Изучение отдельных морфометрических особенностей стенки тонкой кишки у цыплят-бройлеров в условиях технологических стрессов в промышленном птицеводстве и на фоне их фармакологической профилактики
Динамика развития сельскохозяйственного производства непосредственно связана с состоянием здоровья животных, которое напрямую зависит от влияния на организм разнообразных технологических стрессоров: их природы, силы, продолжительности воздействия.
В условиях промышленного содержания птиц действие стрессоров неизбежно и отрицательно сказывается на общем состоянии, формировании иммунного ответа на различные генетически чужеродные агенты, снижает продуктивность. Для корректировки потерь в промышленном птицеводстве важное значение имеют знания морфологии аппаратов органов и их систем, анализ которых, используя методы морфологического исследования (морфометрии, цитологии, гистологии), может показать патогенетическую картину процесса и своевременно провести профилактические и лечебные мероприятия.
Большинство авторов, которые изучали влияние стрессоров на организм животных, отмечают, что при их воздействии происходят изменения структуры и функции в системе желез внутренней секреции, аппарате органов пищеварения: печени, кишечнике. Кишечник, как известно, является важным пищеварительным и иммунным органом для птиц благодаря своим функциям (пищеварению, всасыванию и регулированию аппетита), которые обеспечиваются наличием постоянных структур, способствующих увеличению всасывающей поверхности эпителиального слоя слизистой оболочки кишечника.
К сожалению, тонкая кишка у птиц чувствительна к действию стрессоров в условиях промышленного содержания, особенно к предубойному и тепловому стрессу. Такие стрессы вызывают снижение продуктивности у цыплят, повреждение кишечника, сопровождающиеся энтеритом, нарушением пищеварения, всасывания и даже нарушением функции эпителиального барьера кишечника, что делает животных восприимчивыми к заболеваниям.
Тонкая кишка, ее слизистая оболочка участвуют в регуляции адаптационных реакций, поэтому проведение гистологических, морфометрических исследований структур ее стенки, особенно слоев слизистой оболочки в условиях действия стрессоров, а также на фоне фармакологической профилактики стресса является актуальным.
Ранее частично описанные результаты этого исследования показывают, что в летний период у цыплят перед убоем развивается стресс, связанный с высокой температурой окружающей среды и высокой плотностью посадки в условиях клеточного содержания. Птицы очень плохо приспособлены к высоким температурам. С экономической и биологической точки зрения наиболее затратным является убой в летний период, так как, помимо неопределенности среды, у цыплят включаются механизмы адаптации к высоким температурам, зачастую на фоне низкого содержания кислорода и высокой влажности, а также на отдельных предприятиях отсутствие воды в период голодной выдержки и в период транспортировки цыплят.
Адаптационные процессы характеризуются повышением уровня соотношения гетерофилов к лимфоцитам крови в среднем в 2,8 раз, что позволяет диагностировать острую фазу развития стрессовой реакции. Применение фармакологических средств «Пик-антистресс» и «Пик-антистресс» в сочетании с L-карнитином позволяет снизить активность стресс-реализующих механизмов и повысить сохранность цыплят. Смертность цыплят за период выращивания в летний период на фоне развития теплового стресса в контрольной группе составила 10,85%, в группе, где за 5 суток до убоя цыплят включали в комбикорм антистрессовую кормовую добавку «Пикантистресс», — 7,65%, в группе, где в комбикорм включали «Пик-антистресс» с L-карнитином, — 6,27%. Европейский индекс продуктивности в контрольной группе составил 285 ед., с добавкой «Пик-антистресс» — 317 ед., в группе, где в комбикорм включали «Пик-антистресс» с L-карнитином, — 330 ед., что указывает на высокую эффективность применяемых фармакологических средств и ставит вопрос о формировании представлений о механизмах действия и возможном побочном органоспецифическом действии разработанного фармакологического средства.
Цель данной работы — изучение отдельных морфометрических особенностей стенки тонкой кишки у цыплят-бройлеров в условиях технологических стрессов в промышленном птицеводстве и на фоне их фармакологической профилактики.
Материалы и методы исследования
В текущем исследовании из клинически здоровых цыплят кросса Ross 308 по принципу аналогов на промышленном птицеводческом предприятии в Челябинской области были сформированы в летний период 2024 года 3 группы по 95648±931 голов в каждой.
Первая группа (контрольная) получала полнорационный финишный комбикорм марки ПК-6 (ЗАО «СИТНО», Россия), который включает пшеницу, соевый шрот, подсолнечное масло, рыбную муку, дрожжи кормовые, а также аминокислоты (метионин, лизин), соль, премикс, монокальцийфосфат и другие витаминно-минеральные добавки, вторая группа (1-я опытная) получала аналогичный комбикорм, включающий антистрессовую кормовую добавку «Пик-антистресс» в дозе 1,27 кг на 1 т корма за 5 суток до убоя с кормом ежедневно, третья группа (2-я опытная) — кормовую добавку «Пик-антистресс» с включением в состав L-карнитина в общей дозе 1,7 кг на 1 т корма за 5 суток до убоя ежедневно с кормом. Кормовая добавка «Пик-антистресс» разработана в Южно-Уральском государственном аграрном университете и включает в себя янтарную кислоту, карбонат лития и соли других микроэлементов, аскорбиновую кислоту и глюкозу.
На 38-й день выращивания цыплят (непосредственно перед убоем) случайным образом из каждой группы отобраны по 10 голов, которые были умерщвлены методом декапитации и препарированы. Все исследования на птицах, включая убой, проведены с соблюдением биоэтических норм, соответствующих директиве № 2010/63/EU Европейского парламента о защите животных.
Тонкая кишка была разделена на двенадцатиперстную, тощую и подвздошную, промыта дистиллированной водой, а затем 10%-ным раствором нейтрального формалина. В течение двух часов после убоя отобраны образцы размером 1 см и зафиксированы в 10%-ном растворе нейтрального формалина. С целью изготовления гистологических препаратов проведено обезвоживание образцов тканей с использованием этилового спирта возрастающей концентрации (70°, 80°, 90°, 96°, 100°), далее — уплотнение парафином и окрашивание с использованием основных красителей — гематоксилина и эозина.
Оценку гистологических структур, таких как толщина слизистой и мышечной оболочек, основной пластинки, диаметр крипт, высота эпителия, высота и ширина ворсинок, проводили на микроскопе «Микмед-6» (АО «Ломо», Россия) с цифровой цветной видеокамерой C-mex-5 Pro (Нидерданды).
Морфометрические измерения осуществляли в программе изображений ImageScope М (Aperio Technologies, США). Результаты опыта были обработаны биометрически с использованием программы Statistica 12 (StatSoft, USA). Данные представлены в виде средних (М) и стандартного отклонения (SD). Сравнительный межгрупповой анализ выполняли методом однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA). Уровень значимости был принят равным p ≤ 0,05.
Результаты и обсуждение
При внешнем осмотре органов грудобрюшной полости у исследуемых групп птицы отмечено, что двенадцатиперстная, тощая и подвздошная кишки занимают нормальное положение, обычной формы, не растянуты, серозная оболочка влажная, блестящая, серо-белого цвета, гладкая, без наложений и спаек, кровоизлияния отсутствуют. Органы содержат умеренное количество химуса зеленоватого цвета и кашицеобразной консистенции с кислым запахом. Слизистая оболочка светло-розового цвета, не набухшая, без кровоизлияний, покрыта умеренным количеством сероватой слизи. При внешнем осмотре отличий между контрольной и опытными группами не обнаружено.
У исследуемых групп птицы внешних отличий в морфологическом строении стенки тонкой кишки не выявлено, микрокартина соответствует здоровым птицам без особенностей. Для более глубокого сопоставительного анализа проведены морфометрические исследования.
При проведении морфометрического анализа двенадцатиперстной кишки у экспериментальной птицы получены следующие результаты, представленные в таблице 1.
Толщина слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки значительно выше у цыплят опытной группы, максимальных значений достигает в 1-й опытной группе и составляет 2262,49±168,63 мкм², что превышает показатель контрольной группы на 47,7%, во 2-й опытной группе этот показатель составляет 2043,88±57,15 мкм², что выше контроля на 33,4%, в опытных группах разница статистически достоверна (p = 0,0007). Структуры слизистой оболочки, такие как толщина основной пластинки, диаметр крипт, в опытных группах имеют тенденцию к уменьшению относительно контрольной группы. Так, толщина основной пластинки уменьшается на 35,3% и 31,0% соответственно, диаметр крипт — на 8,7% и 7,3%. Высота эпителия в криптах максимальных значений достигает в 1-й опытной группе (28,73±2,95 мкм), во 2-й опытной группе — 22,40±3,64 мкм, в контрольной — 24,36±2,28 мкм. Ворсинки в двенадцатиперстной кишке экспериментальной птицы чаще встречаются листовидной и пальцевидной формы, а их величины (высота и длина) значительно изменяются. Так, в опытных группах по отношению к контролю высота увеличивается в 2,6 и 2,3 раза соответственно, а их ширина в 1,2 и 1,5 раза. Анализ толщины мышечной оболочки показал, что в опытных группах она превышает показатели контрольной на 21,4% и 66,2% соответственно, при этом наибольшей толщины мышечная оболочка достигала у цыплят 2-й опытной группы.
Можно отметить следующие закономерности: под действием антистрессовой терапии в предубойный период утолщение слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки, снижение толщины основной пластинки, значительное повышение высоты ворсинок и толщины мышечной оболочки кишки, что указывает на то, что антистрессовая терапия в предубойный период приводит к комплексной морфофункциональной перестройке двенадцатиперстной кишки, что отражает снижение стресс-индуцированного повреждения, восстановление трофики и пролиферации клеток, оптимизацию пищеварительно-всасывающей функции кишечника. Наиболее значимым признаком, характеризующим действие изучаемых фармакологических средств, является увеличение высоты ворсинок, так как ворсинки двенадцатиперстной кишки ответственны за всасывание питательных веществ. Опираясь на имеющиеся литературные данные в области механизмов развития стрессов у птиц, можно предположить, что антистрессовая терапия привела к улучшению трофики энтероцитов благодаря нормализации кровотока и снижению катаболического действия кортикостерона и кортизола, активации клеточного обновления в криптах, снижению апоптоза энтероцитов, который усиливается при стрессе из-за окислительного повреждения и гипоксии.
Отличия в опытных группах обусловлены включением L-карнитина в состав фармакологического средства «Пик-антистресс», что привело к снижению на 9,7% толщины слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки, снижению высоты эпителия в криптах на 22,0% и повышению толщины мышечной оболочки кишки на 26,9%. Наблюдаемые морфологические закономерности предположительно связаны с тем, что L-карнитин играет ключевую роль в транспорте длинноцепочечных жирных кислот в митохондрии для β-окисления, что влияет на энергетический обмен клеток и приводит к ускорению клеточного обновления за счет стимуляции удаления стареющих или поврежденных энтероцитов за счет гиперплазии, вызванной стрессом. Другим механизмом может быть уменьшение отека слизистой оболочки кишки за счет улучшения микроциркуляции и снижения воспалительной инфильтрации, за счет антиоксидантных свойств L-карнитина, подавляющих активность провоспалительных цитокинов. В то же время уменьшение избыточной пролиферации может указывать на нормализацию эпителиального гомеостаза, что приводит к снижению стресс-индуцированной гиперплазии и более физиологичному обновлению эпителия.
Повышение толщины мышечной оболочки видится за счет усиления сократительной способности гладкой мускулатуры за счет улучшения энергетического метаболизма, L-карнитин усиливает β-окисление жирных кислот, обеспечивая миоциты большим количеством АТФ, что способствует гипертрофии мышечных волокон.
Морфометрический анализ структур стенки тощей кишки показал следующие результаты (табл. 2).
Из таблицы 2 следует: общей тенденцией для обеих опытных групп является то, что толщина слизистой оболочки тощей кишки в опытных группах увеличивается в 1-й опытной на 113,8%, во 2-й — на 103,0%; высота ворсинок по отношению к контролю увеличивается в 1,7 и 2,03 раза соответственно, а их ширина — в 3,2 и 3,9 раза. Форма ворсинок в тощей кишке экспериментальной птицы чаще листовидной формы, а их высота и длина, как и в двенадцатиперстной кишке, значительно увеличиваются. Толщина основной пластинки, диаметр крипт в опытных группах по отношению к контрольной снижается на 15,6% и 35,6%, 7,2% и 15,1% соответственно. Высота эпителия максимальных значений достигает во 2-й опытной группе — 25,61±1,59 мкм, в 1-й опытной группе — 20,95±3,49 мкм, в контрольной группе — 22,59±4,36 мкм.
Толщина мышечной оболочки в опытных группах имеет тенденцию к снижению относительно контрольной группы на 7,9% и 30,0%. Применение разработанного фармакологического средства «Пик-антистресс» приводит к значительному утолщению слизистой оболочки тощей кишки, что резко увеличивает ее всасывающую способность. Снижение толщины мышечной оболочки, возможно, связано с уменьшением стресс-индуцированного гипертонуса гладкой мускулатуры, вызванного симпатической активацией при развитии стресса.
Использование группы L-карнитина перорально на фоне применения кормовой добавки «Пик-антистресс» оказало выраженное воздействие на увеличение высоты ворсинок, по сравнению с цыплятами 1-й опытной группы произошло увеличение высоты ворсинок на 18,2%, повышение высоты эпителия в криптах на аналогичное значение, снижение толщины мышечной оболочки тощей кишки на 23,9%, что может быть связано с тем, что L-карнитин усиливает действие белка IGF-1 за счет усиления экспрессии мРНК в печени и эпидермального фактора роста, это приводит к стимуляции роста ворсинок и улучшает регенерацию слизистой оболочки. Также он снижает уровень реактивных форм кислорода, защищая эпителий от повреждения и поддерживая его структурную целостность. Отмеченное снижение толщины мышечной оболочки не связано с процессами атрофии, это четко прослеживается при анализе мышечной оболочки цыплят 2-й опытной группы и представлено на рисунке 1.
Наблюдается адаптивная перестройка, связанная с увеличением функциональной активности тощего отдела кишечника, функционирующего при более оптимальном энергетическом снабжении за счет фармакологического действия L-карнитина. Различия между опытными группами указывают на дозозависимый или компонент-специфический эффект применяемых препаратов.
В таблице 3 представлены морфометрические показатели стенки подвздошной кишки у бройлеров.
Из таблицы 3 следует, что и в подвздошной кишке в 1-й и 2-й опытных группах по сравнению с контрольной отмечается более высокая толщина слизистой оболочки на 29,1% и 58,9% соответственно, при этом толщина мышечной оболочки выше по сравнению с цыплятами контрольной группы — соответственно, на 22,1% и 89,3%. Толщина основной пластинки подвздошной кишки соответствует значениям в опытных и контрольной группах. Высота ворсинок в 1-й опытной группе соответствует значениям из контроля, а во 2-й — выше на 18,1%, при этом ширина ворсинок в обеих опытных группах превышает контроль в 1-й опытной группе на 42,8% и в 2,5 раза — во 2-й.
Ворсинки в подвздошной кишке экспериментальной птицы чаще пальцевидной формы, а их высота и ширина изменяются незначительно по сравнению с контролем и двенадцатиперстной и тощей кишками. Диаметр крипт в 1-й опытной группе соответствует значениям из контрольной группы, а во 2-й — снижается на 34,7%. Высота эпителия в криптах в 1-й опытной группе имеет тенденцию к снижению, а во 2-й — существенно ниже значений контрольной группы на 49,4%.
Закономерности, обнаруженные при анализе таблицы 3, подтверждают вышеописанные морфологические особенности и дополнительно доказывают, что антистрессовая терапия не просто нивелирует негативные эффекты предубойного стресса, но активно улучшает морфофункциональное состояние кишечника, что может иметь прямое влияние на продуктивность цыплят-бройлеров. В подвздошной кишке увеличение толщины слизистой оболочки идет более равномерно, диаметр крипт и высота эпителия превышают показатели контрольной группы, в отличие от морфометрических показателей двенадцатиперстной и тощей кишок, возможно, это связано с особенностями действия кормовой добавки, однако для полного понимания механизмов описанных процессов и их воспроизводимости требуется отдельное исследование.
Включение L-карнитина в состав антистрессовой терапии позволяет дополнительно усилить развитие слизистой оболочки тонкого кишечника, смещает процессы адаптации в сторону увеличения площади всасывания за счет увеличения ширины ворсинок, а не их высоты. Цинк, входящий в состав добавки, используется в рационах птицы из-за его антистрессового действия, так как его потребность возрастает, а содержание снижается во время стресса, он положительно влияет на усвоение корма, участвуя в метаболизме углеводов, липидов и белков, поддержании барьерной функции кишечника.
Дефицит L-карнитина может возникать у животных в состоянии стресса, его биологическая роль заключается в выполнении двух важных функций в метаболизме энергии: способствует выходу длинноцепочечных жирных кислот в митохондрии при процессах генерирования энергии и удалению из митохондрий короткоцепочечных и среднецепочечных жирных кислот, которые накапливаются в результате нормального и аномального метаболизма.
Бетаин способствует поддержанию осмотического баланса в кишечнике и клетках в условиях стресса, предупреждает нарушения, вызванные осмотическим шоком в условиях высоких температур, снижает отрицательное действие кормовых стрессоров и микотоксинов.
Карбонат лития, содержащийся в составе добавки, влияет на баланс процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе птиц, не затрагивая нейрорецепторный аппарат мозга, и включается в регуляцию нейросинаптической активности благодаря ингибированию ферментов, ответственных за главный метаболический путь деградации гамма-аминомасляной кислоты. Ионы лития, поступающие с кормом и водой, способствуют поддержанию нормальной возбудимости ЦНС и тонуса кровеносных сосудов за счет снижения избыточной концентрации норадреналина в ЦНС и нормализации уровня ионов натрия в нервных и мышечных клетках.
Все перечисленные компоненты, входящие в состав фармакологического средства «Пик-антистресс», не обладают общетоксическими свойствами и не оказывают избирательного токсического действия на органы пищеварительной иммунной системы птиц.
Выводы
При непродолжительном действии технологических стрессов на организм экспериментальной птицы наблюдается изменение морфометрических показателей стенки тонкой кишки, сопровождающееся уменьшением толщины слизистой оболочки, величины (высоты и ширины) ворсинок. Под влиянием фармакологической профилактики (кормовой добавки «Пик-антистресс») и в сочетании с L-карнитином в опытных группах отмечается увеличение толщины оболочек стенки тонкой кишки, особенно слизистой и мышечной, что дает синергетический эффект, L-карнитин потенцирует действие фармацевтических субстанций, включенных в состав средства «Пик-антистресс».
Под действием антистрессовой терапии происходит значительное увеличение слизистой оболочки, особенно двенадцатиперстной и тощей кишок — на 33,4–47,7% и 103,0–113,8 % соответственно, за счет увеличения высоты ворсинок и уменьшения диаметра крипт и высоты эпителия. В связи с увеличением высоты ворсинок увеличивается и площадь всасывающей поверхности ворсинок, что может указывать на улучшение всасывания питательных веществ, функциональной активности тонкой кишки, что непосредственно связано с продуктивностью птицы и, согласно ранее проведенным исследованиям, подтверждается повышением европейского индекса продуктивности цыплят в среднем на 32–45 ед.
Об авторах
Алевтин Викторович Мифтахутдинов, доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой морфологии, физиологии и фармакологии
nirugavm@mail.ru https://orcid.org/0000-0001-8496-2810
Елена Александровна Ноговицина, кандидат биологических наук, доцент кафедры морфологии, физиологии и фармакологии
madzuga74@mail.ru
Елизавета Викторовна Акентьева, студент
akenteva02@admin
Юлия Сабирьяновна Шакирова, студент
t.kmpt@sursau.ru
Южно-Уральский государственный аграрный университет, ул. им. Гагарина, 13, Троицк, 457100, Россия
УДК 619:616.34-084.2/.3-091-092.19
DOI: 10.32634/0869-8155-2025-399-10-8-16
Просмотров: 126
