Рост и морфофункциональное состояние органов и тканей бройлеров, выращенных с использованием пробиотиков
Просекова Елена Александровна
Автореферат
Диссертация
2010
Автор научной работы: Просекова, Елена Александровна
Ученая степень: кандидат биологических наук
Место защиты диссертации: Москва
Код специальности ВАК: 03.03.01, 03.03.04
Специальность: Физиология
Количество страниц: 153
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ.
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.
1.1 Понятие о пробиотиках.
1.2 Пробиотики на основе Bacillus subtilis.
1.2.1 Биологические особенности Bacillus subtilis.
1.2.2 Применение пробиотиков на основе Bacillus subtilis в животноводстве.
1.3 Пробиотики на основе лактобацилл.
1.3.1 Биологические особенности ацидофильной (Lactobacillus acidophilus) и болгарской (Lactobacillus bulgaricus) палочек.
1.3.2 Применение пробиотиков на основе лактобацилл в животноводстве.
1.4 Механизм действия пробиотиков.
1.5 Строение органов и тканей кур.
1.5.1 Пищеварительный тракт.
1.5.2 Печень.
1.5.3 Почки и щитовидная железа.
1.6 Особенности роста органов пищеварения.
1.7 Влияние пробиотиков на гистоструктуру внутренних органов животных.
2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.
3. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.
3.1 Влияние Bacillus subtilis на постнатальное развитие внутренних органов бройлеров.
3.1.1 Морфофизиологические показатели.
3.1.2 Относительный рост внутренних органов
3.1.3 Гистологическое строение органов пищеварительной системы.
3.1.3.1 Зоб.
3.1.3.2 Железистый отдел желудка.
3.1.3.3 Двенадцатиперстная кишка.
3.1.3.4 Тощая кишка.
3.1.3.5 Проксимальный участок слепой кишки.
3.1.3.6 Печень.
3.1.4 Морфометрические показатели почек и щитовидной железы.
3.1.5 Зоотехнические результаты выращивания.
3.2 Влияние заквасок на постнатальное развитие органов пищеварительного тракта.
3.2.1 Морфофизиологические показатели.
3.2.2 Рост органов желудочно-кишечного тракта.
3.2.3 Гистологическое строение органов пищеварительной системы.
3.2.3.1 Зоб.
3.2.3.2 Железистый отдел желудка.
3.2.3.3 Двенадцатиперстная кишка.
3.2.3.4 Тощая кишка.
3.2.3.5 Проксимальный участок слепой кишки.
3.2.4. Зоотехнические результаты выращивания.;.
Введение
Одним из основных направлений в современном животноводстве является получение экологически чистой продукции. Это, в свою очередь, требует от производителей отказа от применения кормовых антибиотиков, которые способны аккумулироваться в организме животных [138, 156, 167]. В условиях промышленного получения сельскохозяйственной продукции, исключение антибиотиков может привести к массовым заболеваниям животных. Это соображение вызывает необходимость поиска препаратов альтернативных кормовым антибиотикам, которые способны поддерживать устойчивость к заболеваниям объектов разведения. Естественные механизмы защиты, в большинстве случаев, позволяют животным в условиях большой концентрации адекватно реагировать на стрессы связанные с технологическими приемами выращивания (кормление, содержание и т.д.) [138,139].
Пограничной зоной между внешней и внутренней средой организма является вся поверхность тела, полости внутренних органов и, прежде всего, слизистая желудочно-кишечного тракта, которая непосредственно соприкасается с тем, что животное потребляет в пищу. В этом случае основным защитным барьером от проникновения патогенных представителей флоры и фауны является биопленка на поверхности кишечника, включающая в себя слой слизи и массу пристеночных микроорганизмов. Механизм ее действия связывают с конкурентными взаимодействиями микрофлоры организма животных и поступающей с пищей. Поэтому любое заболевание алиментарного характера чаще всего проявляется в нарушении количественного и качественного состава микрофлоры пищеварительной системы. В связи с этим выращивание здоровых, обладающих хорошим ростом животных связано с поддержанием их микробиального баланса в пределах физиологических норм [140].
Одним из заменителей кормовых антибиотиков могут служить пробиотики, которые нашли широкое применение в медицине, ветеринарии и зоотехнии. Механизм их действия связывают с подавлением патогенной микрофлоры и стимулированием развития полезных микроорганизмов. Пробиотики можно применять отдельно, или в комплексе с витаминами и микроэлементами, что позволяет повысить естественную резистентность животных [158]. Несмотря на интенсивное использование в животноводстве их влияние на организм изучено еще недостаточно, особенно на рост и морфофункциональные особенности органов желудочно-кишечного тракта, печени, почек, желез внутренней секреции различных животных и в частности, бройлеров. Исследования, направленные на установления влияния пробиотиков на пищеварительную систему и другие органы цыплят-бройлеров, дающих основную продукцию мясо птицы, весьма ограничены и фрагментарны [9, 72, 150, 153, 159, 162, 169, 170, 174, 180, 183].
Целью настоящей работы является установление действия пробиотиков Ветом-1.1, заквасок ацидофильной и болгарской палочек на рост, анатомо-гистологические показатели и функциональное состояние органов и тканей цыплят-бройлеров.
В задачи исследования входило:
1) изучить особенности роста различных отделов желудочно-кишечного тракта;
2) определить морфометрические показатели органов и тканей:
3) выявить гистологическую структуру зоба, железистого отдела желудка, двенадцатиперстной, тощей и проксимального участка слепой кишок;
4) установить количественное распределение и возрастную динамику бокаловидных клеток на протяжении кишечной трубки;
5) выявить влияние пробиотиков на морфофизиологическое состояние органов и тканей в период скармливания и их последействие при дальнейшем выращивании бройлеров;
6) оценить зоотехнические показатели выращивания.
Научная новизна. Впервые установлено влияние пробиотиков Ветом-1.1, заквасок ацидофильной и болгарской палочек на рост и морфофункциональное состояние органов пищеварения, выделения и внутренней секреции в период постнатального онтогенеза цыплят-бройлеров.
Практическая значимость работы. Полученные данные позволят внести уточнения при составлении рекомендаций по применению Ветома 1.1 и заквасок ацидофильной и болгарской палочек при кормлении птицы и могут быть использованы в учебном процессе при изучении морфофункциональных особенностей мясопромышленных птиц.
Благодарность. Автор выражает благодарность кафедре кормления с/х животных и лично профессору Виктору Константиновичу Менькину за предоставленную возможность сбора материала для выполнения работы, а также за ценные указание во время ее написания.
Заключение
выводы
1. Пробиотики Ветом-1.1, закваски ацидофильной и болгарской палочек изменяют микроструктуру стенки желудочно-кишечного тракта:
- в железистом отделе желудка утолщается слизистая оболочка (8,8 — 15,8%);
- в кишечнике увеличивается высота слоя ворсинок (8,9 — 36,3%) и крипт (6,9 - 32,9%);
- доля лимфоидной ткани возрастает.
2. В начальный период постнатального онтогенеза высокая скорость относительного роста независимо от используемых пробиотиков характерна для почек (Ь=1,26-1,74), печени (Ь=1,29-1,44), желудочно-кишечного тракта (Ь=1,12-1,38), подслизистой оболочки железистого отдела желудка (Ь=1,25-1,30), слизистой кишечника (Ь=1,10-1,21), т.е., прежде всего, формируются органы и их структуры, обеспечивающие потенциал для дальнейшего развития организма бройлеров. В дальнейшем относительная скорость роста внутренних органов снижается (Ь=0,55-0,79), а в пищеварительной трубке интенсивно растет мышечная оболочка.
3. Пробиотик Ветом-1.1 в составе рациона вызывает специфические изменения в пищеварительной трубке, в частности - происходят некоторые нарушения эпителиального слоя; снижается толщина слизистой двенадцатиперстной (на 2,5%) и проксимального участка слепых кишок (на 5,5%). После завершения скармливания Ветома-1.1 увеличивается толщина слизистой (11,1 — 18,5%) и мышечной (13,8 - 31,6%) оболочек кишечника.
4. При введении в рацион препарата Ветом-1.1 имеет место ответная реакция со стороны различных отделах кишечника цыплят в виде увеличения числа бокаловидных клеток в ворсинках и криптах, что особенно хорошо выражено в тощей кишке в конце выращивания (по сравнению с контролем: ворсинки на 10,0%, крипты на 9,0%, Р<0,01).
5. Введение в рацион Ветома-1.1 вызывает в конце выращивания у бройлеров увеличение количества резорбционных вакуолей в коллоиде фолликулов щитовидной железы. В почках увеличивается просвет капсулы почечного тельца на 13,1%, диаметр просвета проксимального извитого канальца — на 47,4%, а высота эпителия проксимального канальца уменьшается на 11,9%
6. Закваска на основе ацидофильной палочки при скармливании интенсифицирует развитие ворсинок (на 8,9 - 35,6%) и крипт слизистой (на 9 — 23,4%) на всем протяжении кишечной трубки, а также приводит к увеличению количества лимфоидной ткани в слизистой оболочке железистого отдела желудка и двенадцатиперстной кишки.
7. Использование закваски на основе болгарской палочки ускоряет рост подслизистой оболочки железистого отдела желудка (9,4%), ворсинок (9,7 — 36,3%) и крипт (20,3 - 32,9%) тонкого кишечника, стимулирует развитие лимфоидной ткани в слизистой желудка и проксимального участка слепой кишки.
8. По завершении скармливания заквасок стимулирующее влияние ацидофильной палочки наблюдается только в криптах двенадцатиперстной кишки (+14,9%), а болгарской - в подслизистой оболочке железистого отдела желудка (+7,3%), криптах двенадцатиперстной кишки (+19,5%). Сохраняется и большее количество диффузных и фолликулярных лимфоидных образований.
9. Введение в состав рациона пробиотика Ветома-1.1 приводит к увеличению средней живой массы бройлеров на 2,2%, среднесуточного прироста на 2,3% и к уменьшению затрат корма на 8,6%. Использование молочнокислых заквасок позволяет увеличить сохранность бройлеров на 2,2%, среднесуточный прирост на 3,9 и 4,5%, среднюю живую массу на 3,8 и 4,4% и уменьшить затраты корма на 3,8 и 4,8%.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ Рекомендуется использовать в кормлении цыплят-бройлеров:
1. Пробиотик Ветом-1.1 в течение первых трех суток постнатального онтогенеза в дозе 6 г на 1 кг комбикорма.
2. Закваски ацидофильной и болгарской палочек в виде влажных мешанок (50г/100г рациона), в течение первых 10 суток жизни.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Исследованиями, проведенными на цыплятах-бройлерах при выращивании с использованием различных пробиотиков показало, что каждый из них обладает особенностями действия как во время непосредственного потребления, так и в последующем на рост и морфофункциональное состояние внутренних органов. Однако, независимо от вида пробиотиков, их активное начало оказывает положительное влияние на рост и развитие объектов исследования.
Использование пробиотиков в рационах позволяет улучшить процессы пищеварения, активизировать секреторную функцию желез железистого отдела желудка, усилить абсорбционную слизистой кишечника и повысить защитные силы организма бройлеров.
Проведенные морфологические исследования позволили выявить особенности роста внутренних органов цыплят-бройлеров в ранний период постнатального онтогенеза. В течение первых 3 — 7 суток относительный рост органов пищеварения (за исключение зоба) и выделения обладают положительной аллометрией, которая в последующем сменяется на изометрию или отрицательную аллометрию. Степенной коэффициент аллометрического уравнения в начальный период первого опыта (Ветом-1.1) для органов пищеварения находится в пределах 1,21 (железистый отдел желудка) - 2,11 (двенадцатиперстная кишка). За весь период выращивания величина этого показателя существенно уменьшается и составляет Ь=0,66 (железистый отдел желудка) и Ь=0,98 (почки). Близкая картина наблюдается при использовании ацидофильной и болгарской палочек, но, как правило, скорость роста органов в этом случае несколько ниже, чем при применении Ветома-1.1. Это, по-видимому, связано со сроками отбора проб после вылупления цыплят. Из этого следует, что в начальный период постнатального онтогенеза наиболее высокой скоростью роста независимо от добавленных в рацион птицы пробиотиков обладают почки (Ь=1,2б - 1,74), печень (Ь=1,26 - 1,44), желудочно-кишечный тракт (Ь=1,12 - 1,38), т.е. те органы, которые в дальнейшем обеспечивают наращивание соматических структур и, прежде всего, мышечной системы.
В течение первых трех суток у цыплят контрольной и опытной групп (опыт 1) интенсивно развивалась стенка зоба, благодаря росту мышечной пластинки слизистой и мышечной оболочек. Для цыплят опытной группы по сравнению с контролем характерно более существенное наращивание мышечной оболочки и слущивание плоских клеток эпителия с поверхности слизистой. Возможно, что подобное состояние слизистой обусловлено раздражающим действием Bacillus subtilis. По-нашему мнению, это не оказало отрицательного влияния на последующее развитие внутренних органов, поскольку по величине подслизистой, мышечной и стенки зоба в целом опытные цыплята в конце выращивания превосходили контрольных на 37,1; 51,4 и 25,2%.
У 7-суточных цыплят, которым скармливались закваски молочнокислых палочек, наблюдается увеличение стенки зоба и слоя эпителия, а в случае, с ацидофильной палочкой и усиление подслизистой и мышечной оболочек. Для 42- суточных опытных бройлеров по сравнению с контрольными характерна большая величина слизистой и подслизистой оболочек, но меньшая - мышечной.
Важной особенностью пищеварительной системы является морфофункциональное состояние железистого желудка, в ответ на скармливание Bacillus subtilis в течение трех суток. Оно характеризуется угнетением всех структур желудка, отставанием в росте стенки в целом, слизистой и мышечной оболочек, величина которых ниже на 9,0; 11,0 и 19,5% соответственно, чем в контроле. Последействие препарата сказывается в усилении роста и развития стенки и структур железистого желудка. В конце выращивания толщина стенки в целом, слизистой и мышечной оболочек у опытных бройлеров выше, чем у контрольных на 5,5; 15,5 и 15,8% соответственно.
Скармливание закваски из ацидофильной палочки не оказало влияния на морфологические структуры железистого отдела желудка. В то же время использование закваски из болгарской палочки приводит к лучшему развитию подслизистой оболочки (на 9,4%), которое сохраняется в течение всего периода экспериментального выращивания бройлеров. Закваски во время скармливания стимулируют развитие лимфоидной ткани в слизистой оболочке органа, это действие сохраняется до конца эксперимента. При этом можно отметить отсутствие стимулирующего действия на рост мышечной оболочки органов переднего отдела пищеварительной трубки птиц.
Функциональное значение среднего отдела пищеварительного тракта заключается наряду с участием в процессе расщепления, так же и во всасывании питательных веществ. Основными элементами несущими эту нагрузку в тощем отделе кишечника являются ворсинки и крипты, которые достаточно остро реагируют на введение пробиотика Ветом-1.1. Он оказывает отрицательное действие на сохранность эпителия ворсинок на всем протяжении кишечника. В 12-перстной кишке толщина слизистой оболочки, количество лимфоидной ткани и слоя ворсинок уменьшается, что является результатом снижения скорости роста этих структурных элементов. Напротив, тощая кишка, слабо реагирует на Bacillus subtilis и имеет достаточно высокую скорость роста различных оболочек. Различий в развитии лимфоидной ткани в слизистой опытных и контрольных цыплят не установлено. В проксимальном отделе слепой кишки опытных животных отмечено слабое развитие слизистой и мышечной (на 9,0%) оболочек, а количество лимфоидной ткани было больше, чем контроле.
В конце выращивания двенадцатиперстная кишка бройлеров, получавших препарат Ветом-1.1, характеризуется лучшей сохранностью ворсинок, большим количеством лимфоидной ткани в слизистой и лучшим развитием всех структурных образований по сравнению с традиционным выращиванием птицы. Аналогичная картина наблюдается и в тощей и проксимальном участке слепой кишок.
Таким образом, во время (в течение 3 дней) скармливания Ветома-1.1 в зобе, железистом отделе желудка и тонком отделе кишечника опытных цыплят наблюдаются некоторые нарушения эпителиального слоя слизистой оболочки, что, вероятно, связано с раздражающим действием Bacillus subtilis. Пробиотик Ветом-1.1 оказывает подавляющее действие на развитие стенки и слизистой двенадцатиперстной (2,5%) и проксимального участка слепой кишок (на 5,5%) . Последействие Ветома-1.1 до 49 — суточного возраста выражается в восстановлении процессов роста в структурных образованиях слизистой и мышечной оболочек на всем протяжении пищеварительного тракта. Мы предполагаем, что микроорганизмы, содержащиеся в препарате, оказывают раздражающий эффект на слизистую органов пищеварительной трубки во время скармливания, однако, они способствуют колонизации слизистой положительной микрофлорой, которая в дальнейшем определяет положительное последействие препарата.
Закваска на основе ацидофильной палочки во время скармливания интенсифицирует развитие ворсинок (на 9,0-35,6%») и крипт слизистой (9,023,4%), а также стимулирует развитие лимфоидной ткани в слизистой оболочке железистого отдела желудка и двенадцатиперстной кишки. Закваска на основе болгарской палочки ускоряет развитие подслизистой оболочки железистого отдела желудка (9,4%) и ворсинок и крипт тонкого кишечника, а также стимулирует развитие лимфоидной ткани желудка и проксимального участка слепой кишки. Положительное последействие ацидофильной палочки сохраняется только в криптах двенадцатиперстной кишки (14,9%), а болгарской - продолжается в подслизистой оболочке железистого отдела желудка (7,3%) и криптах двенадцатиперстной кишки (19,5%).
Молочнокислые закваски стимулируют рост слизистой оболочки (ворсинки и крипты) в тонком кишечнике и ворсинки в слепой кишке, что наиболее выражено у цыплят получавших ацидофильную палочку. Последействие заквасок выражается в снижении интенсивности роста ворсинок, но лучшем развитии крипт, подслизистой и мышечной оболочек двенадцатиперстной кишки. Введение в рацион болгарской палочки привело к некоторому угнетению оболочек проксимального участка слепой кишки у бройлеров в конце опыта.
Количество бокаловидных клеток и их плотность по мере роста в ворсинках и криптах двенадцатиперстной кишки увеличивается, т.е. функциональное значение этих одноклеточных желез возрастает к концу опыта. Повышение плотности бокаловидных клеток в криптах происходит в первые дни жизни цыплят, а ворсинках — в более поздний период онтогенеза. Полученные данные свидетельствуют об их значении после трехдневного применения Ветома-1.1. У опытных цыплят количество и плотность бокаловидных клеток в ворсинках существенно выше, чем в контроле на 22,2% (Р<0,01). По-видимому, имеет место реакция в виде увеличения этих клеток, а соответственно и количества, вырабатываемой ими слизи, как ответа на раздражающее действие пробиотика. Однако в последующем эти различия сглаживаются.
Анализ количества и плотности бокаловидных клеток в тощей кишке показывает, что ее слизистая также активно отзывается на введения препарата Ветом-1.1, но при этом выявляются особенности. Это хорошо видно по количеству и плотности этих клеток в ворсинках и криптах. При этом ворсинки содержат меньше бокаловидных клеток непосредственного после воздействия препарата на слизистую, но в конце выращивания птицы их доля повышается (по сравнению с контролем на 9,5%, Р<0,01). Крипты, напротив, активно откликаются Bacillus subtilis в период их введения в организм птицы и последующем, когда количество клеток в опыте на 9% выше, чем контроле (Р<0,01). Более продолжительное действие пробиотика на тощую кишку, возможно, обусловлено ее активностью при прохождении пищи и высокой перистальтической деятельностью.
Проксимальный участок слепой кишки в меньшей степени реагирует на введение Ветома-1.1 в рацион цыплят, чем другие отделы пищеварительной системы. Возможно, это обусловлено более дистальным расположением, изначально большей плотностью бокаловидных клеток и меньшей функционально активностью этой части пищеварительной системы.
Функциональное состояние печени опытных цыплят по сравнению с контрольными в конце эксперимента не имеет существенных отличий. При введении препарата Ветом-1.1 можно отметить тенденцию к увеличению доли паренхимы, образованной печеночными пластинками. Соединительнотканный компонент концентрируется вблизи кровеносных сосудов и крупных желчных протоков. Гепатоциты полигональной формы с мутной оксифильной цитоплазмой.
По количеству почечных телец в почке цыплята, получавшие пробиотик на основе Bacillus subtilis, не имеют достоверных различий по сравнению с контрольной группой. То же относится к площади почечного тельца и сосудистого клубочка. Величина просвета капсулы почечного тельца при использовании пробиотика свидетельствует об интенсивности фильтрации первичной мочи. Судя по нашим данным эти процессы наиболее активно проходят у опытной птицы, у которой размеры просвета почечного тельца на 13,0% выше, чем у контрольной (Р<0,05). Клетки проксимального канальца нефрона всасывают питательные вещества, которые используются в дальнейшем самим организмом, в том числе и аминокислоты, которые в составе белка определяют рост животных. Меньшая высота клеток проксимальных канальцев нефронов и больший диаметр их просвета может свидетельствовать об уменьшении реабсорбции аминокислот и глюкозы в кровь у опытных бройлеров. Это, в свою очередь, может привести к снижению скорости роста птиц в определенные периоды онтогенеза.
Несмотря на то, что у обеих экспериментальных групп цыплят функциональное состояние щитовидной железы сходно (гипофункция), можно отметить некоторые особенности в их структурной организации. Прежде всего, это размер фолликулов, диаметр который у опытной птицы на 16,2% выше, чем в контроле (Р<0,05), при одинаковой высоте тиреоцитов. Для бройлеров, получавших Ветом-1.1 характерно наличие большего количества мелких фолликулов, окруженных интерстициальными клетками, резорбционных вакуолей, что является показателем менее плотного коллоида и несколько повышенной функциональной активности железы в отличие от контрольных птиц. Фолликулы со сжавшимся коллоидом в поле зрения препарата встречаются крайне редко.
Анализ зоотехнических показателей дает возможность прийти к заключению о благоприятном влиянии пробиотиков на организм цыплят. В целом за период выращивания цыплята, получавшие Ветом-1.1 превосходили контрольных по живой массе, за исключением шестой недели, когда различия оказались не пользу опытной группы. Цыплята, получавшие пробиотик, отличались меньшими затратами кормов, обменной энергии и сырого протеина на единицу прироста.
При использовании в рационах заквасок цыплята 2 опытной группы (болгарская палочка) по живой массе достоверно превосходили цыплят контрольной и 1 опытной групп (ацидофильная палочка). К концу опыта она на 4,4% выше, чем в контроле. Затраты корма, сырого протеина и обменной энергии у цыплят, получавших болгарскую и ацидофильную палочки, были ниже, а среднесуточный прирост — выше, чем в контрольной группе.
