Способ оценки адаптации пищеварения птицы к ингредиентному составу рациона Российский патент 2021 года по МПК G01N33/50 G01N33/573 

Изобретение относится к биологии, ветеринарии, сельскому хозяйству.

Задачей изобретения является определения адаптационных возможностей пищеварительных желез (поджелудочной, печени, кишечных) к новому компоненту рациона. Совершенствование развития птицеводства должно базироваться на знаниях физиологических особенностей птицы при взаимодействии с окружающей средой. В условиях интенсивного птицеводства на сохранность и продуктивность птицы существенное влияние отказывают различные стрессы, возникающие в процессе ее выращивания и эксплуатации. Под факторами, вызывающими стресс, имеют в виду чрезвычайные или экстремальные раздражители (стрессоры или стресс-факторы), которые по интенсивности своего воздействия на организм значительно превышают пределы повседневных влияний (Фисинин В.И., Кавтарашвили А.Ш., Колокольникова Т.Н., 2016). Стрессовое воздействие среды приводит к изменению основных физиологических параметров организма. Поэтому изучение вопросов гомеостаза кур-несушек является актуальной задачей, способной определить показатели физиологической нормы и патологии.

Кроме того, замена в рационе белкового компонента (например, соевого жмыха на подсолнечный), липидного (различных растительных масел) оказывает влияние на функцию поджелудочной железы, переваримость питательных веществ, биохимические показатели крови {Фисинин В.И., Вертипрахов В.Г., Грозина А.А., Андрианова Е.Н., Шевяков А.Н., Хасанова Л.В., Аншаков Д.В. Связь между секреторной функцией поджелудочной железы кур и переваримостью корма. Ветеринария и кормление. 2018. №5. С. 4-7. DOI: 10.30917/ATT-VK-1814-9588-2018-5-1; В.И. ФИСИНИН, В.Г. ВЕРТИПРАХОВ, А.А. ГРОЗИНА ВНЕШНЕСЕКРЕТОРНАЯ ФУНКЦИЯ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ КУР (Gallus gallus L.) В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИНГРЕДИЕНТОВ РАЦИОНА. Сельскохозяйственная биология, 2018, том 53, №4, с. 811-819. doi: 10.15389/agrobiology.2018.4.811rus) ставит задачу поиска критериев (индикаторов), которые могут отражать процесс адаптации пищеварения к отдельным компонентам рациона. Результаты наших исследований показывают, что таким индикатором может служить фосфатазно-протеазный индекс (И_ФП), который рассчитывается как отношение активности щелочной фосфатазы (А_ЩФ) к активности протеаз (А_П) - трипсина по формуле:

Ащф - активность щелочной фосфатазы, ед/л

Ап - активность протеаз, ед/л

Доказательством этого служит корреляция, которая существует между активностью щелочной фосфатазы и активностью протеаз (трипсина). Корреляция установлена в панкреатическом соке, дуоденальном химусе и плазме крови.

Технический результат - оценить влияние разных ингредиентов корма на экзокринную функцию поджелудочной железы, активность пищеварительных ферментов и ЩФ в дуоденальном содержимом и плазме крови.

Примеры конкретного выполнения

Для исследований использовали кур-несушек кросса Хайсекс белый 6-7-месячного возраста в количестве 10 голов в соответствие с требованиями Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (ETS №123, Страсбург, 1986). Куры содержались в виварии ВНИТИП с соблюдением оптимальных условий содержания: температура в помещении составляла 18-20°С, продолжительность освещения 14 часов в сутки, влажность в помещении и рацион питания соответствовали рекомендациям ВНИТИП (2014). Мы имели возможность получать от кур, прооперированных по методу Ц.Ж. Батоева, С.Ц. Батоевой (1970) чистый панкреатический сок. От других кур получали во время опыта дуоденальный химус через вживленную заблаговременно канюлю в 12-перстную кишку (Фисинин В.И., Вертопрахов В.Г. и др., 2017). Кровь для исследования получали из подкрыльцовой вены у кур в состоянии натощак при соблюдении ветеринарно-санитарных требований.

Биохимические методы. Панкреатический сок собирали от кур в течение 180 минут. Кур в состоянии натощак после 14-часового голодания ставили в станок, через 30 минут опыта собирали сок и кормили (30 г корма) после чего наблюдали постпрандиальную секрецию, собирая сок через каждые 30 минут опыта. Дуоденальный химус, полученный через 60 минут после приема корма от фистулированных кур, в количестве 3-5 мл центрифугировали при 3000 об/мин в течение 3 минут. Надосадочную жидкость разводили раствором Рингера (рН 7,2) в соотношении 1:10 и выполняли определение активности пищеварительных ферментов. Активность амилазы устанавливали по гидролизу крахмала (Батоев, 2001) с использованием КФК-3 («Загорский оптико-механический завод», Россия) при длине волны 670 нм и выражали в миллиграммах расщепленного крахмала на 1 мл химуса в течение 1 мин. Липолитическую активность измеряли на полуавтоматическом биохимическом анализаторе BS-3000P с проточной кюветой («Sinnowa Medical Science & Technology Co., Ltd», Китай) с использованием набора реактивов для липазы (ООО «ДИАКОН-BET», Россия). Активность протеаз определяли по расщеплению казеина по Гаммерстену («EMD Millipore Corp., Billerica»,CIIIA) с колориметрическим контролем на КФК-3 при длине волны 450 нм (Батоев, 2001),

Кровь брали из подкрыльцовой вены, в количестве 2-3 мл. В качестве антикоагулянта использовался 3,8% раствор цитрата натрия в объемном соотношении с пробой крови 1:10. Пробу центрифугировали при 5000 об/мин в течение 5 минут для отделения плазмы от форменных элементов.

Активность трипсина в плазме крови изучали, используя в качестве субстрата нитроанилид бензоил DL-аргинина (BAPNA), на полуавтоматическом биохимическом анализаторе BS3000P (КНР) кинетическим методом (Вертипрахов, Грозина, 2018). Активность амилазы и липазы в плазме крови выполняли на биохимическом автоматическом анализаторе Chem well 2900 (Т) ((США) с использованием соответствующих наборов реагентов Human (Германия).

Статистические методы. Для статистической обработки результатов использовали программное обеспечение JMP Trial 14.1.0, с помощью которого выполняли расчет среднего значения (М) и стандартные ошибки среднего (±m), определяли достоверность различий по t-критерию Стьюдента. Различия считали статистически значимыми при р<0,05.

Примеры практического использования способа оценки адаптации пищеварения птицы к ингредиентному составу рациона приведены ниже.

Опыт 1. Адаптация экзокринной функции поджелудочной железы кур кросса Хайсекс белый к разным растительным маслам в рационе

Результаты показывают, что экзокринная функция кур-несушек адаптируется к каждому из добавленных растительных масел (табл. 1).

Расчет фосфатазно-протеазного индекса (Ифп) выполняем по формуле:

Ащф - активность щелочной фосфатазы, ед/л

Ап - активность протеаз, ед/л

Из таблицы видно, что минимальный показатель Ифп имеет в период питания кур, с содержанием рапсовое масло на фоне базового рациона. Близкое значение отмечается при использовании подсолнечного масла. Результаты, полученные при добавке соевого и льняного масла, отличаются почти в 2 раза от контрольного периода и «рапсового».

Для того чтобы установить зависимость между протеазами и щелочной фосфатазой необходимо рассчитать корреляцию. Данные представлены на рис. 1.

Данные указывают на устойчивую обратную связь между признаками, что может быть основанием для расчета индекса между указанными значениями. Результаты определения взаимосвязи между протеазами и щелочной фосфатазой в других биологических средах показывает, что такая корреляция есть, но более слабая из-за того, что химус получали только через один час после кормления, кровь брали в состоянии кур натощак (рис. 3, 4).

Опыт 2. Определение фосфатно-протеазного индекса в дуоденальном содержимом кур-несушек

В двенадцатиперстную кишку поступают секреты поджелудочной Железы, печени, кишечных желез, поэтому в этом участке тонкого отдела кишечника гидролиз питательных веществ идет особенно интенсивно. В задачу наших исследований входило изучение активности пищеварительных ферментов в дуоденальном химусе через один час после приема корма (табл. 2).

Рассчитываем фосфатазно-протеазный индекс (Ифп).

Результаты Ифп согласуются с панкреатической секрецией, поскольку оптимальные значения имеют периоды с добавкой подсолнечного и рапсового масла в рацион кур-несушек. При добавлении соевого масла уровень увеличивается в 2,1 раза, а льняного - в 1,8 раза по сравнению с подсолнечным маслом.

Динамика активности щелочной фосфатазы соответствует в панкреатическом соке и дуоденальном химусе. Следовательно, панкреатическая щелочная фосфатаза оказывает определяющее значение в общей кишечной фосфатазной активности. Это находит отражение в согласованности фосфатазно-протеазного индекса в дуоденальном содержимом и панкреатическом соке (рис. 2).

Опыт 3. Определение фосфатно-протеазного индекса в плазме крови

Биохимические показатели крови животных отражают состояние обменных процессов в организме, поэтому трудно представить, чтобы изменения в экзокринной функции поджелудочной железы кур-несушек не повлияли на показатели крови (табл. 3).

Наиболее высокий показатель активности трипсина в плазме крови соответствует соевому и рапсовому маслу, что превышает контроль (подсолнечное масло) соответственно на 84,3 и 87,6% (р≤0,05). Активность трипсина при добавлении в корм льняного масла соответствует контролю (подсолнечному маслу). Нужно отметить, что активность трипсина при использовании соевого и рапсового масла находится на верхней границе физиологической нормы для кур-несушек, что может быть связано с наличием антипитательных факторов (ингибитора трипсина) в данных маслах.

Проводим расчет фосфатазно-протеазного индекса Ифп.

Индекс щелочной фосфатазы к протеазам (трипсину) в данной таблице согласуется с результатами экзокринной функции поджелудочной железы (табл. 1) в том, что самый низкий показатель индекса отмечен при использовании рапсового масла. Это свидетельствует о том, что при добавлении рапсового масла идет наиболее эффективное усвоение протеина корма при оптимальной функции пищеварительных желез (поджелудочной железы и печени). Данные подтверждают «нагруженный» метаболизм печени и поджелудочной железы при использовании льняного масла, в этом случае отмечается увеличение индекса ЩФ/трипсин до 32,1. Следовательно, соотношение ЩФ и протеаз имеет диагностическое значение и может служить индикатором физиологического состояния пищеварительного канала.

Таким образом, в панкреатическом соке, дуоденальном химусе и крови установлена отрицательная корреляция между активностью протеаз и щелочной фосфатазы, что может быть основанием расчета индекса (отношение активности ЩФ к протеазам) для оценки адаптации пищеварения к отдельному компоненту корма. Указанный индекс имеет границы физиологической нормы, которая находится, судя по экспериментальным данным, в крови от 10 до 20 единиц у кур-несушек. Увеличение данного индекса указывает на наличие стрессовой реакции, действующей на организм птицы. Это может быть кормовой стресс и другие негативные факторы содержания. В случае, если на протяжении длительного времени (более 10 суток) показатель не возвращается к контрольным цифрам, требуется участие специалистов в устранении причины. Периодический мониторинг состояния данного индекса позволит зооветспециалистам контролировать состояние пищеварительного канала у птицы и тем самым повышать продуктивность и качество животноводческой продукции.

.Работа выполнена при финансовой поддержке подпрограммы «Изучение механизмов адаптации системы пищеварения млекопитающих животных и птицы к рационам с различным ингредиентным составом кормов» в соответствии с Программой фундаментальных исследований

РАН (распоряжение Президиума РАН №10115-1388 от 26.12.2018. Соглашение №075-02-2019-1846 от 18.07.2019).

Изобретение относится к ветеринарии, сельскому хозяйству и касается способа оценки адаптации пищеварения птицы к ингредиентному составу рациона. Способ оценки адаптации пищеварения птицы к ингредиентному составу рациона включает биохимические исследования активности протеаз и щелочной фосфатазы в биологических жидкостях организма птицы, далее проводят расчет фосфатазно-протеазного индекса, который и сопоставляют с контрольными значениями. Вышеописанный способ позволяет эффективно оценить адаптацию пищеварения птицы к ингредиентному составу рациона и тем самым повысить продуктивность и качество животноводческой продукции. 4 ил., 3 табл.

Способ оценки адаптации пищеварения птицы к ингредиентному составу рациона, включающий биохимические исследования активности протеаз и щелочной фосфатазы в плазме крови птицы, отличающийся тем, что проводят расчет фосфатазно-протеазного индекса, который определяют как отношение активности щелочной фосфатазы к протеазам, выраженного в одинаковых единицах активности по формуле

Ифп - индекс фосфатазно-протеазный,

А_ЩФ - активность щелочной фосфатазы, ед/л,

А_П - активность протеаз, ед/л,

и сопоставляют с контрольными значениями Ифп, который соответствует физиологической норме у кур-несушек в крови от 10 до 20 единиц.