Investigation of the effect of cadmium, selenium and zinc supplementation in broiler feed on productive and biochemical parameters
Authors: Al-Waeli Ali 
Published: September 2021

Η πρόσληψη απαραίτητων ή τοξικών ιχνοστοιχείων από το περιβάλλον επιδράσημαντικά στην ανάπτυξη των οργανισμών. Το σελήνιο (Se) είναι ένα απαραίτητο ιχνοστοιχείοπου εμπλέκεται στη λειτουργία του αντιοξειδωτικού συστήματος των ζώων, ο ψευδάργυρος(Zn), είναι δομικό στοιχείο πολλών μεταλλοενζύμων ενώ το κάδμιο (Cd) ανήκει στα βαρέαμέταλλα, παρουσιάζει τοξική δράση και τα τελευταία χρόνια καταβάλλονται προσπάθειεςπεριορισμού της χρήσης και εναπόθεσής του στο περιβάλλον.Σκοπός του πρώτου πειράματος της παρούσας μελέτης ήταν η χορήγηση Se και Cd στοσιτηρέσιο κρεοπαραγωγών ορνιθίων και η διερεύνηση των αλληλεπιδράσεών τους με άλλαιχνοστοιχεία, της συσσώρευσής τους στους ιστούς, καθώς και των επιδράσεών τους στηνφυσιολογική ανάπτυξη των ορνιθίων. Επίσης, στόχος ήταν να αξιολογηθεί εάν η προσθήκηαντιοξειδωτικών, όπως οργανικού σεληνίου (Se) και προ-οξειδωτικών, όπως καδμίου (Cd),μπορεί να επηρεάσει την συσσώρευση απαραίτητων και τοξικών στοιχείων (Se, Cd, Sb, Ca, Cr,Co, Cu, Fe, Pb, Mg, Mn, Mo, Ni, V και Zn) σε διάφορους ιστούς τους. Για τους σκοπούς τουπρώτου πειράματος χρησιμοποιήθηκαν 300 νεοσσοί κρεοπαραγωγής (broilers) ηλικίας 1 ημέραςκατανεμημένοι τυχαία σε 4 επεμβάσεις (Τ1-Τ4) με 5 επαναλήψεις των 15 νεοσσών η κάθε μια.Στην επέμβαση Τ1 (μάρτυρας) χορηγήθηκε σιτηρέσιο με 0.3 ppm Se χωρίς την προσθήκη Cd,στις επεμβάσεις Τ2 και Τ3 χορηγήθηκε το σιτηρέσιο του μάρτυρα στο οποίο προστέθηκαν 10ppm και 100 ppm Cd, αντίστοιχα, ενώ τέλος, στην επέμβαση Τ4 χορηγήθηκε σιτηρέσιο μεπροσθήκη 3 ppm Se και 100 ppm Cd. Το Cd στις επεμβάσεις Τ2, Τ3, Τ4 προστέθηκε ως CdCl2,ενώ το Se χορηγήθηκε στην οργανική μορφή του (σεληνιο-αμινοξέα). Τα ορνίθια αναπτύχθηκανγια έξι εβδομάδες και ελήφθησαν δείγματα αίματος και ιστών (ήπατος, νεφρών και μυϊκού ιστούαπό 2 ορνίθια ανά κελί επανάληψης (συνολικά 40 ορνίθια) την 4η και την 6η εβδομάδα. Οισυγκεντρώσεις των στοιχείων προσδιορίστηκαν με τη μέθοδο της φασματοσκοπίας μάζαςεπαγωγικά συνδεδεμένου πλάσματος (ICP-MS). Μετρήθηκαν τα παραγωγικά χαρακτηριστικάκαι προσδιορίστηκαν αιματολογικά χαρακτηριστικά και βιοχημικοί παράμετροι.Η επεξεργασία των παραγωγικών χαρακτηριστικών έδειξε ότι δεν υπήρχε στατιστικώςσημαντική διαφορά μεταξύ των επεμβάσεων Τ1 και Τ2 και μεταξύ των επεμβάσεων Τ3 και Τ4,αντίστοιχα, όσον αφορά στο τελικό σωματικό βάρος (g) (2139 a ± 60, 2178 a ± 80, 950 b ± 47,και 1107 b ± 50). Τα ορνίθια που κατανάλωναν σιτηρέσια με 100 ppm Cd (Τ3 και Τ4), παρουσίασαν υψηλότερο συντελεστή εκμετάλλευσης σε σχέση με αυτά των επεμβάσεων μεκαθόλου ή λίγο Cd (T1 και Τ2). Σημειώθηκε η τάση ο συντελεστής εκμετάλλευσης τηςεπέμβασης Τ4 να είναι μικρότερος από αυτόν της Τ3, χωρίς όμως να είναι στατιστικώςσημαντική. Η θνησιμότητα δεν παρουσίασε στατιστικώς σημαντική διαφορά μεταξύ τωνεπεμβάσεων. Επιπλέον, τα αιματολογικά και βιοχημικά χαρακτηριστικά δεν διέφερανστατιστικώς σημαντικά και κυμαίνονταν εντός των φυσιολογικών τιμών.Η ανάλυση των δεδομένων της ICP-MS έδειξε ότι ενώ το χαμηλό επίπεδο Cd στο σιτηρέσιοοδήγησε μόνο σε αύξηση της συγκέντρωσης Cd στους εξεταζόμενους ιστούς, τα υψηλά επίπεδαCd είχαν ως αποτέλεσμα αύξηση των συγκεντρώσεων των Cd, Cu, Sb και V και μείωση τωνσυγκεντρώσεων των Se, Mn και Fe. Η προσθήκη υψηλών επιπέδων Se δεν μείωσε στατιστικώςσημαντικά τη συγκέντρωση Cd. H συγκέντρωση του Cd αυξήθηκε με την ηλικία των ορνιθίων,κάτι που δεν παρατηρήθηκε για το Se, τον Cu και τον Zn. Η επιπλέον προσθήκη Se στοσιτηρέσιο που είχε ήδη 100 ppm Cd (Τ4 έναντι Τ3), αύξησε μεν τη συγκέντρωση του Se στουςιστούς (P<0.001), αλλά δεν μείωσε στατιστικώς σημαντικά τη συγκέντρωση του Cd, ούτεεπηρέασε αυτές των Cu και Zn. Οι νεφροί παρουσίασαν τη μεγαλύτερη συσσώρευσηιχνοστοιχείων ακολουθούμενοι από το ήπαρ, το μυϊκό ιστό και το αίμα. Μετά από εφαρμογή κατάλληλου στατιστικού μοντέλου παρατηρήθηκαν περισσότερες από 39 συσχετίσεις μεταξύτων συγκεντρώσεων των εξεταζόμενων στοιχείων. Οι πιο σημαντικές αφορούσαν στη συσχέτισητου Cd με τα Ca, Co, Cu και Mg, ενώ το Se συσχετίστηκε με το Mn.Η παρούσα μελέτη επιβεβαίωσε την αρνητική επίδραση των υψηλών συγκεντρώσεων του Cdστην ανάπτυξη των πτηνών. Η θετική συσχέτιση του Cu και του Zn με το Cd, υποδηλώνει τηνανάγκη του οργανισμού να αυξήσει τη συγκέντρωση των ιχνοστοιχείων με προστατευτικήδράση παράλληλα με την αύξηση της συγκέντρωσης του τοξικού Cd. Υπό αυτή την έννοια, ηπροσθήκη υψηλής συγκέντρωσης Se είχε την τάση να μετριάσει τις αρνητικές επιδράσεις τουCd. Τα αποτελέσματα της μελέτης υποδηλώνουν την λεπτή ισορροπία μεταξύ ιχνοστοιχείων μετοξική και αντιοξειδωτική δράση και πως αυτή μεταβάλλεται όταν η συγκέντρωσηιχνοστοιχείων με τοξική δράση αυξηθεί. Τέλος, τα αποτελέσματα του πρώτου πειράματοςαποκάλυψαν αρκετές συσχετίσεις μεταξύ των απαραίτητων, πιθανώς απαραίτητων και τοξικώνστοιχείων καταδεικνύοντας τη σημασία της ισορροπίας μεταξύ των προ-οξειδωτικών και τωναντιοξειδωτικών.Σκοπός του δεύτερου πειράματος της παρούσας μελέτης ήταν η διερεύνηση τηςεπίδρασης χορήγησης των μέγιστων επιτρεπτών συγκεντρώσεων Se και Ζn στο σιτηρέσιοκρεοπαραγωγών ορνιθίων που είχαν επιμολυνθεί με 50 ppm Cd επί των παραγωγικών τουςχαρακτηριστικών, επί της συσσώρευσης δεκαεπτά απαραίτητων και τοξικών στοιχείων σεδιάφορους ιστούς καθώς και η διερεύνηση των αλληλεπιδράσεων των παραπάνω στοιχείων.Για τους σκοπούς του δεύτερου πειράματος χρησιμοποιήθηκαν 180 νεοσσοί κρεοπαραγωγής(broilers) ηλικίας 1 ημέρας κατανεμημένοι τυχαία σε 3 επεμβάσεις (Τ1-Τ3) με 4 επαναλήψειςτων 15 νεοσσών η κάθε μια. Στην επέμβαση Τ1 (μάρτυρας) χορηγήθηκε σιτηρέσιο με 0.3 ppmSe (σεληνιο-αμινοξέα) και 100 ppm Zn (ZnO) χωρίς την προσθήκη Cd. Στην επέμβαση Τ2,χορηγήθηκε σιτηρέσιο με 0.3 ppm Se, 150 ppm Zn και προσθήκη 50 ppm Cd (CdCl2). Ενώτέλος, στην επέμβαση Τ3 χορηγήθηκε σιτηρέσιο με προσθήκη 0,5 ppm Se, 150 ppm Zn και 50ppm Cd. Τα ορνίθια αναπτύχθηκαν για έξι εβδομάδες και ελήφθησαν δείγματα αίματος καιιστών (ήπατος, νεφρών, μυϊκού ιστού) από 2 ορνίθια ανά κελί επανάληψης την 6η εβδομάδα.Μετρήθηκαν τα παραγωγικά χαρακτηριστικά και προσδιορίστηκαν αιματολογικάχαρακτηριστικά και βιοχημικοί παράμετροι. Οι συγκεντρώσεις των στοιχείων προσδιορίστηκανμε τη μέθοδο της φασματοσκοπίας μάζας επαγωγικά συνδεδεμένου πλάσματος (ICP-MS). Η προσθήκη 50 ppm Cd στο σιτηρέσιο κρεοπαραγωγών ορνιθίων οδήγησε σε μείωσητων επιδόσεων τους, η οποία δεν βελτιώθηκε σημαντικά με την προσθήκη Se και Zn. Παρ 'όλααυτά, οι αιματολογικές παράμετροι που εξετάστηκαν κυμάνθηκαν εντός των φυσιολογικώντιμών και δεν αποκαλύπτουν ιδιαίτερα αρνητικές επιπτώσεις στην υγεία μετά από ταυτόχρονηπροσθήκη Cd, Se και Zn. Η παρούσα μελέτη έδειξε ότι τα απαραίτητα ιχνοστοιχεία Se και Znμπορούν να συμβάλλουν εν μέρει στη βελτίωση από τις αρνητικές επιπτώσεις του Cd,τουλάχιστον στα επίπεδα συσσώρευσης του Cd στους ιστούς, αλλά δεν μπορούν νααντισταθμίσουν όλες τις αρνητικές επιπτώσεις του. Επιπλέον, η μελέτη αποκάλυψε αρκετέςσυσχετίσεις μεταξύ απαραίτητων, πιθανώς απαραίτητων και τοξικών στοιχείων πουαπεικονίζουν τη σημασία της ισορροπίας μεταξύ των προ-οξειδωτικών και αντιοξειδωτικών.