doi: 10.15389/agrobiology.2023.2.373rus
УДК 636.52/.58:636.085.8
Исследования выполнены при финансовой поддержке РНФ проект № 20-16-00078.
ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ ФОРМ ЦИНКА КАК ИММУНОМОДУЛЯТОРОВ В РАЦИОНАХ ЦЫПЛЯТ-БРОЙЛЕРОВ (Gallus gallus L.)
Е.А. СИЗОВА1 ✉, С.А. МИРОШНИКОВ2, К.С. НЕЧИТАЙЛО1
Значимая проблема современного птицеводства — недостаточно высокая сохранность цыплят бройлеров, обусловленная различными причинами, в том числе иммуносупрессией. Для повышения адаптационной способности и иммунореактивности с успехом применяют различные биологически активные вещества и микроэлементы. Несомненный интерес представляет использование цинка (Zn), который обладает иммунотропными свойствами, стимулирует активность иммунной и антиоксидантной систем, повышает продуктивность и сохранность животных, в составе кормовых добавок. В настоящей работе впервые показано влияние цинка из разных источников на естественную резистентность и морфофункциональную реорганизацию иммунокомпетентных органов у цыплят-бройлеров (Gallus gallus L.) кросса Смена 7, а также установлено преимущество использования органической и ультрадисперсной форм цинка при кормлении цыплят по сравнению с неорганической формой. Нашей целью была сравнительная оценка эффективности применения различных форм цинка в рационе цыплят-бройлеров кросса Смена 7 как модуляторов иммунной системы на основании данных биохимических исследований и характеристики микроструктуры иммунокомпетентных органов. Исследования выполняли на цыплятах-бройлерах кросса Смена 7 (три группы по 24 гол. в каждой) в условиях вивария ФНЦ биологических систем и агротехнологий РАН (г. Оренбург, 2020 год). Источниками микроэлементов служили аспарагинат Zn (органическая форма, ОФ; ООО «В-Мин+», г. Сергиев Посад, Россия), минеральные соли ZnSO4·7H2O (неорганическая форма, НФ; «Ленреактив», г. Санкт-Петербург, Россия) и порошок ультрадисперсных частиц Zn (УДФ Zn; ООО «Передовые порошковые технологии», г. Томск, Россия). Цыплята контрольной группы на протяжении всего опыта получали основной рацион, в котором Zn нормализовали введением сульфата ZnSO4·7H2O. В опытных группах в период с 14-х по 42-е сут сульфат Zn заменяли на УДФ Zn в дозе 49 мг/кг корма (I группа) или на аспарагинат Zn в той же дозировке (II группа). Убой птицы и отбор образцов проводили в возрасте 3, 4, 5 и 6 нед. Биохимические исследования сыворотки крови осуществляли на автоматическом анализаторе CS-T240 («DIRUI Industrial Co., Ltd», Китай) с использованием коммерческих наборов для ветеринарных исследований DiaVetTest (АО «Диакон-ДС», Россия). Морфологический состав определяли с помощью автоматического гематологического анализатора URIT-2900 Vet Plus («URIT Medial Electronic Co., Ltd», Китай). Оценивали показатели естественной резистентности — бактерицидную активность сыворотки крови (БАСК), активность лизоцима (АЛ), активность b-лизинов (Аb-Л), а также иммунологические показатели — показатель фагоцитов (ПФ) и фагоцитарный индекс (ФИ). Морфологические характеристики клоакальной бурсы (КБ), тимуса и селезенки определяли на гистологических срезах толщиной 5-6 мкм, окрашенных гематоксилином и эозином. Общие структурные изменения оценивали на парафиновых срезах, окрашенных гематоксилином и эозином, на светооптическом микроскопе с программным обеспечением MT 5300L («Meiji Techno Co., Ltd», Япония). На срезах КБ определяли площадь фолликула и мозговой зоны, ширину корковой зоны; в селезенке — площадь красной и белой пульпы, плотность клеток красной и белой пульпы; в тимусе — площадь коркового и мозгового вещества, их соотношение (корковый индекс), плотность клеток красной и белой пульпы. Площадь структур определяли на 125000 мкм2, плотность — на 1 мм2. В 3-недельном возрасте во II группе у цыплят было отмечено повышение содержания лейкоцитов на 37,5 % (р ≤ 0,05) в сравнении с контролем. К 4-недельному возрасту показатель повысился и при введении УДФ Zn на 40,7 % (р ≤ 0,05). Повышение происходило за счет лимфоцитов и моноцитов. К концу эксперимента в опытных группах содержание лейкоцитов было ниже контроля. Все показатели белых клеток крови укладывались в нормативные значения. Введение УДФ Zn способствовало повышению БАСК в диапазоне от 5,8 до 16,7 % и АЛ на 8,2 % на более поздних этапах эксперимента по сравнению с контролем. Тенденция к увеличению активности Аb-Л была зарегистрирована в 5-недельном возрасте с последующим снижением к концу эксперимента. Применение ОФ Zn приводило к статистически значимому (р ≤ 0,01) повышению активности БАСК (на 13,4 %) в 3-недельном возрасте и АЛ в конце эксперимента (на 8,8 %). ОФ Zn обеспечила плавное прогрессирующее повышение Аb-Л в течение всего эксперимента. В результате гистологической оценки установлено, что включение в рацион ОФ Zn приводило к усилению активности КБ с увеличением площади лимфоидных фолликулов на 64,5 % (р ≤ 0,01) за счет расширения мозговых зон, а также к повышению клеточной плотности корковой зоны с большим числом макрофагов и митозов. В тимусе совокупно с расширением мозговой зоны на 20,9 % наблюдалось большее число телец Гассаля, уплотнение клеток кортикального слоя и пролиферативная активность лимфоцитов с активизацией макрофагов. В селезенке при введении в рацион УДФ Zn отмечали укрупнение фолликулов за счет увеличения площади белой пульпы в 2,2 раза (р ≤ 0,05). Таким образом, введение в рацион цыплят-бройлеров кросса Смена 7 органической и ультрадисперсной форм Zn позволило повысить бактерицидную активность сыворотки крови и увеличить активность лизоцима и b-лизинов, тем самым стимулируя естественную резистентность организма птицы. Реакция органов иммунной системы на применение различных форм цинка также была в большей степени выражена при включении в основной рацион УДФ и ОФ в сравнении с неорганической формой.
Ключевые слова: ультрадисперсные частицы, цыплята-бройлеры, кормление, цинк, иммунная система, тимус, селезенка, клоакальная бурса, микроструктура.
E.A. Sizova1 ✉, S.A. Miroshnikov2, K.S. Nechitailo1
A significant problem of modern poultry farming is insufficient viability of broiler chickens due to various reasons, including immunosuppression. Various biologically active substances and trace elements are successfully used to increase the adaptive capacity and immunoreactivity of birds. The use of zinc (Zn) in feed additives which has immunotropic properties, stimulates immune and antioxidant systems, increases the productivity and safety of animals is of undoubted interest. Here, for the first time the influence of zinc from different sources on natural resistance and morphofunctional reorganization of immunocompetent organs of Smena 7 cross broiler chickens (Gallus gallusL.) was shown. These data also point to the advantage of organic and ultrafine dietary forms of zinc for chick feeding compared to the inorganic form. Our goal was to compare the effectiveness of using different forms of zinc in the diet as modulators of the immune system based on biochemical parameters and characterization of the microstructure of immunocompetent organs. Studies were performed on broiler chickens of Smena 7 cross (three groups, 24 animals in each group) in the vivarium of the Federal Research Center of Biological Systems and Agrotechnologies RAS (Orenburg). Sources of trace elements were asparaginate Zn (organic form, OF; LLC V-Min+, Sergiev Posad, Russia), mineral salts ZnSO4·7H2O (inorganic form, IF; Lenreaktiv, St. Petersburg, Russia) and powder of ultradispersed Zn particles (UDP Zn; LLC Advanced Powder Technologies, Tomsk, Russia). Chickens in the control group received a basic diet throughout the experiment, in which Zn was normalized by the introduction of ZnSO4·7H2O. In the test groups from day 14 to day 42 Zn sulphate was replaced with UDP Zn at a dose of 49 mg/kg feed (group I) or with asparaginate Zn at the same dose (group II). Samples for analysis were collected after poultry slaughtering at 3, 4, 5, and 6 weeks of age. Biochemical studies of blood serum were performed on an automatic analyzer CS-T240 (DIRUI Industrial Co., Ltd., China) using commercial kits for veterinary research DiaVetTest (JSC Diakon-DS, Russia). Morphological composition was determined using an automatic hematological analyzer URIT-2900 Vet Plus (URIT Medial Electronic Co., Ltd., China). Iindices of natural resistance, i.e., the bactericidal activity of blood serum (BABS), lysozyme activity (AL), b-lysine activity (Ab-L), and immunological indices, the phagocyte number (PN) and phagocytic index (PI) were evaluated. Morphological characteristics of cloacal bursa (CB), thymus and spleen were determined on 5-6 microns thick histological sections stained with hematoxylin and eosin. General structural changes were assessed on paraffin sections stained with hematoxylin and eosin using a light-optical microscope with MT 5300L software (Meiji Techno Co., Ltd., Japan). The area of the follicle and medullary region, the width of the cortical zone were determined in the CB sections; the area of red and white pulp, cell density of red and white pulp in the spleen; the area of cortical and brain substance, their ratio (cortical index), cell density of red and white pulp in the thymus. The area of structures was determined at 125000 μm2, density at 1 mm2. At 3 weeks of age, chickens of group II showed a 37.5 % (p ≤ 0.05) increase in leukocytes compared to control. By 4 weeks of age, the index also increased by 40.7% (p ≤ 0.05) when UDP Zn was fed. The increase was due to lymphocytes and monocytes. In the test groups, by the end of the experiment, the number of leukocytes was lower than the control. All indicators of white blood cells were within the normal range. Introduction of UDP Zn contributed to an increase in BABS in the range from 5.8 % to 16.7 % and AL by 8.2 % in the later stages of the experiment compared to control. The tendency to an increase in Ab-L was recorded at 5 weeks of age with a subsequent decrease by the end of the experiment. Application of OF Zn led to a statistically significant (p ≤ 0.01) increase in the activity of BABS by 13.4 % at 3-weeks of age and AL at the end of the experiment (by 8.8 %). The OF Zn provided a smooth progressive increase in Ab-L throughout the experiment. Histological evaluation revealed that dietary OF Zn increased CB activity with an increase in lymphoid follicle area by 64.5 % (p ≤ 0.01) due to expansion of medulla zones, as well as increased cellular density of the cortical zone with a large number of macrophages and mitoses. In the thymus, together with a 20.9 % expansion of the medullary zone, there was a greater number of Hassall’s corpuscles, thickening of cells in the cortical layer and proliferative activity of lymphocytes with activation of macrophages. In the spleen after the introduction of UDP Zn, enlargement of follicles by increasing the area of white pulp 2.2-fold (p ≤ 0.05) was noted. Thus, Smena 7 broiler chickens fed organic and ultradisperse Zn additives exhibit higher blood bactericidal activity and activity of lysozyme and b-lysines, which indicates the stimulation of natural resistance. The response of the immune system to Zn was also more pronounced for dietary UDP Zn and OF Zn compared to inorganic form.
Keywords: ultrafine particles, сhickens, feeding, zinc, immune system, thymus, spleen, cloacal bursa, microstructure.
1ФГБНУ ФНЦ биологических систем |
Поступила в редакцию |
