doi: 10.15389/agrobiology.2023.4.638rus
УДК 636.4:619:616-092.19
Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ, проект № 19-16-00068-П.
БИОХИМИЧЕСКИЙ СТАТУС И ПРОДУКТИВНЫЕ КАЧЕСТВА СВИНЕЙ (Sus scrofa domesticus) ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ СТРЕССА И ЕГО КОРРЕКЦИИ
Р.В. НЕКРАСОВ ✉, Н.В. БОГОЛЮБОВА, К.С. ОСТРЕНКО,
М.Г. ЧАБАЕВ, И.В. КУТЬИН, П.Д. ЛАХОНИН, А.А. СЕМЕНОВА,
В.А. ПЧЕЛКИНА, В.В. НАСОНОВА, С.И. ЛОСКУТОВ,
Р.А. РЫКОВ, Ю.А. ПРЫТКОВ
Одна из особенностей живого организма — его способность сохранять постоянство внутренней среды с помощью механизмов саморегуляции. У высших животных функции управления и регуляции биохимических реакций выполняет нервно-эндокринная система. С ее помощью организм воспринимает различные воздействия внешней и внутренней среды и реагирует на них посредством гормонов. В связи с этим биомаркерами уровня стресса служит в первую очередь содержание гормонов, а также концентрации в крови метаболитов и их соотношения. Использование в питании дигидрокверцетина, витаминов С и Е может способствовать снижению негативного влияния стресса. В настоящей работе впервые установлено положительное влияние дополнительного скармливания комплекса антиоксидантов (дигидрокверцетин и витамины Е, С) на адаптацию организма свиней к условиям стресса посредством оптимизации метаболических процессов и гормонального статуса при усилении антиоксидантной защиты, что способствовало получению мяса более высокого качества. Цель работы — оценка влияния скармливания комплекса адаптогенов ДКВЕС (дигидрокверцетин и витамины Е, С) на биохимический статус и продуктивные качества свиней при моделировании стресса. Опыты проводили в 2022-2023 годах в Федеральном исследовательском центре животноводства — ВИЖ им. академика Л.К. Эрнста. В эксперимент отобрали 34 боровка (Sus scrofa domesticus) F2 [(крупная белая × ландрас) × дюрок] в период откорма. Живая масса поросят на начало эксперимента составляла 40,7-41,0 кг, возраст — 99 сут. Период откорма длился 90 сут. В предварительный период поросята были распределены в четыре группы методом пар-аналогов: I контрольная (С-, без скармливания ДКВЕС) (9 гол.), II контрольная (С+, скармливание ДКВЕС) (9 гол.), III опытная (Е-, без скармливания ДКВЕС) (8 гол.), IV опытная (Е+, скармливание ДКВЕС) (8 гол.). Размер каждого станка составлял 2,40×2,25 м (площадь 5,4 м2), фронт кормления — 1,05 м. То есть при размещении свиней в станках по 4 гол. (группы Е- и Е+) вместо 3 гол. (группы С- и С+) происходило снижение площади станка в расчете на 1 гол. с 1,80 до 1,35 м2, а фронта кормления — с 0,35 м до 0,26 м (при норме не менее 0,3 м/гол. согласно ГОСТ 28839-2017). ДКВЕС содержал ДКВ (Экостимул-2, «АО Аметис», Россия; 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. Животные из групп С+ и Е+ дополнительно к рациону получали ДКВЕС в количестве 0,025 % по массе комбикорма на протяжении всего времени испытаний. Молодняк взвешивали индивидуально каждую декаду. Для оценки клинико-физиологического и метаболического статуса в конце периода доращивания, а также при переводе на заключительный откорм и перед убоем у животных брали кровь из яремной вены утром до кормления для анализа. В сыворотке крови определяли содержание кальция, фосфора, магния, активность аспартатаминотрансферазы, аланинаминотрансферазы, количество щелочной фосфатазы, общего билирубина, креатинина, холестерина, глюкозы, общего белка, альбумина, хлоридов и мочевины. Для оценки антиоксидантного статуса определяли в пробах сыворотки крови общее количество свободных водорастворимых антиоксидантов с помощью амперометрического метода. Также определяликонцентрации в сыворотке крови тиреоидных гормонов — общего и свободного тироксина (Т4общ. и Т4св.) и трийодтиронина (Т3общ. и Т3св.), тиреотропного гормона, кортизола, адреналина, инсулиноподобного фактора роста 1, мелатонина методом твердофазного иммуноферментного анализа. Непосредственно перед убоем измеряли живую массу (ЖМ) свиней после голодной выдержки. После убоя определяли массу парной туши, а также убойный выход, толщину шпика, площадь мышечного глазка, рН через 45 мин после убоя и через 24 ч хранения. Установлено, что на фоне усиления конкуренции за кормовой стол скармливание ДКВЕС приводило к существенному снижению содержания кортизола (р = 0,014) и адреналина (p = 0,09) у поросят в заключительный период откорма. Вследствие конкуренции за корм снижалась концентрация мелатонина (р = 0,01), а скармливание ДКВЕС в группе Е+ нормализовало ее до значений, полученных при 1-м и 2-м взятиях крови. Стресс негативно сказывался на метаболических процессах, индикаторами которых служат биохимические показатели крови (концентрация в сыворотке крови триглицеридов, холестерина, билирубина). В заключительный период откорма произошли существенные сдвиги в гормональном статусе животных. У поросят в группах С по сравнению с Е снижалась концентрация Т4общ. (p = 0,02), Т3общ. (p = 0,05), Т3своб. (p = 0,004), что сопровождалось усилением выработки ТТГ (p = 0,05). Скармливание ДКВЕС несколько сглаживало отрицательное влияние моделируемого фактора. Самые низкие значения Т4общ., Т4своб., Т3общ., Т3своб. наблюдались в группе Е+. Следует отметить, что содержание тиреотропного гормона (ТТГ) и интегральный тиреоидный индекс (ИТИ) в группе Е+ снижались до 0,46 мМЕ/л и 69,7 ед. против 0,51 и 263,8 ед. в группе Е- при снижении конверсии Т4своб. в Т3своб. в 1,73 раза. С увеличением ЖМ животных (70 кг и более) сильнее проявлялось влияние ограничения площади станка и фронта кормления, которое проявлялось в снижении ССП в группе Е- в последний период откорма (p < 0,05). Под влиянием ДКВЕС в период заключительного откорма отмечена тенденция к повышению количества инсулиноподобного фактора роста 1 (IGF-1) в группах С+ и Е+ по сравнению с группами С- и Е- (соответственно 163,7 и 162,8 против 141,0 и 142,1 нг/мл, p = 0,14), что коррелирует с более высокими приростами живой массы. Полученные результаты свидетельствуют о том, что добавка ДКВЕС, обладая антиоксидантной способностью, может улучшать параметры роста и, по-видимому, проявлять тканеспецифическую регуляцию количества мРНК IGF-IR. На этом фоне в конце опыта произошло увеличение концентрации мелатонина в сыворотке крови животных из групп С- и С+ (р < 0,05), причем скармливание ДКВЕС не влияло на изменение этого показателя. В то же время следует отметить статистически значимое снижение содержания мелатонина (MT) в группах Е- и Е+ по сравнению с контрольными (292,2 и 179,8 пг/мл против 457,6 и 458,7 пг/мл, р = 0,01), то есть усиление конкуренции за корм приводило к снижению этого показателя, а скармливание ДКВЕС в группе Е+ нормализовало его значения до отмеченных при 1-м и 2-м взятиях крови. Среди прочего стресс может оказывать значительное влияние на качество продукции, что необходимо учитывать при выборе стратегий кормления, содержания и организации убоя животных. Показано, что использование комплекса адаптогенов-антиоксидантов значительно улучшило адаптационные способности организма и снизило влияние стрессовых факторов на производственные показатели.
Ключевые слова: адаптоген, дигидрокверцетин, витамин, стресс, молодняк свиней, гормоны, биохимия крови, убойные показатели.
R.V. Nekrasov ✉, N.V. Bogolyubova, K.S. Ostrenko, M.G. Chabaev,
I.V. Kutyin, P.D. Lakhonin, A.A. Semenova, V.A. Pchelkina,
V.V. Nasonova, S.I. Loskutov, R.A. Rykov, Yu.A. Prytkov
A peculiarity of living organisms is the internal constancy maintained by self-regulation mechanisms. In higher animals, the functions of control and regulation of biochemical reactions are performed by the neuro-endocrine system. With its help the organism perceives various influences of external and internal environment and reacts to them by means of hormones. In this regard, biomarkers of stress level are primarily the content of hormones, as well as blood concentrations of metabolites and their correlation. The use of dihydroquercetin, vitamins C and E in nutrition can help to reduce the negative effects of stress. In the present work we have established for the first time the positive influence of additional feeding of antioxidant complex on the adaptation of pigs under stress by hormonal regulation and strengthening of antioxidant status of the organism. The aim of the work was to evaluate the effect of feeding a complex of adaptogens DHQEC (dihydroquercetin and vitamins E, C) on the biochemical status and productive qualities of pigs under stress modelling. Fattening experiments were performed on 34 pigs (Sus scrofa domesticus) F2 [(Large White × Landrace) × Duroc] (Ernst Federal Research Center for Animal Husbandry, 2022-2023). Body weight (BW) of piglets aged 99 days at the beginning of the experiment was 40.7-41.0 kg. The duration of the fattening period was 90 days. During the preliminary period, piglets were distributed into four groups by the paired-analogues method: I control (С-, without dietary DHQEC) (9 animals), II control (C+, with dietary DHQEC) (9 animals), III experimental (Е-, without dietary DHQEC) (8 animals), IV experimental (E+, with dietary DHQEC) (8 animals). Each stall sized 2.4×2.25 m (5.4 m2) with 1.05 m feeding front. That is, with four pigs per stall (groups Е- and E+) instead of 3 pigs per stall (groups С- and C+), there was a decrease in the stall area per pig from 1.8 to 1.35 m2, and the feeding front from 0.35 to 0.26 m (according to GOST 28839-2017, the norm is at least 0.3 m per pig). DHQEC contained DHQ (Ecostimul-2, AO Ametis, Russia; DHQ 72-73 %, 32 mg/kg of feed), vitamin E (INNOVIT E60, MEGAMIX, Russia, 10 mg/kg of feed), and vitamin C (Tiger C 35, Anhui Tiger Biotech Co., Ltd., China, 35 mg/kg of feed). Animals from groups C+ and E+ received dietary DHQEC (0.025 % by weight of mixed fodder) throughout the whole period of the tests. Young animals were weighed individually every decade. To assess the clinical, physiological and metabolic status of the organism at the end of the growing period, as well as during transfer to final fattening and before slaughter, blood samples were taken from the jugular vein in the morning before feeding. Calcium, phosphorus, magnesium, aspartate aminotransferase, alanine aminotransferase activity, alkaline phosphatase, total bilirubin, creatinine, cholesterol, glucose, total protein, albumin, chloride and urea were determined in blood serum. To assess antioxidant status, the total amount of free water-soluble antioxidants was determined amperometrically in serum samples. The serum concentrations of total and free thyroxine (T4t and T4f) and triiodothyronine (T3t and T3f), as well as thyroid hormone, cortisol, adrenaline, insulin-like growth factor-1, and melatonin were also determined by solid-phase enzyme-linked immunosorbent assay. BW of pigs after starvation was evaluated immediately before slaughter. After slaughter, the carcass was weighed, the slaughter yield, thickness of the skin, muscle eye area, and pH were determined 45 min after slaughter and after 24 h of storage. It was found that with increased competition for feed table, DHQEC provides a significant decrease in cortisol (p = 0.014) and adrenaline (p = 0.09) in piglets during the final fattening. Due to competition for feed, the melatonin concentration decreased (p = 0.01), while DHQEC in E+ group normalized the melatonin level to the values for the 1st and 2nd blood draws. Stress had a negative effect on some metabolic processes indicators of which are biochemical blood parameters (blood concentration of triglycerides, cholesterol, bilirubin, AsAT). At final fattening, there were significant shifts in the animal hormonal status. In piglets in groups C compared to E, the concentration of T4t (p = 0.02), T3t (p = 0.05), T3f (p = 0.004) decreased together with an increase in the thyroid hormone (TTG) production (p = 0.05). Dietary DHQEC somewhat smoothed the negative influence of the modelled factor. The lowest values of T4t, T4f, T3t, T3f were rebealed in the E+ group. It should be noted that the TTG content and integral thyroid index (ITI) in the E+ group decreased to 0.46 mME/l and 69.7 units vs. 0.51 mME/l and 263.8 units in the Е- group, while the conversion of T4f to T3f decreased 1.73 times. With increasing BW of animals (70 kg and more), the effect of limitation of machine area and feeding front was stronger, which was manifested in the decrease of ADG in the Е- group in the last fattening period (p < 0.05). Under the influence of DHQEC during the final fattening, there was a tendency to increase the amount of insulin-like growth factor-1 (IGF-1) in groups C+ and E+ compared to groups С- and Е- (163.7 and 162.8 vs. 141.0 and 142.1 ng/ml, respectively, p = 0.14), which correlates with higher ADG. The obtained results indicate that DHQEC supplementation, having antioxidant activity, can improve growth parameters and, apparently, exhibit tissue-specific regulation of IGF-IR mRNA transcription. At the end of the experiment there was an increase in the blood melatonin (MT) concentration in animals from groups С- and C+ (p < 0.05), and dietary DHQEC did not affect the change of this index. A statistically significant decrease in MT content in Е- and E+ groups compared to the control groups (292.2 and 179.8 pg/ml vs. 457.6 and 458.7 pg/ml, p = 0.01) should be noted. Therefore, competition for feed led to a decrease in this index, and feeding of DHQEC in E+ group normalised its values to those at the 1st and 2nd blood draws. Stress had a significant effect on the quality of production. The adaptogen-antioxidant complex DHQEC significantly improves the adaptive abilities of pigs and reduces the influence of stress factors on production performance.
Keywords: adaptogen, dihydroquercetin, vitamin, stress, young pigs, hormones, blood biochemistry, slaughter performance.
ФГБНУ Федеральный исследовательский центр |
Поступила в редакцию |
