Смеси фитохимических веществ изменяют продуктивность и общее состояние организма цыплят-бройлеров

Полный текст

Стремительный рост производства антибактериальных веществ и открытие новых классов антибиотиков привели к значительному увеличению их доступности. Антибиотики стали использовать не только в медицине, но и в сельском хозяйстве, что способствовало росту резистентных видов микроорганизмов. Это, в свою очередь, повышает риск их накопления в продуктах животноводства, используемых далее в питании человека. Поэтому на сегодняшний день ученые предполагают [1], что альтернативой антибиотикам могут стать кормовые добавки на основе растительных экстрактов.

Фитохимические вещества подавляют рост микроорганизмов, стимулируют обменные процессы и продуктивность сельскохозяйственной птицы. Одна из актуальных задач современной биологии – изучение механизма действия фитохимических веществ, выделенных в том числе из лекарственных растений [1].

Анализ литературы показал перспективность применения фитохимических веществ в животноводстве. Например, включение в рацион бройлеров кверцетина может продлить срок хранения мяса благодаря снижению скорости окисления липидов. [2]. Также были получены положительные данные по влиянию фитохимических веществ (тимол и карвакрол) на организм цыплят-бройлеров (увеличение живой массы, гепатопротекторное действие, увеличение высоты ворсинок в кишечнике и др.), авторы считают их интересной альтернативой для повышения производительности птиц, заменяющей использование антимикробных препаратов [3]. Ранее было изучено влияние фитохимических веществ на организм цыплят-бройлеров [4, 5, 6], позволившее оценить их механизмы действия: изменение показателей клеток белой крови, антиоксидантного статуса, ферментов крови; влияние на представителей микрофлоры кишечника и др.

Цель исследований – оценка воздействия фитохимических веществ, обладающих различными свойствами, на организм цыплят-бройлеров и их влияния в составе двух-, трехкомпонентных композиций.

Методика. Работу проводили в условиях вивария центра коллективного пользования научным оборудованием ФНЦ БСТ РАН с февраля по август 2024 г. Объекты исследования: цыплята-бройлеры кросса Арбор Айкрес, коричный альдегид (КА), кверцетин (КВ), 7-гидроксикумарин (КУМ).

Для эксперимента было отобрано 180 голов 7-дневных цыплят-бройлеров (петушков), которых методом аналогов разделили на 4 группы по 45 голов в каждой. Птица контрольной группы получала основной рацион (ОР), I опытной – ОР + КА (30 мг/кг корма) + КВ (2,5 мг/кг корма), II опытной – ОР + КА (30 мг/кг корма) + КУМ (0,3 мг/кг), III опытной – ОР + КА (30 мг/кг корма) + КВ (2,5 мг/кг корма) + КУМ (0,3 мг/кг).

Во время эксперимента вся птица находилась в одинаковых условиях группового содержания. Общий рацион (ОР) составляли с учетом рекомендаций ВНИТИП [7] (использовались комбикорма с учетом возраста птицы, которые включали пшеницу, кукурузу, шрот соевый, шрот подсолнечный, витаминно-минеральный премикс (макроэлементы Ca, P, Na, K, Cl, микроэлементы Fe, Cu, Zn, Mn, J, Se, витамины A, D3, E, K3, B1-B6, B12, Bc, H), кормление осуществляли 2 раза в сутки, учет поедаемости – ежесуточно групповым методом. Живую массу птицы определяли еженедельно (утром, до кормления) с использованием электронных весов. Декапитацию птицы под нембуталовым эфиром проводили на 42-е сут. Послеубойную анатомическую разделку тушек выполняли по методике ВНИТИП [7].

Образцы крови для гематологических исследований отбирали от 10 особей в вакуумные пробирки с антикоагулянтом (EDTA-К3), для биохимических исследований – в вакуумные пробирки с активатором свертывания (тромбин). Биохимический анализ сыворотки крови осуществляли на автоматическом биохимическом анализаторе CS-T240 («Dirui Industrial Co., Ltd», Китай).

Статистическую обработку проводили с использованием программы «SPSS Statistics Version 20», рассчитывая среднюю величину (М), среднеквадратичное отклонение (σ), ошибку стандартного отклонения (m). Уровень значимости считали достоверным при р ≤ 0,05.

Результаты и обсуждение. На 4-й неделе исследования было установлено увеличение живой массы (p ≤ 0,05) по сравнению с контролем в I и III опытных группах соответственно на 8,53 % и 12,85 % (табл. 1). На 5-й неделе достоверное увеличение живой массы отмечено только в III опытной группе, разница с контролем составила 30,83 % (р ≤ 0,05).

 

Табл. 1. Ростовые показатели эксперимента, г/гол

Период эксперимента	Группа
	контрольная	I опытная	II опытная	III опытная
Начало	295,2 ± 12,4	295,2 ± 11,2	295,2 ± 12,0	295,2 ± 7,7
1-я неделя	563,6 ± 38,3	624,8 ± 18,7	578,4 ± 10,7	623,6 ± 21,9
2-я неделя	917,6 ± 51,0	1031,6 ± 29,2	878,4 ± 26,0	1 045,6 ± 60,5
3-я неделя	1409,2 ± 54,1	1529,5 ± 47,0	1330,0 ± 26,9	1 590,4 ± 73,8
4-я неделя	1764,4 ± 117,1	1966,6 ± 26,8*	1781,5 ± 49,4	2129,2 ± 124,6*
5-я неделя	2135,5 ± 168,2	2415,3 ± 28,2	2236,0 ± 118,5	2794,0 ± 176,6*

*Здесь и далее различия с контролем достоверны при p ≤ 0,05.

 

Наиболее высокий среднесуточный прирост в среднем за период выращивания отмечен в III опытной группе. Он был выше, чем в контроле, на 35,78 % (табл. 2).

 

Табл. 2. Зоотехнические показатели эксперимента

Показатель	Группа
	контрольная	I опытная	II опытная	III опытная
Среднесуточный прирост за 5 недель, г	52,5 ± 10,6	60,5 ± 0,6	55,4 ± 3,7	71,3 ± 4,9
Абсолютный прирост, г	1840,3 ± 168,2	2120,1 ± 28,2*	1940,8 ± 118,5	2498,8 ± 176,6*
Поедаемость, г	3467,0	3771,3	3468,4	3959,0
Расход корма на прирост 1 кг живой массы, кг	1,884	1,779	1,787	1,584
Сохранность, %	96	98	98	98
Европейский индекс продуктивности (ЕИП)	268,4 ± 26,3	333,7 ± 4,4*	304,0 ± 20,3*	441,7 ± 32,1*

 

Абсолютный прирост живой массы цыплят-бройлеров I и III опытных групп за весь период выращивания превышал величину этого показателя в контроле соответственно на 15,21 %, и 35,78 % (p ≤ 0,05). Расход корма на 1 кг прироста живой массы в опытных группах был на 5,15…15,92 % ниже, чем в контроле.

Ранее было установлено, что использование смеси экстрактов чеснока и укропа повышало прирост живой массы и коэффициент конверсии корма цыплят-бройлеров [8]. Включение в рационы отдельно кверцитина [9] или 7-гидроксикумарина [10] способствовало увеличению живой массы цыплят-бройлеров. В нашем эксперименте их сочетание с КА обеспечивало аналогичные эффекты. Кроме того, известно о способности КА подавлять системы межклеточной коммуникации [11], что может частично объяснить его механизм действия в составе композиции.

Сохранность цыплят-бройлеров во всех трех опытных группах была больше, чем в контроле, на 2,0 %. Европейский индекс продуктивности у цыплят, получавших изучаемые добавки, превышал величину этого показателя в контроле на 29,6…107,9 п. (p ≤ 0,05).

Наибольшая предубойная живая масса отмечена во II и III опытных группах. Она была выше, чем в контрольной, на 13,1…23,56 % (табл. 3). Масса потрошенной тушки в III опытной группе была больше, чем в контрольной, на 23,94 % (p ≤ 0,05), масса мышечной ткани – на 24,19 % (p ≤ 0,05).

 

Табл. 3. Убойные показатели цыплят-бройлеров

Показатель	Группа
	контрольная	I опытная	II опытная	III опытная
Предубойная живая масса, г	2135,5 ± 44,8	2415,3 ± 53,1	2236,0 ± 64,8	2794,0 ± 86,6
Потрошенная тушка, г	1568,8 ± 48,6	1733,3 ± 21,7	1647,5 ± 79,5	2062,7 ± 67,7*
Мышечная ткань, г	772,4 ± 37,8	823,2 ± 41,9	810,9 ± 43,3	1018,9 ± 91,2*
Костная ткань, г	451,0 ± 17,6	511,5 ± 17,9	470,8 ± 22,3	591,4 ± 23,3
Съедобная часть, г	1370,2 ± 61,6	1546,3 ± 75,7	1439,7 ± 70,6	1827,9 ± 93,2*
Несъедобная часть, г	634,4 ± 38,7	716,2 ± 34,4	655,0 ± 4,3	837,3 ± 24,3
Съедобная часть / несъедобная часть	2,2 ± 0,04	2,2 ± 0,01	2,2 ± 0,03	2,2 ± 0,1
Убойный выход, %	72,9 ± 1,1	71,8 ± 0,5	73,8 ± 0,8	73,7 ± 0,7

 

Установлено [12], что добавление экстракта древесины каштана посевного (содержащего в том числе в своем составе КУМ, КА и КВ) привело к увеличению предубойной живой массы цыплят-бройлеров, что согласуется с нашими результатами во II и III опытных группах.

В крови птиц II и III опытных групп количество лейкоцитов превышало величину этого показателя в контроле соответственно на 19,6 % (p ≤ 0,05) и 17,97 % (табл. 4). Ранее было установлено [13], что введение фитобиотиков не оказывает существенного влияния на морфологические показатели крови, за исключением содержания лейкоцитов.

 

Табл. 4. Морфологические показатели крови и показатели антиоксидантного статуса организма цыплят-бройлеров птицы

Показатель	Группа
	контрольная	I опытная	II опытная	III опытная
Лейкоциты, 109 кл/л	43,4 ± 2,3	32,6 ± 3,2	51,97 ± 2,8*	51,26 ± 1,9
Нейтрофилы, 109 кл/л	12,5 ± 0,3	21,9 ± 2,4*	26,10 ± 0,6*	25,87 ± 1,1*
Лимфоциты, 109 кл/л	21,1 ± 1,2	26,9 ± 3,4	22,17 ± 1,2	22,89 ± 1,7
Моноциты, 109 кл/л	1,1 ± 0,1	0,7 ± 0,1*	0,40 ± 0,1*	0,63 ± 0,02*
Эозинофилы, 109 кл/л	3,9 ± 0,1	0,4 ± 0,1*	1,1 ± 0,1*	5,6 ± 0,5*
Базофилы, 109 кл/л	0,3 ± 0,02	0,1 ± 0,01*	0,2 ± 0,01*	0,2 ± 0,03*
Эритроциты, 1012 кл/л	2,3 ± 0,1	1,9 ± 0,1	2,1 ± 0,1	2,3 ± 0,1
Гемоглобин, г/л	125,0 ± 6,0	104,3 ± 5,2	114,3 ± 9,9	127,0 ± 4,2
Гематокрит, %	27,6 ± 1,4	23,1 ± 1,1	25,4 ± 2,2	27,9 ± 1,1
Тромбоциты, 109 кл/л	1,3 ± 0,3	1,3 ± 0,3	1,7 ± 0,3	1,3 ± 0,3
Малоновый диальдегид, мкМоль/л	2,7 ± 0,1	2,7 ± 0,1	2,3 ± 0,2	3,5 ± 0,2
Супероксиддисмутаза, %	84,4 ± 1,7	88,5 ± 0,8	86,9 ± 1,8	68,1 ± 2,4*
Каталаза, мкМоль H2O2 л/мин	49,8 ± 1,6	40,3 ± 1,1	81,7 ± 0,6*	78,4 ± 0,7*

 

Кроме того, в нашем эксперименте во всех опытных группах отмечали повышение количества нейтрофилов, по сравнению с контрольной, на 74,86 % (p ≤ 0,05) – в I группе, на 108,3 % (p ≤ 0,05) – во II группе, на 106,4 % (p ≤ 0,05) в III группе, при одновременном уменьшении моноцитов соответственно на 34,9 % (p ≤ 0,05), 62,26 % (p ≤ 0,05), 40,56 % (p ≤ 0,05). Количество эозинофилов в I и II опытных групп достоверно снижалось соответственно на 88,97 % (p ≤ 0,05) и 72,3 % (p ≤ 0,05), в III опытной группе оно увеличивалось на 42,56 % (p ≤ 0,05). Показатели гематокрита во всех опытных группах находились на уровне контроля.

Ранее при использовании в рационе лабораторных животных производного кумаринов (аураптен) наблюдали повышение количества клеток крови (нейтрофилов), связанное с изменением баланса Т-хелперов 1-го и 2-го уровня и увеличение уровня иммуноглобулинов [14]. Аналогичный эффект мы наблюдали у подопытной птицы, получавшей кумарин (I и III группы).

Коричный альдегид, обладая противовоспалительным эффектом, способен опосредованно влиять на количество моноцитов [15], базофилов [16], эозинофилов [17], что и было отмечено во всех опытных группах. Кверцетин может влиять на разнообразные биологические пути функционирования иммунных клеток (нейтрофилы, моноциты), ингибирует высвобождение гистамина и активацию ядерного фактора NF-κB и др. [18], что также обнаружено в I и III опытных группах, где использовали это соединение.

Достоверное (р ≤ 0,05) снижение активности супероксиддисмутазы, по сравнению с контролем, отмечали в III опытной группе (на 16,33 %), а повышение активности каталазы – во II и III опытных группах (соответственно на 64,05 % и 57,48 %). Такие изменения могут быть связаны с тем, что кумарины способны улавливать свободные радикалы и влиять на активность ферментов [19, 20]. В свою очередь, коричный альдегид может усиливать антиоксидантную защиту от активных форм кислорода, образующихся в условиях гипергликемии [21]. Кроме того, ранее было установлено, что введение в рацион 7-гидроксикумарина приводит к активации супероксиддисмутазы и каталазы [10]. Таким образом, в группах, которым скармливали эти вещества совместно (II и III опытных группах), обнаружено более высокое содержание фермента каталазы.

В сыворотке крови цыплят-бройлеров III опытной группы отмечено существенное увеличение содержания общего белка (табл. 5), по сравнению с контролем, на 24,74 % (p ≤ 0,05) и альбумина – на 20,03 % (p ≤ 0,05).

 

Табл. 5. Биохимические показатели сыворотки цыплят-бройлеров

Показатель	Группа
	контрольная	I опытная	II опытная	III опытная
Глюкоза, ммоль/л	10,9 ± 0,6	7,4 ± 0,4	14,2 ± 0,5*	9,1 ± 0,7
Общий белок, г/л	33,6 ± 2,2	34,1 ± 2,2	32,8 ± 0,9	41,9 ± 1,5*
Альбумин, г/л	13,3 ± 0,3	15,3 ± 1,2	14,0 ± 0,6	16,0 ± 0,6*
АЛТ, Ед/л	24,5 ± 1,1	23,9 ± 1,7	18,2 ± 1,1*	16,3 ± 0,7*
АСТ, Ед/л	290,8 ± 8,1	385,2 ± 19,9*	256,6 ± 11,0	389,2 ± 13,9*
Билирубин общий, мкмоль/л	3,2 ± 0,1	7,6 ± 0,2*	5,7 ± 0,3*	5,3 ± 0,1*
Холестерин, ммоль/л	2,7 ± 0,1	2,3 ± 0,2	2,8 ± 0,2	2,8 ± 0,2
Триглицериды, ммоль/л	0,2 ± 0,01	0,3 ± 0,03*	0,4 ± 0,01*	0,1 ± 0,01
Мочевина, ммоль/л	0,3 ± 0,03	1,0 ± 0,2	0,3 ± 0,1	0,5 ± 0,1
Креатинин, мкмоль/л	26,0 ± 1,5	25,4 ± 0,9	26,5 ± 0,3	27,4 ± 0,3
Мочевая кислота, мкмоль/л	141,3 ± 12,2	156,2 ± 14,8	187,4 ± 17,4	197,6 ± 19,2
Железо, мкмоль/л	11,7 ± 1,3	15,9 ± 0,4	12,0 ± 0,2	15,7 ± 0,7*
Магний, ммоль/л	0,8 ± 0,01	0,8 ± 0,01	1,1 ± 0,1*	0,9 ± 0,1
Кальций, мкмоль/л	3,5 ± 0,2	3,6 ± 0,1	3,9 ± 0,1	3,5 ± 0,2
Фосфор, ммоль/л	1,1 ± 0,1	1,4 ± 0,1*	1,0 ± 0,1	1,2 ± 0,1*

 

Концентрация эндогенного фермента аланинаминотрансфераза в сыворотке крови во II опытной группе уменьшилась, по сравнению с контролем, на 25,71 % (p ≤ 0,05), в III – на 33,59 % (p ≤ 0,05). Содержание эндогенного фермента аспартатаминотрансфераза в I опытной группе возросло на 32,46 % (p ≤ 0,05), в III – на 33,86 % (p ≤ 0,05). Одновременно уровень общего билирубина в I группе достоверно (p ≤ 0,05) увеличивался в 2,38 раза, во II – в 1,8 раза, в III – в 1,67 раза. Содержание триглицеридов (источник энергии для клеток организма) в сыворотке крови в I опытной группе повышалось, по сравнению с контролем, в 6,5 раза (p ≤ 0,05), во II – в 9,5 раза (p ≤ 0,05).

Ранее была выявлена взаимосвязь между содержанием кумариноподобных веществ в сыворотке крови и триглицеридов [22], изменения, отмеченные в нашем эксперименте, могут быть обусловлены проявлением дозозависимого эффекта. Коричный альдегид стимулирует липолиз и термогенез при окислении жирных кислот [21], что может способствовать увеличению количества триглицеридов в сыворотке крови.

Результаты наших исследований частично согласуются с данными других авторов. Например, добавление фитобиотической смеси (тимол и карвакрол) в рацион цыплят-бройлеров снизило уровень холестерина в сыворотке крови. Одновременно ее использование способствовало увеличению концентрации аспартатаминотрансферазы и общего белка в сыворотке крови [23], что совпадает с результатами проведенных исследований.

Достоверное (p ≤ 0,05) повышение содержание железа в сыворотке крови, в сравнении с контролем, отмечали у птиц III опытной группы (на 33,58 %), магния – во II группе (на 32,09 %), фосфора – в I и III опытных группах (соответственно на 34,61 % и 14,42 %). Ранее было установлено, что добавление кверцетина в рационе бройлеров оказывает воздействие на гены, связанные с метаболизмом фосфора в сигнальном пути, влияя на его уровень в организме птиц [24], чем, на наш взгляд, может быть обусловлено более высокая циркуляция этого минерального элемента в сыворотке крови птицы I и III группы. Кроме того, кверцетин – экзогенный хелатор железа [25], что, вероятно, вызвало формирование комплексов кверцетин–железо и повышение концентрации последнего в сыворотке крови. Согласуется с нашими данными и увеличение уровня магния в сыворотке крови на фоне применения аналога кумарина (варфарин) отмечено другими исследователями [26].

Выводы. Дополнительное введение в рацион цыплят-бройлеров композиции веществ в составе коричного альдегида, кверцетина и кумарина оказало выраженное ростостимулирующее действие (увеличение живой массы на 30,83 %, среднесуточного прироста – на 35,78 %, мышечной массы – на 24,19 %), способствовало проявлению выраженных противовоспалительных эффектов в организме птицы (увеличение клеток белой крови – на 106,4 %), антиоксидантного статуса (на 57,48 %), белкового обмена (увеличение общего белка в сыворотке крови – на 24,74 %), активизации эндогенных ферментов (на 33,86 %), что в конечном итоге способствовало увеличению сохранности птицы (на 2 %) и эффективности использования корма (на 15,92 %).

ФИНАНСИРОВАНИЕ РАБОТЫ

Данная работа финансировалась за счет гранта Российского научного фонда № 22-16-00036, https://rscf.ru/project/22-16-00036.

СОБЛЮДЕНИЕ ЭТИЧЕСКИХ СТАНДАРТОВ

Эксперименты с животными проводили в соответствии с протоколами Женевской конвекции, принципами надлежащей лабораторной практики (Национальный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р 53434-2009). Все процедуры над животными были выполнены согласно правилам Комитета по этике животных ФНЦ БСТ РАН (протокол № 2 от 11.05. 2024 г).

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

Авторы данной работы заявляют, что у них нет конфликта интересов.

Об авторах

Г. К. Дускаев

Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: klimovat91@mail.ru

доктор биологических наук

Россия, ул. 9 января, 29, Оренбург, 460000

Т. А. Климова

Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук

Email: klimovat91@mail.ru
Россия, ул. 9 января, 29, Оренбург, 460000

Ш. Г. Рахматуллин

Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук

Email: klimovat91@mail.ru

кандидат биологических наук

Россия, ул. 9 января, 29, Оренбург, 460000

М. Я. Курилкина

Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук

Email: klimovat91@mail.ru

кандидат биологических наук

Россия, ул. 9 января, 29, Оренбург, 460000

К. Н. Атландерова

Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук

Email: klimovat91@mail.ru

кандидат биологических наук

Россия, ул. 9 января, 29, Оренбург, 460000

Д. Г. Дерябин

Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук

Email: klimovat91@mail.ru

доктор медицинских наук

Россия, ул. 9 января, 29, Оренбург, 460000

Список литературы

Дополнительные файлы