ІНСТИТУТ БІОЛОГІЇ ТВАРИН УААН
інститут біології тварин УААН
карпа іванна володимирівна
УДК 636.5: 57.017.642: 577.1.16
антиоксидантний статус у курей, ембріонів та одноденних курчат за різного складу раціону
03.00.04 – біохімія
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата сільськогосподарських наук
Львів-2003
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Інституті біології тварин УААН.
Науковий керівник – | доктор сільськогосподарських наук, член-кореспондент УААН Ратич Іриней Борисович, Інститут біології тварин УААН, головний науковий співробітник лабораторії фізіолого-біохімічних основ живлення птиці
Офіційні опоненти : | доктор біологічних наук, професор
Сологуб Леонід Ілліч, Інститут біології тварин УААН, завідувач лабораторії обміну речовин
доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник
Іонов Ігор Анатолійович, Інститут птахівництва УААН, завідувач відділу фізіології і біохімії живлення птиці
Провідна установа – | Державний науково-дослідний контрольний інститут ветеринарних препаратів та кормових добавок, відділ фармакології і імунології Міністерства аграрної політики України, м.Львів
Захист відбудеться 11.11.2003 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.368.01 в Інституті біології тварин УААН за адресою: вул. В.Стуса, 38, м.Львів, 79034.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту біології тварин УААН за адресою: вул. В.Стуса, 38, м.Львів, 79034.
Автореферат розісланий 10.10. 2003 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради Віщур О.І.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Прооксидантно-антиоксидантний гомеостаз підтримується за рахунок взаємодії ферментативної та неферментативної систем антиоксидантного захисту (САЗ), які оберігають організм від надмірного утворення продуктів пероксидації ліпідів (ПОЛ) та вільних радикалів, що проявляють деструктивну дію на клітинні мембрани та внутрішньоклітинні біополімери (Ионов И.А., 1997; Антоняк Г.Л., Бабич Н.О., Сологуб Л.І. та ін., 2000; Бєлєнічев І.Ф., Левицький Є.Л. та ін., 2002). Стан антиоксидантної системи у тварин і птахів впливає на їх ріст, резистентність, продуктивність і якість продукції (Калитка В.В., 1995; Ионов И.А., Шаповалов С.О. и др., 2001; Берзиня Н., Ансите М. и др., 2001). Інтенсивність ПОЛ в організмі птахів значною мірою залежить від характеру живлення, зокрема структури раціону та хімічного складу окремих його компонентів (Junqueira O.M., Faria D.E. e.a., 1993; Du M., Ahn D.U. e.a., 2001).
У цьому плані заслуговують на увагу дослідження, пов’язані з використанням у годівлі курей-несучок ячменю як джерела енергії замість кукурудзи та кормових бобів як джерела протеїну замість частини соняшникової макухи. Вони містять значно менше поліненасичених жирних кислот, стимулюючих ПОЛ, у порівнянні з кукурудзою та соняшниковою макухою (Янович В.Г., Сологуб Л.І., 2000). Проте використання у складі раціонів для курей бобових, а також ячменю замість кукурудзи обмежується наявністю у них антипоживних речовин, які за певних умов можуть накопичуватись в організмі та проявляти негативний вплив на обмінні процеси і продуктивність птахів через посилення окиснювальних процесів (Таранов М.Т., Сабиров А.Х., 1987; Douglas J.H., Sullivan T.W. e.a., 1991; Mezes M., Surai P.F., e. a., 1997; Притуленко О.В., Батюжевський Ю.Н., 2001).
Слід відзначити, що у літературі є мало даних стосовно комплексних досліджень впливу зернобобових культур на процеси ПОЛ, активність САЗ в організмі птахів, їх продуктивні та репродуктивні показники. Тому визначення оптимальних кількостей введення окремих інгредієнтів до раціону, вивчення їх впливу на обмінні процеси та розробка способів ефективного використання поживних речовин корму є актуальною проблемою у живленні птахів.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана відповідно до плану науково-дослідних робіт лабораторії фізіолого-біохімічних основ живлення птиці Інституту біології тварин УААН і виконувалась у межах таких завдань: “Дослідити ефективність використання поживних речовин корму у курей та розробити нову рецептуру комбікормів” (№ держреєстрації 0196U0104478); “Вивчити роль субстратів у механізмі трансформації поживних речовин корму у птиці та розробити систему ефективного використання в її раціонах рослинної сировини” (№ держреєстрації 0101U003437), у яких автор досліджувала процеси ПОЛ і зміни стану САЗ у курей, ембріонів та одноденних курчат за різного складу раціону для курей-несучок.
Мета і завдання дослідження. Вивчити вплив ізопротеїнових та ізокалорійних раціонів для курей-несучок, але відмінних за складом кормових компонентів, кількістю жиророзчинних вітамінів А, Д3, Е, кількістю і якістю сирого жиру (традиційного і ячмінно-бобового раціонів) на процеси ПОЛ, активність ферментів САЗ у тканинах курей, ембріонів і курчат, а також на яйценесучість та якість інкубаційних яєць.
Для досягнення цієї мети у завдання роботи входило дослідження:–
впливу різних за структурою ячмінно-бобових раціонів, у порівнянні із традиційним, для курей-несучок на інтенсивність ПОЛ у їх організмі та якість яєць;–
ефективності використання поживних речовин організмом курей-несучок із ячмінно-бобового раціону, у порівнянні із традиційним;–
впливу ізокалорійних та ізопротеїнових раціонів для курей-несучок, але різних за структурою, вмістом і якістю сирого жиру та рівнем жиророзчинних вітамінів А, Д3, Е на процеси ПОЛ, активність ферментів САЗ у їх організмі та продуктивність;–
впливу різних за складом кормових компонентів, кількістю та якістю сирого жиру ізокалорійних та ізопротеїнових раціонів для племінних курей-несучок на їх яйценесучість, якість інкубаційних яєць, вміст продуктів ПОЛ і активність ферментів САЗ у жовтку яєць, залишковому жовтку і тканині печінки ембріонів та курчат;–
формування елементів ферментативної та неферментативної САЗ в ооцитах у процесі оогенезу.
Об’єкт дослідження. Стан САЗ у тканинах курей, ембріонів і курчат.
Предмет дослідження. Визначення продуктів ПОЛ, активності ферментативної та неферментативної САЗ, ступеня засвоєння поживних речовин корму, яйценесучості, якості яєць.
Методи дослідження. Біохімічні – для визначення кількісного вмісту продуктів ПОЛ та показників САЗ, активності травних ферментів, ступеня засвоєння поживних речовин корму; морфометричні – для визначення якості яєць; статистичні – для визначення вірогідності одержаних результатів.
Наукова новизна одержаних результатів. Вперше проведено системні дослідження впливу чинників живлення, зокрема структури раціонів для курей-несучок, вмісту в них сирого жиру і жиророзчинних вітамінів на стан ПОЛ, активність САЗ у тканинах курей, ембріонів та курчат.
Показано, що для мінімізації негативного впливу кормового стресу, який виникає після переведення курей із традиційного раціону на ячмінно-бобовий і проявляється інтенсифікацією ПОЛ та зниженням продуктивності, необхідно збільшувати вміст жиророзчинних вітамінів А, Д3, Е у раціоні протягом перших 14 днів після зміни раціону годівлі.
Тривале згодовування курям-несучкам ячмінно-бобового комбікорму з вмістом 40% ячменю і 20% екструдованих кормових бобів сприяє підвищенню активності ферментів САЗ та знижує інтенсивність ПОЛ у тканинах курей, ембріонів та курчат. Додавання до ячмінно-бобового раціону мультиензимної композиції ферментних препаратів підвищує перетравність протеїну, клітковини та безазотистих екстрактивних речовин.
Вперше досліджено формування окремих елементів ферментативної та неферментативної САЗ в ооцитах у процесі оогенезу. Встановлено високий рівень ПОЛ, каталазної та глутатіонпероксидазної активностей на ранніх стадіях оогенезу. Стабілізація рівня показників неферментативної САЗ (каротиноїдів, вітамінів А і Е) відбувається після досягнення ооцитом маси більше двох грамів.
Практичне значення одержаних результатів. Запропоновано способи підвищення ефективності використання поживних речовин із ячмінно-бобового раціону, що містить 40% ячменю і 20% екструдованих кормових бобів. Науково обґрунтовано доцільність його використання у годівлі курей-несучок.
Особистий внесок здобувача. Здобувач особисто підготував обґрунтування теми дисертаційної роботи, підібрав і опрацював літературу за темою дисертаційної роботи, розробив методичні підходи до вирішення поставлених завдань, освоїв необхідні методи досліджень, виконав експериментальну частину роботи.
Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертаційної роботи доповідались на:–
1-ій польсько-українській конференції “Animal sciences in the xxi century (м.Краків, 2001);–
міжнародній науково-практичній конференції “Біологічні основи підвищення продуктивності тварин”, присвяченій 40-річчю створення Інституту біології тварин УААН (м.Львів, 24-25 січня 2002);–
конференції молодих учених і спеціалістів “Досягнення і перспективи розвитку агробіотехнології в Україні” (м.Київ, 2002);–
австрійсько-українському симпозіумі “Osterreinisch-Ukrainische Landwirtschaft” (м.Гумпенштайн, 26-29 серпня 2002);–
конференції молодих учених Інституту біології тварин УААН (м.Львів, 10 грудня 2002).
Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 7 наукових робіт, а саме 6 статей і 1 тези, з них 4 – у фахових виданнях.
Структура і об’єм дисертації. Дисертація складається зі вступу (5 сторінок), огляду літератури (27 сторінок), матеріалів і методів (14 сторінок) власних досліджень (54 сторінок), аналізу і узагальнення результатів досліджень (11 сторінок), висновків і пропозицій виробництву (4 сторінки), списку використаних джерел літератури (29 сторінок). Загальний обсяг дисертації – 151 сторінка, у тому числі 23 таблиці (19 сторінок) та 12 рисунків (4 сторінки). Список використаних джерел літератури включає 300 публікацій, в тому числі 133 закордонних.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Огляд літератури. Складається з 3 підрозділів, в яких наведено дані літератури, що стосуються біологічної дії ПОЛ та САЗ у тварин і птахів, впливу чинників живлення на процеси ПОЛ та стан САЗ у тварин і птахів, ефективності використання нетрадиційних рослинних кормів у годівлі птахів.
Загальна методика та основні методи досліджень. Для досягнення поставленої мети нами проведено 4 досліди протягом 2000-2002 років.
У першому досліді, який проводили на 4-ох групах курей-несучок породи Тетра СЛ по 10 голів у кожній, починаючи з 280-денного віку, вивчали вплив згодовування курям-несучкам стандартного (рецепт №1), ячмінно-горохового (рецепт №2), ячмінно-бобового (рецепт №3) та ячмінно-горохово-ріпакового (рецепт №4) комбікормів (табл. 1) на інтенсивність ПОЛ та якість яєць.
Таблиця 1
Склад та поживна цінність комбікормів для курей-несучок
Інгредієнти, % | Рецепти комбікормів | №1 | №2 | №3 | №4 | Кукурудза
Пшениця
Ячмінь
Кормові боби екструдовані
Горох екструдований
Макуха соняшникова
Макуха ріпакова
М’ясо-кісткове борошно
Дріжджі кормові
Крейда
Дикальцій фосфат
Сіль кухонна
Премікс | 20,0
30,0
20,0
-
-
10,0
-
5,0
6,0
5,7
2,0
0,3
1,0 | -
20,0
36,0
-
20,0
5,0
-
3,0
6,0
6,7
1,7
0,6
1,0 | -
17,0
40,0
20,0
-
5,0
-
4,0
5,0
6,7
1,0
0,3
1,0 | -
20,0
38,0
-
16,6
1,0
7,0
3,0
5,0
6,85
1,0
0,55
1,0 | У 100 г корму міститься, г | Обмінної енергії, МДж
Сирого протеїну
Сирого жиру
Мононенасичених жирних кислот
Поліненасичених жирних кислот
Сирої клітковини
Кальцію
Фосфору
Натрію
Лізину, мг
Метіоніну+цистин, мг | 1,13
17,33
4,42
1,22
2,98
4,40
3,01
0,70
0,40
0,85
0,62 | 1,13
17,52
2,73
0,63
2,46
4,38
2,97
0,82
0,31
0,87
0,48 | 1,13
17,51
2,84
0,75
1,82
5,05
2,85
0,64
0,40
0,75
0,59 | 1,13
17,39
3,26
1,09
2,03
4,61
2,86
0,72
0,28
0,86
0,48 | На 1 т комбікорму додавали у складі преміксу, г
Лізину
Метіоніну–– |
140 | 100
30– |
140
Після двомісячного згодовування вказаних комбікормів у плазмі крові визначали вміст дієнових кон’югатів (Стальная И.Д., 1977) і гідропероксидів ліпідів (Мирончик В.В., 1984); у цільній крові – малонового діальдегіду (Мартинюк В.Б. та ін., 1991). Дослідження морфометричних показників яєць: маси яєць, білка, жовтка, шкаралупи, міцності шкаралупи, індексу форми проводили за загальноприйнятими методами (Методики досліджень з фізіології і біохімії сільськогосподарських тварин, 1998).
У другому досліді вивчали ефективність засвоєння поживних речовин із різних за структурою комбікормів (табл. 1): стандартного (рецепт №1, контрольна група), ячмінно-бобового (рецепт №3, перша дослідна група) та ячмінно-бобового (рецепт №3) з добавкою мультиензимної композиції (друга дослідна група).
Після 30-денного згодовування вказаних комбікормів провели балансовий дослід на 9 головах курей-аналогів за віком, живою масою та яєчною продуктивністю згідно з вимогами до проведення балансових дослідів (Агеев В.Н., Околелова Т.М. и др., 1987). У кінці досліду провели забій курей і взяття зразків слизової 12-палої кишки для визначення протеїназної, ліполітичної (Методы биохимического анализа, 1997), дипептидазної (Тарвід І.Л., Кушак Р.І., 1983) та амілолітичної (Ферментные препараты в животноводстве, 1978) активностей.
Метою третього досліду було вивчити вплив структури раціонів, вмісту у них сирого жиру і вітамінів А, Д3, Е для курей-несучок на супероксиддисмутазну КФ 1.15.1.1 (Дубініна Е.Е. та ін., 1983), каталазну КФ 1.11.1.6 (Королюк М.А. та ін., 1988), глутатіонпероксидазну КФ 1.11.1.9 (Моин В.М., 1986) активності, концентрацію дієнових кон’югатів, гідропероксидів ліпідів, малонового діальдегіду у крові і тканині печінки та продуктивність.
Дослід проводили на трьох групах курей-несучок породи Тетра СЛ по 20 голів у кожній, починаючи з 500-денного віку. У раціонах для курей контрольної (рецепт №1, табл. 1) і першої дослідної груп (рецепт №3, табл. 1) вміст жиророзчинних вітамінів А, Д3, Е балансувався згідно з нормами Інституту птахівництва УААН (Довідник птахівника, 2001). Курям другої дослідної групи згодовували комбікорм аналогічний тому, що і першій дослідній групі (рецепт №3, табл. 1), але з додатковим випоюванням водорозчинної форми комплексу вітамінів А, Д3, Е “Інсолвіт 80” у кількості 266,67 МО вітаміну А, 33,33 МО вітаміну Д3, 0,1 мг вітаміну Е на голову щодень. Відбір зразків крові з підкрильцевої вени проводили на початку дослідного періоду та після 7 днів згодовування комбікормів. У кінці досліду після забою курей було взято кров і тканину печінки. Протягом досліду проводили щоденний облік яйценесучості.
У четвертому досліді, який проводили на ВАТ “Птахофабрика “Львівська”, вивчали вплив структури раціону, кількості та якості сирого жиру в ізопротеїнових та ізокалорійних раціонах для племінних курей на продуктивність, якість інкубаційних яєць, вміст продуктів ПОЛ та активність ферментів САЗ у жовтку яєць, залишковому жовтку і тканині печінки 19-денних ембріонів та 1-денних курчат. Дослід проводили на двох групах курей кросу Ломанн Браун по 30 курок і 3 півні у кожній, починаючи з 500-денного віку протягом 2 місяців. Контрольна група птахів одержувала традиційно-стосований комбікорм (рецепт №1, табл. 1), а дослідна – ячмінно-бобовий (рецепт №3, табл. 1). Протягом досліду вівся щоденний облік яйценесучості курей. У кінці досліду визначали морфометричні показники інкубаційних яєць по 30 штук з кожної групи. Для інкубації було закладено 137 яєць від курей контрольної і 136 яєць від курей дослідної груп. Матеріал для досліджень від курчат брали до споживання ними корму.
Від курей контрольної групи після забою для дослідження було взято ооцити на різних стадіях росту: 0,126±0,050 г; 0,847±0,056 г; 2,773±0,192 г; 5,576±0,127 г; 9,408±0,245 г; 15,131±0,045 г та жовток яєць масою 17,497±0,635 г, в яких досліджували вміст продуктів ПОЛ, каротиноїдів (Маслієва О.І., 1975), вітамінів А та Е (Скуріхін В.Н., 1991), активність ферментів САЗ.
Біометричну обробку одержаних результатів проводили на ПК за допомогою програми Microsoft Excel.
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ
1. Вплив складу раціону на інтенсивність процесів ПОЛ у крові курей-несучок, перетравність і засвоєння поживних речовин корму їх організмом та якість яєць. Результати досліджень концентрації продуктів ПОЛ у крові (перший дослід) показали, що згодовування курям комбікормів на основі ячменю і екструдованих кормових бобів, у порівнянні зі згодовуванням стандартного комбікорму, знижувало концентрацію гідропероксидів ліпідів на 28,46% (р>0,05) та малонового діальдегіду на 12,25% (р<0,05). Зниження малонового діальдегіду на 19,81% (р<0,025), у порівнянні з контрольною групою, спостерігалось і при згодовуванні ячмінно-горохового комбікорму. Заміна ж частини гороху та соняшникової макухи у раціоні на ріпакову макуху викликала посилення процесів ПОЛ. При цьому кількість гідропероксидів ліпідів, у порівнянні з птахами контрольної групи, зросла на 69,10% (р<0,01), а малонового діальдегіду на 11,31% (р>0,1).
Дослідження якості яєць показали, що маса яєць і їх складових, одержаних від курей контрольної і трьох дослідних груп суттєво не відрізнялись. Проте нами відзначено значне підвищення міцності шкаралупи яєць, одержаних від птахів першої і третьої дослідних груп, відповідно на 37,93% (р<0,001) і 41,38% (р<0,01), у порівнянні з контрольними, що, можливо, зумовлено кращим засвоєнням кальцію із комбікормів, що містили горох. Міцність шкаралупи яєць, одержаних від курей контрольної і другої дослідної груп, була майже однаковою і складала, відповідно 0,58±0,04 кг/мм2 і 0,57±0,03 кг/мм2.
Таким чином, за даними, одержаними на підставі визначення інтенсивності ПОЛ та якості яєць, можна зробити висновок, що згодовування птахам ячмінно-горохового або ячмінно-бобового комбікормів не проявляє негативного впливу на їх організм і якість яєць.
Результати балансового досліду (другий дослід) показали, що кількість азоту, виділеного з яйцемасою, у курей другої дослідної групи була на 27,50% вищою, ніж у курей контрольної групи (р<0,05), і на 43,00% вищою, ніж у птахів першої дослідної групи (р<0,05). Отримані результати узгоджуються з даними продуктивності курей, яка складала у курей контрольної групи 77,20%, першої дослідної – 74,70%, другої дослідної – 81,40%. Отже, кури другої дослідної групи відзначались вищим рівнем продуктивності, у порівнянні з контрольними, а затрати дослідних комбікормів на одне знесене яйце були нижчі, ніж стандартного. Саме тому в організмі курей, яким згодовували ячмиінно-бобовий комбікорм з добавкою ферментних препаратів, відкладалось азоту на 41,60% менше, ніж у курей, що утримувались на ячмінно-бобовому раціоні без добавки ферментних препаратів (р<0,001), що, очевидно, пов’язане з нижчим виділенням азоту з яйцемасою.
Нами також відзначено, що додавання до ячмінно-бобового раціону мультиензимної композиції (друга дослідна група) підвищує перетравність клітковини на 22,84% (р<0,05) та безазотистих екстрактивних речовин (БЕР) на 7,11% (р<0,025), у порівнянні зі згодовуванням курям такого ж комбікорму без додавання ферментних препаратів (перша дослідна група).
Дослідження травних ферментів слизової 12-палої кишки показали, що згодовування ячмінно-бобового комбікорму з додаванням і без додавання мультиензимної композиції не зменшувало дипептидазної, амілолітичної, ліполітичної активностей слизової 12-палої кишки. Відзначено лише підвищення протеїназної активності (рН-7,0) у курей першої дослідної групи у 1,5 разу (р<0,01), а курей другої дослідної – в 1,67 разу (р<0,01), у порівнянні з контрольною групою.
Таким чином, можемо говорити про високу біологічну цінність та доступність білків, що входять до складу ячмінно-бобового комбікорму, а також про те, що додавання ферментних препаратів підвищує засвоєння протеїну, клітковини і БЕР та не знижує активності ендогенних травних ферментів слизової 12-палої кишки.
2. Вплив структури раціонів і рівня жиророзчинних вітамінів А, Д3, Е для курей-несучок на процеси ПОЛ, активність ферментів САЗ та їх продуктивність. Наші дослідження (третій дослід) показали, що переведення курей-несучок з одного раціону годівлі на інший є тією ланкою виробничого процесу, яка викликає стресовий стан у птахів.
Так, зміна раціону годівлі призвела до зниження продуктивності курей дослідних груп, у порівнянні до контрольної, яке тривало протягом 14 днів (рис. 1). У наступний період яйценесучість курей першої дослідної групи зростала і досягла рівня контрольної групи на 28-й день від початку досліду. Продуктивність курей другої дослідної групи знижувалась значно менше і на 21 день досягла рівня контрольної групи.
У цілому, яйценесучість курей вказаних груп за 56 днів облікового періоду становила: у курей контрольної групи – 78,42%, у курей першої дослідної групи – 76,24% та у курей другої дослідної групи – 77,66%.
Рис. 1 Продуктивність курей-несучок протягом дослідного періоду
Зниження продуктивності курей першої дослідної групи протягом перших 7 днів досліду супроводжувалось зростанням рівня продуктів ПОЛ у крові – дієнових кон’югатів на 19,55% (р<0,025), гідропероксидів ліпідів у 2,43 разу (р<0,001), малонового діальдегіду на 22,93% (р<0,002). Інтенсифікація процесів ПОЛ у курей відбувалась паралельно із зниженням супероксиддисмутазної активності у еритроцитах на 29,36% (р<0,025), каталазної на 34,05% (р<0,001), глутатіонпероксидазної у еритроцитах на 46,94% (р<0,025) і у плазмі на 26,23% (р<0,01). Проте необхідно відзначити, що при збільшенні кількості жиророзчинних вітамінів у раціоні курей другої дослідної групи негативний вплив зміни раціону годівлі на процеси ПОЛ був значно меншим.
Активація процесів вільнорадикального окиснення у фізіологічних умовах розглядається як адаптаційна реакція організму на дію стресових чинників. Постійний стресовий фактор веде до підвищення енергетичного обміну в тканинах, напруження регуляторних систем організму. За цих обставин метаболізм здійснюється у екстремальних умовах, внаслідок чого формуються захисні реакції, спрямовані на нейтралізацію пошкоджувального чинника, мобілізацію систем антиоксидантного захисту та активацію метаболічних щляхів, які ведуть до відновлення гомеостазу [Бажан К.В., 1998].
Мабуть з цим і пов’язано те, що при тривалому згодовуванні ячмінно-бобового комбікорму процеси ПОЛ нормалізувались, а продуктивність курей зростала. До кінця дослідного періоду рівень продуктів пероксидації ліпідів у крові курей, які утримувались на ячмінно-бобовому раціоні (перша дослідна група), суттєво не різнився від рівня у курей контрольної групи. При цьому знижувалась супероксиддисмутазна активність у плазмі крові на 16,93% (р<0,05) і еритроцитах на 31,76% (р<0,001), зростала глутатіонпероксидазна активність у еритроцитах на 19,09% (р<0,001) і плазмі на 23,56% (р<0,001). У курей другої дослідної групи, в порівнянні з їх вмістом у крові курей контрольної і першої дослідної груп, відзначено зростання каталазної активності у 3,78 разу (р<0,001) та 3,22 разу (р<0,001), глутатіонпероксидазної активності у плазмі крові на 18,20% (р<0,025) і 33,80% (р<0,001), у еритроцитах на 59,66% (р<0,001) і 34,07% (р<0,001) та зниження концентрації гідропероксидів ліпідів у 2,18 разу (р<0,01) та 2,10 разу (р<0,01).
3. Формування САЗ у процесі оогенезу та ембріогенезу. Відомо, що антиоксидантна система захисту організму молодняка птахів у перші дні постембріогенезу в значній мірі залежить від формування її ще у ембріонів. Останні ж отримують субстрати, що забезпечують їх ріст і перебіг обмінних процесів з яєчного білка і жовтка.
Наші дослідження ооцитів на різних стадіях росту показали, що найвища каталазна та глутатіонпероксидазна активності були на ранній стадії розвитку ооцитів при їх масі 0,126±0,005 г, відповідно, 22,197±0,172 ммоль Н2О2/г/с?10-7 і 4,442±0,198 мкмоль GSH/г/хв. Тоді ж ми відзначали і найвищу швидкість пероксидації ліпідів 3,692±0,103 мкмоль МДА/г. При збільшенні маси ооцитів вказані ферментативні активності знижувались. Супероксиддисмутазна активність під час росту ооцитів коливалась у незначних межах. Найвища її активність зафіксована на рівні 13,875±0,440 ум.од./г при масі ооцитів 0,847±0,056 ум.од./г, найнижча – 10,212±0,598 ум.од./г при їх масі 9,408±0,245 г. Концентрація дієнових кон’югатів протягом оогенезу зросла з 0,221±0,007 мкмоль/г до 0,372±0,012 мкмоль/г у жовтку яєць, гідропероксидів ліпідів відповідно з 2,087±0,201 од.Е480/г до 5,350±0,219 од.Е480/г. Вміст малонового діальдегіду знижувався з 3,692±0,103 мкмоль МДА/г до 0,814±0,059 мкмоль МДА/г.
На ранній стадії оогенезу (маса ооцитів 0,126±0,005 г) вміст вітаміну А становив 0,751±0,014 мкг/г, вітаміну Е – 14,219±0,223 мкг/г, каротиноїдів – 3,075±0,025 мкг/г. При збільшенні маси ооцитів понад 2 грами вміст цих природних антиоксидантів досягає максимальних величин, відповідно, 16,625±0,375 мкг/г, 5,195±0,017 мкг/г, 66,967±0,887 мкг/г, і коливається у незначних межах під час їх подальшого росту.
Нами встановлено, що під час ембріогенезу відбуваються суттєві зміни активності ферментів САЗ та процесів ПОЛ саме у жовтку (четвертий дослід). Так, у залишковому жовтку 19-денних ембріонів, у порівнянні з жовтком яєць, зростає рівень гідропероксидів ліпідів у 3,16 разу (р<0,001) та малонового діальдегіду на 74,80% (р<0,001). Саме у цей час відбувається перехід ембріонів на легеневе дихання. При цьому спостерігається найбільше напруження системи антиоксидантного захисту, що у наших дослідженнях проявлялось у зниженні супероксиддисмутазної з 13,515±0,698 ум.од./г до 10,210±0,396 ум.од./г (р<0,001), зростанні каталазної з 1,407±0,095 ммоль Н2О2/г/с?10-7 до 3,017±0,199 ммоль Н2О2/г/с?10-7 (р<0,001) і глутатіонпероксидазної з 2,251±0,192 мкмоль GSH/г/хв до 3,792±0,138 мкмоль GSH/г/хв (р<0,001) активностей.
У першу добу життя в залишковому жовтку курчат, у порівнянні з залишковим жовтком ембріонів, у 3,92 разу зріс рівень малонового діальдегіду (р<0,001). Паралельно зросла супероксиддисмутазна активність на 24,58% (р<0,025) і каталазна у 2,74 разу (р<0,001), у той час як глутатінпероксидазна активність знизилась на 31,59% (р<0,001).
4. Вплив структури раціону для племінних курей-несучок на яйценесучість, якість інкубаційних яєць та інтенсивність процесів ПОЛ у ембріонів і курчат. На процес ембріонального розвитку курчат і успішне вилуплення важливий вплив мають фізичні параметри яєць. При визначенні морфометричних показників було встановлено, що згодовування племінним курям-несучкам яєчного напряму продуктивності ячмінно-бобового комбікорму, у порівнянні зі стандартним, не проявляло негативного впливу на якість яєць (четвертий дослід). Так маса яєць, отриманих від курей контрольної і дослідної груп, суттєво не відрізнялась і становила, відповідно, 63,690±0,774 г і 62,242±1,053 г. однак, необхідно відзначити, що маса шкаралупи дослідних яєць була на 7,29% меншою, ніж контрольних (р<0,01). При цьому міцність яєчної шкаралупи не зазнавала суттєвих змін і складала у контрольної групи 1,322±0,078 кг/мм2 та 1,257±0,059 кг/мм2. Нами виявлено також збільшення індексу форми дослідних яєць на 2,47% (р<0,05), у порівнянні з контрольними. Проте, виявлені зміни не виходили за межі регламентованих вимог до інкубаційних яєць і їх можна віднести до першої категорії якості.
Яйценесучість курей обох груп була приблизно однаковою і становила у контрольної групи 74,01% і дослідної – 75,56%.
На материнському поголів’ї курей-несучок вивчали також вплив стосованих нами чинників живлення на процеси ПОЛ у ембріонів та 1-денних курчат. Результати досліджень представлені у табл. 2.
Таблиця 2
Концентрація продуктів ПОЛ та активність ферментів САЗ у залишковому жовтку
19-денних ембріонів і 1-денних курчат, М±m, n=10
Показники | Групи
Контрольна | Дослідна | Р
Залишковий жовток 19-денних ембріонів
Дієнові кон’югати, мкмоль/г | 0,363±0,027 | 0,410±0,020 | <0,1
Гідропероксиди ліпідів, од. Е480/г | 19,520±1,136 | 15,900±1,255 | <0,05
Швидкість пероксидації ліпідів, мкмоль МДА/г | 1,082±0,073 | 0,644±0,044 | <0,001
Супероксиддисмутазна активність, ум.од./г | 10,210±0,396 | 13,670±0,473 | <0,001
Каталазна активність, ммоль Н2О2/г/с10-7 | 3,017±0,199 | 3,713±0,146 | <0,025
Глутатіонпероксидазна активність, мкмоль GSH/г/хв | 3,792±0,138 | 4,171±0,176 | <0,1
Залишковий жовток 1-денних курчат
Дієнові кон’югати, мкмоль/г | 0,254±0,016 | 0,348±0,014 | <0,001
Гідропероксиди ліпідів, од. Е480/г | 21,385±1,247 | 15,650±0,885 | <0,002
Швидкість пероксидації ліпідів, мкмоль МДА/г | 4,241±0,213 | 3,131±0,210 | <0,002
Супероксиддисмутазна активність, ум.од./г | 12,720±0,797 | 11,505±0,484 | <0,1
Каталазна активність, ммоль Н2О2/г/с10-7 | 8,281±0,046 | 8,482±0,019 | <0,001
Глутатіонпероксидазна активність, мкмоль GSH/г/хв | 2,594±0,146 | 2,836±0,184 | <0,1
З даних табл. 2 видно, що згодовування племінним курям-несучкам ячмінно-бобового комбікорму, у порівнянні зі стандартним, знижувало концентрацію гідропероксидів ліпідів у залишковому жовтку ембріонів і курчат, відповідно, на 18,55% і 26,82% та малонового діальдегіду на 40,49% і 26,18%, а також підвищувало каталазну активність на 18,75% та 2,37%. Супероксиддисмутазна активність у залишковому жовтку ембріонів дослідної групи була на 33,89% вищою, ніж у контрольної.
Нижчий рівень процесів ПОЛ у залишковому жовтку 19-денних ембріонів та 1-денних курчат дослідної групи, у порівнянні з контрольними, пов’язуємо з меншим вмістом сирого жиру і поліненасичених жирних кислот у ячмінно-бобовому комбікормі, який згодовували материнському стаду курей.
ВИСНОВКИ
У дисертації відповідно до поставленої мети і завдань досліджень отримано нові дані стосовно впливу чинників живлення, зокрема структури раціонів, кількості і якості в них сирого жиру, рівня жиророзчинних вітамінів А, Д3, Е для курей-несучок на стан процесів пероксидації ліпідів, активність ферментів системи антиоксидантного захисту у тканинах курей, ембріонів і курчат, яйценесучість курей та якість яєць. Досліджено ступінь засвоєння поживних речовин корму організмом курей при згодовуванні їм комбікормів різного складу.
1.
Згодовування курям-неcучкам комбікорму, виготовленого на основі ячменю (40%) і кормових бобів (20%), у порівнянні зі стандартним комбікормом, знижувало концентрацію гідропероксидів ліпідів на 22,16% (р>0,05) і малонового діальдегіду у крові на 12,25% (р<0,05). Зменшення концентрації малонового діальдегіду у крові на 19,81% (р<0,025) при одночасному зростанні гідропероксидів ліпідів на 32,07% (р<0,05) виявлено у крові курей, яким згодовували ячмінно (36%)-гороховий (20%) комбікорм. Заміна у ячмінно-гороховому раціоні частини гороху і соняшникової макухи ріпаковою макухою викликало збільшення вмісту в крові курей гідропероксидів ліпідів на 69,10% (р<0,01).
2.
Зміна раціону годівлі курей-несучок (переведення зі стандартного комбікорму на ячмінно-бобовий) призводила до зниження продуктивності, підвищення концентрації продуктів пероксидації ліпідів (гідропероксидів ліпідів у 2,17 разу (р<0,001), малонового діальдегіду на 40,96% (р<0,001)), зниження супероксиддисмутазної активності у еритроцитах на 31,21% (р<0,01), каталазної у плазмі крові на 20,78% (р<0,025) і глутатіонпероксидазної активностей у плазмі крові на 26,23% (р<0,05) та еритроцитах на 36,83% (р<0,01).
3.
Збільшення у ячмінно-бобовому раціоні кількості жиророзчинних вітамінів, зокрема, вітаміну А з 840 МО до 1106,67 МО, вітаміну Д3 зі 180 МО до 213,33 МО і вітаміну Е з 0,6 мг до 0,7 мг на голову в день стабілізує процеси пероксидації ліпідів і зменшує негативну дію зміни раціону годівлі на продуктивність.
4.
Утримання курей-несучок протягом двох місяців на ячмінно-бобовому раціоні з додатковим введенням водорозчинної форми вітамінів А, Д3, Е “Інсолвіт 80”, у порівнянні зі стандартним раціоном, знижувало інтенсивність процесів пероксидації ліпідів більшою мірою, ніж при згодовуванні ячмінно-бобового комбікорму без додаткового введення цих вітамінів, і проявлялось у зниженні вмісту гідропероксидів ліпідів у плазмі крові у 2,10 разу (р<0,001), малонового діальдегіду у тканині печінки в 3,3 разу (р<0,001), підвищенні супероксиддисмутазної активності у плазмі крові на 39,81% (р<0,01) і еритроцитах на 44,11% (р<0,001), каталазної активності у плазмі крові у 3,22 разу (р<0,001), глутатіонпероксидазної активності в еритроцитах на 34,07% (р<0,001), супероксиддисмутазної у 2,11 разу (р<0,001) та глутатіонпероксидазної в 1,23 разу (р<0,05) активностей у тканині печінки .
5.
Дослідження ооцитів на різних стадіях їх росту показали, що найвища каталазна і глутатіонпероксидазна активності виявляються на ранній стадії оогенезу при масі ооцитів 0,126±0,005 г. На цьому ж етапі росту ооцитів відзначено найвищу швидкість пероксидації ліпідів. Концентрація дієнових кон’югатів та гідропероксидів ліпідів протягом оогенезу зростає, а малонового діальдегіду зменшується.
6.
Формування елементів неферментативної ланки антиоксидантного захисту в ооцитах відбувається на ранніх стадіях оогенезу. Вміст каротиноїдів, вітамінів А і Е в ооцитах є низьким на початкових стадіях їх росту. При збільшенні маси ооцитів понад 2 г кількість цих біоантиоксидантів досягає максимальних величин і незначною мірою коливається під час подальшого росту ооцитів.
7.
У процесі ембріонального розвитку та в ранньому постембріогенезі відбувається значне зростання каталазної активності та накопичення гідропероксидів ліпідів і малонового діальдегіду у залишковому жовтку.
8.
Згодовування племінним курям-несучкам ячмінно-бобового комбікорму, що містив в 1,56 разу менше сирого жиру і 1,63 рази менше суми моно- і поліненасичених жирних кислот, знижувало інтенсивність пероксидації ліпідів у залишковому жовтку 19-денних ембріонів та 1-денних курчат, що проявлялось у зменшенні вмісту гідропероксидів ліпідів, відповідно, на 18,55% (р<0,05) і 26,82% (р<0,002) та малонового діальдегіду на 40,49% (р<0,001) і 26,18% (р<0,002), а також зростанні каталазної активності, відповідно, на 18,75% (р<0,025) та 2,37% (р<0,001).
9.
Встановлено, що додавання до ячмінно-бобового раціону композиції ферментних препаратів (20% протосубтиліну ГЗх, 40% глюкоамілази ГЗх, 40% амілосубтиліну ГЗх) підвищувало засвоєння азоту корму, перетравність клітковини та БЕР. При споживанні ячмінно-бобового комбікорму як з додаванням, так і без додавання ферментних препаратів підвищувалась протеїназна активність (рН-7,0) слизової 12-палої кишки.
10.
Застосування в годівлі курей-несучок ячмінно-бобового комбікорму забезпечує такий же рівень продуктивності, як і згодовування стандартного комбікорму, не проявляє негативного впливу на якість товарних та інкубаційних яєць і знижує при цьому витрати на виробництво яєць за рахунок меншої на 61,2 грн. вартості 1 т комбікорму.
пропозиції виробництву
1.
З метою зменшення на 7,5% витрат на виробництво яєць рекомендується використовувати в годівлі курей-несучок яєчного напрямку продуктивності ячмінно-бобовий комбікорм такого складу: ячмінь – 40%, пшениця – 17%, кормові боби екструдовані – 20%, макуха соняшникова – 5%, м’ясо-кісткове борошно – 4%, дріжджі кормові – 5%, крейда – 6,7%, дикальцій фосфат – 1%, сіль кухонна – 0,3%, премікс – 1%.
2.
Для мінімізації негативного впливу, викликаного зміною раціону годівлі, що суттєво відрізняється кількістю і набором кормових інгредієнтів, рекомендується протягом перших 14 днів збільшувати кількість вітамінів А, Д3, Е у раціоні курей-несучок: вітаміну А з 7 млн. МО до 9,222 млн. МО, вітаміну Д3 з 1,5 млн. МО до 1,778 млн. МО, вітаміну Е з 5 г до 5,83 г на 1 т комбікорму.
3.
Одержані результати можуть використовуватись у курсі лекцій з біохімії та годівлі сільськогосподарських тварин для студентів аграрних вузів.
СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1.
Karpa І., Ratysh І. Indices of antioxidant status of laying hens feeding of diets with different composition // 1-st Polisch-Ukrainian Scientific Conference “Animal sciences in the XXI century”. – Krakiw, 2001. - P.77-80. (Дисертант брав участь у проведенні досліджень, статистичному опрацюванні результатів, аналізі одержаних даних, оформленні статті).
2.
Стояновська Г.М., Карпа І.В. Вплив складу раціону на засвоєння поживних речовин корму та активність гідролаз слизової 12-палої кишки у курей // Наук. техн. бюл. Інстит. біол. тварин УААН. - Львів, 2001. - Вип. 1-2. - С.80-84. (Дисертант особисто провів визначення травних ферментів та баланс поживних речовин, статистично опрацювала результати, проаналізувала одержані дані).
3.
Ратич І.Б., Карпа І.В. Вплив різних доз комплексу жиророзчинних вітамінів А, Д3, Е у раціоні курей-несучок на стан прооксидантно-антиоксидантної систем у їх організмі // Наук. вісн. Львів. держ. академ. ветер. медиц. ім. С.З.Гжицького. - 2001. - Т. 3, №4, Вип. 3. - С.84-88. (Дисертант брав участь у проведенні досліджень, статистичному опрацюванні результатів, аналізі одержаних даних, оформленні статті).
4.
Карпа І.В., Яремко Р.М., Ратич І.Б. Показники перекисного окиснення ліпідів та системи антиоксидантного захисту в печінці курей-несучок у зв’язку з ліпідним живленням // Біологія тварин. - 2002. - Т. 4 (1-2). - С.62-64. (Дисертант особисто провів визначення продуктів ПОЛ та активності ферментів САЗ, статистично опрацював результати, проаналізував одержані дані, оформив статтю).
5.
Карпа І.В. Показники перекисного окиснення ліпідів та системи антиоксидантного захисту у тканинах ембріонів і курчат // Наук. техн. бюл. Інстит. біол. тварин УААН. - Львів, 2002. - Вип. 4, №1. - С.65-68.
6.
Карпа І.В., Ратич І.Б. Вплив складу раціону для племінних курей на антиоксидантний статус ембріонів і курчат // Наук. вісн. Львів. держ. академ. ветер. медиц. ім. С.З.Гжицького. - 2003. - Т. 5, №1. - С.204-209. (Дисертант брав участь у проведенні досліджень, статистичному опрацюванні результатів, аналізі одержаних даних, оформленні статті).
7.
Gersten und Bohnen in der Legehennenfьtterung / Kyryliv B., Karpa I., Stojanowska H., Ratytsch I. // Symposium “Цsterreichisch-Ukrainische Landwirtschaft”. - Gumpenstein, 2002. - P. 92-93. (Дисертант брав участь у проведенні досліджень, статистичному опрацюванні результатів)
АНОТАЦІЇ
Карпа І.В. Антиоксидантний статус у курей, ембріонів та одноденних курчат за різного складу раціону.–Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.04 – біохімія. – Інститут біології тварин УААН, Львів, 2003.
Робота присвячена вивченню впливу ізопротеїнових та ізокалорійних раціонів для курей-несучок, але відмінних за складом кормових компонентів, кількістю і якістю сирого жиру (традиційного і ячмінно-бобового раціонів) на процеси пероксидації ліпідів, активність ферментів системи антиоксидантного захисту (САЗ) у тканинах курей, ембріонів і курчат, а також на яйценесучість та якість інкубаційних яєць.
Науково обґрунтовано доцільність використання у годівлі курей-несучок ячмінно-бобового комбікорму з вмістом 40% ячменю і 20% екструдованих кормових бобів та запропоновано способи підвищення ефективності використання з нього поживних речовин. Вперше досліджено формування САЗ в ооцитах у процесі оогенезу.
Ключові слова: кури-несучки, ембріони, курчата, пероксидація ліпідів, система антиоксидантного захисту.
Карпа И.В. Антиоксидантный статус у кур, эмбрионов и суточных цыплят при разном составе рациона.–Рукопись.
Диссертация на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 03.00.04 – биохимия.– Институт биологии животных УААН, Львов, 2003.
Работа посвящена изучению влияния изопротеиновых и изокалорийных рационов для кур-несушек, но различных по составу кормовых компонентов, количеству жирорастворимых витаминов А, Д3, Е, количеству и качеству сырого жира (традиционного и ячменно-бобового рационов) на процессы пероксидации липидов (ПОЛ), активность ферментов системы антиоксидантной защиты (САЗ) в тканях кур, эмбрионов и цыплят, а также на яйценоскость и качество инкубационных яиц.
Научно обосновано целесообразность использования в кормлении кур-несушек ячменно-бобового комбикорма с 40% ячменя и 20% экструдированных кормовых бобов, степень переваримости и усвоения питательных веществ которого организмом кур-несушек существенно не отличается от традиционного. Введение в ячменно-бобовый комбикорм мультиэнзимной композиции повышает переваримость клетчатки и БЭВ.
Перевод кур-несушек с традиционного на ячменно-бобовый комбикорм приводит к снижению продуктивности, повышению концентрации продуктов ПОЛ и снижению активности ферментов САЗ. Увеличение количества жирорастворимых витаминов А, Д3, Е в ячменно-бобовом комбикорме стабилизировало процессы ПОЛ и уменьшало отрицательное влияние смены рациона кормления на яйценоскость, а использование его в кормлении кур-несушек в течение двух месяцев, по сравнению со стандартным рационом, понижало интенсивность процессов ПОЛ в большей мере, чем при скармливании ячменно-бобового комбикорма без дополнительного введения этих витаминов.
Формирования ферментативной и неферментативной САЗ в ооцитах происходит на начальных стадиях их развития и достигает максимального уровня при массе ооцитов свыше 2 г. В последующие периоды оогенеза эти показатели существенно не изменяются.
Скармливание племенным курам-несушкам ячменно-бобового комбикорма не влияет на морфометрические характеристики инкубационных яиц и яйценоскость кур, снижает интенсивность ПОЛ в остаточном желтке 19-суточных эмбрионов и 1-суточных цыплят.
При скармливании ячменно-бобового комбикорма курам-несушкам снижаются затраты на производство яиц за счёт низшей на 61,2 грн. стоимости 1 тонны комбикорма.
Ключевые слова: курицы-несушки, эмбрионы, цыплята, пероксидация липидов, система антиоксидантной защиты.
Karpa I.V. Antioxidant status in hens, embryos and 1-day chickens depending on different diet composition.
Thesis for a candidate’s degree of agriculture sciences by specialty 03.00.04 – biochemistry. – The Institute of Animal Biology of UAAS, Lviv, 2003.
The dissertation is devoted to study of influence of isoprotein and isocaloric diets for laying hens, different by their feed components composition, crude fat quantity and quality (traditional and barley-fodder beans diet) on the peroxidative lipid oxidation process, activity of antioxidative defence system
