Иммунобиологические особенности адаптации свиней к технологическому стрессу в неблагополучных сельскохозяйственных предприятиях по цирковирусной инфекции Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

Аграрный вестник Урала № 1 (119), 2014 г. - « JJJ^^L

Ветеринария

УДК 636

ИММУНОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ АДАПТАЦИИ СВИНЕИ К ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ СТРЕССУ В НЕБЛАГОПОЛУЧНЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ ПО ЦИРКОВИРУСНОЙ ИНФЕКЦИИ

О. Г. ПЕТРОВА,

доктор ветеринарных наук, профессор, И. М. ДОННИК,

доктор биологических наук, профессор, академик Россельхозакадемии, ректор, Уральский государственный аграрный университет

(620075, г. Екатеринбург, ул. К. Либкнехта, д. 42; тел.: 8 (343) 371-33-63),

А. Г. ИСАЕВА,

кандидат биологических наук, доцент,

Уральский научно-исследовательский ветеринарный институт Россельхозакадемии

(620142, г. Екатеринбург, ул. Белинского, д. 112а),

Ю. Г. КРЫСЕНКО,

доктор ветеринарных наук, профессор, Ижевская государственная сельскохозяйственная академия

(426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, д. 11)

Ключевые слова: иммунобиологические особенности, адаптация, технологический стресс, неблагополучные сельскохозяйственные предприятия, цирковирусная инфекция свиней.

Интенсификация свиноводства связана с разработкой и внедрением в производство эффективных технологий кормления и содержания животных, что позволяет увеличить их продуктивность, улучшить качество получаемой продукции и повысить рентабельность отрасли, а также сократить потери мясной продукции в процессе ее производства, реализации и хранения. В условиях промышленного свиноводства серьезной проблемой является адаптация животных. Современная технология нарушила сложившееся в процессе филогенеза определенное взаимоотношение организма свиней с окружающей средой, с традиционными условиями содержания и кормления. Ремонтный молодняк, а затем и маточное поголовье свиней, выращенное в условиях племенных заводов и ферм, будучи поставленное на комплекс, в массе, попадает в условия, существенно отличающиеся от предыдущих условий их выращивания. Развитие стрессового состояния у животных практически во всех случаях влечет за собой экономические потери, так как сопровождается снижением продуктивности, ухудшением качества продукции, увеличением предрасположенности к заболеваниям и приводит к необходимости проведения соответствующих профилактических мероприятий. Поскольку устранить многие из стресс-факторов невозможно, то первостепенное значение приобретают, с одной стороны, профилактика вредных последствий стресса, с другой — повышение адаптивных способностей животных к промышленным условиям выращивания и содержания. Причиной полученных разноречивых результатов исследований служат различные условия содержания, кормления, воздействия микрофлоры, неблагополучия по цирковирусной инфекции свиней, которые в значительной мере определяют степень и скорость процесса совершенствования иммунной системы в онтогенезе.

IMMUNOBIOLOGICAL PECULIARITIES OF PIGS' ADAPTATION TO THE TECHNOLOGICAL STRESS IN ADVERSE AGRICULTURAL ENTERPRISES OF CIRCOVIRUS INFECTION

0. G. PETROVA,

doctor of veterinary sciences, professor,

1. M. DONNIK,

doctor of biological sciences, professor, academician of Russian academy of agricultural sciences, rector, Ural state agricultural university

(42 K. Libknehta Str., 620075, Ekaterinburg; tel: +7 (343) 371-33-63),

А. G. ISAEVA,

candidate of biological sciences, associate professor,

Ural scientific research veterinary institute of Russian academy of agricultural sciences

(112A Belinskogo Str., 620142, Ekaterinburg),

YU. G. KRYSENKO,

doctor of veterinary sciences, professor, Izhevsk state agricultural academy

(11 Studencheskaya Str., 426069, Izhevsk)

Keywords: immunobiological peculiarities, adaptation, technological stress, adverse agricultural enterprises, circovirus infection of pigs.

Intensification of pigstry is connected with development and introduction of effective technologies of feeding and keeping of animals, that allows to increase their productivity, improve product quality and increase the profitability of the industry, and reduce the loss of meat in the course of its production, sale and storage. However, in the conditions of industrial pig-breeding adaptation of the animals is a serious problem. Modern technology has affected existing in the process of phylogenesis certain relationship of pigs' organism with the environment, with traditional conditions of keeping and feeding. Young animals and then a breeding stock grown in the conditions of breeding plants and farms, being delivered to the complex, in mass falls into the conditions that differ significantly from previous conditions of their cultivation. The development of a stress state in animals in almost all cases results in economic losses, accompanied by a productivity decrease, deterioration of product quality, increase of predisposition to diseases and leads to a necessity for appropriate preventive measures. Since the elimination of many stress factors is not possible, prevention of harmful effects of stress is of prime importance, on the one hand. On the other hand it's necessary to increase the adaptive abilities of animals to industrial conditions of cultivation and maintenance. The reason of opposite research results are different conditions of feeding, exposure to microflora, troubles with circovirus infection of pigs, which considerably determine the extent and rate of the process of improving the immune system in ontogenesis.

Положительная рецензия представлена И. А. Шкуратовой, доктором ветеринарных наук, директором Уральского научно-исследовательского ветеринарного института Россельхозакадемии.

Ветеринария

В современных условиях интенсификация свиноводства связана с разработкой и внедрением в производство эффективных технологий кормления и содержания животных, что позволяет увеличить их продуктивность, улучшить качество получаемой продукции и повысить рентабельность отрасли, а также сократить потери мясной продукции в процессе ее производства, реализации и хранения. Однако в условиях промышленного свиноводства серьезной проблемой является адаптация животных. Современная технология нарушила сложившееся в процессе филогенеза определенное взаимоотношение организма свиней с окружающей средой, с традиционными условиями содержания и кормления. Ремонтный молодняк, а затем и маточное поголовье свиней, выращенное в условиях племенных заводов и ферм, будучи поставленное на комплекс, в массе, попадает в условия, существенно отличающиеся от предыдущих условий их выращивания [1, 2].

В этих случаях, природа и физиологические свойства животного, формировавшиеся в течение многих веков, не в состоянии изменяться с такой же быстротой, с какой изменяются условия окружающей среды и технологии ведения животноводства. Вследствие чего возник ает несоответствие между биологической природой организма, его физиологическими возможностями и окружающей средой. Если организму не удается избежать действия стресс-факторов, поддержать гомеостаз или адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды, то чрезмерный стресс приводит к нарушению функций жизненно важных систем, и, как следствие, к различным функциональным нарушениям и заболеваниям. Поскольку устранить многие из стресс-факторов невозможно, то первостепенное значение приобретают, с одной стороны, профилактика вредных последствий стресса, с другой — повышение адаптивных способностей животных к промышленным условиям выращивания и содержания.

Развитие стрессового состояния у животных практически во всех случаях влечет за собой экономические потери, так как сопровождается снижением продуктивности, ухудшением качества продукции, увеличением предрасположенности к заболеваниям и приводит к необходимости проведения соответствующих профилактических мероприятий.

Одной из систем организма, наиболее подверженной негативному действию стресса при цирковирус-ной инфекции, является иммунная. Иммунологическим исследованиям свиней при цирковирусной инфекции различных регионов страны в последнее время уделено много внимания. Однако по-прежнему актуальными остаются исследования, касающиеся оценки функционирования иммунной системы у свиней в возрастном аспекте и при разных условиях выращивания; использования полученных количественных показателей клеточного и гуморального звеньев иммунитета для диагностики устойчивости животных к инфекционным заболеваниям. Важным является разработка методик, позволяющих объективно оценить иммунный статус отдельных особей, и результаты затем эстраполировать на всю популяцию [5].

Иммунологический мониторинг животных при цирковирусной инфекции свиней, особенно продук-

тивных, является актуальной задачей ветеринарной медицины, так как от того, насколько полноценно функционирует иммунная система животных, зависят многие процессы нормальной жизнедеятельности организма и особенно, его продуктивные качества.

Иммунная система млекопитающих — это сложно организованная, построенная по иерархическому типу система защиты, основной функцией которой является обеспечение иммунологического надзора за генетическим постоянством внутренней среды организма. Центральное звено иммунной системы на органном уровне представлено тимусом и костным мозгом, основной функцией которых является контроль над созреванием и функциональной активностью Т- и В-лимфоцитов.

При формировании иммунитета ведущую роль играют лимфоциты (Т-(Е-РОЛ) и В-(М-РОЛ) лимфоциты). Т-(Е-РОЛ) лимфоциты являются антиген-распознающими клетками, участвуют в регуляции индукции иммунного ответа на различных его стадиях. В-(М-РОЛ) лимфоциты, превращаясь в плазматические клетки, непосредственно синтезируют антитела. Известно, что становление физиологических показателей белой крови у поросят подвержено значительным колебаниям и стабилизируется, лишь к 60-70-дневному возрасту. В связи с этим имеют место возрастные колебания количества Т-(Е-РОЛ) и В-(М-РОЛ) лимфоцитов, так как рост и развитие любого организма сопровождается закономерным изменением функциональной деятельности различных органов и систем крови.

Иммунологическим исследованиям сельскохозяйственных животных различных регионов страны в последнее время уделено много внимания. Однако в доступной нам литературе мало исследований, касающихся поголовья свиней и особенно нормативов клеточного и гуморального звеньев иммунитета при цирковирусной инфекции свиней [4].

Для исследования показателей иммунной системы свинопоголовья на Среднем Урале в возрастной динамике были сформированы группы животных, которых исследовали клинически, гематологически, иммунологически, биохимически. Свиньи в группы подбирались по принципу аналогов (вес, возраст): 2-3, 4-5 и 6-9-месячного возраста. Результаты проведенных исследований крови представлены в табл. 1.

Результаты исследований показали, что у свиней 6-9-месячного возраста среднее количество эритроцитов было 5,60 ± 0,14 млн/мкл, что на 28,2 % больше, чем у 2-3-месячных (4,02 ± 0,08 млн/мкл), и на 14,6 % больше, чем у поросят 4-5-месячного

□^Зрнтрощпь! II

лн^мкл ■Ге1готоокц7л

2-3 м ее ФБмес. 6-Эмес.

Рисунок 1

Динамика содержания эритроцитов и гемоглобина у свиней

разного возраста

_Ветеринария

Таблица 1

Гематологические и иммунологические показатели крови свиней разных возрастных групп, районированных

в зоне Среднего Урала (М ± m), п = 50

Показатель Возрастная группа

2-3 мес. 4-5 мес. 6-9 мес.

Гемоглобин, г/л 7,07 ± 0,04 7,00 ± 0,07 7,70 ± 0,06

Эритроциты, млн/мкл 4,02 ± 0,08* 4,78 ± 0,11 5,60 ± 0,14*

Лейкоциты, тыс./мкл 17,31 ± 0,55* 15,29 ± 0,16 14,83 ± 0,21*

Эозинофилы, % 1,04 ± 0,17* 4,42 ± 0,28* 2,12 ± 0,24

П/я нейтрофилы, % 4,94 ± 0,43* 4,42 ± 0,19 7,66 ± 0,53*

С/я нейтрофилы, % 26,37 ± 0,36 22,96 ± 0,17* 33,38 ± 0,17*

Базофилы, % 0 0 0

Моноциты, % 1,71 ± 0,19 2,24 ± 0,21 2,00 ± 0,27

Лимфоциты, % 65,84 ± 1,44 66,0 ± 1,30* 54,06 ± 0,88*

Количество лимфоцитов, тыс./мкл 11,46 ± 0,47* 9,51 ± 0,61 8,01 ± 0,24*

Т-(Е-РОЛ) - лимфоциты, % 27,76 ± 1,55* 15,45 ± 0,71* 15,00 ± 0,60*

Т-(Е-РОЛ) - лимфоциты, тыс./мкл 3,09 ± 0,20* 1,64 ± 0,16 1,22 ± 0,07*

В-(М-РОЛ) - лимфоциты, % 27,46 ± 1,43* 11,12 ± 0,40* 8,94 ± 0,39*

В-(М-РОЛ) - лимфоциты, тыс./мкл 3,03 ± 0,20* 1,13 ± 0,08 0,73 ± 0,05*

Индекс Т/В 1,05 ± 0,12 1,46 ± 0,08 1,76 ± 0,08

Лейкоцитарный Т-индекс (ЛТИ) 6,69 ± 0,46* 10,86 ± 0,08 16,67 ± 3,70*

Фагоцитарная активность (ФА), % 40,14 ± 0,16* 24,00 ± 0,11* 25,60 ± 0,12*

Фагоцитарный индекс (ФИ), у. е. 0,85 ± 0,09* 0,32 ± 0,07* 0,32 ± 0,3*

ЦИК, у. е. 25,96 ± 0,86* 28,12 ± 0,83 30,30 ± 0,44*

^ G, мг/мл 17,04 ± 0,92* 22,94 ± 0,98* 16,59 ± 0,84*

Примечание: * разница между группами достоверна (Р < 0,05).

возраста, составило 4,78 ± 0,11 млн/мкл. С возрастом количество эритроцитов постепенно возрастало, что характерно для данного вида животных (рис. 1).

Количество гемоглобина у животных разного возраста находилось на одном уровне, но было ниже показателей, приводимых в литературных источниках. Низкая концентрация гемоглобина и количества эритроцитов у 2-3 и 4-5-месячных животных могла зависеть от многих факторов. В настоящее время доказана тесная связь между эритропоэзом и иммуногенезом. При повышении пролиферативной активности стволовых клеток, индуцированной различными воздействиями (гормональное, антигенное, разного рода стимуляции), наблюдается преимущественная дифференцировка в направлении эритропоэза, по мере снижения которого могут обнаруживаться в возрастающих количествах антителопродуценты и иммуноглобулины. Также низкое содержание гемоглобина может быть связано с недостатком железа в рационах и давностью проведения профилактических введений препаратов железа и витамина В 12.

Повышение содержания эритроцитов при низком количестве гемоглобина не обеспечивает максимальную функциональную способность организма животных к интенсивным окислительным процессам, обусловленным энергией роста. Максимальное количество эозинофилов отмечено у свиней 4-5-месяч-

ного возраста (4,42 ± 0,28 %), что на 76,4 % больше, чем в группе 2-3-месячных животных, и на 52 %, чем у 6-9-месячных.

Так как эозинофилам отводится роль главного механизма защиты против личиночных стадий паразитарных инфекций, и они рассматриваются в качестве модуляторов реакций гиперчувствительности при цирковирусной инфекции, то повышение количества эозинофилов объясняют, прежде всего, паразитарными инфекциями. Однако в исследуемых группах свиней этот фактор не присутствует, так как все подопытные животные были заранее дегельмен-тизированы. Скорее всего, повышенное содержание эозинофилов объясняется увеличением антигенной нагрузки, связанной со специфическими профилактическими мероприятиями (вакцинации).

Возрастные изменения содержания лимфоцитов были аналогичны динамике общего содержания лейкоцитов. Количество лейкоцитов уменьшалось к 4-5 месяцам на 11,6 % (15,29 ± 0,56 тыс./мкл), к 6-9 месяцам — на 14,3 % (14,83 ± 0,91 тыс./мкл) по сравнению с первоначальным результатом (17,31 ± 0,55 тыс./мкл). К 6-9 месяцам количество лимфоцитов снижалось на 30 %, по сравнению с животными 2-3-месячного возраста.

Сведения о возрастной динамике относительного количества лимфоцитов разноречивы. Одни авторы

Ветеринария

■ I ■

я я

2-3 мес.

+-5 мес. Инее.

■Монациты. %

Рисунок 2

1Т-лимфоцита; Е-..

2-3 мее.

4-5 мес.

6-9 нес.

Рисунок 3

Динамика количества моноцитов у свиней разного возраста Динамика количества лимфоцитов у свиней разного возраста

: 9

03 0.7 0£ 0.5

04 03 0£ 0,1

О

V

\

\

X

(V , е.

2-3 мес. мк 6^&ыес

Рисунок 4

Динамика фагоцитарной активности у свиней разного возраста

указывали на увеличение их с возрастом, другие — на уменьшение, последнее связывается, в первую очередь, с течением нормальных физиологических реакции. Данные исследований также свидетельствовали о нестабильности этого показателя у животных от двух до девятимесячного возраста.

Популяции клеток, обуславливающие повышение содержания лейкоцитов, в первую очередь, также связаны с возрастом. Как правило, из-за неполноценности лимфоцитарного звена при цирковирусной инфекции свиней более высокое значение проявляется в основном в превалировании лимфоцитов над нейтрофилами у молодых организмов.

При анализе полученных результатов у 6-9-месячных свиней были выявлены высокие показатели палочкоядерных и сегментоядерных нейтрофилов, по сравнению с молодыми животными: сегментоя-дерных — 33,98 ± 1,17 %, что на 21 % больше, чем у 2-3-месячных свиней, и на 31,2 %, чем у 4-5-месячных. Разница показателей у 2-3 и 4-5-месячных животных достоверна и составила 10,5 %.

Возрастная динамика сегментоядерных нейтро-филов аналогична приводимой в литературе, но результаты, полученные в нашем эксперименте, были ниже. Количество палочкоядерных нейтрофилов на 35,5 % было больше, также у 6-9 месячных животных, по сравнению с 2-3-месячными, и на 42,2 % больше этого показателя у животных 4-5-месячного возраста. Разница показателей у 2-3 и 4-5-месячных животных достоверна и составила 12,9 %.Уровень палочкоядерных нейтрофилов у свиней с возрастом снижается. В нашем опыте количество палочкоядер-ных нейтрофилов у 2-3-месячных животных было в 2,6 раза меньше значений, приводимых в литературе. Высокое содержание моноцитов было отмечено у животных 4-5-месячного возраста — 2,24 ±

Леикоцетарныи Т-индекс_

2-3 мес

4-5 мес.

5-5 мес.

Рисунок 5

Динамика фагоцитарного индекса у свиней разного возраста

0,21 %. Это на 23,6 % больше, чем у 2-3-месячных, и на 10,7 % — у 6-9-месячных животных (рис. 2).

Показатели клеточного и гуморального звеньев иммунитета также характеризовались изменениями их количественных значений. Высокое значение количества Т-лимфоцитов, по сравнению с другими возрастными группами, было отмечено у 2-3-месячных поросят и составило 3,09 ± 0,20 тыс./мкл, что почти в 2 раза выше, чем у поросят 4-5-месячного возраста (1,64 ± 0,16 тыс./мкл), и в 2,5 раза выше, чем у 6-9-месячных животных (1,22 ± 0,07 тыс./мкл).

Определение количественного содержания Т-лим-фоцитов с применением в реакции с глутаровым альдегидом показало, что уровень Т-(Е-РОЛ) лимфоцитов в крови молодых животных иногда превосходит их число у взрослых свиней (рис. 3).

Исследования динамики Т-лимфоцитов в онтогенезе у свиней выявили некоторые сходства и различия. Так, по данным И. М. Карпутя и др. (1981), выявили снижение относительного содержания Т-(Е-РОЛ) лимфоцитов с 82 до 63,8 % от рождения и до 6 месяцев, в то время как абсолютное число Т-(Е-РОЛ) лимфоцитов к 1,5-3-месячному возрасту повышалось, а затем, к 4-6 месяцу жизни животных, снижалось [3]. На крупных

Ветеринария

свинокомплексах мощностью 108 тыс. свиней в год у поросят обнаружили низкий уровень Т-лимфоцитов у 3-5-дневных животных (1,52 %). К 36-му дню этот показатель увеличивался до 30,2 %, однако оставался нестабильным до 55 дня жизни. На 90-е сутки концентрация Т - (Е - РОЛ) лимфоцитов достигала 35,3 %. Высокий уровень фагоцитарной активности и фагоцитарного индекса был отмечен у 2-3-месячных животных. К 4-5 и 6-9-месячному возрасту активность

фагоцитоза снижалась на 40,2 и 36,2 % соответственно (рис. 4, 5), фагоцитарный индекс к 4-9 месяцам снижался в 2,65 раза.

Таким образом, причиной полученных разноречивых результатов служат различные условия содержания, кормления, воздействия микрофлоры, неблагополучия по цирковирусной инфекции свиней, которые в значительной мере определяют степень и скорость процесса совершенствования иммунной системы в онтогенезе. Литература

1. Донник И. М. Биологические особенности и устойчивость к лейкозу крупного рогатого скота в различных экологических условиях Урала : дис. ... д-ра биол. наук. Екатеринбург, 1997. 371 с.

2. Донник И. М. Состояние здоровья сельскохозяйственных животных в индустриальных территориях. Продовольственная безопасность — XXI век : сб. науч. тр. 2000. С. 114-130.

3. Карпуть И. М. Иммунология и иммунопатология болезней молодняка. Минск, 1993. С. 188.

4. Петрова О. Г., Дроздова Л. И., Женихова Н. И., Хамитов М. И. Цирковирусная инфекция свиней // Бъедещето въпро-си от света на науката (17-25 дември, 2011). Биологии, селекостопанство ветеринарна наука : материалы XII-й между-нар. науч.-практ. конф. София, 2011. Т. 25.

5. Крысенко Ю. Г., Меньшиков А. В., Трошин Е. И., Берестов Д. С. Морфофункциональные изменения в лимфатических узлах при цирковирусной инфекции // Научное обеспечение инновационного развития АПК : материалы Всеросс. науч.-практ. конф. Ижевск, 2010. С. 19-21.

References

1. Donnik I. M. Biological features and resistance of cattle to leukemia in different ecological conditions of the Urals : diss. ... dr. biol. sciences. Ekaterinburg, 1997. 371 p.

2. Donnik I. M. State of health of agricultural animals in industrial territories. Food security — XXI century : collected scientific articles. 2000. P. 114-130.

3. Karput I. M. Immunology and immunopathology of young animals diseases. Minsk, 1993. P. 188.

4. Petrova O. G., Drozdova L. I., Zhenihova N. I., Khamitov M. I. Circovirus infection of pigs // Bedescheto vyprosi ot svteta na naukata (Demvri 17-25, 2011). Seleco storanstvo, veterinary science : materials of the XIIth international scientific-practical conference. Sofia, 2011. Vol. 25.

5. Krysenko Yu. G., Menshikov A. V., Troshin E. I., Berestov D. C. Structural and functional changes in limfatices nodes at circovirus infection // Scientific support of innovation development of the agroindustrial complex : materials of the all-Russian scientific-practical conference. Izhevsk, 2010. P. 19-21.