Офіційні опоненти: доктор ветеринарних наук, професор Камбур Марія Дмитрівна, Сумський національний аграрний університет, завідувач кафедри анатомії, нормальної та патологічної фізіології тварин

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Інтенсифікація технологій у тваринництві є основою для задоволення потреб населення нашої країни в якісних та калорійних продуктах харчування і забезпеченні харчової промисловості сировиною, оскільки продукти тваринного походження формують понад 60% потреби людини у білках. Застосування біологічно сумісних та нешкідливих кормових добавок, отриманих за допомогою біотехнологічних методів, є однією зі складових динамічного розвитку саме таких технологій утримання тварин, які спрямовані на максимальне використання їх генетичного потенціалу.

Застосування біологічно активних препаратів та кормових добавок в тваринництві базується на глибоких знаннях законів біології та активного впливу на функціонування живого організму (Зубець М.В., 2004; Мазуркевич А.Й. із співавт., 2004; Замазій М.Д., 2004; Грибан В.Г. із співавт., 2001; Стояновський В.Г. із співавт., 2000, 2002; Янович В.Г., Сологуб Л.І., 2000; Кальницкий Б.Д., 1998; Дмитриев В.Б., 1998; Mc. Atee J. et al., 1981; Trenkel A., 1981 та інші). Незважаючи на великий обсяг теоретичних та експериментальних робіт з цього питання, механізми багатьох процесів в організмі залишаються недостатньо вивченими.

Дослідженню фізіологічних механізмів регуляції обміну речовин, що забезпечують високу продуктивність різних видів тварин, завжди приділялась належна увага. Ці питання були предметом досліджень багатьох вчених (Мельничук Д.О. зі співавт., 2000; Журбенко А.М., 1983; Снітинський В.В. із співавт., 1996; Алиев А.А., 1980; Георгиевский В.И., 1979; Курилов Н.В., 1990; Романов А.Л. и др., 1959;). Доведено, що рівень та характер живлення, і в першу чергу наявність у раціоні повноцінного білка, суттєво впливає на секрецію ендокринних залоз, функція яких тісно пов'язана з обміном речовин, ростом та розвитком організму (Шамберев Ю.Н., 2004; Mc. Atee J., 1981; Trenkel A., 1981).

Встановлено, що інтенсивність росту тварин залежить від їх віку, а також від рівня годівлі та способу утримання. Проте, навіть при збалансованій годівлі й необхідних умовах утримання, період інтенсивного росту і розвитку молодняку великої рогатої худоби в подальшому сповільнюється, що пов'язано зі зміною гормонального фону у тварин, зокрема, зниженням рівня гормону росту (Lemming G.E., 1986). Водночас змінюється й інтенсивність метаболічних процесів, збільшується відкладання жиру, зменшується приріст маси тіла у тварин, зростають затрати корму на виробництво одиниці продукції (Эрнст Л.К., 2002).

Відомо, що білки рослинного походження, які використовуються для годівлі сільськогосподарських тварин, мають недостатню кількість незамінних амінокислот і особливо лізину, метіоніну, треоніну, триптофану та інших, названих критичними. Їх дефіцит можна поповнити за рахунок амінокислот, отриманих біотехнологічними методами. Застосування біологічно активних речовин у цей період сприяє збільшенню активності залоз внутрішньої секреції, підвищує рівень обміну речовин, що зрештою спричиняє збільшення продуктивності тварин (Журбенко А.М., 1983).

Встановлено, що окремі амінокислоти, введені в організм тварини методом підшкірної імплантації у вигляді гранул, впливають на активність залоз внутрішньої секреції у молодняку тварин (Драганов И.Р. и др., 1994; Шамберев Ю.Н. и др., 1998). Разом з тим, механізм такого впливу на діяльність ендокринних залоз не досліджений.

Амінокислотно-ферментний препарат Мікорм, виробництво якого засноване на використанні біотехнологічних методів (Бакай С.М., 1987; Билай В.И., 1982; Ренсевич О.О., 1997), містить такі важливі амінокислоти, як лізин, аргінін, метіонін, тирозин, аланін, треонін та інші, а також вітаміни групи В, каротиноїди, макро- та мікроелементи. Вивчення впливу мікорму як добавки до раціону курок-несучок проводилось епізодично, не було розроблено науково обґрунтованих рекомендацій для його застосування.

У зв'язку із зазначеним вище, досить актуальним є вивчення глибинних механізмів опосередкованого впливу окремих амінокислот, імплантованих підшкірно в біологічно активні зони, на регуляцію фізіологічних та метаболічних процесів, які лежать в основі росту і розвитку тварин. Крім того, суттєве теоретичне і практичне значення має дослідження дії нового препарату Мікорм, включеного до складу раціону несучок, на фізіологічний стан, показники білкового, вуглеводно-ліпідного обміну, ферментативну активність органів травлення і перетравність поживних речовин раціону та продуктивність курей.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота тісно пов'язана з дослідженнями, що виконувались автором у межах участі в опрацюванні державних наукових тем на замовлення Мінагрополітики та Кабінету Міністрів України “Розробка та впровадження методу підвищення м'ясної продуктивності великої рогатої худоби та свиней амінокислотними препаратами, що містять йод”, Постанова Ради Міністрів УРСР 166 Н № 690, № державної реєстрації 0105U008144.

Мета і завдання досліджень. Метою дисертаційної роботи було з'ясування механізму впливу амінокислот лізину, аргініну, метіоніну та тирозину, введених у вигляді гранул методом підшкірної імплантації молодняку великої рогатої худоби на відгодівлі, на рівень гормональної активності аденогіпофіза та підшлункової залози, а також на окремі показники білкового, вуглеводно-ліпідного та мінерального обміну, які тісно пов'язані з м'ясною продуктивністю. Належало з'ясувати вплив мікорму як кормової добавки до раціону, на деякі показники білкового, вуглеводно-ліпідного обміну, активність ферментів органів травлення та перетравність поживних речовин у курок-несучок.

Для досягнення мети необхідно було вирішити наступні завдання:

1. Дослідити рівень соматотропного гормону та інсуліну в крові молодняку великої рогатої худоби після підшкірної імплантації в зону акупунктури амінокислот лізину, аргініну, метіоніну чи тирозину у вигляді гранул і встановити корелятивні зв'язки між рівнем названих вище гормонів та показниками метаболічних процесів у тварин.

2. Вивчити вплив названих амінокислот на стан гемопоезу і рівень білкового, ліпідного, вуглеводного та мінерального обміну у молодняку великої рогатої худоби.

3. Встановити оптимальні дози гранул амінокислот лізину, аргініну, метіоніну та тирозину і провести порівняльну оцінку їх впливу на приріст маси тіла тварин.

4. Вивчити вплив імплантованих гранул амінокислот на забійний вихід, хімічний склад та біологічну цінність м'яса дослідних тварин, ветеринарно-санітарну якість отриманих продуктів забою.

5. Вивчити вплив мікорму на фізіологічний стан, показники гемопоезу, білкового, ліпідного та вуглеводного обміну у курей.

6. Дослідити вплив мікорму на активність ферментів органів травлення та перетравність поживних речовин у курей.

7. Встановити оптимальні дози мікорму та їх вплив на несучість і якісні показники продукції, отриманої від курок-несучок.

8. Визначити економічну ефективність застосування гранул лізину, аргініну, метіоніну і тирозину при відгодівлі молодняку великої рогатої худоби та мікорму як кормової добавки до раціону курок-несучок.

Об'єкт досліджень - фізіологічний стан, обмін речовин та їх регуляція у молодняку великої рогатої худоби після імплантації гранул лізину, аргініну, метіоніну і тирозину; функціональний стан та динаміка показників обміну речовин у курей за згодовування мікорму.

Предмет досліджень - морфологічний склад крові, рівень гормону росту та інсуліну, показники обміну білків, ліпідів, вуглеводів, мінеральних речовин та інтенсивність росту молодняку і оцінка продуктів забою тварин; вплив мікорму на динаміку обміну білків, вуглеводів і ліпідів, активність ферментів крові та органів травлення у курок, а також перетравність поживних речовин за згодовування препарату; несучість і якість отриманої продукції.

Методи досліджень - фізіологічні, клінічні, біохімічні, імуноферментні, зоотехнічні, статистичні.

Наукова новизна одержаних результатів. Уперше в Україні запропонований спосіб імплантації окремих амінокислот у вигляді гранул в зону акупунктури для стимуляції фізіологічних процесів у молодняку великої рогатої худоби на відгодівлі.

Отримані нові дані теоретичного та практичного характеру щодо впливу гранул амінокислот лізину, аргініну, метіоніну і тирозину, введених в організм методом підшкірної імплантації, на гормональний гомеостаз, а також можливості його субстратної регуляції у молодняку великої рогатої худоби на відгодівлі з метою підвищення активності фізіологічних та метаболічних процесів, які сприяють збільшенню приросту маси тіла тварин.

Встановлені особливості метаболізму білків, ліпідів, вуглеводів та активності тканинних ферментів свідчать про зростання інтенсивності процесів анаболізму в організмі тварин. Доведено, що імплантація гранул лізину, аргініну і метіоніну сприяла збільшенню кількості еритроцитів та вмісту гемоглобіну в крові тварин, а також позитивно вплинула на обмін кальцію та фосфору в організмі молодняку великої рогатої худоби.

Досліджено вплив гранул лізину, аргініну і метіоніну на динаміку концентрації вільних амінокислот в крові і корелятивні зв'язки цього показника із вмістом гормону росту й інсуліну в плазмі крові тварин; проведено оцінку корелятивних зв'язків між вмістом соматотропного гормону та інсуліну в плазмі крові і показниками обміну білків, ліпідів, вуглеводів та мінеральних речовин у молодняку на відгодівлі.

Встановлено особливості метаболізму летких жирних кислот у молодняку великої рогатої худоби під впливом підшкірної імплантації гранул лізину, аргініну або метіоніну.

Досліджено динаміку вмісту вільних амінокислот в крові, нуклеїнових кислот в печінці та яєчниках та їх використання у несучок під час інтенсивного відкладання яєць за згодовування мікорму.

Встановлено вплив мікорму на активність ферментів органів травлення курок-несучок та перетравність поживних речовин, які надходять в їх організм у складі раціону.

Практичне значення отриманих результатів. Доведена можливість субстратного впливу амінокислот лізину, аргініну та метіоніну, імплантованих у вигляді гранул молодняку великої рогатої худоби, на синтез гормонів інсуліну та СТГ у тварин і, як наслідок, на стимуляцію їх росту. Результати проведених досліджень значною мірою поглиблюють сучасні уявлення про характер впливу названих амінокислот на процеси обміну речовин в організмі молодняку через підвищення рівня гормонів соматотропіну та інсуліну в крові тварин. Встановлено вірогідне зростання рівня гормону росту та інсуліну в крові тварин після імплантації гранул лізину, аргініну та метіоніну, тоді як імплантація тирозину не викликала вірогідних змін концентрації згаданих гормонів. Доведено, що за цих умов зміни показників білкового, ліпідного та вуглеводного обмінів, кількісні зміни рівня амінокислот в крові і активність окремих тканинних ферментів тісно пов'язані з анаболічною дією СТГ та інсуліну в організмі молодняку великої рогатої худоби. Показано, що амінокислоти лізин, аргінін та метіонін сприяли збільшенню кількості еритроцитів та зростанню рівня гемоглобіну в крові, у той час як тирозин такого впливу не справляв.

Отримані результати є новими - вони розширюють сучасні уявлення про механізм дії амінокислот, введених в організм тварини парентерально у вигляді гранул у зони акупунктури. Застосування амінокислот у вигляді гранул у встановлених дозах, як ефективних стимуляторів для підвищення приросту маси тіла молодняку на відгодівлі, викладені в методичних рекомендаціях “Використання імплантованих амінокислот лізину, аргініну та метіоніну для підвищення м'ясної продуктивності молодняку великої рогатої худоби”, затверджених Науково-технічною радою Міністерства аграрної політики України, протокол № 6 від 14 липня 2004 року (автори - Ніщеменко М.П., Мазуркевич А.Й., Микитюк Д.М.).

Доведено позитивний вплив імплантованих гранул лізину, аргініну і метіоніну на динаміку приросту маси тіла у молодняку на відгодівлі, а також залежність приросту від введеної амінокислоти.

Отримані результати захищені патентами: патент А 01К67/02 України від 15.02.2005, автори Ніщеменко М.П., Мазуркевич А.Й.; патент А 01К67/00 України від 15.11.2005, автори Ніщеменко М.П., Мазуркевич А.Й., Ніщеменко І.М. Підвищення інтенсивності росту молодняку на відгодівлі зумовлене впливом соматотропіну та інсуліну, які посилюють процеси анаболізму в організмі тварин.

Встановлено, що використання мікорму як добавки до раціону сприяє збільшенню активності протеолітичних, ліполітичних та амілолітичних ферментів органів травлення, що позитивно впливає на засвоєння поживних речовин у курей, і, як наслідок, на підвищення їх продуктивності. Отримана продукція від курей дослідних груп за якісними показниками відповідала необхідним вимогам. Обґрунтовано також доцільність використання мікорму як продукту, отриманого біотехнологічним методом, у промисловому птахівництві. Запропоновані оптимальні дози мікорму при згодовуванні як кормової добавки до раціону курок-несучок для покращення їх несучості.

Результати досліджень використовуються у науково-дослідній роботі та навчальному процесі на кафедрі нормальної та патологічної фізіології тварин, кафедрах біолого-технологічного факультету Білоцерківського державного аграрного університету, Львівської національної академії ветеринарної медицини ім. С.З. Гжицького, факультеті ветеринарної медицини Національного аграрного університету, Сумського НАУ.

Особистий внесок здобувача. Автором самостійно розроблені схеми проведення досліджень і узагальнені їх результати. Обґрунтовано наукову концепцію, що покладена в основу дисертаційної роботи, здійснений пошук та аналіз літератури, проведені дослідження, які описані у відповідних розділах дисертації. Визначення рівня летких жирних кислот у вмісті рубця молодняку великої рогатої худоби автором проводилось у лабораторії НДІ внутрішніх хвороб тварин при Білоцерківському ДАУ у співпраці з к.в.н., доцентом Чубом О.В. Концентрацію соматотропного гормону гіпофіза у плазмі крові досліджували в міжкафедральній лабораторії новітніх досліджень, а вміст інсуліну в плазмі крові тварин визначали у лабораторії радіоізотопних досліджень. Теоретично обґрунтовано практичне застосування методів та робочих схем для дослідження крові й тканин організму великої рогатої худоби і птиці.

Частка співавторства в публікаціях узгоджена автором з іншими співавторами на підставі використання результатів власних досліджень.

Апробація результатів дисертації. Результати роботи доповідались на: Всесоюзній конференції “Биотрансформация вторичного растительного сырья в белковые кормовые продукты” (Тбилиси, 1987); Всесоюзній науково-технічній конференції “Применение биотехнологии в животноводстве, растениеводстве и ветеринарной медицине” (Ленинград, 1993); ХІІ, ХІІІ, ХІV та ХVI з'їздах Українського фізіологічного товариства (Львів, 1986; Харків, 1994; Донецьк; 1998, Вінниця, 2002); Міжнародній науковій конференції “До 120-річчя від часу заснування Львівської ветеринарної школи” (Львів, 2001); Міжнародній науково-практичній конференції “Досягнення та перспективи сучасної ветеринарної медицини” (Полтава, 2002); Міжнародній конференції “Актуальні проблеми ветеринарної медицини в умовах сучасного ведення тваринництва” (Крим, Феодосія, 2003); Міжнародній науково-практичній конференції “Проблеми ветеринарного обслуговування дрібних домашніх тварин” (Національний аграрний університет. - Київ, 2004); Міжнародній науковій конференції „ Актуальні проблеми розвитку тваринництва, ветеринарної медицини, харчових технологій, економіки та освіти” (Львів, 2004); науковій конференції “Состояние и перспективы развития биотехнологии в животноводстве” (Харьков, 1988); конференції “Ветеринарная медицина - экологические и социальные проблемы” (Харків, 1990); науковій конференції “Проблеми підвищення продуктивності тварин та ефективності їх лікування” (Дніпропетровськ, 1994); ІІІ конференції Всеукраїнського товариства ветеринарних патологів (Харків, 2004); V Українській конференції по птахівництву з міжнародною участю (Крим, Алушта, 2004); наукових конференціях Білоцерківського державного університету 1986-2004 рр.

Публікації. Основні положення дисертації викладено у 34 наукових працях, iз яких 23 статті опубліковано у фахових виданнях, затверджених ВАК України (з них 12 одноосібних), 1 - в методичних рекомендаціях, у матеріалах з'їздів і конференцій - 8, а також отримано 2 деклараційних патенти на винахід України.

Обсяг і структура дисертації. Дисертація викладена на 280 сторінках комп'ютерного тексту, включає 60 таблиць, 4 рисунки. Робота складається зі вступу, огляду літератури, матеріалу і методів досліджень, восьми розділів результатів власних досліджень, їх аналізу і узагальнення, висновків, практичних рекомендацій, списку літературних джерел, який включає 635 найменувань, у тому числі 415 українською та російською мовами, іншими мовами - 220 та 8 додатків.

Вибір напрямів досліджень, матеріал і методи виконання роботи

Експериментальна частина роботи виконана на кафедрі нормальної та патологічної фізіології тварин Білоцерківського державного аграрного університету протягом 1986-2005 рр., а також на тваринах в КСП ім. Островського Маньківського району Черкаської області, в радгоспі “Степовий”

Миколаївського району Миколаївської області, ВАТ “Терезине” Білоцерківського району, на птахофабриках “Білоцерківська” та “Васильківська” Київської області.

Дослідження виконувались також в Інституті внутрішніх хвороб тварин і лабораторії новітніх методів досліджень при Білоцерківському державному аграрному університеті, Київському НДІ мікробіології та вірусології ім. Д.К. Заболотнього.

Об'єктом досліджень був молодняк великої рогатої худоби віком 8-9 та 10-11 місяців. У контрольні та дослідні групи відбирали тварин за методом аналогів з врахуванням віку, маси тіла, породи, статі та енергії росту. Тварини дослідних та контрольних груп знаходились в одному приміщенні, їх годівля проводилась за збалансованими раціонами згідно з рекомендованими нормами (Калашніков А.П. і співавт., 1985). Поголів'я, на якому проводились експерименти, було вільне від інфекційних та інвазійних хвороб. В контрольних та дослідних групах знаходилось по п'ять або десять тварин, залежно від поставленої мети.

У серіях дослідів на молодняку великої рогатої худоби вивчали вплив імплантованих під шкіру в зону акупунктури гранул амінокислот лізину, аргініну, метіоніну та тирозину на фізіологічний стан та морфологічний склад крові, гормональний статус, білковий, ліпідний, вуглеводний та мінеральний обміни, приріст маси тіла (схема дослідів, табл.1).

Для приготування гранул амінокислот використовували прес - конструкції Баруліна К.Н. та ін. (1972). Як формоутворюючу речовину використовували каолін. Після пресування та дозування гранули стерилізували при температурі 105°С протягом 30-ти хв та зберігали при кімнатній температурі в стерильних банках з темного скла.

Гранули амінокислот лізину, аргініну, метіоніну та тирозину вводили підшкірно в основу вушної раковини з каудо-вентральної сторони, за допомогою голки ЦІЕМ з дотриманням правил асептики і антисептики. Тут знаходиться зона акупунктури залоз внутрішньої секреції (Плахтин М.В., 1966). Вибір методу підшкірної імплантації гранул амінокислот обумовлений їх специфікою впливу на організм тварин. Механізм дії амінокислот при підшкірній імплантації у вигляді гранул значно відрізняється від механізму їх дії під час надходження в організм з кормом. Інтенсивність росту молодняку великої рогатої худоби визначали шляхом зважування тварин в день введення гранул амінокислот, а потім через кожні 15 днів та в кінці експерименту. Вивчення впливу мікорму як кормової добавки, що містить амінокислоти лізин, аргінін, метіонін, тирозин, треонін та деякі ін., на фізіологічний стан, обмін речовин, процеси травлення і продуктивність курок-несучок проводилося у віварії кафедри нормальної та патологічної фізіології тварин Білоцерківського державного аграрного університету (схема дослідів, табл. 2).

Науково-виробничі досліди проводилися на Білоцерківській та Васильківській птахофабриках Київської області. Поголів'я птиці, на якому проводили дослідження, було вільне від інфекційних та інвазійних хвороб. Для проведення експериментів у контрольну та дослідні групи відбирали курок-несучок породи леггорн кросу "Білорусь-9" за методом аналогів, віком 6-10 міс. Умови утримання, світловий режим та мікроклімат відповідали зоогігієнічним вимогам і технологічним нормам, які характерні для вищезгаданих господарств. Вони були однаковими від початку і до кінця експерименту для птиці контрольних і дослідних груп. Проби крові та іншого біологічного матеріалу для лабораторних досліджень відбирали у курей контрольних та дослідних груп.

У віварії кафедри нормальної та патологічної фізіології тварин вивчали перетравність поживних речовин у курей. До складу раціону несучок входив мікорм, який згодовували у відповідності до "Рекомендаций по производству и использованию микорма в кормлении сельскохозяйственных животных и птицы", розглянутих та схвалених Науково-технічною Радою секції тваринництва Держагропрому України від 14 листопада 1986 р. та тимчасової

Таблиця 1 - Схема дослідів з вивчення впливу імплантованих гранул амінокислот на обмін речовин у молодняку великої рогатої худоби

Размещено на http://www.allbest.ru/

настанови, затвердженої Ветеринарною фармакологічною радою 24 квітня 1988 року, протокол № 3. Мікорм отриманий в умовах безвідходного та екологічно чистого виробництва, біотехнологічним методом твердофазної ферментації доброякісної вторинної целюлозовмісної рослинної сировини, зволоженої азотисто-фосфорним мінеральним середовищем, з використанням спеціально відібраних нешкідливих штамів нитчастих грибів-продуцентів білкової біомаси: Humicola grisea штам 3104, Trichoderma conigi штам 1120, вирощених у Київському НДІ мікробіології та вірусології ім. Д.К. Заболотнього.

Мікорм - це сипка, суха маса, яка добре змішується з іншими кормами. Розмір частинок мікорму - до двох міліметрів, вміст загальної вологи - 8-12%, запах приємний, характерний для субстрату та міцеліальної білково-вітамінної біомаси. Біологічну цінність корму, отриманого методом твердофазної ферментації, визначали за кількостю амінокислот. В результаті твердофазної ферментації грибка Humicola grisea-3104 на субстраті багатому клітковиною, cумарний вміст амінокислот збільшився в 4,6 рази, протеїну - майже у 3, жиру - в 2-6 разів, а кількість клітковини зменшилась за рахунок її перетворення в міцеліальну біомасу.

Фізіологічний стан молодняку великої рогатої худоби та курей досліджували за загальноприйнятими методами, спостерігаючи також за їх

харчовою поведінкою, проявом умовних та безумовних рефлексів; також враховували збереженість поголів'я.

У пробах крові підраховували кількість еритроцитів та лейкоцитів за загальноприйнятими методами. Вміст гемоглобіну визначали гемоглобін- ціанідним методом. Концентрацію загального білка у сироватці крові визначали за методом Lowry O.H. e.a., (1952), використовуючи спектрофотометр “Pointe-180” Chemistry Analyzer, а альбумінів - за допомогою індикатора бромкрезалового зеленого та спектрофотометра “Pointe-180”.

Активність ферментів аспартат- та аланінамінотрансферази (К.Ф. 2.6.1.1. та К.Ф. 2.6.1.2.) визначали за методом Reitman S., Frenkel S. (1957), а активність лужної фосфатази (К.Ф. 3.1.3.1.) - за допомогою наборів реактивів “Фелисит-диагностика”; активність г-глутамілтрансферази (К.Ф. 2.3.2.1.) досліджували за методом Dimal D., Kubhanek V. (1980). Активність креатинкінази (К.Ф. 2.7.3.2.) визначали за методом, описаним Ueda Z., Wada T. (1970).

Рівень амінного азоту в сироватці крові визначали за методом Узбекова Г.А. в модифікації Чулкової З.С. (1976), а залишкового азоту - за методом Луцького Д.Я. (1974). Вміст сечовини в сироватці крові визначали за допомогою набору реактивів La chema (Чехія).

Концентрацію вільних амінокислот і аміаку в крові у молодняку великої рогатої худоби та птиці визначали за методом, описаним Moor S.W., Stein S. (1954) на амінокислотному аналізаторі Н-1200 Е. Дослідження РНК та ДНК у тканинах тварин проводили за методом, описаним Клімовим Н.М. та Коромисловим Г.Р. (1970). Вміст креатиніну в сироватці крові тварин визначали за методом, описаним Glick D. (1959), а глюкози - за допомогою

Таблиця 2 - Схема дослідів з вивчення впливу мікорму на фізіологічний стан та обмін речовин у курок-несучок

Размещено на http://www.allbest.ru/

наборів для клініко-діагностичних та біохімічних досліджень in vitro La chema (Чехія).

Концентрацію загальних ліпідів визначали за методикою Kinght Z.A. (1954), триацилгліцеролів - за методом Foster L.B., Dunn R.C. (1973), холестеролу - за методом, описаним Watson D., та набору реактивів La chema (Чехія). Рівень неорганічного фосфору та кальцію в сироватці крові тварин визначали за методикою, описаною Glick D. (1959) та Словак З. і Семенковою Л. (1974), відповідно.

Активність каталази в крові тварин визначали за методикою, описаною Королюк М.А. та ін. (1988), а вміст малонового діальдегіду (МДА) методом Андреевої Л.И. (1988). Загальну концентрацію ЛЖК у вмісті рубця визначали з допомогою апарату Маркгама методом парової дистиляції, а окремі види ЛЖК досліджували на газовому хромотографі “Хром-5” згідно з Методичними рекомендаціями (Львів, 1989). Вміст ЛЖК в крові визначали за методом Каплан В.А. та Цюпко В.В. (1969). У вмісті рубця визначали величину рН, використовуючи універсальний іонометр ЄВ-74, а кількість інфузорій підраховували в камері Горяєва.

Концентрацію соматотропного гормону гіпофіза та інсуліну в плазмі крові молодняку великої рогатої худоби визначали імуноферментним методом використовуючи набір реактивів UBI MAGIVEL™ та DSL-10-1600 AKTIV™ ELISA відповідно.

Активність б-амілази крові (К.Ф. 3.2.1.1.) визначали за методом Fisher Z., Tovarek Z. та набору реактивів La chema, а її активність в гомогенатах тканин залозистого шлунка, печінки, підшлункової залози, тонкого та товстого кишечнику в курей визначали за методом, описаним Уголевим О.М. (1972). Протеолітичну активність тканин вищезгаданих органів травлення курок визначали за методом, описаним Балаяном В.Н. і Левицьким (1982), а ліполітичну активність - за методикою Петрової Л.Я. та ін. (1977).

Перетравність поживних речовин у курей визначали за методикою Маслієва О.І., (1970), а оцінку морфологічних показників яєць проводили згідно з рекомендаціями ВНДТІП (1982). Вміст каротиноїдів та вітаміну А в яйцях визначали за методом, описаним Сурай П. та ін. (1987), а вітаміну В₂ - за методом, описаним Антоновим В.Я. (1971).

У зразках м'язової тканини визначали: вміст білка за К'єльдалем, вміст жиру за Сокслетом, кількість сухої речовини - методом висушування при температурі 105 °С до постійної ваги, золу - спалюванням наважки у муфельній печі при температурі 500 °С.

Вміст триптофану в м'язовій тканині визначали за методом Fischle (1960), а оксипроліну - за методом Дінарієвої В.П. та ін. (1979). Білково-якісний показник визначали за співвідношенням триптофану до оксипроліну, а калорійність - за вмістом жиру та білка в пробах м'язової тканини.

Економічну ефективність застосування гранул амінокислот для підвищення середньодобових приростів маси тіла молодняку великої рогатої худоби і мікорму для підвищення несучості визначали за загальноприйнятими методиками.

Статистичну обробку отриманих даних проводили з використанням програми Microsoft Excel. Вірогідність різниці між показниками оцінювали за критерієм Стьюдента і вважали вірогідними при: * - р<0,05, ** - р<0,01 та *** - р<0,001.

Результати досліджень та їх аналіз

Вплив гранул амінокислот на рівень соматотропного гормону та інсуліну в крові молодняку великої рогатої худоби

Імплантація молодняку великої рогатої худоби гранул лізину, аргініну та метіоніну викликала вірогідне зростання рівня соматотропного гормону як порівняно з рівнем гормону в тварин контрольної групи, так і порівняно з рівнем цього гормону в плазмі крові тварин у переддослідний період. Зазначимо, що найбільш інтенсивно зростав рівень гормону росту в плазмі крові тварин після імплантації гранул лізину (р<0,01). У тварин, яким імплантували гранули аргініну та метіоніну, зростання гормону росту було менш інтенсивним, однак концентрація соматотропного гормону все одно була вірогідно більшою (р<0,05; р<0,01), ніж у тварин контрольної групи.

Рівень гормону росту в плазмі крові молодняку великої рогатої худоби після імплантації гранул амінокислот представлений на рис. 1.

Не менш важливим гормоном, який бере участь у регуляції фізіологічних та біохімічних процесів у живому організмі і, зокрема, в регуляції білкового, вуглеводного, ліпідного та енергетичного обмінів, є інсулін. Характер змін вмісту гормону в плазмі крові молодняку після введення гранул амінокислот наведено в табл. 3.

Таблиця 3 - Вплив амінокислот на вміст інсуліну в плазмі крові молодняку великої рогатої худоби (n=3)

Примітки: * - р<0,05; ** - р<0,01; *** - р<0,001, порівняно з контролем

Встановлені зміни гормонального гомеостазу в молодняку великої рогатої худоби після імплантації гранул амінокислот виникають в силу дії ряду факторів. Ми висловлюємо припущення, що використані гранули амінокислот лізину, аргініну та метіоніну мають субстратний вплив на функціонування гіпоталамуса, гіпофіза та підшлункової залози. Молекулярні механізми стимуляції діяльності названих вище залоз показані на рис. 2. Наша гіпотеза узгоджується з повідомленнями багатьох авторів (Merimee T.Z. e.a. 1967; Rodbell M., 1966; Trenkel A., 1974), згідно з якими дія лізину, аргініну та метіоніну пов'язана з їх впливом на дугоподібне та навколошлуночкові ядра гіпоталамуса, в яких синтезуються соматокрініни або рілізінг-гормони, що регулюють утворення та інкрецію аденогіпофізом тропних гормонів, зокрема й гормону росту.

Відомо, що між рівнем СТГ в організмі тварин та рівнем інсуліну існує тісний зв'язок (Lawson N. e.a., 1994). Наявність соматотропного гормону в кров'яному руслі стимулює синтез та інкрецію інсуліну в-клітинами підшлункової залози. Також відомо, що інсулін вважається одним з індукторів та посередників гормону росту (Stern Z.B. e.a. 1971; Wilson Z.D., 1994; Xu G. e.a., 1998). Отримані результати, підтверджуються встановленими нами високими позитивними корелятивними зв'язками між концентрацією соматотропного гормону та вмістом інсуліну в плазмі крові молодняку великої рогатої худоби, які становили після введення лізину (r = 0,860), аргініну та метіоніну (r = 0,780) і (r = 0,710) відповідно.

Виявлене вірогідне зниження рівня глюкози в крові молодняку після імплантації гранул лізину, аргініну і метіоніну, яке становило 13,5-19,8%, на нашу думку, виникає внаслідок зміни гормонального статусу і, передусім, свідчить про зростання вмісту інсуліну в крові тварин, оскільки цей гормон є потужним регулятором концентрації глюкози.

Зазначимо, що інкреція інсуліну в-клітинами підшлункової залози може зростати не тільки під впливом гормону росту, а й під впливом ендогенних та екзогенних факторів живлення. Про зростання рівня інсуліну в плазмі крові молодняку після введення в їх організм лізину, гідролізату казеїну, серину та інших амінокислот повідомлялось рядом авторів (Шамберев Ю.Н. и др., 1972; 1998; Иванов И.С. и др., 1995).

Таким чином, вплив застосованих нами гранул амінокислот лізину, аргініну та метіоніну на підвищення секреції та інкреції СТГ та інсулін цілком очевидний. На нашу думку, цьому сприяє і активне включення лізину, аргініну та метіоніну в амінокислотний ланцюг як соматотропіну, так і інсуліну.

На наш погляд, важливим є місце введення гранул амінокислот в зону акупунктури залоз внутрішньої секреції, яка знаходиться на каудо-вентральній стороні основи вушної раковини. В місці імплантації гранули відбувається подразнення тканин, у ділянці активної зони утворюється вогнище біологічного подразнення як за рахунок біологічно активних речовин (гістамін, ацетилхолін та ін.), так і за рахунок самої гранули. Від вогнища біологічного подразнення, яке виникає в зоні акупунктури, сигнали по аферентних шляхах надходять до відповідних залоз внутрішньої секреції. Біологічне подразнення посилюється також пролонгованим ефектом наявності самої гранули амінокислоти. Остання, при зруйнуванні гранули, поступово надходить у кров'яне русло.

Необхідно відмітити, що крім вище розглянутих механізмів дії гранул лізину, аргініну та метіоніну, ці амінокислоти відіграють також важливу роль регуляторів метаболічних процесів на клітинному рівні. Зокрема лізин та аргінін потенціюють використання тканиною підшлункової залози макроелементу Са⁺⁺ та включення його до складу кальмодуліну, який є мессенджером молекул інсуліну і стимулює надходження гормону в кров'яне русло (Feng B. e.a., 1999; Jones P.M. e.a., 1992). Аргінін в живому організмі є донором оксиду азоту NO, який виконує важливу роль в біохімічних процесах, включаючи розслаблення судин, в імунних відповідях, бере участь у передачі нервових імпульсів та ін. (Wu G., 1998). Амінокислота метіонін запобігає жировій інфільтрації печінки. Крім того, значна кількість метіоніну, що надійшла в організм, перетворюється у печінці в S-аденозилметіонін (SAM) - метаболічно активну сполуку, яка активує синтез білка, метилює біогенні аміни, гістони та гормони (Chawla R.K., 1990; Cooper A.J., 1998). При метаболізмі метіоніну в печінці також утворюється таурин, який слугує модулятором нервової системи, охороняє клітинні мембрани від ушкодження (Nefydov L.I., 1992). В тканині гіпофіза таурин як нейротрансміттер бере участь в синтезі його гормонів (Jacobsen J.G., 1998).

Анаболічні ефекти соматотропного гормону реалізуються шляхом посилення процесів синтезу білка як на рівні транскрипції, так і на рівні трансляції і супроводжуються активізацією транспорту амінокислот в клітину (рис. 3), цитовано по Зайчик А.Ш. и др., (2000).

Обмін білків у молодняку великої рогатої худоби після імплантації амінокислот

В організмі тварин центральне місце займають білки, які визначають в першу чергу видові та індивідуальні особливості росту, розвитку і продуктивності тварин, в тому числі й великої рогатої худоби. У зв'язку з цим, проведено вивчення особливостей впливу імплантованих гранул амінокислот на обмін білків у молодняку на відгодівлі.

Дослідження показали, що імплантовані гранули лізину, аргініну та метіоніну впливають на вміст загального білка сироватки крові у дослідних тварин. Так, після введення лізину, рівень загального білка крові зріс протягом експерименту в середньому на 12,8% (р<0,05), а після введення аргініну і метіоніну збільшення вмісту загального білка становило відповідно 10,6 та 10,5% (р<0,05). Імплантація гранул тирозину тваринам суттєво не вплинула на концентрацію загального білка в сироватці крові.

Встановлена позитивна корелятивна залежність між рівнем СТГ та вмістом загального білка крові після введення лізину (r = 0,751), аргініну і метіоніну (r = 0,660) та ( r= 0,630) відповідно, а також позитивна корелятивна залежність між вмістом інсуліну та рівнем загального білка крові, яка становила після введення лізину (r = 0,625), аргініну (r = 0,619) та метіоніну (r = 0,535).

При дослідженні вмісту альбумінів встановлено, що після введення лізину їх рівень зріс на 12,8% (р<0,05), а після введення аргініну та метіоніну вміст альбумінів у крові тварин зріс на 13,7 та 23,5% відповідно (р<0,05; р<0,01).

Імплантація лізину викликала зниження рівня амінного азоту протягом досліду на 13,4-11,7% (р<0,05), а після введення аргініну та метіоніну рівень амінного азоту знизився на 10,6 і 10,8% (р<0,05).

Встановлено негативний корелятивний зв'язок між концентрацією СТГ у плазмі крові тварин та вмістом амінного азоту після введення лізину (r = -0,851), аргініну і метіоніну відповідно (r = -0,577) та (r = -0,590). Дещо меншу корелятивну залежність встановлено між концентрацією інсуліну та рівнем вищеназваного метаболіту, яка становила після введення лізину (r = -0,600), а після введення гранул аргініну і метіоніну відповідно (r = -0,567) та (r = -0,418). На нашу думку, цей факт свідчить про інтенсивне використання амінокислот в організмі тварин дослідних груп під впливом гормону росту та інсуліну.

Після імплантації лізину, аргініну чи метіоніну змінилася і концентрація залишкового азоту. Його рівень після введення лізину в крові тварин знизився на 13,1-14,0% (р<0,01), а після введення аргініну і метіоніну зниження вмісту залишкового азоту становило відповідно 14,1-16,5% та 13,7-16,5% (р<0,01). При дослідженні концентрації сечовини як кінцевого продукту катаболізму білків також встановлено вірогідне зниження її рівня в крові тварин після введення гранул лізину, аргініну та метіоніну протягом експерименту на 11,6%; 12,9 та 11,5% відповідно, (р<0,05; р<0,01).

Відомо, що сечовина, як один з кінцевих продуктів білкового обміну, в організмі жуйних активно використовується в метаболічних процесах, а також засвоюється мікрофлорою передшлунків. Зниження вмісту складових азотистого обміну в крові тварин вказує на їх активне використання в процесах метаболізму. Встановлено негативний корелятивний зв'язок між рівнем гормону росту та інсуліну і концентрацією залишкового азоту і сечовини в крові тварин дослідних груп (r = -0,535) та (r =-0,720). Слід відмітити, що після імплантації гранул тирозину істотних змін вищезгаданих показників не встановлено.

Відомо, що в основі метаболічних процесів та оновлення білків лежить попереднє розщеплення їх пептидних зв'язків шляхом дезамінування, переамінування, метилювання та ін. В зв'язку з цим, значного інтересу набуває дослідження функціональної активності трансфераз АсАТ та АлАТ (Bradbury M.W. e.a.,2000). Співвідношення активності АсАТ і АлАТ свідчить про інтенсивність метаболічного потоку азоту (при цьому б-оксоглутарат є головним акцептором азоту, а глутамат - його головним переносником). Крім того, аспартат використовується в біосинтезі поліпептидів та є джерелом азоту та вуглецю при біосинтезі деяких амінокислот, а також донором азоту при синтезі сечовини. Ферментативна активність АсАТ була вірогідно вищою на 17,9-24,0% у тварин дослідної групи, порівняно з контрольною, і мала позитивний корелятивний зв'язок із вмістом білка крові (r = 0,500) (рис.4, а).

Цей факт вказує на те, що збільшення концентрації білка цілком ймовірно пов'язане також і з підвищенням активності названої амінотрансферази.

Активності АлАТ вірогідно зростання на 21,4-22,7% на 15-й день експерименту після введення амінокислот, а на 30-й день досліджень встановлено лише тенденцію зростання активності цього ензиму (рис. 4, б).

Динаміка активності АсАТ та АлАТ в крові тварин, які ростуть та розвиваються, має важливе значення, оскільки ці ферменти певною мірою впливають на рівень м'ясної продуктивності тварин, а також є зв'язуючою ланкою в білковому, ліпідному і вуглеводному обмінах речовин.

Встановлено позитивний корелятивний зв'язок між активністю АсАТ і вмістом в плазмі крові тварин СТГ - (r = 0,815) та інсуліну - (r = 0,870), а також між активністю АлАТ та вмістом в плазмі крові СТГ - (r = 0,550) і між активністю АлАТ та інсуліном - (r = 0,870). Позитивний корелятивний зв'язок між рівнем СТГ та інсуліну та активністю трансфераз свідчить про те, що вплив вищезгаданих гормонів на обмін речовин здійснюється як безпосередньо через рецепторний комплекс клітин, так і опосередковано, через підвищення активності ферментів, у тому числі амінотрансфераз.

Активності лужної фосфатази в крові тварин після введення гранул лізину, аргініну та метіоніну (рис. 5), зросла відповідно на 14,1-15,3%, 13,5-12,0 та 14,2% (р<0,05; р<0,01). Можна висловити припущення, що висока активність лужної фосфатази сироватки крові у молодняку великої рогатої худоби після імплантації амінокислот необхідна для інтенсивного транспорту фосфорних сполук, які використовуються у процесах синтезу енергетичних речовин та пластичного матеріалу до органів, в яких відбувається активне утворення білка. Як відмічає В.І. Левченко, висока активність ЛФ в крові молодняку пояснюється інтенсивним функціонуванням остеобластів у кістковій тканині, що зумовлене процесами активного росту організму.

Як відомо, концентрація вільних амінокислот крові залежить від віку тварин та їх фізіологічного стану, характеру живлення, гормонального статусу. При дослідженні пула вільних амінокислот у крові молодняку, виявлена тенденція до зменшення суми як замінних, так і незамінних амінокислот на 15-й день експерименту. Зокрема, після введення гранул лізину сума замінних амінокислот крові у дослідних тварин, порівняно з контрольними, зменшилась на 7,0%, а сума незамінних - була меншою, ніж у контролі, на 12,8% (рис.6).

На 30-й день експерименту встановлено вірогідне зменшення загальної суми амінокислот на 18,4% (р<0,05) після імплантації лізину, а після імплантації аргініну та метіоніну пул вільних амінокислот крові знизився у дослідних тварин відповідно на 15,3 та 18,0% (р<0,05), порівняно з контролем. Зазначимо, що імплантація гранул тирозину не мала суттєвого впливу на амінокислотний пул крові тварин.

Можна висловити припущення, що зростання рівня СТГ та інсуліну в крові дослідних тварин призвело до зменшення вмісту амінокислот у їх крові, оскільки згадані гормони наділені вираженою анаболічною дією. Вони суттєво підвищують синтез білка в організмі, в тому числі за рахунок інтенсивного використання вільних амінокислот крові як „резерву” пластичного матеріалу завдяки їх активному перенесенню через клітинну мембрану. Встановлена негативна корелятивна залежність між рівнем СТГ та вмістом амінокислот в крові, яка становила (r = -0,572 - 0,590).

Необхідно відмітити, що деяка кількість незамінних амінокислот може не включатися в білок і втрачатися організмом внаслідок їх повного окиснення, а частина їх вуглецевих атомів використовується для утворення нових амінокислот завдяки процесу трансамінування і переамінування (Lindsay D.B., 1980; 1982; Maloff R.L. e.a. 1980). Відомо також, що в організмі частина амінокислот витрачається на енергетичні потреби, проте, у жуйних тварин відбувається значно меншою мірою, ніж у тварин з однокамерним шлунком.

Вплив імплантованих гранул амінокислот на обмін ліпідів

У тварин з багатокамерним шлунком потреба в екзогенних ліпідах значно менша, ніж у інших видів тварин, оскільки деякі класи ліпідів можуть утворюватись шляхом мікробіального синтезу.

Після імплантації лізину, аргініну і метіоніну рівень загальних ліпідів зріс на 13,3-21,8% (р<0,05). Імплантація гранул тирозину вірогідних змін вмісту загальних ліпідів не викликала.

При дослідженні концентрації триацилгліцеролів після імплантації лізину їх вміст збільшився в сироватці крові тварин дослідних груп, порівняно з контрольними, на 15,9-31,1% (р<0,05; р<0,01); імплантація гранул аргініну викликала збільшення їх рівня на 21,5-34,6% (р<0,01), а метіоніну - на 25,7% (р<0,05).

У молодняку на відгодівлі енергетичні потреби для забезпечення росту досить високі і це спонукає їх організм до мобілізації запасів ліпідів. Процеси розщеплення ліпідів каталізують триацилгліцерол-, діацилгліцерол- та моноацилгліцеролліпази. Триацилгліцеролліпаза має найбільший вплив на регуляцію обміну триацилгліцеролів, а її активність регулюється гормоном росту. Отже, активність триацилгліцеролліпази, що зростає під впливом СТГ, сприяє використанню триацилгліцеролів в організмі тварин. Встановлені зміни ліпідного обміну свідчать про вплив названих амінокислот на обмін ліпідів. На нашу думку, ці зміни відбуваються завдяки дії соматотропного гормону, на що вказує позитивний корелятивний зв'язок між його рівнем та вмістом загальних ліпідів і триацилгліцеролів, який становив (r = 0,575) та (r = 0,610) відповідно. Збільшення у крові тварин рівня ліпідів, сприяє їх використанню як джерела енергії для синтетичних процесів, а також забезпечує їх постійний відтік з печінки в кров'яне русло і запобігає жировій дистрофії цього органа.

Отже, проведені дослідження показали, що імплантовані гранули лізину, аргініну та метіоніну мали вірогідний вплив на окремі показники обміну ліпідів у молодняку великої рогатої худоби, в той час як гранули тирозину не викликали вірогідних змін обміну ліпідів.

Вплив імплантованих гранул амінокислот на обмін вуглеводів та мінеральних речовин

Жуйні тварини завдяки існуванню системи передшлунків та популяції мікроорганізмів, що їх заселяють, мають можливість розщеплювати і використовувати полісахариди, які у великій кількості входять до складу раціону як поживні речовини. Моно- та дисахариди в анаеробних умовах передшлунків жуйних тварин зброджуються до ЛЖК, які використовуються як джерело енергії та матеріал для синтетичних процесів, а тому концентрація глюкози в крові цих тварин є меншою у порівнянні з тваринами, що мають однокамерний шлунок, вона знаходиться в межах 2,5-3,3 ммоль/л (Левченко В.І. та ін., 2002).

В наших експериментах встановлено зменшення концентрації глюкози крові тварин після введення лізину з 3,66±0,16 до 2,86±0,08 ммоль/л, аргініну з 3,72±0,19 до 2,92±0,07 ммоль/л та метіоніну - з 3,60±0,18 до 2,83±0,09 ммоль/л (р<0,05; р<0,01). Очевидно, таке зниження рівня глюкози у дослідних тварин пов'язане, передусім, з дією інсуліну, рівень якого, як показано вище достовірно зростав. Встановлено негативний корелятивний зв'язок між вмістом інсуліну та концентрацією глюкози після введення лізину (r = -0,596), аргініну та метіоніну (r = -0,471) і (r = -0,534) відповідно. Відомо, що інтенсивність використання глюкози жуйними дещо нижча, ніж у тварин з однокамерним шлунком, однак, організм молодняку великої рогатої худоби на відгодівлі потребує значної її кількості, а тому роль інсуліну, який покращує використання глюкози, дуже важлива. Крім того, як свідчать літературні джерела (Курилов Н.В., 1974; Adamson U. e.a., 1975), глюкоза може слугувати джерелом для побудови вуглецевого скелету замінних та незамінних амінокислот, що важливо для синтезу білка у рубці.

У жуйних тварин особливе значення мають леткі жирні кислоти, яких у великої рогатої худоби за добу утворюється від 800 до 3500 г. З допомогою методу ізотопного аналізу (Алиев А.А., 1980) встановлено, що до 50% ЛЖК використовуються на енергетичні потреби організму, а з решти синтезуються різні метаболіти, в тому числі й ліпіди, необхідні для організму жуйних тварин.

При дослідженні рівня ЛЖК у крові тварин дослідних груп встановлено, що їх загальна концентрація після введення гранул амінокислот зросла в середньому за період експерименту на 14,8 % (р<0,05).

Концентрація ЛЖК у рубці вірогідно збільшувалась у тварин, яким вводили лізин, з 87,5±1,71 до 98,3±1,25 ммоль/л (р<0,01). Встановлено тенденцію до збільшення вмісту ЛЖК після введення гранул аргініну - до 91,7±1,67 ммоль/л та метіоніну - до 95,0±2,36 ммоль/л. Спостерігалось також збільшення і окремих фракцій ЛЖК. На можливість збільшення концентрації ЛЖК у рубці тварин під впливом гормонів, мікроелементів та інших біологічно активних речовин, вказують Грушкин А.Г. (1998), Шевелев Н.С. (2001).