Влияние разных доз экопремикса на возрастнуюдинамику биохимических показателей крови поросят, распределение в их тканях и органах тяжелых металлов

ВЛИЯНИЕ РАЗНЫХ ДОЗ ЭКОПРЕМИКСА НА ВОЗРАСТНУЮ ДИНАМИКУ БИОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КРОВИ ПОРОСЯТ, РАСПРЕДЕЛЕНИЕ В ИХ ТКАНЯХ И ОРГАНАХ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

А.А. Шапошников, Ю.В. Фурман, В.Д. Буханов, А.В. Посохов, Т.С. Шевченко

Аннотация. Изучено действие разных доз препарата фитоаскоминералсорбента на гемопоэз, концентрацию в сыворотке крови метаболитов белкового обмена, ее минеральный и витаминный состав. Показаны динамика концентрации тяжелых металлов в тканях и органах поросят, положительное влияние препарата на рост и развитие поросят.

Ключевые слова: фитоаскоминералсорбент, природный гидроалюмосиликат, сок лекарственных растений, хелаты аскорбинатов металлов, ткани и органы поросят, белковый обмен, минеральные вещества и витамины в крови, рост и развитие поросят.

В предыдущем сообщении была представлена схема получения энтеросорбентов на основе монтморил-лонитсодержащей глины, соков лекарственных растений и хелатных комплексов жизненно важных микроэлементов; приведены данные о строении, химическом составе компонентов фитоминералосорбентов (ФМС) и фитоаскоминералсорбентов (ФАМС), их сорбционной активности (in vitro) по отношению к катионам тяжелых металлов; действие на патогенную микрофлору. В настоящем - будут показаны и обсуждены результаты введения в рацион поросят ФАМС. Следует отметить, что сама по себе микро- и наноразмерная глина была испытана нами на различных видах и половозрастных группах сельскохозяйственных животных. На этот эн-теросорбент разработаны рекомендации по применению в животноводстве и ветеринарии [1]. Направление исследований соответствует пункту 5 Перечня критических технологий РФ «Геномные и постгеномные технологии создания лекарственных средств».

Влияние различных доз ФАМС на физиологическое состояние и заболеваемость поросят острыми расстройствами пищеварения изучали на репродукторной ферме «Чайки» колхоза им. Фрунзе Белгородского района Белгородской области. Опыт был поставлен на 100 поросятах крупной белой породы. Из поросят 1 - 2-суточного возраста сформировали пять групп-аналогов (две контрольные и три опытные). Добавки к основному рациону животные получали с начала прикорма (8 -10 сут жизни) до окончания доращивания. Общая схема опыта представлена в таблице 1.

Таблица 1 - Схема опыта

Группа Назначение группы Число животных в группе Условия опыта

1 Контроль 20 Содержание на основном рационе

2 Контроль 20 ОР + «Экос», 150 мг на 1 кг живой массы

3 Опыт 20 ОР + ФАМС, 1 г на кг корма

4 Опыт 20 ОР + ФАМС, 2 г на кг корма

5 Опыт 20 ОР + ФАМС, 3 г на кг корма

Клинический осмотр, а также контроль за ростом и развитием подопытных поросят осуществляли постоянно на протяжении опытного периода - с 10-х суток жизни до 3-месячного (99-суточного) возраста. Живую массу определяли методом группового взвешивания поросят в 14-, 22-, 37-, 64- и 96-суточном возрасте. Исследования физиологического состояния и уровня обменных процессов организма подопытных животных проводили по достижении поросятами возраста 40, 68 и 99-ти суток. В эти сроки для лабораторного анализа из краниальной полой вены получали пробы крови. В крови определяли уровень гемоглобина, количество эритроцитов и лейкоцитов, а в её сыворотке - содержание общего белка, процентное соотношение его фракций, альбумин-глобулиновый индекс, концентрацию витаминов А, Е, С и лизоцимную активность.

По окончании опыта убили по три поросенка в 1 контрольной и 5 опытной группах. Для анализа отбирали мышечную ткань, печень, почки, трубчатые кости и кожу со щетиной.

Биохимический анализ крови и мышечной ткани, органов поросят изучали принятыми в зоотехнической и клинической ветеринарной биохимии методами [1,2]. При этом концентрацию тяжелых металлов (ТМ) определяли после озоления биологических образцов методом атомно - адсорбционной спектроскопии.

Учитывая направленность наших исследований -элиминацию из организма ТМ, нам представлялось важным определить влияние новой добавки на гемопоэз у поросят в онтогенезе. Известно, что катионы тяже-

лых металлов, попадая в кровь, способны изменять структуру и функции гемоглобина [3], оказывают повреждающее действие на мембраны, отрицательно влияя, в частности, на глутатион - пероксидазную защиту ненасыщенных липидных компонентов мембран [4,5].

Как видно из данных таблицы 1, в возрасте 40 суток количество эритроцитов в крови поросят 3-5 опытных групп было достоверно меньше, чем у поросят 1-2- ой опытных групп. Концентрация гемоглобина в крови поросят опытных групп также была меньше, чем у поросят контрольных групп, хотя достоверных различий отмечено не было.

К возрасту 68 суток эти различия были сглажены.К трехмесячному возрасту (99 суток) появилась выраженная тенденция к повышению концентрации эритроцитов и гемоглобина у поросят опытных групп по сравнению с контрольными. И хотя достоверно увеличилась только концентрация эритроцитов у поросят четвертой опытной группы (доза экопремикса - 2г/кг корма), улучшение показателей гемопоэза следует отметить как положительный факт, характеризующий способность экопремикса «защищать эритроциты», а, возможно, стимулировать процесс кроветворения у животных. Таким образом, обозначенный нами эффект был выявлен лишь на третий месяц постоянного использования сорбента в составе корма поросят.

Аналогичные результаты, характеризующие положительное действие гидроалюмосиликатной добавки на эри-тропоэз, получены другими авторами в опытах на свиноматках, поросятах и сельскохозяйственной птице [6,7,8].

Таблица 2 - Показатели дыхательной функции кро-

Кроме концентрации эритроцитов и гемоглобина, важным показателем крови, характеризующим физиологическое состояние животных, является общий белок в сыворотке (рисунок 1).

Концентрация общего белка сыворотки крови и его фракций у поросят 40-, 68- и 99-суточного возраста соответствовала параметрам, характеризующим нормальное физиологическое состояние животных и свидетельствовала об оптимальном протеиновом питании и протекании биохимических реакций белкового обмена в организме.

Сыворотка крови в норме содержит более 100 видов белков. Примерно 90% общего белка составляют альбумин, альфа-, бета- и гамма-глобулины, иммуноглобулины, липопротеины. Другие белки присутствуют в ней в небольших количествах.

Статистически достоверных различий по этим показателям между поросятами контрольных и опытных групп не установлено, что указывает на отсутствие коррекции метаболизма белка при введении в рацион разных доз ФМС. Вместе с тем, отмечена тенденция увеличения содержания общего белка на 6,8% и 9,6% (рисунок 2), и сывороточного альбумина (рисунок 3) у поросят пятой группы в трехмесячном возрасте на 4,31 и 7,60% по сравнению с первой и второй контрольными группами соответственно. Аминокислоты альбумина, как известно, являются основными предшественниками биосинтеза мышечных белков и их относительное увеличение в крови сопряжено с более высокими приростами массы тела, что мы и установили в нашем опыте. Поросята 5 группы отличались более высокой интенсивностью роста и развития. Таким образом, можно говорить о положительном влиянии ФАМС в дозе 3 г на кг корма на биосинтез тканевых белков.

Группа Эритроциты, 10 12/л Гемоглобин, г%

возраст 40 суток

1 4,52±0,455 12,13±0,962

2 5,21±0,283 12,90±1,250

3 4,20±0,204* 11,40±0,500

4 4,03±0,073* 11,57±0,376

5 4,31±0,394* 11,95±0,650

возраст 68 суток

1 3,77 ± 0,098 16,4 ± 0,42

2 3,14 ± 0,283 15,3 ± 0,19

3 3,32 ± 0,204 16,0 ± 0,13

4 3,36 ± 0,073 15,4 ± 0,52*

5 3,69 ± 0,394 14,3 ± 0,36

*р < 0,05 здесь и далее

Рисунок 2 - Концентрация фракции белка альбумина в сыворотке крови

во

70

30

20 -

60 --а,

1 группа

2 группа

3 группа

4 группа

5 группа

возраст поросят.сутки

Рисунок 1 - Концентрация общего белка в сыворотке крови

45 40

35 30

25 -20 -15 -10 5 0

40

68

99

1 группа

2 группа

3 группа

4 группа

5 группа

во:ряст поросят, сутки

Рисунок 3 - Концентрация фракции глобулинов в сыворотке крови

Действие разных доз ФАМС на показатели крови, имеющие отношение к иммунному статусу организма, проявилось у животных 68-суточного возраста. У получавших препарат поросят отмечено некоторое снижение концентрации гамма- глобулинов и иммуноглобулинов, что предполагает меньшую кормовую токсическую нагрузку у этих животных и доказывает способность препарата выводить из просвета кишечника опасные для здоровья вещества, а также подчеркивает положительное действие на организм аскорбиновой кислоты и содержащихся в лекарственных растениях бактерицидных, противовоспалительных и иммуностимулирующих веществ, которые вошли в состав ФАС.

С возрастом животных содержание общего белка в крови закономерно возрастало. Из фракций белка возрастным изменениям были подвергнуты бета- и гамма-глобулины. Доля первых снижалась, а вторых заметно возрастала по мере роста.

Использование в составе корма ФАМС не изменяло содержание в сыворотке крови поросят витамина А. У трехмесячных животных 1, 3, 4 и 5 групп опыта концентрация витамина Е была достоверно выше, чем у поросят II группы. Полученные данные не согласуются с результатами исследований других авторов по использованию «Экоса» в рационах свиноматок и поросят, крупного рогатого скота и птицы (5, 96, 130). В опытах на этих животных было установлено существенное увеличение каротина, витаминов А, Е и С в крови и печени, что авторы связывали с меньшим уровнем всасывания из желудочно-кишечного тракта в кровь катионов РЬ 2+ Сё + и других тяжелых металлов. Эти металлы способны инициировать процессы свободно-радикального перекисного окисления ненасыщенных липидов. Токоферол и аскорбиновая кислота при этом играют роль антиоксидантов. Высказывалось предположение, чем меньше в крови тяжелых металлов, тем выше сохранность антиокислительных биомолекул. Повторим, полученные нами результаты не подтвердили этого предположения.

Таблица 3 - Динамика содержания жирорастворимых витаминов, кальция и фосфора в сыворотке крови

витамин А, -1 мкмоль.л витамин Е -1 мг.л

группы 68 суток 99 суток 68 суток 99 суток

1 69,5± 0,408 30,5 ± 0,046 2,8 ± 0,013 3,8 ± 0,013

2 77,0 ± 0,161 21,1 ± 0,074 2,5 ± 0,015 2,7 ± 0,014*

3 77,1 ± 0,254 26,6 ± 0,142 2,5 ± 0,009 3,2 ± 0,011

4 75,4 ± 0,446 26,6 ± 0,491 2,3 ± 0,017 3,8 ± 0,036

5 76,7± 0,307 35,6 ± 0,035 2,5 ± 0,011 3,4 ± 0,022

кальций -1 ммоль.л фосфор -1 ммоль.л

1 36,6 ± 0,092 36,7 ± 0,083 21,5 ± 0,218 29,6 ± 0,140

2 34,4 ± 0,176 37,8 ± 0,089 28,1 ± 0,469 28,6 ± 0,090

3 35,6 ± 0,109 35,2 ± 0,036 21,4 ± 0,100 25,4 ± 0,041

4 35,9 ± 0,104 35,2 ± 0,095 29,5 ± 0,081 27,4 ± 0,145

5 36,7 ± 0,054 34,8 ± 0,119 27,8 ± 0,493 26,3 ± 0,045

При использовании в составе рациона ФАМС, который содержит минеральные соединения кальция и фосфора, важно было проследить изменения показателей крови, характеризующих минеральный обмен. Установлено, что уровень кальция и фосфора и их соотношение в сыворотке крови находились в пределах физиологической нормы и не имели статистически достоверных межгрупповых различий. Следует отметить, что в опытах на цыплятах - бройлерах и курах - несушках введение в рацион птицы препарата «Экос» существенно повышало содержание фосфора в сыворотке крови, печени и костях, хотя соотношение кальция и фосфора находилось в пределах нормы (5).

В целом, следует отметить, что основные показатели гомеостаза в крови поросят оставались без изменения и находились в пределах физиологической нормы. Это особенно важно, так как до 100 - 105 - суточного возраста показатели крови поросят, а особенно система эри-трона, находятся в неустойчивом состоянии, но применение ФМС не привело к каким- либо нарушениям.

По результатам исследования крови, а также исходя из данных прироста массы тела поросят, мы посчитали оптимальной дозу ФАМС - 3 г/кг корма. На следующем этапе было определено влияние этой дозы на состав тканей, печени и качество мяса животных. Установлено, что добавка к рациону ФАМС не вызывает серьезных изменений в содержании основных питательных веществ, макро- и микроэлементов в мышечной ткани и печени подопытных поросят. Однако, следует отметить ряд существенных различий в биохимических параметрах исследуемых органов поросят контрольной опытной группы.

Наиболее значимым показателем способности ФАМС снижать токсическую нагрузку на организм является достоверное снижение концентрации кадмия в почках, поскольку именно почки в наибольшей степени страдают при отравлении организма кадмием (рисунок 4).

Рисунок 4 - Содержание кадмия в тканях и органах поросят (возраст - 99 суток). 1-кровь, 2-печень, 3-почки, 4-кожа со щетиной, 5-мышечная ткань, 6-костная ткань, в мг/кг

Установлено снижение содержания свинца в костной ткани на 17,3%. Данное обстоятельство следует рассматривать с положительной стороны, поскольку в ряде работ (30,73,76) доказана прямо пропорциональная коррелятивная связь между уровнем свинца в костной ткани и частотой развития нефропатии, а также некоторых других патологических проявлений (рисунок 5).

'¡^1,45

0,4  0,35

0,3  I ¡10029

--— Я —П1™"

±,09 ±0,004 ^Я ' '

Ш I I

1 группа контроль

5 группа опыт

органы и ткпни

Рисунок 5 - Содержание свинца в тканях и органах поросят (возраст - 99 суток). 1-кровь, 2-печень, 3-почки, 4-кожа со щетиной, 5-мышечная ткань, 6-костная ткань, в мг/кг

Концентрация железа в органах поросят контрольной и опытной групп практически одинакова, можно отметить только существенное (хотя и не достоверное) повышение содержания этого элемента в костной ткани. (рисунок 6). Аналогичная ситуация наблюдалась и в отношении цинка.

if зоо -i

250 200 150 100 50 -H О

17.04 ±3.55

i 0.125 3,2 JO ± 0,225 "±2,17ï

п.m

1 группа контроль

5 группа опыт

оргты il плши

Рисунок 6 - Содержание железа в тканях и органах поросят (возраст - 99 суток). 1-кровь, 2-печень, 3-почки, 4-кожа со щетиной, 5-мышечная ткань, 6-костная ткань, в мг/кг

Интересны показатели, полученные при исследовании трубчатых костей с костным мозгом. У поросят, получавших ФАМС, в них произошло достоверное повышение концентрации кальция и фосфора соответственно на 11,6 и 13,4% с одновременным снижением уровня железа, цинка, меди, кадмия и свинца (рисунок 7). Увеличение интенсивности кальциево-фосфорной минерализации кости у поросят стоит расценивать с положительной стороны. Механизм данного явления, вероятно, заключается в замене некоторых тяжелых металлов на кальций и фосфор. Снижение всасывания меди, кадмия, и, собственно, свинца, являющегося элементом, депонирующимся в костной ткани, привело к мобилизации их из кости с одновременной интенсификацией усвоения кальция и фосфора и повышением прочности скелета поросят.

±0,097 ±0.317

±0,032 ±0,126

±0.212 т-

i I-

±0J)01 ±033

I ll

1 группа контроль

5 группа опыт

Ь 5 = 4,5

3,5 3 2,5 2 1,5

1

0,5 О

0|)ГЛ№1 И 1ЫН11

Рисунок 7 - Содержание меди в тканях и органах поросят (возраст - 99 суток). 1-кровь, 2-печень, 3-почки, 4-кожа со щетиной, 5-мышечная ткань, 6-костная ткань, в мг/кг

С другой стороны, в составе ФАМС находится до 26 масс.% оксида кальция. Некоторое его количество всасывалось и попадало в кровяное русло, что позволило уменьшить объем извлекаемого из костей кальция на нужды других физиологических систем организма.

В заключение необходимо отметить, что общая тенденция к снижению концентрации тяжелых метал-

лов в тканях и органах поросят под действием ФАМС, в целом подтверждает показанную в опытах in vitro способность исходного гидроалюмосиликатного сор-бента и ФАМС достаточно эффективно сорбировать ионы свинца, меди и кадмия.

Общее физиологическое состояние поросят всех пяти групп было удовлетворительным. Нашими наблюдениями за состоянием подопытных животных установлено, что до 35-суточного возраста расстройством функции пищеварения страдали поросята всех групп в равной мере. Однако, в последующем поносы проявлялись у 40, 15 и 20% животных из 1, 2 и 3 групп соответственно. При более высоких дозах ФМС это клиническое проявление снижалось до l0 и 5% у поросят 4 и 5 групп. Естественно, что поросята 4 и 5 опытных групп имели более опрятный внешний вид, особенно по сравнению с поросятами первой контрольной группы.

Как это было предусмотрено методикой исследования, массу поросят определяли перед утренним кормлением на 14, 22, 37, б4 и 9б-е сутки выращивания.

Разные дозы ФАМС не оказали отрицательного влияния на физиологическое состояние поросят , стимулировали потребление корма и способствовали более интенсивному росту животных.

Установлено, что в течение опыта интенсивность и равномерность роста поросят контрольных и опытных групп отличались, а именно добавление к корму ФМС оказало положительное влияние на мясную продуктивность поросят.

Живая масса поросят в 5 опытной группе в трехмесячном возрасте составила в среднем 34,15 кг против 31,б0 кг в контрольной, что больше на 8,1%, среднесуточный прирост массы тела поросят пятой опытной группы за весь период опыта составил 380 г против 341 и 358 г у поросят первой и второй контрольных групп соответственно.

Не вызывает сомнения, что установленные нами изменения в эритропоэзе, обмене белка и иммунном статусе поросят, доказанное экспериментально снижение накопления тяжелых металлов и нитратов в тканях животных, создало благоприятные условия для нормального течения обменных процессов в организме, для лучшего роста и развития поросят.

Список использованных источников

1 Использование природного гидроалюмосиликата в животноводстве и ветеринарии. Методические рекомендации / Шапошников А.А. и др. - Издание 2-ое, пер. и доп. - Белгород, 2003. - 22 с.

2 Кулаченко С.П., Коган Э.С. Методические рекомендации по физиолого-биохимическим исследованиям крови сельскохозяйственных животных и птицы. - Белгород: Уп-рполиграфиздат, 1979. - 79 с.

3 Определение качества мяса сельскохозяйственных животных и птицы /С.П. Кулаченко, В.И. Булавина, Е.Я. Логинова, Н.П. Дьякова. - Белгород: Изд-во БелГСХА, 1982. -82 с.

4 Шестов В.Я. Микроэлементы в гематологии. - М., Медицина, 19б7. -217 с.

5 Lipidi J., Luciani S.Toxity of heave metals on erythrocytes. - Biochemistry. -1989. N 3. - p. l7-2l.

6 Perry H.M., Jr.., Tipton I.H., Schroeder H.A. et al. Variation in the concentration of Cadmium in human kidney as a function of age and geographiorigin. - J. chron. Dis., 19б1, vol. 14, p. 259-271.

7 Peterson W.H., Burris R.H., Sant R., Little H.N. Production of toxic gas (nitrogen oxides) in silage making. Agriculturel and Food Chemistry. - 1958. - N б. - P. 121-12б.

8 Одынецю Р.Н. Обмен минеральных веществ у животных. - Фрунзе: Илим, 1979. - 1б0 с.

9 Хмельницкий Г. А., Локтионов В.Н., Полоз Д. Д.. Ветеринарная токсикология. - М.: Колос, 1987. - 115 с.

10 Присный А.А. Обмен веществ и распределение Бе, 7п, Си, Сё и РЬ в организме свиней при включении в рацион новой кормовой добавки ЛПКД: автореферат диссертации кандидата биологических наук.- Белгород, 1999.-19 с.

11 Байцур И.Н. Влияние гидроалюмосиликатного сорбента на рост утят, содержание тяжелых металлов, витаминов и метаболитов белкового обмена в органах и тканях: автореферат диссертации кандидата биологических наук. - Белгород, 1999. - 19 с.

12 Чернявских С. Д. Обмен веществ и яичная продуктивность кур - несушек при использовании в рационе полиминеральной кормовой добавки: автореферат диссертации кандидата биологических наук. - Дубровицы, Московской области, 2002. - 21 с.

Сведения об авторах

Шапошников Андрей Александрович, профессор, заведующий кафедрой биохимии и фармакологии ФГАОУ ВПО

«Белгородский государственный национальный исследовательский университет» НИУ «БелГУ», моб.89192278028, Shaposhnikov@bsu.edu.ru

Фурман Юрий Васильевич, доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой социальной работы и социальной экологии Курского института социального образования (филиал) РГСУ.

Буханов Владимир Дмитриевич, кандидат ветеринарных наук, доцент кафедры медико-биологических основ ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет» НИУ «БелГУ», valabu55@bk.ru

Посохов Алексей Викторович, кандидат биологических наук, доцент кафедры медико-биологических основ ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет» НИУ «БелГУ».

Шевченко Татьяна Сергеевна, кандидат биологических наук, старший преподаватель кафедры биохимии и фармакологии ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет» НИУ «БелГУ», е-шай: Guseva@bsu.edu.ru