СРЕДСТВО ДЛЯ ПРОФИЛАКТИКИ СТРЕССА У КУР
AGENT FOR PREVENTION OF STRESS IN CHICKENS

Изобретение относится к ветеринарии, в частности к стресс-протекторам и антиоксидантам для кур, позволяющим в условиях стрессовой нагрузки нормализовать течение адаптационных процессов за счет специфического воздействия на центральную нервную систему, общей стимуляции метаболизма и выраженного антиоксидантного действия.
Область техники, к которой относится изобретение.
Изобретение относится к ветеринарии, в частности к препаратам, обладающим специфическим антистрессовым и выраженным метаболическим и антиоксидантным действием.
Многочисленными исследованиями доказано, что в процессе содержания птиц разнообразные стрессы играют важную роль в снижении продуктивности и обусловливают развитие ряда заболеваний. В соответствии со сложившейся концепцией стрессоры через нервную и эндокринную систему вызывают морфологические и функциональные изменения в органах и тканях, обусловливая повышенную потребность в питательных и биологически активных веществах, необходимых для борьбы со стрессами, в то время как их поступление с кормом уменьшается, поскольку в таком состоянии птица хуже поедает корм [1]. Профилактика стрессов основана на применении препаратов разных фармакологических групп. Исследования, проведенные в последние годы, показали, что наиболее эффективным подходом является использование фармакологических средств, обладающих специфическим антистрессовым действием в сочетании с комплексом веществ, обладающих общим метаболическим воздействием на организм и позволяющим добиться синергизма от их совместного применения.
Уровень техники.
Известен препарат для улучшения здоровья и продуктивности сельскохозяйственных животных и птиц, в том числе в условиях стрессовой нагрузки [2]. Препарат включает витамины: А - 0,01-10, D3 - 0,001-0,1, Е - 0,1-20, В1 - 0,1-10, В2 - 0,1-20, В6 - 0,1-20, В9 - 0,02-2, В12 - 0,001-0,1, селен - 0,01-1, L-лизин - 1-85, DL-метионин - 1-85, аскорбиновую кислоту - 1-100, L-карнитин - 0,1-50, бетаин - 0,1-50, лимонную кислоту - 1-50, муравьиную кислоту - 1-25, пропионовую кислоту - 1-25, витамин В5 - 0,1-10, сорбат калия - 0,1-25, глютамат натрия - 0,1-50, сульфат магния - 0,01-1, бикарбонат натрия - 5-75, хлорид натрия - 10-120, марганец (в виде сульфата) - 0,1-10, хлорид калия - 10-100, цинк (в виде сульфата) - 1-25, витамин K - 0,1-10 и наполнитель - декстрозы моногидрат. Препарат растворяют в воде в дозе 25-100 г на 100 л воды и выпаивают. Время орального выпаивания колеблется от 2 до 240 часов в зависимости от условий. Использование данного изобретения позволяет снизить негативное воздействие стрессов, включая тепловой стресс и контаминацию кормов микотоксикозами, а также улучшить здоровье и продуктивность сельскохозяйственных животных и птиц.
Недостатком данного препарата является то, что он не включает фармакологических веществ, обладающих специфическим антистрессовым воздействием на организм птиц, а обладает только общеукрепляющим воздействием, включающим в том числе и неспецифический антистрессовый эффект.
Известно вещество - глицинат лития, которое при выпаивании с водой в дозе 35-40 мг/кг живой массы на голову за 48 часов до стресса позволяет повысить естественную резистентность птиц при стрессе [3].
Недостатком данного фармакологического средства является то, что оно не включает применение компонентов, обладающих метаболической активностью и позволяющих использовать соль лития в меньших дозах. Также в составе фармакологического средства отсутствуют органические кислоты, что не позволяет использовать его для улучшения пищеварения птиц. Отсутствие в составе препарата макроэргических веществ и регуляторов осмотического давления не позволяет осуществлять его эффективное использование при кормовых и тепловых стрессах, в условиях энергетического дефицита и нарушения осмотического баланса. Также затрудняет широкомасштабное использование глицината лития его ограниченное производство только в условиях научных лабораторий и отсутствие промышленного синтеза.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятым авторами за прототип является применение цитрата лития в птицеводстве в дозе 25 мг/кг массы тела за трое суток до предполагаемого технологического стресса (дебикирование, транспортировка, вакцинации) и в течение 2-3 суток после воздействия стрессирующего фактора [4].
Недостатками данного фармакологического средства являются:
во-первых, цитрат лития не является истинным антиоксидантом. Его специфическое воздействие на центральную нервную систему при развитии стресс-реакции обладает моделирующим влиянием на антиоксидантную систему организма и позволяет активизировать ее ферментативное звено только в процессе развития адаптационных реакций [5]. Поэтому профилактический антиоксидантный эффект от применения цитрата лития не выражен, его действие может быть обнаружено только при развитии стрессов у кур. С другой стороны, адаптационные механизмы организма, в том числе и активность антиоксидантной системы, ограничены в процессе развития стрессовой реакции и без поступления из внешней среды будут лимитированы образованием свободных радикалов;
во-вторых, согласно классическим и современным теориям развития адаптационных реакций, стрессы сопровождаются большими энергозатратами. У птиц решающее значение в процессе активации глюкогенолиза и гликолиза играет выброс в кровь катехоламинов, глюкагона и кортикостерона. Катаболический эффект кортикостерона проявляется в разрушении аминокислот для обеспечения энергетических трат организма и мобилизации жирных кислот [6]. Использование цитрата лития в качестве стресс-протективного средства не предусматривает повышение энергетического потенциала организма за счет стимуляции выработки энергии клетками, усиления клеточного дыхания, а также путем поступления легкодоступных источников энергии в виде макроэргических соединений для компенсации энергетических затрат организма.
Технической задачей является разработка фармакологической композиции в виде единого хорошо растворимого в воде комплекса, включающего компоненты, находящиеся в синергетических взаимоотношениях, действие которых направлено на защиту организма кур от технологических стрессов.
Целью изобретения является повышение антистрессовой и антиоксидантной активности при использовании растворимых в воде солей лития в птицеводстве для профилактики технологических стрессов.
Сущность изобретения заключается в том, что разработанный препарат включает цитрат лития, аскорбиновую кислоту, глюкозу, янтарную кислоту, бутафосфан, L-карнитин тартрат в следующих соотношениях, мас. %: цитрат лития - 8-10; аскорбиновая кислота - 10-15; янтарная кислота - 10-15; бутафосфан - 30-35; L-карнитин тартрат - 15-20; глюкоза - остальное.
С учетом компонентов, включенных в состав фармакологического средства, и его механизма действия наиболее полно раскрывающим суть препарата названием является «Стресс-протектор антиоксидант для кур» или «СПАО-комплекс для кур».
Изобретение обеспечивает снижение дозы и токсичности цитрата лития, высокую доступность для организма, повышение антистрессового и антиоксидантного эффектов, оказывает стимулирующее влияние на общий метаболизм и иммунную систему. Для достижения антистрессового фармакологического эффекта средством, описанным в прототипе, необходимо 175 мг цитрата лития на 1 кг массы тела кур на весь курс применения, включающего 7 доз (за 3 суток до воздействия фактора, вызывающего стресс, в день и в течение 3 суток после действия стресс-фактора) по 25 мг. Заявляемое средство позволяет использовать меньшее количество цитрата лития за счет потенцирования его действия входящими в состав компонентами. Схема применения СПАО-комплекс включает 5 применений (за 2 суток до действия стресс-фактора, в день и в течение 2 суток после воздействия стресс-фактора) в общей дозе на курс применения 74-120 мг на 1 кг массы тела кур.
Фармакологическое действие препарата обусловлено тем что, антистрессовый эффект цитрата лития усиливается путем включения дополнительных компонентов, обладающих выраженным антиоксидантным и антистрессовым воздействием, свойствами стимулировать все виды обмена веществ, одновременно являющимися макроэргическими соединениями, что обусловливает снижение применяемой дозы цитрата лития и позволяет эффективно профилактировать технологические стрессы в птицеводстве.
Цитрат лития согласно результатам исследований, имеющихся в литературе и на основании собственных данных, обладает успокоительным эффектом и способен корректировать течение технологических стрессов в птицеводстве [7].
Аскорбиновая кислота играет важную роль в регуляции окислительно-восстановительных процессов. В биологических средах аскорбиновая кислота обладает чрезвычайно широким спектром антиоксидантных свойств: аскорбиновая кислота может восстанавливать α-токоферольный радикал, тем самым возвращая α-токоферолу антиоксидантные свойства. В присутствии Fe3+ или Сu+ аскорбат становится мощным прооксидантом, он переводит ионы в восстановленное состояние и тем самым индуцирует разложение органических перекисей. По совокупности своих свойств и вследствие высокой реакционной способности в водной среде аскорбиновая кислота превосходит другие антиоксиданты плазмы в защите липидов от перекисного окисления [8] и в составе комплекса является основным компонентом, обеспечивающим антиоксидантное действие.
Янтарная кислота является универсальным промежуточным метаболитом, образующимся при взаимопревращении углеводов, белков и жиров и антиоксидантом. Способствует усилению центрального звена внутриклеточной энергетики - увеличению окисления янтарной кислоты и активности сукцинатдегидрогеназы дыхательной цепи митохондрий; значительному ускорению образования АТФ и восстановительных эквивалентов, а также - стабилизации мембранного потенциала как митохондральных, так и клеточных мембран. Соединения янтарной кислоты являются адаптогенами к гипоксии и интоксикации. В птицеводстве янтарная кислота рекомендована для смягчения воздействия различного рода стрессов на птицу, как стимулятор роста и продуктивности, а также в качестве иммунопротектора [9].
Бутофосфан (бутофан) относится к лекарственным препаратам, регулирующим метаболические процессы в организме. Нормализует метаболические и регенеративные процессы, оказывает стимулирующее действие на белковый, углеводный и жировой обмен веществ, повышает резистентность организма к неблагоприятным факторам внешней среды. Оказывает влияние на многие ассимиляционные процессы в организме, стимулирует синтез протеина, ускоряет рост и развитие птиц, значительно улучшает функцию печени, повышает неспецифическую резистентность организма, способствует образованию костной ткани. При стрессовых ситуациях бутафосфан нормализует уровень глюкокортикоидных гормонов, тем самым улучшая утилизацию глюкозы в крови и активизируя энергетический обмен, стимулирует преобразование АДФ в АТФ, повышает двигательную активность гладкой мускулатуры [10].
L-Карнитин является природным соединением, занимающим ключевое место в энергетическом метаболизме животных. Нехватка данного вещества приводит в основном к ослаблению превращения энергии и функций мембран. Основная роль L-карнитина в энергопродукции заключается в доставке жирных кислот из цитоплазмы клетки во внутреннее пространство митохондрий, помимо это он участвует в метаболизме кетонов в организме, в регуляции синтеза гликогена и образовании АТФ, стимулирует окисление ацетоацетата, участвует в кетогенезе и терморегуляции в жировых тканях. Применение в рационах кур-несушек карнитина позволяет получать и повышает их сохранность в продуктивный период на 2,8%, интенсивность яйценоскости на 2,5% [11]. В составе препарата используется в качестве индуктора энергетического обмена и адаптогена, осуществляющего транспорт жирных кислот в митохондриальный матрикс.
Глюкоза - в организме человека и животных является основным и наиболее универсальным источником энергии для обеспечения метаболических процессов, в составе комплекса используется в качестве дополнительного легкодоступного источника энергии и компонента, улучшающего растворимость препарата.
Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявленное фармакологическое средство отличается тем, что компоненты, входящие в состав СПАО-комплекс, дополняют и усиливают действие друг друга: выраженное антистрессовое действие цитрата лития усиливается антиоксидантной активностью аскорбиновой и янтарной кислот; янтарная кислота, L-карнитин и бутофосфан оказывают существенное влияние на метаболизм, обладают адаптогенными свойствами и в сочетании с глюкозой позволяют сформировать механизм, способствующий компенсации энергетических затрат организма, существенно возрастающих при развитии стрессов.
Анализ известных фармакологических средств и их комбинаций позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемом веществе (продукте).
Пример выполнения 1. Для оценки стресс-протекторного воздействия СПАО-комплекс в сравнении с прототипом при развитии стресса, вызванного тестированием на стрессовую чувствительность, была проведена оценка стрессовой чувствительности 1200 голов кур в возрасте 47 недель, с помощью способа, описанного в патенте РФ [12]. Доказано, что внутрикожное введение скипидара вызывает развитие стрессовой реакции у кур. Птиц предварительно делили на 3 равные группы по 400 голов в каждой: первая группа получала с водой СПАО-комплекс в дозе 185 мг/кг массы тела, по схеме за 2 суток до проведения скипидарной пробы, в день пробы и в течение 2 суток после проведения пробы. Вторая группа получала раствор лития цитрата с водой в дозе 25 мг/кг массы тела за 3 суток до проведения скипидарной пробы, в день пробы и в течение 3 суток после проведения пробы, куры третьей группы служили контролем, им препараты не выпаивались. Наблюдение за птицей осуществляли в течение 14 суток при достижении курами возраста 49 недель.
Показатели, отражающие воспроизводственные качества кур, определяют экономическую эффективность содержания кур родительского стада и в некоторой степени отражают физиологическое состояние. Наиболее низкие показатели яйценоскости и воспроизводства отмечены в контрольной группе, во второй группе яйценоскость оказалась выше и составляет в среднем за период эксперимента 68,6%, в первой группе, где для профилактики стресса применяли СПАО-комплекс, отмечаются наиболее высокие производственные показатели. Воспроизводительные качества кур после действия раздражителя также оказались выше в группе, где применяли СПАО. Полученные данные свидетельствуют о высокой стресс-протективной активности заявленного изобретения, превышающей эффективность прототипа.
Для оценки антиоксидантной активности (АО) и процессов липопероксидации (ПОЛ) на фоне применения антистрессовой профилактики были изучены продукты перекисного окисления липидов, суммированные при выделении из гептановой и изопропанольной фазы [13] и основные ферменты антиоксидантной системы защиты организма кур [14-16].
Для анализа статистической значимости межгрупповых отличий использовался однофакторный дисперсионный анализ с использованием апостериорного критерия наименьшей значимой разницы (Statistica 6.1).
Проведенный анализ показал, что использование препарата СПАО-комплекс оказало выраженное активирующее влияние на ферментативное звено антиоксидантной системы, что подтверждается более низкими значениями продуктов липопероксидации в плазме крови кур (табл. 2). Применение цитрата лития (прототип) оказало менее выраженное влияние на процессы липопероксидации, активирующее влияние на антиоксидантную систему обнаружено только на активность каталазы плазмы крови. Под действием предлагаемого препарата по сравнению с прототипом снижение продуктов липопероксидации в крови статистически более выражено, что выражается более низкими индексами ПОЛ, за счет активизации ферментативного звена АО системы.
Пример выполнения 2. Для оценки стресс-протекторного воздействия СПАО-комплекс в сравнении с прототипом при развитии транспортировочного стресса цыплят делили на 3 группы по 15 голов в каждой: первая группа получала с водой СПАО-комплекс в дозе 240 мг/кг массы тела, по схеме за 2 суток до транспортировки, в день транспортировки и в течение 2 суток после. Вторая группа получала раствор лития цитрата с водой в дозе 25 мг/кг массы тела за 3 суток до проведения транспортировки, в день транспортировки и в течение 3 суток после, цыплята третьей группы служили контролем, им препараты не выпаивались.
2
Транспортировку осуществляли летом, автомобильным транспортом по маршруту протяженностью 280 км, общее время в пути составляло около 4 часов. Во время транспортировки цыплята находились в 3 клетках площадью 1 м каждая, без освещения и без доступа к воде и кормам. Для оценки особенностей проявления адаптационных реакций и стрессового воздействия у кур были изучены лейкограммы, с учетом показателя процентного отношения гетерофилов к лимфоцитам (Г/Л) в состоянии относительного покоя до транспортировки, непосредственно после транспортировки и через двое суток после транспортировки. Показатель соотношения Г/Л является надежным признаком, отражающим степень стрессированности птиц [17]. Кровь для приготовления мазков брали путем пункции гребешка, мазки окрашивали по Романовскому-Гимзе, подсчет клеток крови осуществляли унифицированными методами, в каждом мазке подсчитывали 200 лейкоцитов, в каждой группе подсчитывали мазки от 6 цыплят.
Уровень Г/Л в крови цыплят представлены в таблице 3.
Представленные в таблица 3 данные свидетельствуют об отсутствии статистически значимых отличий уровня Г/Л крови цыплят разных групп в состоянии относительного покоя.
Транспортировка существенным образом оказала влияние на поведение цыплят и их внешний вид. Цыплята отказывались от корма и воды, на раздражители реакция либо отсутствовала, либо была незначительна, наблюдалась мышечная дрожь, у большинства испытуемых отмечалась взъерошенность перьевого покрова. В процессе транспортировки произошла гибель двух цыплят в контрольной группе.
В опытных группах по сравнению с контрольной отмечается высоко достоверная статистическая разница показателя отношения Г/Л, что указывает на выраженное антистрессовое действие СПАО комплекс и прототипа. При прямом сравнении показателей опытных групп отмечаются более высокие значение показателя соотношения Г/Л в группе цыплят, которым применяли цитрат лития, что свидетельствует о более выраженном антистрессовом действии препарата СПАО-комплекс.
Через двое суток сутки после транспортировки во всех группах отмечается снижение показателя соотношения Г/Л. После применения СПАО-комплекс значения соответствуют показателям до транспортировки (Р=0,1029), в группе где применяли прототип, показатели еще не достигают исходных данных (Р=0,0418). При сравнении прототипа и предлагаемого препарата отмечается более высокое значение показателя в группе, где применяли цитрат лития (Р=0,0274), что указывает на более высокую антистрессовую активность СПАО-комплекс в отдаленный период после стрессового воздействия.
Пример выполнения 3. Для оценки эффективности технического решения и прототипа при вакцинации были проведены исследования на курах родительского стада возрастом 29 недель, вакцинированных против инфекционного бронхита кур, болезни Гамборо, реовирусной инфекции (теносиновита), ринотрахеита. Вакцинация является одним из наиболее распространенных технологических стрессов в промышленном птицеводстве и самым неблагоприятным, так как иммуносупрессия, являющаяся следствием активации стресс-реализующих механизмов, приводит к угнетению выработки антител и снижению активности специфического гуморального иммунитета.
Птиц предварительно делили на 2 равные группы по 11000 голов в каждой: первая группа получала с водой СПАО-комплекс в дозе 185 мг/кг массы тела, по схеме за 2 суток до вакцинации, в день вакцинации и в течение 2 суток после вакцинации. Вторая группа получала раствор лития цитрата с водой в дозе 25 мг/кг массы тела за 3 суток до вакцинации, в день и в течение 3 суток после проведения вакцинации.
Представленные в табл. 4 данные демонстрируют в группе, где применяли СПАО-комплекс, более высокие показатели сероконверсии по сравнению с группой, где использовали прототип. Однородность титров и коэффициент вариации, который свидетельствует об однородности вакцинации, указывает на то, выработка антител произошла в результате действия вакцины, а не в результате развития инфекционного процесса.
Коэффициент вариации титров антител на ринотрахеит и реовирусный теносиновит, находится в верхних пределах допустимости при использовании цитрата лития, в отличие от показателей, наблюдающихся при действии СПАО, которые свидетельствуют о развитии качественного специфического иммунитета. Коэффициент вариации титров антител на инфекционный бронхит кур и болезнь Гамборо ниже в группе, где применяли СПАО комплекс, по сравнению с прототипом, что также указывает на лучший итог вакцинации и более качественную сероконверсию.
Подтверждением этих данных является уровень сохранности родительского стада в продуктивный период с 24 по 54 недели жизни, который в группе, где применяли СПАО комплекс при вакцинациях и ветеринарных обработках, составляет 88,4%, где применяли цитрат лития 83,1% и в контрольной группе, где не применяли антистрессовую профилактику 76,7%.
Таким образом, изобретение обеспечивает снижение дозы и токсичности цитрата лития, высокую доступность для организма, повышение антистрессового и антиоксидантного эффектов от применения лимоннокислой соли лития, оказывает стимулирующее влияние на метаболизм, что обусловливает снижение потерь в промышленном птицеводстве при действии на организм кур, факторов, вызывающих стрессы.
Литература
1. Фисинин, В.И. Инновационные методы борьбы со стрессами в птицеводстве/ В.И. Фисинин, Т. Папазян, П. Сурай // - Птицеводство. - 2009. - №8. - с. 10-14.
2. Пат. 2490931 Российская Федерация, МПК A23K 1/16. Препарат для улучшения здоровья и продуктивности сельскохозяйственных животных и птиц, в т.ч. в условиях стрессовой нагрузки, и способ его применения / А. Сурай - опубл. 27.08.2013.
3. Пат. 2309604 Российская Федерация, МПК A23K 1/00, A23K 1/175. Способ коррекции естественной резистентности экологически безопасной солью лития глицината при стрессе у птицы / В.А. Лукичева и др. - опубл. 10.11.2007.
4. Преображенский, С.Н. Коррекция технологических стрессов в птицеводстве солями лития / С.Н. Преображенский, И.А. Евтинов // Ветеринария. - 2006. - N 11. - С. 46-49.
5. Кузнецов, А.И. Влияние лития цитрата на состояние перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты организма кур при оценке стрессовой чувствительности / А.И. Кузнецов, А.В. Мифтахутдинов, Н.Т. Мифтахутдинов, А.А. Терман // Аграрный вестник Урала. - №5 - 2012. - С. 39-43
6. Puvadolpirod, S. Model of physiological stress in chickens: 4. Digestion and Metabolism / S. Puvadolpirod, J. P. Thaxton // Poult. Sci. - 2000. - №79. - P. 383-390.
7. Мифтахутдинов, А.В. Фармакодинамические свойства цитрата лития в модели технологических стрессов у кур / Мифтахутдинов А.В., Терман А.А. // Достижения науки и техники АПК. - 2014. - №6. - С. 60-62.
8. Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты / Е.Б. Меньшикова, В.З. Ланкин, Н.К. Зенков, И.А. Бондарь, Н.Ф. Круговых, В.А. Труфакин. - М.: Фирма "Слово", 2006. - 554 с.
9. Применение янтарной кислоты для стимуляции роста и развития цыплят /М.С. Найденский, В.В. Нестеров, Р.Х. Кармолиев, В.А. Лукичева // Ветеринария. 2002. - №12. - С. 44-46.
10. VIDAL справочник лекарственных средств // Электронный ресурс. - .
11. Богомолова, Р.А. Эффективная добавка для повышения продуктивности птицы // Комбикорма. - 2007. - №6. - С. 78-79.
12. Пат. 2454861 Российская Федерация, МПК A01K 67/02 (2006.01). Способ определения стрессовой чувствительности кур мясного направления продуктивности// А.В. Мифтахутдинов, А.И. Кузнецов, А.А. Терман, А.Н. Терман, опубл. 10.07.2012. - 11 с.
13. Волчегорский, И.А. Сопоставление различных подходов к определению продуктов перекисного окисления липидов в гептан-изопропанольных экстрактах / И.А. Волчегорский, А.Г. Налимов, Б.Г. Яровинский, Р.И. Лифшиц // Вопр. мед. химии. - 1989. - №1. - С. 127-131.
14. Чевари, С. Роль супероксиддисмутазы в окислительных процессах клетки и метод определения ее в биологических материалах / С. Чевари, И. Чаба, И. Секей // Лаб. дело. - 1985. - №11. - С. 678-681.
15. Королюк, М.А. Метод определения активности каталазы / М.А. Королюк, Д.И. Иванова, И.Г. Майорова // Лаб. дело. - 1988. - №1. - С.16-18.
16. Колб, В.Г. Клиническая биохимия: (пособие для врачей-лаборантов) / В.Г. Колб, В.С. Камышников. - Минск: Беларусь, 1976. - 311 с.
17. Gross, W. В. Evaluation of the heterophil/lymphocyte ratio as a measure of stress in chickens / W. B. Gross, H. S. Siegel // Avian Diseases. - 1983. - №27 (4). - P. 972-979.