CC BY
149
Характеристика углеводного обмена в организме кур-несушек кросса «Ломанн-белый»
Т.И. Середа, к.б.н., М.А. Дерхо, д.б.н., профессор, Уральская ГАВМ
Одними из самых актуальных в современном яичном птицеводстве являются вопросы энергетического обмена в организме кур-несушек,
поскольку они составляют основу высокой продуктивности птицы, определяют технологию её выращивания и эксплуатации, отражают скорость трансформации энергии корма и её использование в процессах метаболизма тканей и органов [1, 2]. В организм птицы, как и всех
животных, энергия поступает в виде питательных веществ корма. Часть её идёт на поддержание жизнедеятельности и теплопродукцию, а остальная даёт величину чистой энергии, используемой для образования разных видов продукции. В организме кур-несушек чистая энергия корма превращается в энергию составных частей яйца [3].
Ключевым в энергообмене организма птиц выступает углеводный метаболизм, так как большинство клеток тканей и органов эволюционно приспособлены покрывать свои энергозатраты за счёт окислительного распада экзогенных или эндогенных углеводов. Например, такие ткани, как головной мозг, эритроциты, хрусталик глаза, паренхима почки, работающая мышца полностью зависят от прямого поступления в клетки глюкозы, в химических связях которой заключена энергия в количестве 2871,2 кДж (686 ккал) на 1 моль.
Однако сведения об особенностях углеводного обмена в организме птиц, в том числе и кур, носят очень противоречивый характер.
В связи с этим целью наших исследований стало изучение особенностей углеводного обмена в организме кур-несушек кросса «Ломанн-белый» в ходе репродуктивного периода.
Материалы и методы. Экспериментальная часть работы выполнена на базе ОАО «Челябинская птицефабрика» и в лаборатории органической, биологической и физколлоидной химии ФГОУ ВПО УГАВМ в 2005—2010 гг. В качестве исследования использовали кур-несушек одновозрастного промышленного стада кросса «Ломанн-белый» в ходе яйцекладки, которых содержали в основных производственных корпусах, оборудованных клеточными батареями. Параметры микроклимата помещений поддерживались согласно рекомендациям по работе с соответствующим кроссом. Для кормления кур использовали полнорационные кормосмеси, изготавливаемые в кормоцехе предприятия.
Материалом исследований служила кровь, которую брали у птицы прижизненно из яремной вены утром, до кормления на 26-, 52- и 80-й неделях яйцекладки в ходе первого технологического цикла. В крови определяли концен-
трацию глюкозы, молочной (МК) и пировино-градной (ПВК) кислот, активность фермента лактатдегидрогеназы (ЛДГ) общепринятыми методами с использованием наборов реагентов «Клинитест».
Экспериментальный цифровой материал был подвергнут статистической обработке на ПК с помощью программы «Microsoft Ехсе1 2003». Для характеристики условий окислительного распада глюкозы мы рассчитывали индексы углеводного обмена: МК/ПВК, индекс гликолиза:
ИГ = ПВК - ЛДГ ,
МК ’
где МК и ПВК — концентрация молочной и пировиноградной кислот, ммоль/л;
ЛДГ — активность лактатдегидрогеназы, мккат/л.
Результаты исследования. Непосредственным источником энергии в организме птицы является глюкоза, гомеостаз которой в крови поддерживается за счёт совокупности следующих процессов: пищеварения углеводов корма, метаболизма гликогена печени и синтеза глюкозы из различных неуглеводных предшественников (глюконеогенеза) [4].
Мы установили, во-первых, что в крови кур-несушек содержится более высокий уровень глюкозы по сравнению с сельскохозяйственными животными (табл. 1). Это, с одной стороны, свидетельствует об активном использовании в организме птицы углеводных субстратов в качестве энергетического сырья, что обеспечивает высокую интенсивность метаболических реакций в клетках органов и тканей. Вероятно, эта особенность закреплена у птиц эволюционно, т.к. только катаболизм углеводов даёт возможность быстро получать необходимое количество энергии. С другой стороны, о приспособленности клеток организма использовать углеводные метаболиты в реакциях биосинтеза белковых и липидных компонентов.
Во-вторых, в начале репродуктивного периода концентрация глюкозы в крови кур составила 16,8 ммоль/л. Её количество планомерно снижалось в ходе яйцекладки и в 80-недельном возрасте было равно 12,6 ммоль/л (р<0,001)
1. Показатели углеводного обмена кур-несушек, (X±Sx, n=10)
Показатель Сроки репродуктивного периода' нед.
26 52 80
Глюкоза, ммоль/л ПВК, мкмоль/л МК, ммоль/л ЛДГ, мккат/л МК/ПВК ИГ= ПВК-ЛДГ/ МК Яйценоскость на 1 курицу-несушку, яиц за день Масса яйца, г 16'8±0'43 456'0±7'5 0'93±0'4 29'6±0'4 2'02±0'12 14'32±0'18 0'65±0'16 49'3±1'05 13'7±0'19* 572'4±22'7* 0'86±0'2 20'2±0'2* 1'48±0'1* 13'62±0'3 0'85±0'11* 54'5±2'12 12'6±0'40* 650'1±20'11* 0'78±0'1 15'1±0'2* 1'20±0'1* 12'58±0'13* 0'95±0'15* 64'8±1'89*
Примечание: * — р<0,05—0,001 по отношению к 26-й неделе
(табл. 1). Следовательно, быстрота распада и окисления, возможность быстрого извлечения из депо позволяют организму кур-несушек использовать глюкозу для покрытия возрастающих энергозатрат, обусловленных увеличением яичной продуктивности в ходе репродуктивного периода.
Об этом свидетельствует характер количественных изменений продуктов её окислительного распада по фосфоролитическому пути: пировиноградной, молочной кислот, активности ЛДГ, позволяющий также определить направленность и энергетическую эффективность реакций гликолиза.
В ходе яйцекладки в крови птицы увеличивается количество пировиноградной кислоты с 456,0 до 650,1 мкмоль/л (р<0,001) (табл. 1). Концентрация ПВК отражает активность аэробного гликолиза, т.к. большая часть кислоты превращается в ацетил-КоА и поступает в цикл Кребса, окисляясь до конечных продуктов обмена с высвобождением энергии в виде АТР. Значит, уменьшение концентрации глюкозы в крови кур-несушек в ходе репродуктивного периода является следствием того, что данный моносахарид окисляется в клетках организма птицы преимущественно аэробным путём, энергетическая эффективность которого в 19 раз больше, чем анаэробного.
Однако надо иметь в виду, что часть пиру-вата снова превращается в лактат при участии фермента ЛДГ.
Мы установили, что концентрация молочной кислоты имеет максимальное значение в начале яйцекладки, постепенно снижается в ходе репродуктивного периода. Динамике лактата в крови птицы соответствует аналогичное изменение каталитической активности лактатдегидрогеназы (табл. 1). С одной стороны, это свидетельствует об ингибировании фермента ЛДГ пируватом, что снижает накопление молочной кислоты и способствует полному окислению глюкозы через цикл Кребса. Этот вывод подтверждается значением индекса МК/ПВК, величина которого к концу репродуктивного периода уменьшается в 1,68 раза (р<0,01). С другой стороны, отражает уровень обеспеченности организма птицы кис-
лородом, т.к. только при достаточной аэрации тканей лактат в крови не накапливается. Поэтому индекс гликолиза, отражающий долю пирови-ноградной кислоты, превращающейся обратно в лактат, тоже уменьшается.
Совокупность данных, характеризующих углеводный обмен в организме кур-несушек кросса «Ломанн-белый» в ходе репродуктивного периода, показала, что повышение продуктивности птицы в виде яйценоскости на одну несушку и массы яйца увеличивает расход энергии на производство продукции. Это сопровождается повышением энергетической эффективности окислительного распада глюкозы за счёт увеличения доли аэробных реакций, которые сопряжены с ресинтезом АТР на уровне электронно-транспортной цепи митохондрий. Данный путь окисления глюкозы энергетически более выгоден для организма птицы.
Для проверки данного предположения мы выполнили корреляционный анализ и рассчитали значения коэффициентов корреляции между параметрами углеводного обмена в крови и яйценоскостью кур (табл. 2).
Мы установили, что в начале и середине репродуктивного периода продуктивность птицы зависит от концентрации в крови глюкозы (р<0,01) и молочной кислоты (р<0,01), т.е. от количества моносахарида, который не используется в организме птицы для получения энергии, а через лактат запасается в виде гликогена печени. Этот вывод подтверждается достоверной корреляцией яйценоскости с индексом гликолиза. Следовательно, количество глюкозы в крови превышает энергозатраты организма кур.
В конце репродуктивного периода продуктивность птицы коррелирует с уровнем молочной и пировиноградной кислот в крови, а также их соотношением (р<0,05). Значит, на фоне уменьшения концентрации глюкозы организм птицы строго регулирует уровень метаболитов заключительной реакции гликолиза: Lact ———— Piruw , что позволяет ему получать необходимое количество энергии и компенсировать свои энергозатраты. Однако это также свидетельствует о недостаточной обеспеченности рациона птицы углеводами.
2. Корреляционная связь углеводных компонентов крови с яйценоскостью кур, (Х+Бх, п=10)
Показатель Яйценоскость на курицу-несушку в возрасте (нед.)' яиц за день
26 52 80
Глюкоза, ммоль/л ПВК, мкмоль/л МК, ммоль/л ЛДГ, мккат/л МК/ПВК ИГ 0'78±0'22* -0'02±0'35 -0'78±0'28* -0'51 ±0'30 -0'21±0'34 -0'66±0'26* 0'89±0'16* 0'14±0'35 -0'75± 0'23* -0'57±0'30 -0'12±0'34 -0'72±0'25* 0'13±0'35 -0'86±0'25* -0'76±0'23* 0'12±0'35 -0'71±0'20* -0'28±0'34
Примечание: * — р<0,05—0,01 по отношению к 26-й неделе
Вывод. Таким образом, результаты наших исследований показали, что интенсивность, направленность и энергетическая эффективность гликолитических реакций в организме кур-несушек кросса «Ломанн-белый» зависит от срока яйцекладки и уровня яичной продуктивности. Биосинтетическая функция репродуктивных органов кур требует постоянного энергообеспечения, для которого используются ресурсы гликолиза, сопряжённого с системой окислительного фосфорилирования и свободного дыхания.
Литература
1. Козловский А.В., Лелевич В.В., Шейбак В.М. и др. Биологически активные соединения в регуляции метаболического гомеостаза // Мат. межд. науч. конф. Гродно, 2000. Ч. 1. С. 243-246.
2. Лосева Е.А., Степченко И.М. Коррекция обмена веществ при использовании БАВ для кур-несушек // Вестник Днепропетровского униерситета. Биология и экология. 2005. Т. 1. Вып. 13. С. 147-151.
3. Садовников Н.В., Придыбайло Н.Д., Верещак Н.А. и др. Общие и специальные методы исследования крови птиц промышленных кроссов. Екатеринбург-СПб.: НПП «Ави-вак», 2009. 81 с.
4. Котович И.В., Баран В.П., Холод В.М. Биохимические показатели сыворотки крови, печени и почек бройлеров кросса «Смена 2» в возрастном аспекте // Вестник науки Львовской национальной академии ветеринарной медицины. Львов, 2003. С. 108-116.
