Study of the Quercus cortex extract combined effect with an enzyme supplement on hematological blood parameters and broilers chicken growth

Full Text

Многочисленными исследованиями доказано, что использование антибиотиков вызывает появление патогенных бактерий с лекарственной устойчивостью, что приводит к снижению иммунитета у животных и людей, а также уничтожению полезной микрофлоры и другим побочным эффектам. [8] Альтернатива антибиотикам – добавки из растительного сырья. Фитобиотики (фитохимические или фитогенные препараты) представляют собой широкий спектр биологически активных соединений растительного происхождения. [9] Фитогенные компоненты – натуральные агенты, их возможно применять как кормовые добавки для домашней птицы.

Фитобиотики оказывают комплексное воздействие, проявляя антиоксидантные, противовоспалительные, противомикробные, противопаразитарные и иммуномодулирующие свойства. [3] Отмечена их роль в улучшении усвояемости корма, стабилизации микробиоты кишечника, стимуляции роста животных, снижении стресса, улучшении качества мяса. [13] Биоактивное действие фитобиотиков связано с их составом. Экстракты растений содержат фенольные соединения, терпеноиды, флавоноиды, гликозиды и алкалоиды, фитостеролы, каротиноиды и другие. [7] К активным соединениям, полученным путем экстракции из фитобиотиков, относят карвакрол, тимол, цинеол, линалоол, анетол, эвгенол, капсаицин, аллицин, аллилизотиоцианат и пиперин. Большинство из этих вторичных метаболитов растений принадлежат к классам производных изопрена, флавоноидов и глюкозинолатов, выступающих в качестве антибиотиков или антиоксидантов. [3]

Наиболее распространенные растения в фитокормовых добавках – орегано (Origanum vulgare), розмарин (Rosmarinus officinalis), корица (Cinnamomum cassia), перец (Piper nigrum), мята (Mentha piperita), тимьян (Thymus vulgaris), чеснок (Allium sativum) и другие виды. Среди них важными источниками высокой биологической активности признаны растения рода Quercus. Основные соединения, идентифицированные у его видов, – полифенолы, тритерпеноиды и полисахариды антиоксидантов. [15] Quercus cortex обладает высокой биологической активностью. Экстракт его коры содержит не менее 8% дубильных веществ, катехин, эллановую, галловую, ванилиновую и протокатеховую кислоты, а также обладает выраженными антибактериальными свойствами. [16]

Не менее перспективное направление – использование в рационах птиц ферментных добавок. Желудочно-кишечный тракт птиц вырабатывает ферменты, способствующие перевариванию питательных веществ, но для нивелирования антипитательных факторов, полного переваривания клетчатки и улучшения пищеварения целесообразно введение экзогенных ферментов в рацион. Пектиназы, амилазы, целлюлаза, галактозидазы, β-глюканазы, ксиланазы, ассоциированные ферментные фитазы, протеазы и липазы применяют как экзогенные ферменты в индустрии кормов для животных с однокамерным желудком (домашняя птица, свиньи). Введение ферментов в рацион бройлеров способствовало уменьшению вязкости кишечного содержимого, улучшению пищеварения и усвоения питательных веществ. [3] Положительное действие комплекса ферментов обосновано гидролизом различных компонентов растительных клеток. Снижая действие некрахмальных полисахаридов, содержащихся в злаках, ферменты повышают экономическую эффективность при промышленном выращивании бройлеров. [1, 2]

Эффективно совместное введение пробиотиков и фитобиотиков. Исследованиями in vitro с комбинацией пробиотиков и фитобиотиков доказано, что фитобиотики могут поддерживать рост пробиотических бактерий. [12] Такая комбинация может оказывать благотворное синергетическое воздействие на микробиоту кишечника цыплят, улучшая производственные показатели, коэффициент конверсии корма, экологию кишечника, иммунитет, антиоксидантный статус, а также качество мяса бройлеров. [10]

Применение фитобиотиков с другими кормовыми добавками в сельском хозяйстве может быть полезным для улучшения здоровья и производительности животных, однако необходимы дополнительные исследования, чтобы рассмотреть возможные варианты одновременного использования препаратов.

Цель работы – изучить совместное влияние фитобиотического экстракта коры дуба Quercus cortex L. с ферментной добавкой на гематологические и продуктивные показатели цыплят бройлеров.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Объект изучения – семидневные цыплята-бройлеры кросса Арбор Айкрес. Птицу всех групп содержали в одинаковых условиях в соответствии с рекомендациями российских нормативных актов и «Guide for the Carre and Use of Laboratory Animals» (1996 год). Были приняты меры, чтобы свести к минимуму страдания животных и уменьшить количество опытных образцов.

Экспериментальную часть провели на базе вивария ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН. Методом пар-аналогов сформировали две группы по 35 гол. Основной рацион – унифицированная стандартная пшенично-кукурузная кормосмесь, соответствующая нормам ФНЦ ВНИИТИП РАН. Использовали ферментную добавку, содержащую эндо-1,4-бета-ксиланазу – 4000 ед./г, α-амилазу – 400, субтилизин – 8000 ед./г (ООО «Данзим», Россия) и фитобиотический экстракт коры Quercus cortex L.

Особи контрольной группы получали основной рацион (ОР), опытной – ОР и 0,05% ферментной добавки (Ф) с фитобиотическим экстрактом Quercus cortex L. (QC) в дозе 2,5 мл/кг живой массы. Исследования включали два периода – подготовительный (7 сут.) и учетный – (35). Общая продолжительность эксперимента – 42 дня. Убой проводили в возрасте 28 сут. и в конце эксперимента. Контрольные взвешивания для определения живой массы цыплят осуществляли еженедельно. В середине и конце эксперимента исследовали морфологические (содержание гемоглобина, количество эритроцитов, гематокритное число, скорость оседания эритроцитов, средний объем эритроцитов, уровень лейкоцитов) и биохимические (общий белок, глюкоза, аланинаминотрансфераза (АлАТ), аспартатаминотрансфераза (АсАТ), креатинин, липаза, триглицериды, холестерин, билирубин общий, мочевина, железо, магний, фосфор, кальций) показатели. Брали и анализировали кровь в соответствии с методическими указаниями В.Г. Вертипрахова с соавторами (2021).

Данные обрабатывали на базе центра «Нанотехнологии в сельском хозяйстве» с использованием материально-технических средств ЦКП ФНЦ БСТ РАН. Морфологические и биохимические показатели крови изучали по стандартным методикам при помощи автоматического биохимического анализатора CS-T240 (Dirui Industrial Co., Ltd., Китай) и наборов ДиаВетТест (Россия).

Результаты статистически обрабатывали в Microsoft Office, программах Excel и Statistica 12.0. Нормальность распределения данных проверяли по критерию согласия Колмогорова-Смирнова.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Установили, что живая масса цыплят-бройлеров группы ОР+Ф+QC на седьмые сутки эксперимента была выше контрольных значений на 18,2%, 28 сут. – 7,45% (табл. 1). К концу эксперимента разница по показателю составила 9,93% (p ≤ 0,05). Абсолютный прирост массы цыплят группы ОР – 1859,73 г, ОР+Ф+QC – 2053,21 г (на 10,94% выше).

 

Таблица 1. Динамика живой массы цыплят-бройлеров

Группа	Сутки
	1	7	14	21	28	35
ОР	198,27±3,25	337,24±5,34	688,65±16,75	1338,24±19,28	1644,67±23,59	2058±22,32
ОР+Ф+QC	199,07±3,47	398,54±8,16*	695,24±18,12	1392,18±22,35	1767,26±34,25*	2262,28±28,41*

Примечание. * – p ≤ 0,05 при сравнении контрольной и опытных групп. То же в табл. 3.

 

Увеличение прироста живой массы обусловлено улучшением перевариваемости сырых белков, крахмала и жира, некрахмальных полисахаридов. [3] Эндо-1,4-бета-ксиланаза и α-амилаза участвуют в гидролизе клеточной стенки растений и благотворно влияют на микрофлору кишечника, усвояемость питательных веществ и иммунитет бройлеров. [11]

Изучили морфологические и биохимические показатели крови цыплят-бройлеров в возрасте 21 и 42 сут. для оценки их физиологического статуса и состояния здоровья (табл. 2). Отклонений от референтных интервалов выявлено не было, что свидетельствует об отсутствии патологических процессов. Установлено, что ферментная добавка в сочетании с фитобиотическим экстрактом приводит на 21 сут. к увеличению содержания эритроцитов на 17,9%, гемоглобина – 13,08, гемоглобина (42 сут.) – 2,82%.

 

Таблица 2. Морфологические показатели крови цыплят-бройлеров в возрасте 21 и 42 сут.

Показатель	Единица измерения	Сутки
		21		42
		ОР	ОР+Ф+QC	ОР	ОР+Ф+QC
Лейкоциты	109/L	36,16±1,806	37,69±6,839	36,50±1,175	38,00±1,063
Эритроциты	1012/L	1,78±0,016	2,10±0,104*	1,94±0,020	1,98±0,069
Гемоглобин	g/L	107,00±4,500	121,00±2,342*	106,50±3,250	109,50±4,124*
Гематокрит	%	21,80±1,600	24,60±2,854	23,55±0,450	23,30±1,143

Примечание. * – p ≤ 0,05 при сравнении групп между собой в одном периоде. То же в табл. 4, 5.

 

При изучении эритроцитарных индексов исследовали физиологические свойства эритроцитов (табл. 3). Из-за стабильности данных параметров статистически значимых изменений выявлено не было. С возрастом происходит снижение среднего содержания и концентрации гемоглобина в эритроците.

 

Таблица 3. Эритроцитарные индексы крови цыплят-бройлеров в возрасте 21 и 42 сут.

Показатель	Единица измерения	Сутки
		21		42
		ОР	ОР+Ф+QC	ОР	ОР+Ф+QC
Средний объем эритроцита	fl	123,15±2,350	128,43±1,981	118,70±3,400	119,75±0,286
Среднее содержание гемоглобина в эритроците	pg	54,85±1,350	56,77±1,225	53,70±1,300	55,25±0,286
Средняя концентрация гемоглобина в эритроците	g/l	452,50±2,500	461,50±3,674	445,50±2,500	442,00±4,359
Распределение эритроцитов по объему	%	9,25±0,050	9,05±0,404	9,55±0,050	8,95±0,122
	fl	45,75±0,750	45,30±2,774	45,60±1,000	43,40±0,735

 

В результате анализа лейкоцитарной формулы статистически значимых изменений не найдено.

Биохимические показатели крови отражают транспортную и регуляторную функции крови, свидетельствуя о тесной взаимосвязи между пищеварительной системой и метаболизмом. [6] Уровень белка в рамках физиологической нормы тесно коррелирует с интенсивностью белкового синтеза. Первые две недели эксперимента характеризовались скачкообразным изменением динамики массы тела, на фоне этого у птиц группы ОР+Ф+QC происходило увеличение общего белка на 19,16%, мочевины – 21,05, альбумина – 18,87%. Подобные изменения связаны с метаболическими сдвигами от усиления анаболических процессов. Уровень глюкозы у цыплят группы ОР+Ф+QC на 21 сут. превышал контроль на 25,25% (табл. 4, 5).

 

Таблица 4. Биохимические показатели крови цыплят-бройлеров в возрасте 21 сут.

Показатель	Группа
	ОР	ОР+Ф+QC
Глюкоза, ммоль/л	14,02±0,270	17,56±0,501*
Общий белок, г/л	27,30±1,360	32,53±1,710*
Альбумин, г/л	11,50±0,507	13,67±0,402*
АлАТ, Ед/л	18,00±0,400	13,37±2,050
АсАТ, Ед/л	204,45±48,550	265,10±26,063
Билирубин общий, мкмоль/л	0,98±0,495	0,93±0,220
Холестерин, ммоль/л	3,18±0,097	3,48±0,135*
Триглицериды, ммоль/л	0,19±0,095	0,35±0,226
Мочевина, ммоль/л	0,38±0,015	0,46±0,021*
Липаза, Ед/л	10,05±0,550	10,10±0,78

 

Таблица 5. Биохимические показатели крови цыплят-бройлеров в возрасте 42 сут.

Показатель	Группа
	ОР	ОР+Ф+QC
Глюкоза, ммоль/л	14,38±0,890	11,79±1,175
Общий белок, г/л	30,17±1,057	31,38±1,305*
Альбумин, г/л	16,00±0,440	17,33±0,667*
АлАТ, Ед/л	17,35±2,650	13,63±3,259
АсАТ, Ед/л	220,25±19,150	255,53±3,692
Билирубин общий, мкмоль/л	0,99±0,455	0,99±0,176
Холестерин, ммоль/л	2,84±0,062	2,71±0,028*
Триглицериды, ммоль/л	0,18±0,035	0,22±0,018
Мочевина, ммоль/л	0,32±0,005	0,35±0,003*
Липаза, Ед/л	4,85±1,450	3,87±1,667

 

Метаболические процессы в организме животных сопровождаются перераспределением органических и минеральных веществ из пищеварительного тракта в кровь для осуществления гомеостатических реакций, с возрастом снижается общий белок. У цыплят (42 сут.) наблюдали увеличение общего белка на 4,01%, альбумина – 8,31, мочевины – 9,37% в группе ОР+Ф+QC, по сравнению с ОР.

Снижение показателей мочевой кислоты можно объяснить диуретическим воздействием флавоноидов, дубильных веществ и алкалоидов, входящих в состав фитобиотика. Танины и флавоноиды участвуют в ингибировании α-глюкозидазы, приводя к понижению уровня глюкозы в крови. [14] Некоторые ученые наблюдали уменьшение окисления липидов в организме после добавления в рацион птиц дубильных веществ. [4] Уровень липазы, АсАТ, АлАТ в крови падает из-за благотворного влияния фитобиотика на печень бройлеров, который способствовал увеличению секреции желчи и сокращению содержания холестерина в плазме. [5]

Минеральные элементы отвечают за поддержание гомеостаза, вовлечены во многие обменные процессы и биохимические реакциии, кроме того, отмечено их косвенное влияние на метаболизм через воздействие на микрофлору. Магний, кальций и фосфор – одни из важнейших микроэлементов в организме (см. рисунок).

 

Показатели минерального обмена в крови цыплят-бройлеров (ммоль/л)

 

На 21 сут. увеличилось содержание магния у птиц, получавших ОР+Ф+QC на 21,0%, кальция – 35,2, кальция (42 сут.) – 18,6, уменьшилось железа – на 7,46%, по сравнению с группой ОР. В связи с тем, что фитобиотик проявляет диуретические свойства, в крови повысилась концетрация магния, кальция и фосфора. Снижение содержания железа можно объяснить способностью дубильных кислот связывать его в хелаты и нормализовывать сывороточный ферритин.

Выявленные уровни метаболитов крови указывают на потенциал комплексного введения фитобиотического экстракта и ультрадисперсных частиц цинка в улучшение общего состояния здоровья и наращивание продуктивных показателей. В работе не отмечали влияния исследуемого фактора на соотношение биомаркеров стресса и воспаления, это свидетельствует об адаптивности веществ для организма цыплят-бройлеров. Комбинация ультрадисперсного микроэлемента и фитобиотика может стать альтернативой стимуляторов роста на основе антибиотиков.

Таким образом, анализ динамики живой массы показал, что при добавлении в рацион экстракта Q. Cortex L. масса цыплят опытной группы увеличилась на 9,93%, по сравнению с контрольной. Использование фитобиотиков и ферментных добавок способствует синергетическому эффекту и благоприятно действует на сельскохозяйственных животных.

About the authors

V. S. Polyakova

Federal Research Centre of Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian Academy of Sciences; Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Orenburg State University»

Author for correspondence.
Email: k.nechit@mail.ru

Master Student

Russian Federation, Orenburg; Orenburg

K. S. Nechitailo

Federal Research Centre of Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian Academy of Sciences; Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Orenburg State University»

Email: k.nechit@mail.ru

PhD in Biological Sciences

Russian Federation, Orenburg; Orenburg

E. A. Sizova

Federal Research Centre of Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian Academy of Sciences; Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Orenburg State University»

Email: k.nechit@mail.ru

Grand PhD in Biological Sciences, Professor

Russian Federation, Orenburg; Orenburg

References

Supplementary files