84.
7. Вишняков А.И., Торшков А.А. Последствия антропогенного влияния на состав крови цыплят-бройлеров // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2009. - Т. 4. -№ 24-1. - С. 166-167.
8. Гаркави Л.Х., Квакина Е.Б., Уколова М.А. Адаптационные реакции и резистентность организма. -Ростов-на-Дону: Ростовский университет, 1990. - 224 с.
9. Голиков А.Н. Физиологическая адаптация животных // Ветеринария. - 1988. - № 11. - С. 55-58.
10. Забудский Ю.И. Изменение соотношения гетерофилов и лимфоцитов в крови при действии различных стресс - факторов // В сб.: Болезни птиц при интенсивных методах ведения отрасли / Межвузовский сборник научных трудов. - Харьков: Харьковский СХИ, 1988. - С. 82-85.
11. Колесник Е.А. К характеристике адаптационного гомеостазиса организма бройлерных цыплят в раннем онтогенезе в технологических факторах жизнедеятельности // В сб.: Пятнадцатое Всероссийское совещание с международным участием и восьмая Школа по эволюционной физиологии. -Санкт-Петербург: ООО «Издательство ВВМ», 2016. - С. 115. doi: 10.13140/RG.2.2.14492.90241
12. Колесник Е.А., Дерхо М.А. Комплексная оценка роли гормональных и метаболических факторов в процессах роста и развития у цыплят-бройлеров // Проблемы биологии продуктивных животных. -2015. - № 4. - С. 72-81.
13. Кондрахин И.П. (Ред.). Методы ветеринарной клинической лабораторной диагностики: справочник. - М.: КолосС, 2004. - 520 с.
14. Надольник Л.И. Стресс и щитовидная железа // Биомедицинская химия. - 2010. - Т. 56. - № 4. - С. 443-456.
15. Салаутин В.В. Адаптивная реакция у цыплят при стрессах // Ветеринария. - 2003. - № 1. - С. 23-25.
16. Скоркина М.Ю., Липунова Е.А. Регуляция эритроцитарного баланса у птиц в условиях острого стресса // Успехи современного естествознания. - 2004. - № 3. - С. 34-35.
17. Сычев С.Н. Применение метода главных компонент (факторного анализа) для анализа хромато-графических данных в ВЭЖХ // Сорбционные и хроматографические процессы. - 2004. - Т. 4. - № 2. - С. 134-142.
18. Фисинин В.И., Имангулов Ш.А., Егоров И.А., Околелова Т.М. (Ред.). Рекомендации по кормлению сельскохозяйственной птицы. - Сергиев Посад: ВНИТИП, 2004. -142 с.
19. Чураков А.Н., Ощепков В.И., Петров Н.М. Производственный стресс, его выявление и профилактика: методические рекомендации. - Ижевск: Ижевская ГМА, 1994. - 17 с.
20. Al-Murrani W.K., Kassab A., Al-Sam H.Z., Al-Athari A.M. Heterophil/lymphocyte ratio as a selection criterion for heat resistance in domestic fowls // Br. Poult. Sci. - 1997. - Vol. 38. - No. 2. - P. 159-163. PMID: 9158890 [PubMed - indexed for MEDLINE]
21. Baxter J.D., Forsham P.H. Tissue effect of glucocorticoids // Amer. J. Med. - 1972. - Vol. 53. - P. 573-589.
22. Benovic J.L., Strasser R.H., Caron M.G., Lefkowitz R.J. Beta-adrenergic receptor kinase: Identification of a novel protein kinase which phosphorylates the agonist-occupied form of the receptor // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1986. - Vol. 83. - No. 9. - P. 2797-2801. PMID: 2871555 [PubMed - indexed for MEDLINE] PMCID: PMC323393
23. Chrousos G.P., Schulte H.M., Oldfield E.H., Gold P.W., Cutler G.B.Jr., Loriaux D.L. The corticotropin-releasing factor stimulation test. An aid in the evaluation of patients with Cushing's syndrome // N. Engl. J. Med. - 1984 - Vol. 310. - No. 10. - P. 622-626. PMID: 6319991 [PubMed - indexed for MEDLINE]
24. Coban O., Lacin E., Genc M. The effect of photoperiod length on performance parameters, carcass characteristics and heterophil / lymphocyte-ratio in broilers // Kafkas Univ. Vet. Fak. Derg. - 2014. - Vol. 20. - No. 6. - P. 863-870. doi: 10.9775/kvfd.2014.11186
25. Ebrahimzadeh S.K., Farhoomand P., Noori K. Immune response of broiler chickens fed diets supplemented with different level of chromium methionine under heat stress conditions // Asian-Australas J. Anim. Sci. - 2012. - Vol. 25. - No. 2. - P. 256-260. doi: 10.5713/ajas.2011.11217
26. El-Safy S.A.R. Comparative study on some immunological traits in two different genetic groups of chicken // Vet. World. - 2012. - Vol. 5. - No. 11. - P. 645-650. (doi: 10.5455/vetworld.2012.645-650).
27. Gross W.B., Siegel H.S. Evaluation of the heterophil/lymphocyte ratio as measure of stress in chickens // Avian Diseases. - 1983. - Vol. 27. - No. 4. - P. 972-979. PMID: 6360120 [PubMed - indexed for MEDLINE]
28. Harmon B.G. Avian heterophils in inflammation and disease resistance // Poultry Science. - 1998. - Vol. 77. - No. 7. - P. 972-977. doi: 10.1093/ps/77.7.972
29. Kalliecharan R. The influence of exogenous ACTH on the levels of corticosterone and cortisol in the plasma of young chicks (Gallus domesticus) // General and Comparative Endocrinology. - 1981. - Vol. 44. - No. 2. - P. 249-251. doi: 10.1016/0016-6480(81)90255-0
30. Kaoud H.A. Functional-food supplementation and health of broilers // Nature and Science. - 2010. - Vol. 8. - No. 5. - P. 181-189. ISSN: 1545-0740
31. Marco M.De, Miro S.M., Tarantola M., Bergagna S., Mellia E., Gennero M.S., Schiavone A. Effect of genotype and transport on tonic immobility and heterophil/lymphocyte ratio in two local Italian breeds
and Isa Brown hens kept under free-range conditions // Italian J. Anim. Sci. - 2013. - Vol. 12. - No. 78. -P. 481-485. doi:10.4081/ijas.2013.e78
32. Ognik K., Sembratowicz I. Stress as a factor modifying the metabolism in poultry // Annales Universitatis Mariae Curie-Sklodowska.- 2012. - Vol. 30. - No. 2. - P. 34-43. doi: 10.2478/v10083-012-0010-4.
33. Siegel H.S. Blood cells and chemistry of young chickens during daily ACTH and cortisol administration // Poultry Science. - 1968. - Vol. 47. - No. 6. - P. 1811-1817. doi: 10.3382/ps.0471811)
34. Soleimani A.F., Zulkifli I. Effects of high ambient temperature on blood parameters in Red Jungle Fowl, Village Fowl and broiler chickens // J. Anim. Vet. Adv. - 2010. - Vol. 9. - P. 1201-1207. doi: 10.3923/javaa.2010.1201.1207
35. Young E.A., Lopez J.F., Murphy-Weinberg V., Watson S.J., Akil H. The role of mineralocorticoid receptors in hypothalamic-pituitary-adrenal axis regulation in humans // J. Clin. Endocrinol. Metab. - 1998. -Vol. 83. - No. 9. - P. 3339-3345. PMID: 9745451 [PubMed - indexed for MEDLINE]
REFERENCES
1. Al-Murrani W.K., Kassab A., Al-Sam H.Z., Al-Athari A.M. Heterophil/lymphocyte ratio as a selection criterion for heat resistance in domestic fowls. Br. Poult. Sci. 1997, 38 (2): 159-163. PMID: 9158890 [PubMed - indexed for MEDLINE]
2. Anokhin P.K. Kibernetika funktsional'nykh sistem: Izbrannye trudy (Cybernetics of functional systems. Selected papers). Moscow: Meditsina Publ., 1996, 400 p. (In Russian).
3. Arshavskij I.A. Fiziologicheskie mehanizmy i zakonomernosti individual'nogo razvitiya (osnovy negentropiinogo ontogeneza) (Physiological mechanisms and patterns of individual development: basis of negentropic ontogeny ). - Moscow: Nauka, 1982. - 270 p.
4. Azarnova T.O., Osipova L.L., Zaitsev S.Yu., Bobyl'kova A.E., Yartseva I.V. [The dynamics of stress-related hormones and indicators of antioxidant protection in young cross "Shaver white"]. Ptitsa i ptitseprodukty - Poultry and Poultry Products. 2013, 1: 37-38.
5. Batoeva T.Ts. Postembrional'noe razvitie organov i regulyatornykh sistem u tsyplyat-broilerov (Post-embryonic development of organs and regulatory systems in broiler chickens). Extended Abstract of Diss. Cand. Sci. Biol., Kazan', 1985, 44 p.
6. Baxter J.D., Forsham P.H. Tissue effect of glucocorticoids. Amer. J. Med. 1972, 53: 573-589.
7. Benovic J.L., Strasser R.H., Caron M.G., Lefkowitz R.J. Beta-adrenergic receptor kinase: identification of a novel protein kinase which phosphorylates the agonist-occupied form of the receptor. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1986, 83(9): 2797-2801. PMID: 2871555 [PubMed - indexed for MEDLINE] PMCID: PMC323393
8. Bundzen P.V., Kaplunovskii A.S., Klimenko V.M., Korneeva E.A. [Methodological aspects of the use of factor analysis in neurophysiology]. In: Metodologicheskie voprosy teoreticheskoi meditsiny (Methodological problems of theoretical medicine). Leningrad: Meditsina, 1975, P. 25-39.
9. Buslovskaya L.K., Kovtunenko A.Yu. [Characteristics of adaptive responses in chickens at a different frequency vibration impact and transport]. Sel'skokhosyaistvennaya biologiya - Agricultural Biology. 2009, 6: 80-84.
10. Chrousos G.P., Schulte H.M., Oldfield E.H., Gold P.W., Cutler G.B.Jr., Loriaux D.L. The corticotropin-releasing factor stimulation test. An aid in the evaluation of patients with Cushing's syndrome. N. Engl. J. Med. 1984, 310(10): 622-626. PMID: 6319991 [PubMed - indexed for MEDLINE]
11. Churakov A.N., Oshchepkov V.I., Petrov N.M. Proizvodstvennyi stress, ego vyyavlenie i profilaktika: metodicheskie rekomendatsii (Production stress, its detection and prevention: the guidelines). Izhevsk: Izhevsk GMU Publ.,.1994. - 17 p. (In Russian).
12. Coban O., Lacin E., Genc M. The effect of photoperiod length on performance parameters, carcass characteristics and heterophil/lymphocyte-ratio in broilers. Kafkas Univ. Vet. Fak. Derg. 2014, 20 (6): 863870. (doi: 10.9775/kvfd.2014.11186).
13. Ebrahimzadeh S.K., Farhoomand P., Noori K. Immune response of broiler chickens fed diets supplemented with different level of chromium methionine under heat stress conditions. Asian-Australas J. Anim. Sci. 2012, 25(2): 256-260. doi: 10.5713/ajas.2011.11217
14. El-Safty S.A.R. Comparative study on some immunological traits in two different genetic groups of chicken. Vet. World. 2012, 5(11): 645-650. doi: 10.5455/vetworld.2012.645-650
15. Fisinin V.I., Imangulov Sh.A., Egorov I.A., Okolelova T.M. (Eds). Rekomendatsii po kormleniyu sel'skokhozyaistvennoi ptitsy (Poultry feeding: recommendations). Sergiev Posad, 2004, 142 p.
16. Garkavi L.Kh., Kvakina E.B., Ukolova M.A. Adaptatsionnye reaktsii i rezistentnost' organizma (Adaptation reactions and organism resistance). Rostov-na-Donu: Rostov Univ., 1990, 224 p.
17. Golikov A.N. [The physiological adaptation of animals]. Veterinariya - Veterinary Medicine. 1988, 11: 55-58.
18. Gross W.B., Siegel H.S. Evaluation of the heterophil/lymphocyte ratio as measure of stress in chickens. Avian Diseases. 1983, 27(4): 972-979. PMID: 6360120 [PubMed - indexed for MEDLINE]
19. Harmon B.G. Avian heterophils in inflammation and disease resistance. Poultry Science. 1998, 77(7): 972-977. doi: 10.1093/ps/77.7.972
20. Kalliecharan R. The influence of exogenous ACTH on the levels of corticosterone and cortisol in the plasma of young chicks (Gallus domesticus). Gen. Comp. Endocr. 1981, 44(2): 249-251. doi: 10.1016/0016-6480(81)90255-0
21. Kaoud H.A. Functional-food supplementation and health of broilers. Nature and Science. 2010, 8(5): 181189. ISSN: 1545-0740
22. Kolesnik E.A. Pyatnadtsatoe Vserossiiskoe soveshchanie s mezhdunarodnym uchastiem i vos'maya Shkola po evolyutsionnoi fiziologii (The fifteenth Russian Meeting with international participation, and eight schools for young scientists on evolutionary physiology). St.-Peterburg: VVM Publ., 2016, P. 115. doi: 10.13140 / RG.2.2.14492.90241
23. Kolesnik E.A., Derkho M.A. [Comprehensive evaluation of the role of hormonal and metabolic factors acting during growth and development in broiler chickens]. Problemy biologii produktivnyh zhivotnyh -Problems of Productive Animal Biology. 2015, 4: 72-81.
24. Kondrakhin I.P. (Ed.) Klinicheskaya laboratornaya diagnostika v veterinarii: spravochnik (Clinical and laboratory diagnostics in veterinary medicine: a reference book). Moscow: KolosS, 2004, 520 p.
25. Marco M.De, Miro S.M., Tarantola M., Bergagna S., Mellia E., Gennero M.S., Schiavone A. Effect of genotype and transport on tonic immobility and heterophil/lymphocyte ratio in two local Italian breeds and Isa Brown hens kept under free-range conditions. Italian J. Anim. Sci. 2013, 12:e78: 481-485. doi:10.4081/ijas.2013.e78
26. Nadol'nik L.I. [Stress and thyroid]. Biomeditsinskaya khimiya - Biomedical Chemistry. 2010, 56(4): 443-456.
27. Ognik K., Sembratowicz I. Stress as a factor modifying the metabolism in poultry. Annales Universitatis Mariae Curie-Sklodowska. 2012, 30(2): 34-43. doi: 10.2478/v10083-012-0010-4
28. Salautin V.V. [Adaptive responses in chickens under stress]. Veterinariya - Veterinary Medicine. 2003, 1: 23-25.
29. Siegel H.S. Blood cells and chemistry of young chickens during daily ACTH and cortisol administration. Poultry Science. 1968, 47(6): 1811-1817. doi: 10.3382/ps.0471811
30. Skorkina M.Yu., Lipunova E.A. [Regulation of erythrocyte balance in birds in conditions of acute stress]. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya - Advances in Contemporary Science. 2004, 3: 34-35.
31. Soleimani A.F., Zulkifli I. Effects of high ambient temperature on blood parameters in Red Jungle Fowl, Village Fowl and broiler chickens. J. Anim. Veter. Adv. 2010, 9: 1201-1207. doi: 10.3923/javaa.2010.1201.1207
32. Sychev S.N. [Application of principal component analysis (factor analysis) to analyze the image data in high-performance liquid chromatography (HPLC)]. Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy - Sorption and Chromatographic Processes. 2004, 4(2): 134-142.
33. Vishnyakov A.I., Torshkov A.A., [The consequences of anthropogenic impact on the blood in broiler chickens]. Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta - Bulletin of the Orenburg State Agrarian University. 2009, 4(24 - 1): 166-167.
34. Young E.A., Lopez J.F., Murphy-Weinberg V., Watson S.J., Akil H. The role of mineralocorticoid receptors in hypothalamic-pituitary-adrenal axis regulation in humans. J. Clin. Endocrinol. Metab. 1998, 83(9): P. 3339-3345. PMID: 9745451 [PubMed - indexed for MEDLINE]
35. Zabudskii Yu.I. [Changes in blood lymphocyte/heterophyle ratio under the influence of various stress -factors]. In: Bolezni ptits pri intensivnykh metodakh vedeniya otrasli: mezhvuzovskii sbornik nauchnykh trudov (Diseases of birds under intensive methods of conducting poultry industry: interuniversity collection of scientific papers). Khar'kov: Khar'kovi SKhl, 1988, P. 82-85.
Studying the factors of pituitary-adrenocortical regulation and nonspecific adaptive reactions in broiler chickens
1Kolesnik E.A., 2Derkho M.A.
institute of Veterinary Sanitation, Hygiene and Ecology, Chelyabinsk;
2South-Ural State Agricultural University, Troitsk, Russian Federation
ABSTRACT. The aim of the study was an evaluating the state of the immune system, factors of pituitary-adrenocortical regulation, the features of their relationship and the system characteristics of non-specific adaptation reactions in broiler chickens during ontogenesis. The object of the study was broiler chickens cross Hubbard F15, which formed four age groups (n = 10 in each group for the age 1, 7, 23 and 42 days.). Blood samples were obtained by decapitation of 1- and 7-day old birds and by the axillary vein vacuum puncture in 23- and 42-day old chicks. To characterize the nonspecific adaptation reactions and the factors of their regulation, two indices -heterophyle/lymphocyte and ACTH/cortisol were calculated and a factor analysis was performed using data on blood cells and hormones (ACTH, cortisol) aimed to identify the latent factors (components), which determine the structure of correlations between the variables measured in the experiment. The level of ACTH in the blood increased with the age (P<0.001), that of cortisol was not significantly altered. The number of red blood cells is characterized by a slight decrease from 7 to 23 days (P<0.05) with a further increase to the 42th day. Trends of changes in the number of lymphocytes were backward to shifts in the amount of heterophyles: the peak of the number of lymphocytes in 7-ds age (18.20±1.08 * 109/L) corresponded to the minimum quantity of heterophyles (6.41±0.69 x 109/L). Since the 23-day age, the number of heterophyles and lymphocytes stabilized. At 1-day age, the active postnatal adaptation reactions occur, in 7-day age, reactions of reserve adaptation are observed, which corresponds to the phase of the non-specific adaptive response and preparation for forced physiological loads. During 2nd and 3rd decades (after 23 d) the intense poly-modification adaptation reactions are manifested. The period of 4th -5th decade (after 42 d) is characterized by the adaptation reactions of primary stabilization. The data obtained suggest that the system of nonspecific adaptive reactions in the early ontogenesis in broiler chickens is characterized by the presence of age-related functional relationships of pituitary-adrenocortical and hematologic elements; the direction of these relations is specific to different stages of ontogenesis.
Keywords: chicken-broilers, ACTH, cortisol, homeostasis, heterophyles, lymphocytes, non-specific adaptation reactions
Problemy biologii productivnykh zhivotnykh - Problems of Productive Animal Biology, 2017, 1: 81-91
Поступило в редакцию: 09.12.2016 Получено после доработки: 10.02.2017
Колесник Евгений Анатольевич, к.б.н., н.с., т. +7(952)528-33-29; [email protected]; Дерхо Марина Аркадьевна, д.б.н., зав. каф.; [email protected]
