Детоксикация свинца и кадмия в организме цыплят-бройлеров антиоксидантом тиофаном

Таким образом, проведенные исследования биотехнологических показателей спермы быков разных возрастных групп в условиях Красноярского края показали, что быки-производители в возрасте до двух лет характеризуются пониженными биотехнологическими показателями спермопродукции, от двух до шести лет имеют стабильные показатели, а снижение биотехнологических показателей спермопродукции наблюдается у быков в возрасте старше шести лет.

Литература

1. Басовский Н.З., Завертяев Б.П. Селекция скота по воспроизводительной способности. - М.: Россельхозиздат, 1975. - 144 с.

2. Волкова С.В., Алифанов В.В., Алифанов С.В. Влияние возраста быков и времени года на качество спермы//Современные проблемы науки и образования. - 2008. - №6. - С.5.

3. ГОСТ 23745-79. Сперма быков неразбавленная свежеполученная. Технические требования и методы испытаний. Государственный комитет СССР по стандартам. - М.: Изд-во стандартов, 1979. - 4 с.

4. Маркушин А.П. Сроки использования сельскохозяйственных животных. - М.: Россельхозиздат, 1983. -157 с.

5. Мымрин В.С. Воспроизводительные качества быков голштинской породы // Зоотехния. - 1991. - №3. -С. 55-57.

6. Сирацкий И.З. Зависимость качества спермопродукции от породы и возраста быков-производителей // Молочное и мясное скотоводство. - 1972. - №6. - С. 28.

7. Сирацкий И.З. Изменчивость и наследственная обусловленность воспроизводительной способности быков-производителей симментальской породы// Цитология и генетика. - 1993. - Т. 27. - №6. - С.45-52.

8. Ильев Ф.В. Племенные качества сельскохозяйственных животных.- Кишинёв: Кортя Молдовеня СКЭ, 1981. - 102 с.

---------♦-----------

УДК 635.5.033:577.16.3 Ю.И. Коваль, Т.И. Бокова,

Е.Г. Медяков, Д.Л. Носенко ДЕТОКСИКАЦИЯ СВИНЦА И КАДМИЯ В ОРГАНИЗМЕ ЦЫПЛЯТ-БРОЙЛЕРОВ АНТИОКСИДАНТОМ ТИОФАНОМ

Показана возможность использования антиоксиданта тиофана для снижения аккумуляции свинца и кадмия в организме цыплят-бройлеров в условиях длительного и кратковременного воздействия повышенных концентраций токсикантов.

Ключевые слова: свинец, кадмий, аккумуляция, антиоксиданты, цыплята-бройлеры.

Yu.I. Koval, T.I. Bokova, E.G. Medyakov, D.L. Nosenko LEAD AND CADMIUM DETOXICATION IN THE BROILER ORGANISM BY ANTIOXIDANT THIOPHANE

The possibility of antioxidant Thiophane use for the lead and cadmium accumulation decrease in the chicken-broiler organism in the long-term and short term conditions of toxicant heightened concentration influence is shown.

Key words: lead, cadmium, accumulation, antioxidants, chicken-broilers.

Введение. Загрязнение тяжелыми металлами, в частности свинцом и кадмием, объектов биосферы является причиной накопления их в пищевом сырье, кормах и, как следствие, поступления в организм птицы, а затем человека. Токсический эффект может проявляться от их воздействия даже в очень малых дозах, поэтому поиск соединений, обладающих детоксикационными свойствами для снижения концентрации тяжелых металлов в системе «животное - продукт питания человека» является актуальным [1, 2, 5].

В связи с этим широко применяются различные препараты, обладающие сорбционными, ионообменными и биологически активными свойствами [1, 4]. К такого рода соединениям, обладающим ярко выраженными антиоксидантными свойствами, относится тиофан (бис-(3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил) пропил) сульфид; синтезированный в НИИ химии антиоксидантов ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный педагогический университет» (рис.); в соответствии с ГОСТ 12.1 относится к IV классу опасности - LD50 > 10 000 мг/кг (крысы, мыши, пероральное введение).

Структура молекулы

По литературным данным, тиофан не проявляет токсических, аллергизирующих, тератогенных, эм-брио-, генотоксичных и мутагенных свойств, не влияет на состояние белкового, углеводного и липидного обменов; не приводит к нарушениям функции и морфологии крови, печени, желчевыводящих путей, поджелудочной железы и почек; не раздражает слизистую оболочку желудка. Напротив, применение тиофана в различных экспериментах приводило к достоверному снижению уровня холестерина в крови, нормализации морфологического состояния клеток и сосудов печени, слизистых оболочек желудочно-кишечного тракта, обмена марганца, меди, цинка, селена в слизистой оболочке тонкого и толстого кишечника и костной ткани, предупреждало развитие структурно-функциональных нарушений в костной ткани [3, 6-8].

Цель исследований. Изучение влияния антиоксиданта тиофана на детоксикацию свинца и кадмия в органах и тканях цыплят-бройлеров при их совместном поступлении с кормом.

Задачи исследований:

1. Определить фоновое содержание тяжелых металлов в корме, органах и тканях цыплят-бройлеров.

2. Установить особенности распределения свинца и кадмия в органах и тканях птицы в условиях кратковременного и длительного воздействия повышенных концентраций тяжелых металлов и применения антиоксиданта.

Методика исследований. Исследования проведены в 2007-2011 гг. в соответствии с открытой инициативной тематикой научно-исследовательских работ «Экологические аспекты использования препаратов с антиоксидантными свойствами в продукции птицеводства» (регистрационный номер темы: 01.2009.61485).

Изучение влияния антиоксиданта на аккумуляцию свинца и кадмия в органах и тканях проведено в условиях птицефабрики «Бердская» г. Новосибирска и УНПЛ «Птицевод» ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный аграрный университет» на 240 цыплятах-бройлерах кросса ^ (табл.1, 2).

Таблица 1

Схема первого эксперимента

Группа Режим кормления

Контрольная Основной рацион

Опытная: 1-я ОР + 7,5 мг свинца / кг корма + 0,75 мг кадмия / кг корма

2-я ОР + 1,5 МДУ ТМ + 100 мг тиофана / кг живой массы птицы

Таблица 2

Схема второго эксперимента

Группа Режим кормления

5—15-е сутки 16—42-е сутки

Контрольная Основной рацион

Опытная:

1-я ОР + 75 мг свинца / кг корма +7,5 мг кадмия/кг корма (15 МДУ) ОР

2-я ОР + 50 мг тиофана / кг живой массы птицы

3-я ОР + 150 мг тиофана / кг живой массы птицы

Цыплята всех групп содержались клеточно. Плотность посадки, микроклимат, условия кормления и поения для всех групп были одинаковы и соответствовали рекомендациям ВНИТИП. Эксперименты продолжались 42 суток и завершались убоем всего поголовья птицы.

Анализ корма, органов и тканей на содержание свинца и кадмия проведен методами, сертифицированными метрологической службой Госстандарата РФ. Токсиканты определяли по методикам, разработанным фирмой «Техноаналит ЛТД» и ТЦСМиС, прошедшим государственную сертификацию на приборе ТА-7 методом инверсионной вольтамперометрии [2].

Все полученные экспериментальные данные обрабатывались методом вариационной статистики и дисперсионного анализа на ПК с использованием пакета программ SNEDEKOR.

Результаты исследований. Установленное количество свинца в корме составило 0,33±0,07 мг/кг, кадмия - 0,005±0,0008 мг/кг корма, что не превышало допустимый уровень содержания токсикантов, принятый в комбикормовой промышленности.

В ходе исследования проб органов и тканей птицы контрольных групп в обоих экспериментах на содержание свинца превышений санитарно-гигиенических норм установлено не было (табл. 3, 4).

Таблица 3

Содержание свинца в органах и тканях цыплят-бройлеров, мг/кг*Ш2

Органы и ткани Группа

Контрольная 1-я опытная 2-я опытная

Печень 6,50±0,64*** 24,00±2,00 8,22±0,90**

Почки 4,00±1,00*** 16,00±2,00 5,62±0,43**

Сердце 5,00±0,10** 7,00±0,50 5,13±0,36**

Желудок 7,50±1,30 8,00±1,00 7,58±0,22

Селезенка 1,00±0,10* 1,40±0,10 1,17±0,06*

Грудная мышца 5,00±1,00** 9,00±1,00 5,85±0,30**

Бедренная мышца 12,00±2,00*** 27,00±3,00 13,51 ±1,70**

Костная ткань 66,00±10,00** 144,00±19,00 77,10±2,82**

Примечание. Здесь и далее: * - Р<0,05; ** - Р<0,01; *** - Р<0,001 (по отношению к 1 -й опытной группе).

Длительное поступление тяжелых металлов, соответствующее 1,5 МДУ, в первом эксперименте (табл. 3) привело к аккумуляции свинца во всех органах и тканях птицы 1-й опытной группы (Р<0,01). Так, уровень токсиканта достоверно возрос в печени и почках цыплят-бройлеров в 3,65 раза; в сердечной мышце

- в 1,36 раза; в селезенке - в 1,31 раза; в костной ткани - в 2,18 раза; в грудной мышце в 1,85 раза, в бедренной - в 2,19 раза в сравнении с соответствующими показателями птицы контрольной группы.

Введение в рацион с тяжелыми металлами антиоксиданта тиофана привело к уменьшению концентрации токсиканта в печени в 2,88 раза; в почках в 2,85; в сердце в 1,35; в селезенке в 1,19; в грудной мышечной ткани в 1,58; бедренной - в 1,99; в костях - в 1,86 раза (Р<0,01-0,05).

Во втором эксперименте (табл. 4) кратковременное воздействие токсикантов вызвало накопление свинца в печени и почках цыплят-бройлеров в 4,30 раза; в мышечном желудке - в 3,00 раза; в селезенке -4,40; в грудной мышце 3,00, в бедренной - 2,00; в костной ткани - в 12,20 раза в сравнении с соответствующими показателями птицы контрольной группы (Р<0,01-0,001).

Таблица 4

Содержание свинца в органах и тканях цыплят-бройлеров, мг/кг*10-2

Органы и ткани Г руппа

Контрольная 1-я опытная 2-я опытная 3-я опытная

Печень 1,00±0,10** 4,30±0,20 2,10±0,15** 1,80±0,16**

Почки 1,10±0,04** 4,10±1,00 1,00±0,09** 0,80±0,01**

Сердце 1,00±0,10 1,00±0,50 1,00±0,20 1,00±0,50

Желудок 2,00±0,10** 6,00±0,50 3,40±0,09** 3,10±0,07**

Селезенка 2,00±0,10** 8,80±0,20 6,30±0,58* 4,00±0,10**

Грудная мышца 1,00±0,10** 3,00±0,10 2,00±0,10 1,00±0,07

Бедренная мышца 1,00±0,10** 2,00±0,10 1,00±0,08 1,00±0,10

Костная ткань 1,00±0,10*** 12,20±2,00 8,20±0,20 4,70±1,20

Антиоксидант тиофан вводился в рацион птицы после поступления 15 МДУ тяжелых металлов, что привело к снижению общего уровня свинца в органах и тканях цыплят-бройлеров 2-й и 3-й опытных групп. Так, применение 50 мг антиоксиданта на 1 кг живой массы птицы вызвало уменьшение концентрации токсиканта в печени в 2,00 раза; в почках - 4,10; в мышечном желудке - 1,76; в селезенке - 1,40; в грудной мышце

- 1,50; в бедренной - 2,00; в костной ткани - в 1,48 раза в сравнении с соответствующими показателями птицы 1-й опытной группы (Р<0,01-0,001). Увеличение дозировки антиоксиданта до 150 мг на 1 кг живой массы привело к достоверному усилению детоксикации от 1,94 до 5,13 раза в сравнении с показателями птицы 1-й опытной группы (Р<0,01-0,001). Однако полученные результаты были достоверно выше лишь в случае селезенки и костной ткани в сравнении значений 2-й и 3-й опытных групп.

При совместном введении в рацион тяжелых металлов установлено превышение санитарногигиенической нормы содержания кадмия - 0,05 мг/кг - в органах и тканях цыплят-бройлеров 1-й опытной группы, как в первом, так и во втором экспериментах (Р<0,01).

Так, в условиях длительного воздействия тяжелых металлов в дозировке, соответствующей 1,5 МДУ, уровень кадмия в печени цыплят-бройлеров возрос в 3,75 раза; в почках - 45,64; в желудке - 3,28; в селезенке - 12,41; в грудной мышце - 8,20; в бедренной мышце - 6,52; в костной ткани - в 23,00 раза в сравнении с соответствующими показателями птицы контрольной группы (табл. 5).

Таблица 5

Содержание кадмия в органах и тканях цыплят-бройлеров, мг/кг *10-2

Органы и ткани Группа

Контрольная 1-я опытная 2-я опытная

Печень 1,67±0,31** 6,25±1,13 2,23±0,32**

Почки 1,46±0,22*** 66,60±1,62 9,97±1,92**

Сердце 0,47±0,10 0,57±0,10 0,48±0,04

Желудок 0,26±0,05** 0,85±0,19 0,39±0,09**

Селезенка 0,10±0,01*** 1,27±0,03 0,64±0,07**

Грудная мышца 0,10±0,01** 0,65±0,16 0,11±0,01**

Бедренная мышца 0,13±0,02** 2,89±0,81 0,16±0,04**

Костная ткань 0,05±0,01*** 0,38±0,04 0,05±0,02**

Применение 100 мг антиоксиданта на 1 кг живой массы птицы вызвало снижение уровня кадмия в организме цыплят-бройлеров: в печени - в 2,80 раза; в почках - 6,68; в желудке - 2,19; в селезенке - 1,99; в грудной и бедренной мышечной тканях в 7,54 и 5,93 раза соответственно, в костной ткани в 18,34 раза (Р<0,01).

Кратковременное воздействие 15 МДУ свинца и кадмия во втором эксперименте (табл. 6) вызвало накопление кадмия в печени в 8,00 раз; в почках - 5,92; в сердце - 3,25; в мышечном желудке - 1,71; в селезенке - 1,50; в грудной мышце - 2,17; в бедренной - 1,40; в костной ткани - в 2,10 раза в сравнении с соответствующими показателями птицы контрольной группы (Р<0,05-0,001).

Таблица 6

Содержание кадмия в органах и тканях цыплят-бройлеров, мг/кг *Ш2

Органы и ткани Группа

Контрольная 1-я опытная 2-я опытная 3-я опытная

Печень 0,14±0,02** 1,12*0,36 0,37±0,11** 0,29±0,07**

Почки 0,85±0,07*** 5,03±0,02 1,30±0,42** 1,00±0,08*

Сердце 0,20±0,05** 0,65±0,08 0,26±0,04** 0,21±0,01**

Желудок 0,28±0,10** 0,48±0,05 0,34±0,06* 0,30±0,04**

Селезенка 0,18±0,08* 0,27±0,13 0,30±0,04 0,20±0,09*

Грудная мышца 0,18±0,05** 0,39±0,01 0,25±0,02* 0,20±0,05**

Бедренная мышца 0,15±0,01* 0,21±0,04 0,20±0,03 0,17±0,02*

Костная ткань 0,15±0,01** 0,31±0,05 0,20±0,08* 0,30±0,03

Введение в рацион птицы в качестве детоксиканта соединения тиофана привело к снижению общего уровня кадмия в органах и тканях цыплят-бройлеров 2-й и 3-й опытных групп. Так, применение 50 мг антиоксиданта на 1 кг живой массы птицы вызвало уменьшение концентрации токсиканта в печени в 3,03 раза; в почках - 3,87; в сердце - 2,50; в мышечном желудке - 1,41; в грудной мышце - 1,56; в костной ткани - в 1,55 раза в сравнении с соответствующими показателями птицы 1-й опытной группы (Р<0,05-0,001). Увеличение дозировки антиоксиданта до 150 мг на 1 кг живой массы привело к достоверному усилению детоксикации от 1,24 до 5,03 раза в сравнении с показателями птицы 1-й опытной группы (Р<0,01-0,001). Однако полученные результаты 2-й и 3-й опытных групп достоверно друг от друга не отличались.

Выводы

В результате изучения влияния антиоксиданта тиофана на детоксикацию свинца и кадмия в органах и тканях цыплят-бройлеров при их совместном поступлении с кормом установлено:

1. Органы и ткани цыплят-бройлеров обладают избирательностью в аккумуляции свинца и кадмия. Продолжительное воздействие тяжелых металлов вызвало наибольшее увеличение уровня свинца в костной ткани, почках и печени (до 3,65 раза); кадмия - в почках и печени (до 45,64 раза).

2. При кратковременном поступлении тяжелых металлов в организм цыплят-бройлеров концентрация свинца возросла до 12,20 раза, выявлена следующая закономерность в его распределении: костная ткань > желудок > селезенка > почки > печень > сердце > мышечная ткань; концентрация кадмия возросла до 8,00 раз в ранжированном ряду - желудок > селезенка > почки > печень > сердце > мышечная и костная ткани.

3. Совместное длительное введение 100 мг антиоксиданта тиофана с 1,5 МДУ тяжелых металлов вызвало снижение уровня токсикантов: свинца до 2,88 раза, кадмия - до 18,34 раза (Р<0,01).

4. Использование антиоксиданта в дозировках 50 и 150 мг на 1 кг живой массы птицы после кратковременного воздействия токсикантов привело к уменьшению концентрации свинца от 1,40 до 5,13 раза, кадмия - от 1,24 до 5,03 раза. Наибольшее снижение уровня тяжелых металлов наблюдалось в случае применения 150 мг тиофана.

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют, что использование антиоксиданта тиофана в качестве детоксиканта тяжелых металлов является перспективным.

Литература

1. Бокова Т.И. Экологические основы инновационного совершенствования пищевых продуктов. - Новосибирск: Изд-во НГАУ, 2011. - 284 с.

2. ГОСТ 51301-99. Продукты пищевые и продовольственное сырье. Инверсионно-вольтамперометрические методы определения содержания токсических элементов (Cd, Pb, Cu, Zn). -М.: Госстандарт России, 1999.

3. Фенольные биоантиоксиданты / Н.К. Зенков [и др.]. - Новосибирск: Изд-во СО РАМН, 2003. - 328 с.

4. Коваль Ю.И., Бокова Т.И. Влияние соединений с антиоксидантными свойствами на аккумуляцию свинца и кадмия в органах и тканях цыплят-бройлеров // Достижения науки и техники АПК. - 2011. -№11. - С.54-56.

5. Кузубова Л.И. Токсиканты в пищевых продуктах: аналит.обзор/ АН СССР, Сиб. отд-ние, Гос. публ. на-уч.-техн. б-ка. - Новосибирск, 1990. - 127 с.

6. Макеев А.А. Морфофункциональная оценка и возможность коррекции окислительного стресса у свиней в условиях промышленной технологии: автореф. дис. ... канд. биол. наук. - Новосибирск, 2007. -22 с.

7. Синтез и исследование антиокислительных свойств бис-[ш-(3,5-диалкил-4-гидрокси-фенил)алкил] сульфидов / А.Е. Просенко [и др.] // Журн. прикл. химии. - 2003. - № 2 (76). - С. 256-260.

8. К токсикологии стабилизатора СО-3 / И.В. Сорокина [и др.] // Изв. СО АН СССР. Сер. Биол. - 1987. -№ 1. - С. 123-128.