doi: 10.15389/agrobiology.2023.2.355rus
УДК 636.4:591.473.31:59.086
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 19-16-00068-П).
МИКРОСТРУКТУРА МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ У ГИБРИДНЫХ СВИНЕЙ (Sus scrofa domesticus L.) ПРИ ИНТЕНСИВНОМ ОТКОРМЕ ПОД ВЛИЯНИЕМ АДАПТОГЕНОВ
А.А. СЕМЕНОВА1, Т.Г. КУЗНЕЦОВА1, В.А. ПЧЕЛКИНА1, В.В. НАСОНОВА1, С.И. ЛОСКУТОВ1, Н.В. БОГОЛЮБОВА2, Р.В. НЕКРАСОВ2 ✉
В настоящее время признается экономическая важность улучшения качества свинины при одновременном продолжении наращивания объемов ее производства. Показано, что выбор рациона кормления влияет на характеристики мышечных волокон, а в предупреждении появления и развития миопатических изменений мяса важная роль отводится веществам-адаптогенам, в которых нуждаются животные в период активного роста, — витаминам и биофлавоноидам. В настоящей работе на примере гибридных свиней впервые показано положительное влияние скармливания комплекса адаптогенов дигидрокверцетина и витаминов Е, Св период откорма на микроструктурные характеристики musculus Longissimus dorsi. Цель работы — оценка влияния комплекса адаптогенов дигидрокверцетина и витаминов Е, С на микроструктурные характеристики мышечной ткани мяса, получаемого от гибридных свиней. Опыты проводили в 2021-2022 годах в ФГБНУ ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН, ФГНУ ФИЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста и БМПК (Брянская обл). Для эксперимента отобрали 108 помесных поросят (Sus scrofa domesticus) F2 [(крупная белая × ланд-рас) × дюрок]. Продолжительность периода откорма составляла 58 сут. Поросята разделили на две группы (контрольную и опытную) случайным образом. Контрольная группа получала только комбикорм СК-6. Опытной группе дополнительно давали экспериментальный комплекс адаптогенов (ДКВЕС), содержащий ДКВ (Экостимул-2, АО «Аметис», Россия; содержание ДКВ 72-73 %) в дозе 32 мг/кг корма, витамин Е (ИННОВИТ Е60, ГК «МЕГАМИКС», Россия) — 10 мг/кг корма, витамин С (Тайгер С 35, «Anhui Tiger Biotech Co., Ltd.», Китай) – 35 мг/кг корма. Молодняк взвешивали дважды — на 0-е и 58-е сут. Проводили индивидуальное (по 10 гол. из группы) и групповое взвешивание. После убоя животных определяли массу парной туши, а также убойный выход. Для изучения микроструктуры мышечной ткани через 45 мин после убоя из длиннейшей мышцы спины (musculus longissimus dorsi) отбирали образцы размером 3×3×3 см. Образцы фиксировали в 10 % нейтральном забуференном растворе формалина в течение 72 ч при комнатной температуре. Для дальнейшего исследования от каждого образца отбирали два фрагмента размером 1,5×1,5×0,5 см с продольной и поперечной ориентацией мышечных волокон, промывали холодной проточной водой в течение 4 ч и уплотняли в растворах желатина («AppliChem GmbH», Германия) по восходящей концентрации (12,5 %, 25 %) при 37 °С в течение 8 ч в каждом растворе. Серийные срезы толщиной 16 мкм изготавливали на криостатате MIKROM-HM525 («Thermo Scientific», США). Срезы монтировали на стекла Menzel-Glaser («Thermo Scientific», США) и окрашивали гематоксилином Эрлиха и 1 % водно-спиртовым раствором эозина («BioVitrum», Россия). Изучение гистологических препаратов и их фотографирование осуществляли с использованием светового микроскопа AxioImaiger A1 («Carl Zeiss», Германия; видеокамера AxioCam MRc 5, «Carl Zeiss», Германия). Для морфометрических исследований применяли программу анализа изображений AxioVision 4.7.1.0 («Carl Zeiss», Германия). Диаметр мышечных волокон, длину саркомеров и площадь поперечного сечения гигантских волокон измеряли в интерактивном режиме. При изучении поперечных срезов гистологических препаратов определяли форму мышечных волокон, плотность их расположения, состояние ядер, толщину и состояние соединительнотканных прослоек, выявляли гигантские волокна. На продольных срезах определяли состояние и форму мышечных волокон, состояние сарколеммы, наличие исчерченности (поперечной, продольной), наличие деструктивных изменений (разрывы, трещины, фрагментация), выявляли узлы гиперсокращения. По результатам откорма животных контрольной и опытной групп мы не обнаружили статистически значимых различий по живой массе и убойными показателями, однако гистологические исследования выявили достоверные различия между группами по средним значениям плотности расположения мышечных волокон (р = 0,02) и длине саркомеров (р = 0,000007). Снижение числа гигантских волокон в образцах от опытной группы почти в 2 раза (11,60 против 21,30 шт/см2) свидетельствовало о существенном улучшении микроструктуры образцов по сравнению с контрольной группой животных, не получавших ДКВЕС. Менее выраженный характер деструктивных изменений сарколеммы в опытной группе также указывал на повышение стрессоустойчивости животных. С учетом значительной вариабельности морфометрических показателей в обеих группах была применена балльная оценка, позволяющая на основании результатов изучения микроструктуры мышечных волокон классифицировать туши по степени выраженности миопатических изменений мышечной ткани. В контрольной группе была только одна туша без признаков миопатии, четыре туши имели признаки умеренной миопатии и пять туш — выраженной миопатии. Напротив, в опытной группе в четырех тушах признаки миопатии отсутствовали, шесть туш имели признаки умеренной миопатии. При этом в опытной группе не выявили ни одного образца с выраженной миопатией. По среднему числу баллов, характеризующему степень выраженности миопатических изменений мышечной ткани, контрольная и опытные группы статистически значимо различались (р = 0,004). Показано, что улучшение микроструктуры мышечной ткани может быть достигнуто за счет использования ДКВЕС in vivo, что позволяет сделать вывод о положительном влиянии комплекса адаптогенов на стрессоустойчивость животных и степень гликолиза в мясе.
Ключевые слова: адаптоген, дигидрокверцетин, стресс, молодняк свиней, мышечная ткань, гигантские волокна, узлы сокращений, микроструктура, гистология.
A.A. Semenova1, T.G. Kuznetsova1, V.A. Pchelkina1, V.V. Nasonova1, S.I. Loskutov1, N.V. Bogolyubova2, R.V. Nekrasov2 ✉
At present, improving the quality of pork while increasing the production of pork is of generally recognized economic importance. Diets have been shown to affect the characteristics of muscle fibers. Adaptogens (vitamins and bioflavonoids) that animals need during active growth period can prevent myopathic transformation in meat. This paper for the first time reports on the improved microstructure of the musculus longissimus dorsi in crossbred pigs fed a complex of adaptogens (dihydroquercetin and vitamins E, C) during the fattening period. Our aim was to evaluate the effect of the complex of dihydroquercetin + vitamins E, C on the microstructure of meat muscle tissue in hybrid pigs. The experiments were carried out in 2021-2022 at Gorbatov Federal Research Center of Food Systems, Ernst Federal Research Center for Animal Husbandry and BMPK (Bryansk Province). Crossbred piglets (n = 108) (Sus scrofa domesticus) F2 [(Large White × Landrace) × Duroc] were randomly selected and assigned to two groups, n = 54 each, for a 58-day fattening. The control group were fed only a complex feed (SK-6, Russia), The test group was additionally fed an experimental dietary complex of adaptogens (DEC) that contains dihydroquercetin (DHQ, Ecostimul-2, JSC Ametis, Russia; 72-73 % DHQ, 32 mg/kg of feed), vitamin E (INNOVIT E60, GC MEGAMIX, Russia; 10 mg/kg feed) and vitamin C (Tiger C 35, Anhui Tiger Biotech Co. Ltd., China; 35 mg/kg feed). Young animals were weighed twice (on day 0 and day 58) by group weighing and individual weighing of 10 animals from each group. After slaughter, the paired carcass weight and the slaughter yield were assessed. To study the microstructure of muscle tissue, 45 min after slaughter, samples (3×3×3 cm) of the longest back muscle (musculus longissimus dorsi) were collected and fixed in 10 % neutral buffered formalin solution for 72 h at room temperature. For further study, two fragments (1.5×1.5×0.5 cm) of each sample with longitudinal and transverse orientations were washed with cold running water for 4 h, then compacted at 37 °C in gelatin (AppliChem GmbH, Germany) of ascending concentrations (12.5 and 25 %, for 8 h in each). Serial 16 µm sections were prepared using a MIKROM-HM525 cryostat (Thermo Scientific, USA), mounted on Menzel-Glaser glasses (Thermo Scientific, USA) and stained with Ehrlich’s hematoxylin and 1 % eosin water-alcohol solution (BioVitrum, Russia). The histological preparations were examined and photographed using an AxioImaiger A1 light microscope (Carl Zeiss, Germany) with a connected AxioCam MRc 5 video camera (Carl Zeiss, Germany). Morphometric studies were performed using the AxioVision 4.7.1.0 image analysis program (Carl Zeiss, Germany). Muscle fiber diameter, sarcomere length, and giant fiber cross-sectional area were measured online. On cross sections, the shape of muscle fibers, their density, the state of the nuclei, the thickness and state of the connective tissue layers were investigated, and giant fibers were identified. On longitudinal sections, the state and shape of muscle fibers, the state of the sarcolemma, the presence of striation (transverse, longitudinal) and destructive changes (ruptures, cracks, fragmentation), hypercontraction nodes were identified. Despite the absence of statistically significant differences in live weight and slaughter traits between groups during fattening, histological studies revealed significant differences in average values of muscle fiber density (p = 0.02) and sarcomere length (p = 0.000007). Almost a 2-fold decrease in the number of giant fibers in test group (11.60 vs. 21.30 pcs/cm2) indicates a significant improvement in the tissue microstructure compared to the control animals that did not receive DEC. The less pronounced destructive changes in the sarcolemma in the test animals also indicate an increase in the animal stress resistance. Given a significant variability of morphometric parameters in both groups, we applied a scoring procedure which allows us to classify carcasses according to the severity of myopathic changes in muscle tissues based on the results of the muscle fiber microstructure study. In control, there was only one carcass that had no signs of myopathy; four carcasses showed signs of moderate myopathy and five carcasses showed signs of severe myopathy. On the contrary, in the test group, there were four carcasses without signs of myopathy and six carcasses with signs of moderate myopathy.There were no cases of severe myopathy in the study group. The groups differed statistically significantly (p = 0.004) in scores characterizing the severity of myopathic changes in muscle tissue. Our findings show that the dietary adaptogen complex DEC can provide the improvement of the microstructure of the muscle tissue and, therefore, has a positive effect on animal stress resistance and the degree of glycolysis in meat.
Keywords: adaptogen, dihydroquercetin, stress, young pigs, muscle tissue, giant fibers, contractile nodes, microstructure, histology.
1ФГБНУ ФНЦ пищевыхсистем им. В.М. Горбатова РАН, |
Поступила в редакцию |
