Влияние комплексоната титана на некоторые биохимические показатели и продуктивность цыплят-бройлеров

Содержание Введение

1. Обзор литературы

1.1 Особенности пищеварения и всасывания питательных веществ в организме птиц

1.2 Химические элементы в окружающей среде, их классификация. Значение химических элементов в питании птицы

1.3 Влияние основных биогенных микроэлементов (Fe, Mn, Co, Cu, Zn) на рост и развитие сельскохозяйственной птицы

1.4 Характеристика комплексонов и комплексонатов и их применение в животноводстве

1.5 Заключение по обзору литературы

2. Собственные исследования

2.1 Состав и свойства разнолигандного фосфорсодержащего комплексоната титана марки Т-4

2.2 Методика, схема и техника проведения опыта

2.3 Методика проведения балансового опыта

2.4 Методика лабораторных исследований

2.5 Условия содержания и кормления подопытной птицы

3. Результаты исследований

3.1 Динамика живой массы и сохранность цыплят-бройлеров за период выращивания

3.2 Физиологические исследования

3.2.1 Влияние комплексоната титана на переваримость питательных веществ

3.2.2 Баланс и использование азота

3.2.3 Баланс кальция и фосфора

3.3 Гематологическое исследование

3.3.1 Общие физиологические показатели крови цыплят-бройлеров

3.3.2 Изменения биохимических показателей крови

3.4 Влияние комплексоната титана на напряженность иммунитета

3.5 Результаты контрольного убоя птицы

3.5.1 Мясная продуктивность

3.5.2 Конверсия протеина и энергии корма в питательные вещества мясной продукции

3.5.3 Органолептические показатели мяса

3.5.4 Дегустационные показатели мяса цыплят-бройлеров

3.6 Экономическая эффективность проведенных исследований

4. Результаты производственной проверки

5. Обсуждение результатов собственных исследований Выводы Предложения производству Список используемой литературы

Введение

Актуальность темы выпускной квалификационной работы. Развитие птицеводства на промышленной основе в перспективе ближайших лет должно обеспечить народное потребление продуктов птицеводства по физиологически обоснованным нормам питания.

Для этого необходимо увеличить производство яиц и мяса в 2−3 раза, прежде всего путем быстрого и значительного повышения продуктивности птицы, с необходимым дальнейшим увеличением поголовья. В повышении яйценоскости и мясных качеств сельскохозяйственной птицы, наряду с использованием достижений генетики и селекции, решающее значение имеет полноценное, научно обоснованное ее кормление (110).

В результате обобщения достижений науки и передового опыта разработана система оценки питательности кормов и нормирования питания птиц разных видов и возрастных групп по 30 показателям, в том числе: по энергии, сырому протеину, сырой клетчатке, сырому жиру, незаменимым аминокислотам, макрои микроэлементам, витаминам. Эти нормы нашли широкое применение на птицефабриках и способствуют повышению производства продуктов птицеводства (17).

Среди нормируемых микроэлементов детализированной системы кормления сельскохозяйственной птицы основное внимание уделяется на содержание в кормах кобальта, меди, цинка, марганца, железа, йода. Потребность животных в данных биологически активных веществах обеспечивается всего лишь на 30−60% от научно обоснованной нормы (126). При недостаточном или несбалансированном минеральном питании значительно снижается резистентность организма (25,32), возникают глубокие расстройства общего обмена веществ (29), нарушение репродуктивной деятельности и заболевания, нередко приводящие к гибели птицы (31).

Так как за счет кормов птица не обеспечивает своей потребности данными биологически активными веществами, их добавляют с премиксами в комбикорма в виде сернокислых, углекислых и хлористых солей (1).

По данным О. И. Маслиевой (96), усвоение микроэлементов из солей в организме птицы колеблется от 10 до 60%, что в конечном итоге сдерживает рост и развитие молодняка. Эффективность использования комплексонатов биогенных металлов в животноводстве доказано в работах Х. Ш. Казакова (65), Г. Ф. Кабирова (60), В. С. Кожемякина (74), Kaemmeres (169), J. Chusu (162), H.M. Mitsuaki (176) и других. Однако усвоение микроэлементов в организме из сернокислых, углекислых, хлористых солей и оксидов происходит намного хуже, чем из хелатирующих комплексов аналогичных элементов, что говорит об их возможном и широком использовании для повышения продуктивности животноводства и птицеводства (41).

Работами ученых ВНИИФБиП под руководством академика Б. В. Кальницкого (67) доказана эффективность применения хелатокомплексов микроэлементов в качестве кормовой добавки в рационах сельскохозяйственных животных и обосновано их биологическое действие на живой организм.

Однако в детализированных нормах кормления сельскохозяйственной птицы, наряду с такими важными элементами питания IV периода периодической системы Д. И. Менделеева, как: железо, кобальт, марганец не учтен микроэлемент титан, который, по всей вероятности, имеет близкое биологическое действие, как и рядом находящиеся элементы (57).

Научные исследования, проведенные А. В. Жолниным,

Р.Л. Носовой, Л. Н. Василенко и др.(54) на сельскохозяйственных культурах, В. А. Мальцевой на свиньях (94), свидетельствуют об эффективности применения разнолигандных комплексонатов титана на растительный и животный организм. Но испытание их на разных видах сельскохозяйственных животных и птицы в качестве кормовой добавки требует дальнейшего уточнения норм и кратности дачи.

Поэтому целью данной работы являлось изучение влияния разнолигандного фосфорсодержащего комплексоната титана (ФКТ) марки Т-4 и неорганического лиганда на основе гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты (ОЭДФ) на продуктивность, сохранность и обменные процессы цыплят-бройлеров.

В задачи исследований входило:

определить оптимальную дозировку ФКТ-4 в кормосмесях цыплят-бройлеров;

изучить влияние ФКТ-4 на течение отдельных физиологических процессов в организме птицы;

проследить изменение физиологических и биохимических показателей крови;

влияние ФКТ-4 на рост и мясную продуктивность бройлеров;

влияние ФКТ-4 на напряженность иммунитета;

рассчитать экономическую эффективность проведенных исследований.

Научная новизна исследований: на основании собственных экспериментальных исследований впервые в условиях Южного Урала было изучено влияние кормовой добавки разнолигандного фосфорсодержащего комплексоната титана Т-4 на переваримость, обменные процессы и изменения биохимического статуса в организме птицы, а также на продуктивность и сохранность цыплят. Установлена оптимальная дозировка (0,1 мг/кг живой массы) применения препарата в качестве кормовой добавки при выращивании цыплят-бройлеров.

Теоретическое и практическое значение работы: дано научно-практическое обоснование широкого использования в условиях промышленного птицеводства кормовой добавки комплексоната титана марки Т-4 как стимулятора роста, развития, повышения сохранности, продуктивности птицы и повышения ее убойных качеств.

1. Обзор литературы

1.1 Особенности пищеварения и всасывания питательных веществ в организме птиц Основные сведения о физиологии пищеварения у сельскохозяйственных птиц получены благодаря использованию метода хронических фистул, разработанного И. П. Павловым и его школой (4). С помощью фистул, которые накладывали на разные участки пищеварительного тракта, довольно подробно изучены пищеварительные процессы в зобу, желудке, кишечнике, секреция желчи и поджелудочного сока.

Переваривание корма в желудочно-кишечном тракте Г. П. Мелехин и Н. Я. Гридин (100) рассматривают как механический, но главным образом как биохимический процесс. К механическому процессу относят проглатывание корма и его прохождение через пищеварительную систему в результате перистальтики.

Биохимический процесс зависит от действия пищеварительных секретов, которые собирательно называют кишечными или пищеварительными соками. Эти секреты содержат ферменты, которые ускоряют химические процессы переваривания корма. Пищеварительные секреты выделяются железами, расположенными в тканях пищеварительного тракта или органа, тесно связанными с пищеварением, такими как печень и поджелудочная железа (108).

После проглатывания корм попадает в пищевод и увлажняется слюной; потом он может либо на некоторое время задержаться в зобу, либо пройти непосредственно в желудок. В желудке корм пропитывается желудочным соком, который, кроме ферментов, содержит соляную кислоту (128).

По данным Т. А. Столляр (135), корм в кишечник поступает в виде полужидкой кашицы. Главным источником важнейших пищеварительных ферментов является сок поджелудочной железы, который вместе с желчью изливается в просвет двенадцатиперстной кишки. Секрет кишечных желез имеет меньшее значение. Расщепление сложных питательных веществ осуществляется посредством гидролиза, когда корм основательно смешивается с пищеварительными соками, а также с различными микроорганизмами (145).

С точки зрения Г. П. Мелехина, Г. П. Гридина (100), наряду с процессами секреции, моторики и переваривания отдельных компонентов корма в пищеварительном тракте птицы, происходит переход различных веществ из полости пищеварительных органов в кровь и лимфу, то есть всасывание.

Центр процесса всасывания находится в продолговатом мозгу. Всасывание или резорбция представляет собой одну из основных функций пищеварительного тракта, которая обеспечивает проникновение через клеточные мембраны стенок пищеварительных органов продуктов ферментативного гидролиза белков, жиров, углеводов корма, витаминов, микро — и макроэлементов, воды и других поступивших с кормом соединений. Всосавшиеся в кровь и лимфу вещества разносятся по организму и включаются в обменные процессы (107).

Для всасывания имеет значение уровень секреторной и моторной деятельности пищеварительного аппарата. Например, перистальтические движения кишечника повышают давление в полости кишки и усиливают всасывание. Процессы всасывания регулируются рефлекторным и гуморальным путем (128).

Г. И. Азимовым (4), И. Т. Маслиевым (95) установлено, что раздражение гипоталамуса вызывает изменение всасывания в тонком кишечнике, а гормон щитовидной железы тироксин повышает всасывание глюкозы.

У птиц основные процессы всасывания происходят в тонком отделе кишечника. Здесь всасываются продукты расщепления белков, жиров, углеводов, вода, минеральные вещества и витамины. Пищеварение и всасывание у птиц весьма интенсивные и связаны с морфо-физиологическими особенностями класса птицы (107).

1.2. Химические элементы в окружающей среде, их классификация. Значение химических элементов в питании птицы Основным источником питательных веществ, из которых животные строят свое тело, являются растительные корма. Поэтому растения и животные имеют сходный элементный состав:

В естественных условиях на нашей планете найдено 92 элемента, а по данным А. П. Авцына (2), в составе живого вещества обнаружены 81 элемент.

По мнению основоположника геобиохимии В. И. Вернадского (21), все имеющиеся в природе элементы необходимы для существования живого вещества, так как все живое возникло и непрерывно воспроизводится из них или в их присутствии. Практически все элементы, которые найдены во внешней среде, присутствуют в живом организме и выполняют определенную функцию.

По мнению А. Я. Дзыговской (37), содержание микроэлементов в организме является характерным принципом вида и зависит от физиологического состояния. Так, содержание железа во внутренних органах птицы, например, в печени непостоянно и изменяется в зависимости от возраста, пола и содержания его в рационе питания.

По данным А. В. Жолнина (46), элементы, которые необходимы организму для построения и жизнедеятельности клеток и органов, называют биогенными элементами. Существует несколько классификаций биогенных элементов: 1. по их функциональной роли: а) органогены, в организме их 97,4% (С, Н, О, N, Р, S); б) элементы электролитного фона (Na, K, Ca, Mg, Cl), данные ионы металлов составляют 99% общего содержания металлов в организме; в) микроэлементы — это биологически активные атомы центров ферментов, гормонов; 2. по концентрации биогенных элементов в организме: а) макроэлементы — содержание которых превышает 0,01% от массы тела; б) микроэлементы — суммарное содержание которых составляет величину порядка 0,01%; в) ультрамикроэлементы — их содержание меньше, чем 10−5% от массы тела.

Поступлению в организм химических элементов способствует питание и потребляемая вода. В природе каждый химический элемент не действует изолированно, поэтому нельзя рассматривать их значение в питании птицы обобщенно. Некоторые из этих веществ и проявление их действия на организм птицы стали настолько известны, что необходимость добавки их в рацион ни у кого не вызывает сомнений. Например, по данным Н. А. Токового и Л. Н. Лапшиной (143), недостаточность марганца в рационе может вызвать искривление конечностей вследствие слабости связок суставов — болезнь называемую перозисом.

Недостаточность того же вещества в рационе племенных кур-несушек может привести к снижению выводимости цыплят из яйца. В составе питательных веществ яйца около 9% приходится на минеральные ионы, а в костях минеральные вещества, представленные главным образом кальцием и фосфором, составляют более 40%, а в съедобной части тушки — около 1% (164).

Минеральные ионы содержатся во всех тканях и жидкостях организма птицы. Кальций важен для свертывания крови, хлор, как составное вещество секретов преджелудка, йод — важный компонент тироксина, выделяемого щитовидной железой (161).

Количество минеральных веществ для организма птицы, для образования продукции не всегда легко установить. Иногда минеральных веществ требуется включать в рацион в больших количествах, иногда — в ничтожно малых, не больше чем «следы», порядка нескольких частей на миллион частей корма (141).

Потребность в некоторых минеральных веществах, обнаруживаемых в тканях, до сих пор еще не установлена.

Р. Фелтвелл и С. Фокс (148) так классифицируют минеральные вещества в соответствии с относительной потребностью в них у птиц различных возрастных групп (табл.1).

1. Классификация минеральных ионов на основании потребности в них у птиц

Таким образом, наличие или отсутствие минеральных ионов иногда в малых количествах, а иногда в больших — нужно рассматривать как очень важный фактор сбалансированного питания. Но не так легко точно определить потребность птицы в каждом минеральном веществе. Причины этого обсуждаются в следующей главе.

1.3 Влияние основных биогенных микроэлементов (Fe, Mn, Co, Cu, Zn) на рост и развитие сельскохозяйственной птицы Учение о связи между химическим элементарным составом организмов и химическим составом земной коры было разработано академиком В. И. Вернадским (22). Он установил, что в процессе миграции через растительные и животные организмы проходит большинство известных химии элементов.

Этот вывод подтверждается тем фактом, что из 110 известных элементов периодической системы в организме животных к настоящему времени обнаружен 81 элемент, причем большинство из них в микроколичествах. Надо полагать, что по мере совершенствования аналитических методов перечень этих элементов будет возрастать (В.И. Георгиевский, 32).

В животном и растительном организмах в том или ином количестве содержатся практически все элементы внешней среды. Некоторые исследователи считают, что в живом организме не только присутствуют многочисленные элементы, но каждый из них выполняет определенную функцию (21,22,46).

Концентрация микроэлементов в организме поддерживается постоянной за счет существования процессов, основными звеньями которых являются: всасывание, распределение, транспорт, депонирование и элиминация. Однако учеными изучалось, в основном, значение наиболее доступных металлов — Cu, Zn, Mn, Fe, Co, в меньшей степени — Ni, Pb. Биологическая роль других металлов, концентрация которых в организме менее чем 5−10%, представлена в литературе крайне недостаточно. К их числу относится и титан (51,52,130,183, 184).

В отечественной и зарубежной литературе имеются лишь единичные научные работы (27,54,62,163) по влиянию титана на живой организм и, по всей вероятности, титан может иметь близкое биологическое действие рядом расположенных с ним микроэлементам: Fe, Cu, Co, Mn, Zn. Поэтому необходимо рассмотреть биологическое действие на организм животных данных переходных элементов IV периода периодической системы Д. И. Менделеева.

Железо — тяжелый металл VIII группы периодической системы. Потребность птицы в железе обычно удовлетворяется за счет натуральных кормов, но выделение его в большом количестве с яйцом увеличивает риск недостаточности железа у несушек. Добавки к рациону усвояемых форм железа иногда производят для обогащения этим элементом пищевого яйца и мяса бройлеров, так как в курином мясе содержится железа в 2 раза ниже, чем в говядине и свинине (84).

По данным К. Груна и М. Анке (166), концентрация железа в организме высших животных составляет в среднем 0.004 — 0.005% живого веса, или 60 — 70 мг на 1 кг свежей обезжиренной массы тела. В опытах M. Kirchgessner и др. (170) содержание железа в теле и перьевом покрове цыплят резко возрастает в первые недели жизни, а затем закономерно снижается.

По данным А. Я. Дзыговской (37), содержание железа во внутренних органах птиц, в частности, в печени непостоянно — оно изменяется в связи с возрастом, полом, содержанием в рационе протеина, макрои микроэлементов.

Среди компонентов крови железо распределяется неравномерно. В то время как в эритроцитах его концентрация составляет 98 — 105%, в плазме она невелика — 0.15 — 0.45 мг%. Видовые и породные различия уровня железа в крови птиц, по-видимому, невелики, хотя отмечена более высокая концентрация железа в эритроцитах гусей и уток по сравнению с курами, а также в плазме крови мясных гибридных цыплят по сравнению с яйценоскими (81).

Резкое падение уровня железа в крови с началом яйцекладки кур отмечено в опытах З. Мюллера (105). Так, концентрация гемоглобина у кур, равная 9 — 12 г%, снижается до 8 — 9 г% в период яйцекладки.

Железо входит в состав различных органических соединений, которые можно разделить на две группы: содержащие железо в геминовой форме и содержащие железо в негеминовой форме. Геминовое железо представлено гемоглобином, миоглобином, каталазой и пероксидазами. Негеминное железо составляют ферритин, гемосидерин и протеинаты железа (102).

Железо, содержащееся в гемоглобине, составляет 71−73% общего железа организма, в миоглобине — 16−16.5%. На все остальные соединения приходится лишь 7−9% общего железа (79).

В пищеварительном канале комплексные соединения железа под влиянием пепсина и соляной кислоты желудочного сока расщепляются, а образующиеся при участии минеральных или органических анионов железистые соли хорошо ионизируются и легко абсорбируются (117). По мнению Н. И. Клейменова и др. (73), небольшое количество железа может всасываться в желудке, но в основном абсорбция происходит в двенадцатиперстной кишке.

В дистальных отделах кишечника абсорбция железа прогрессивно снижается. Благоприятное влияние на абсорбцию железа оказывают восстановители, способствующие переходу железа в растворимую форму: аскорбиновая кислота, токоферол. Ингибируют всасывание железа органические кислоты, образующие нерастворимые соли железа, а также фосфаты, сероводород и сахара (8).

По мнению Р. Saltman, Н. Helbok (178), всасывание железа — это пассивный процесс, регуляция которого осуществляется не путем блокады слизистой, а изменением соотношения в кишечнике хелатирующих агентов (сахаров, органических кислот, аминокислот и др.), образующих с железом легкои труднорастворимые комплексы.

По данным Г. И. Азимова (4), в печени и селезенке циркулирующее железо откладывается про запас в виде ферритина и частично в виде гранул гемосидерина. Не всосавшееся железо корма, а также очень небольшое количество железа, поступившее в просвет кишечника с желчью и десквамированными клетками слизистой, выделяется с калом. Организм птицы прочно удерживает эндогенное железо, освобождающееся в процессах метаболизма. В обычных условиях железо в моче птиц отсутствует.

Общим признаком недостаточности железа у всех видов животных является анемия, которая возникает вследствие недостатка материала для синтеза гемоглобина и сопровождается отставанием в росте. Поскольку в обычном рационе молодняка птицы содержится достаточное количество железа (особенно при наличии зеленой подкормки), случаи массового проявления анемии у птиц маловероятны (17).

Специальным подбором кормов Ж.K. Дэвису (164) и другим удалось получить рацион, дефицитный по железу, но достаточный по меди. У цыплят, получавших такой рацион в течение четырех недель, отмечено ухудшение роста, снижение показателей гематокрита и гемоглобина. Резко снижался уровень ферритина, гемосидерина, цитохрома С в печени. Добавка железа предупреждала эти симптомы.

По мнению J.C. Dromigny (165), высокопродуктивные несушки нуждаются в большем количестве железа (с каждым яйцом у них выделяется 1−2 мг железа), поэтому уровень его в рационе несушек надо контролировать. При недостатке железа в рационах племенной птицы содержание его в яйцах снижается, выводимость ухудшается, а цыплята рождаются анемичными.

В очень высоких дозах железо является токсичным. Однако в практических условиях такие дозы подкормки не применяются. Добавка к основному рациону сернокислого железа в дозе 0.12 г в сутки на голову резко снижала яйценоскость (43).

Полноценное белковое питание благоприятствует усвоению железа. У цыплят, получавших рационы с протеином животного происхождения, содержание железа в крови и грудной мышце было более высоким, чем у цыплят, содержащихся на растительном рационе (66).

Влияние жира на всасывание и обмен железа у птиц не изучено. Имеются указания, что высокий уровень жира (10−15%) в рационе цыплят снижает количество гемоглобина в крови, особенно в начале периода скармливания (12). Увеличение количества железа в рационе в значительной мере ослабляет эффект избытка кальция и фосфора.

Также есть мнение, что кальций и фосфор оказывают независимое друг от друга влияние на утилизацию железа, и это влияние нельзя объяснить только торможением абсорбции железа в кишечнике. В процессе инкубации, по данным А.Е. Мartell (175) и других, железо переходит из белка и желтка в ткани эмбриона, где превращается в гематин, используемый для синтеза гемоглобина. Обработка яиц раствором сернокислого железа при осмотическом давлении 0.50−0.59 атм. несколько повышает их инкубационные качества.

Медь — металл побочной подгруппы I группы периодической системы. В натуральных кормах обычно содержится достаточное количество меди, поэтому ее недостаточность в питании птицы маловероятна. Однако, учитывая сложные взаимосвязи меди с другими компонентами рациона, не следует исключать возможности вторичной недостаточности этого элемента. Содержание меди в теле взрослых животных составляет 1.5−2 мг на 1 кг обезжиренной массы тела. У новорожденных (кроме телят и ягнят) концентрация меди более высока (36).

Данные о содержании меди в теле суточных цыплят разноречивы. Эти различия обусловлены разным содержанием меди в инкубированных яйцах (141). С возрастом цыплят концентрация меди в их теле закономерно снижается.

Это подтверждается опытами М. Kirchgessner и др. (170), показавшими, что у мясных цыплят в возрасте до двух недель в теле откладывалось 263 мкг, а в возрасте до пяти недель — 116 мкг меди на 100 г прироста живой массы. При обычном кормлении птицы вся медь в их организме распределяется так: в мышцах 32, в скелете 28, в печени 18, в крови 6, в коже и других органах 16%. Небольшие различия в концентрации меди в цельной крови и плазме обусловлены тем, что медь почти равномерно распределена между плазмой и эритроцитами (156).

Всасывание меди происходит, по-видимому, на всем протяжении тонкого кишечника, поскольку колебания рН в пределах 6.0−7.5 не влияют на уровень абсорбции. Установить величину всасывания меди в кишечнике трудно, так как происходит ее постоянная экскреция с желчью (154).

Всосавшаяся медь, в отличие от железа, не задерживается в слизистой оболочке кишечника, а поступает в кровяное русло и откладывается в основном депо — печени, которая может служить индикатором усвоения кормовой меди и обеспеченности ею организма птицы. Из печени медь постепенно переходит в кровь и поступает в остальные органы и ткани (87). Небольшая часть меди (5−10%) непрочно связана с альбуминами иглобулинами, образует диффундированную через мембраны и не обладающую оксидазной активностью фракцию. Эта фракция находится в динамическом равновесии с подвижной медью эритроцитов (153).

По данным Е.Т. Halman (167), радиоактивная медь, введенная птице парэнтерально, фиксируется главным образом в печени, костном мозгу, селезенке, поджелудочной железе, а у растущей птицы в эпифизах костей. В этих органах содержание меди довольно быстро снижается вследствие радиоактивного распада и интенсивных обменных процессов.

Регуляция обмена меди изучена слабо. Известно лишь, что при гиперфункции щитовидной железы повышается содержание меди в плазме, при гипофункции снижается. Адреналин и половые органы также повышают купремию. В противоположность железу гомеостаз меди в большей степени регулируется скоростью экскреции, чем величиной абсорбции (99).

Основным путем выделения меди, по мнению В. И. Георгиевского (31), из организма птицы является пищеварительный тракт. С калом выделяется медь, не всосавшаяся и эндогенная медь, экскретированная с желчью. Концентрация меди в желчи утят и цыплят изменяется в переделах 3.5−4.5 мг в 1 л. Она не зависит от возраста птицы, но изменяется при увеличении уровня меди в рационе.

При недостатке меди эритропоэз доходит лишь до стадии ретикулоцитов, следовательно, медь необходима для стимуляции созревания последних и превращение их в зрелые формы — эритроциты (М.И. Школьник, 155).

Биохимический механизм влияния меди на гемопоэз изучен недостаточно. По данным Б. Ф. Бессарабова (15), медь, кроме участия в процессах кроветворения, необходима для многих других физиологических процессов: остеогенеза, воспроизводительной функции, пигментации пера. Медь участвует в этих процессах в составе медьсодержащих белков с ферментативной функцией. Медь необходима для нормального развития костей. По-видимому, она стимулирует образование оссеина и нормализует отложение фосфорнокальциевых солей.

Участие меди в процессах пигментации связано с ее влиянием на образование меланина. Пигментированные кожа и перья содержат больше меди, чем непигментированные (39). Медь повышает устойчивость организма к инфекциям, обладает бактериостатическим действием (118).

По данным А. Р. Вальдман (19), ионы меди способствуют поддержанию активности в крови малоустойчивых гипофизарных гормонов. Стимулирующие добавки меди повышают содержание витамина В12, аминотрансферразы и аскорбиновой кислоты в печени цыплят.

V. Martin (174) впервые показал, что для предотвращения анемии у цыплят, получавших молочную смесь, наряду с добавками железа, необходима добавка меди.

P.H. Lanrange и другие (171) вызывали анемию у цыплят при содержании их на синтетическом рационе с дефицитом меди или железа. Как и у других видов животных, они наблюдали при недостатке меди у подопытной птицы эритропению, падение активности цитохромоксидазы в сердечной мышце, ухудшение пигментации перьев. Авторы отметили, что анемия проявлялась у цыплят не всегда, даже при содержании в рационе меди менее 0.5 мг на 1 кг корма. То же отмечено и другими исследователями. При дефиците меди в рационе индюшат наблюдалось падение их массы, подкожные и внутренние кровоизлияния, деформация конечностей, ухудшение пигментации оперения (L. A. Staveley, 180).

Однако W.J. Vueller и другие (182) не получили у индюшат столь же четкой картины недостаточности меди. Случаев спонтанного заболевания гипокупремией кур-несушек не установлено, хотя в период яйцекладки происходит интенсивное выделение меди с яйцами. При высоких токсических дозировках меди в рационе содержание ее в печени резко возрастает в 200−250 раз. Этим и объясняется ее токсический эффект.

В литературе приведены отдельные случаи хронического отравления цыплят медью, хотя, в общем, птица обладает малой чувствительностью к медному отравлению. Высокие дозы меди — 1270 мг на 1 кг тормозят рост цыплят, снижают активность щелочной фосфатазы в крови и содержание витамина, А в печени, вызывают падеж (12).

Повышение уровня белка в рационе снижает отложение меди в печени и способствует быстрому наступлению недостаточности меди при ее дефиците. Аналогичный эффект оказывают и серосодержащие аминокислоты (87).

Основная часть меди сосредоточена в желтке яйца. В скорлупе содержатся лишь следы меди, хотя отдельными авторами (Е.П. Жарова, 44) в скорлупе найдена довольно высокая концентрация этого элемента. В процессе инкубации куриных яиц содержание меди в белке и желтке снижается, а в эмбрионе нарастает. К концу инкубации эмбрион утилизирует 85−89% меди, содержавшейся в яйце в начале инкубации (63).

Кобальт — химический элемент VIII группы периодической системы. Он необходим для жизни растений и животных. В животном организме он входит в состав сложных органических соединений, обладающих высокой биологической активностью, но может находиться и в виде металла.

По мнению В. И. Георгиевского (31), птица получает достаточное количество кобальта с натуральными кормами, однако молодняк и несушки, вероятно, нуждаются и в свободном кобальте, поэтому иногда целесообразно вводить в рацион гарантийные добавки кобальтовых солей. По литературным источникам организм птиц содержит мало кобальта — 50−80 мкг/кг живого веса.

По данным М. Кирхгесснера и других (170), отложение кобальта в теле мясных цыплят в возрасте до двух недель составляло 1.7 мкг, а в возрасте до пяти недель — 0.8 мкг на 100 г прироста живой массы, то есть в начальный период постэмбрионального развития происходило снижение концентрации кобальта в теле. Основным депо кобальта в организме является печень.

Содержание кобальта в ней может изменяться в больших пределах, в зависимости от физиологического состояния птицы и уровня кобальта в рационе (Б.С. Малашкайте, 92).

По мнению Г. Г. Степаняна и Е. Е. Тертеряна (134), кобальт поступает в организм птицы с кормами и добавками, частично в виде цианкобаламина, частично в виде других Со-протеиновых комплексов и неорганических солей. При введении кобальта цыплятам и курам значительная часть его (до 10% дозы в пределах первых 12 часов) задерживается в слепых кишках и используется микрофлорой для синтеза витамина В12 и его аналогов.

По данным А. Я. Сенько (129), вследствие плохого всасывания витамина В12 в толстом отделе кишечника кур основная масса его выделяется с калом вместе с корриноидами. Пути экскреции его из организма зависят от способа введения. Основная масса парентерально введенного кобальта экскретируется через почки; кобальт, веденный per os, выделяется главным образом через желудочно-кишечный канал.

По данным D.E. Turk (181), кобальт необходим для птицы даже при наличии достаточного количества витамина В12 в рационе. Это подтверждается многочисленными литературными данными о положительном влиянии добавок солей кобальта на рост и развитие, обмен веществ, кроветворение и воспроизводительную функцию птиц.

При подкормке утят кобальтом наблюдается увеличение общего объема крови и относительной массы печени (29).

Дача азотнокислого кобальта предупреждает снижение уровня гемоглобина в крови откормочной птицы (Ф.Я. Беренштейн, 13).

Воздействие кобальта на обмен веществ в организме, по мнению Ф. М. Гаджиева (30), обусловлено его стимулирующим или ингибирующим влиянием на ферментные системы. Под влиянием оптимальных доз кобальта увеличивается синтез мышечных белков, снижается содержание липидов в печени, усиливается синтез нуклеиновых кислот. У молодняка птицы возрастает содержание белков в мышцах, крови и печени.

По данным Ф. А. Петрова (113), случаев спонтанной экзогенной недостаточности кобальта у птиц не отмечено. В эксперименте акобальтоз проявляется картиной нормохромной анемии. Кобальт оказывает некоторый положительный эффект при недостатке витамина В12 особенно у кур-несушек. Избыток кобальта вызывает у молодняка птицы, как и у других видов животных, полицитемию, однако последняя также возникает лишь при дозировках, во много раз превышающих потребность.

По T.E. Moellor и другим авторам (177), для молодняка токсическая доза кобальта 50 мкг/кг корма, при ее скармливании цыплятам резко снижается концентрация витамина, А в печени (А.Р. Вальдман, 19).

При увеличении уровня пиридоксина в рационе цыплят в возрасте до пяти недель наблюдается тенденция снижения усвояемости кобальта из синтетического рациона (З. Мюллер, 174, N. V. Helbacka, 168).

Кобальт улучшает использование железа, способствуя проникновению его атомов в молекулу гемоглобина. Под влиянием кобальта повышается также всасывание железа в кишечнике, на что указывает снижение уровня ферритина в его слизистой оболочке (В.Я. Шустов, 156), увеличивается отложение железа в печени цыплят (А.Д. Вальдман и другие 19).

Основное количество кобальта содержится в желтке яйца. В белке его концентрация примерно в 25−30 раз ниже, чем в желтке. Подкормка несушек кобальтом или смесью микроэлементов, содержащих кобальт, повышает концентрацию его в яйцах кур (Э.Т. Матурова, 98, Ф. А. Петров, 113). Видимо, вся полезность кобальта состоит в том, что он входит в состав витамина В12, который особенно необходим для нормальной функции кровеносной системы.

Цинк — химический элемент побочной подгруппы II группы периодической системы. Он является необходимым элементом для жизни растений и животных. В растениях он участвует в окислительно-восстановительных процессах, образовании хлорофилла и ауксина (ростового вещества), синтезе аминокислоты триптофана (А.Н. Войнар, 26).

В животном организме цинк входит в состав сложных органических соединений, обладающих высокой биологической активностью (25). При обычных условиях питания птицы не исключена возможность как первичной, так и вторичной недостаточности этого элемента. Большие дозы цинка в рационе оказывают токсическое действие на организм птицы. С возрастом цыплят абсолютное содержание и концентрация цинка в их теле увеличивается впервые две недели (3).

У несушек в период перед кладкой яиц концентрация цинка в теле снова возрастает (98). Большая концентрация цинка — в перьевом покрове цыплят.

В экспериментах C.D. Leonard и других (173) концентрация цинка в пере четырехнедельных цыплят составила 120−140 мг/кг, а в пере взрослых кур — 76 мг/кг. Основная часть цинка у птиц сосредоточена в мышцах, скелете, коже и печени. На долю остальных органов приходится 15−20% общего цинка.

D.E. Turk (181) обнаружил половые различия концентрации цинка в тканях: в плазме крови, костях, мозгу и коже она выше у кур, а в бедренной мышце — у петухов. Эти различия достоверны и проявляются независимо от уровня цинка и источника протеина в рационе.

У взрослой птицы в период полового покоя баланс цинка уравновешен. Во время яйцекладки, особенно в ее начале, потребность птицы в цинке возрастает, и удержание его из корма снова повышается до 5−7% от принятого (129).

По мнению П. И. Жеребцова и В. И. Георгиевского (45), цинк поступает в организм птицы в составе натуральных кормов или в виде минеральных добавок. Из растительных кормов белково-связанный цинк усваивается, по-видимому, так же, как и из минеральных солей. Всасывание цинка происходит в тонком отделе кишечника, но в каком именно участке не выяснено. Отрицательное влияние на абсорбцию цинка оказывает фитиновая кислота, избыток кальция и фосфатов.

P.H. Ralston (178) предполагает, что в организме птиц два обменных фонда цинка: первый представлен цинком плазмы, печени, поджелудочной железы, возможно, мускулатуры желудка и сердца; второй — цинком, содержащимся в костной ткани и перьях. Сравнительно медленно обменивается также цинк, содержащийся в нервной ткани, эритроцитах и мышцах.

Биологическая роль цинка многообразна. Он оказывает положительное влияние на рост и развитие птицы, воспроизводительную функцию, обмен белков и углеводов, костеобразование, кроветворение. Участие цинка в этих процессах связано с действием ферментов, для которых цинк является необходимым компонентом или специфическим активатором (Б. Д. Кальницкий, 66). Цинк необходим для нормального развития костей. При дефиците цинка у молодняка птицы нарушается костеобразование (44).

Положительное влияние стимулирующих добавок цинка на воспроизводительную функцию самцов и самок птицы отмечалось многими авторами (32,45). Механизм этого влияния во всех деталях не изучен, однако очевидно, что оно может быть или непосредственным (концентрация цинка в половых железах довольно высока), или через звено гипофиз — гонадотропные гормоны — половые железы.

По данным А. И. Абрамова (1), потребность птицы в цинке была обнаружена еще в 30-х гг., однако симптомы, возникающие при экспериментальной цинковой недостаточности у молодняка, описаны сравнительно недавно. К числу этих симптомов относится: отставание в росте; ломкость, спутанность, завитость пера, невыпадение ювенальных перьев, нарушение пигментации оперения; заболевание конечностей в виде укорочения, утолщения и искривления скакательных суставов, расширение и утолщение сухожилий, изменение постановки конечностей, напряженное движение; чешуйчатый вид кожи, дерматиты гиперкератозного типа; задержка в наступлении полового созревания у молодых самок (72); снижение продуктивности кур-несушек, уменьшение толщины скорлупы яйца; ухудшение выводимости (98). При инкубации яиц, полученных от кур с хронической цинковой недостаточностью, наблюдаются эмбриональные уродства (3). У самцов после наступления половой зрелости симптомы цинковой недостаточности не проявляются даже при длительном цинковом голодании, хотя некоторые авторы отмечают при этом снижение спермиев в эякуляте (101).

По данным В. И. Георгиевского (31), токсический эффект не обнаруживался при скармливании цыплятам 800−1200 мг цинка на 1 кг корма, но проявлялся при даче 1500 мг/кг и выше.

С прекращением скармливания цинка образовавшиеся в организме его запасы сравнительно быстро выводятся. В ряде работ отмечается положительное влияние добавок солей цинка к рахитогенному или обычному хозяйственному рациону на отложение кальция и фосфора в скелете цыплят (А.С. Волынский, С. В. Советкин, 29).

По данным Э. Я. Тауцинь (140), почти весь цинк содержится в желтке, где он прочно связан с липопротеиновой фракцией вителлина. В подскорлупной оболочке содержится 3−3.5 мкг цинка, а в скорлупе — только следы. По данным того же автора, в процессе инкубации происходит перемещение цинка из желтка и белка в ткани эмбриона. Особенно интенсивно накопление цинка в зародыше происходит со второй половины инкубации.

Марганец — химический элемент побочной подгруппы VII группы периодической системы. Марганец необходим для жизни растений и животных. Он содержится в определенных количествах во всех тканях, проявляет многочисленные биохимические функции in vito; при его дефиците в организме возникают характерные явления недостаточности, предупреждаемые или излечиваемые введением марганца.

По данным Н. А. Токового и Л. Н. Лапшиной (143), концентрация марганца в теле птицы составляет 0.5−0.65 мг/кг свежей обезжиренной ткани, или 0.40−0.55 мг/кг живой массы. Распространенное мнение о том, что в организме птиц концентрация марганца выше, чем в организме млекопитающих, экспериментально обосновано недостаточно.

По концентрации марганца органы и ткани птиц располагаются в следующем убывающем порядке: печень, кости, гипофиз, поджелудочная железа, почки, перо, семенники, кожа, мозг, мышцы. В плазме крови концентрация марганца несколько выше, чем в цельной крови (соответственно 28−35 и 10−30 мкг%) (80). Величина абсорбции марганца в кишечнике повышается с возрастом цыплят. На величину всасывания оказывают влияние уровень кальция, натрия и железа (155).

Всосавшийся в кишечник марганец поступает в кровь. Из крови он переходит в органы, главным образом в печень, кости и перо, которые являются основными резервными источниками марганца в организме (G.C. Cotzias, 163).

Выведение марганца из организма, по мнению М. Г. Коломийцева и Р. Д. Габовича (78), происходит через желудочно-кишечный канал (частично через стенку кишечника, но чаще с желчью и с поджелудочным соком). Роль марганца в организме, как и роль цинка, многообразна. Он принимает активное участие в окислительно-восстановительных процессах, тканевом дыхании, процессах оссификации, оказывает влияние на рост, размножение, кроветворение, функцию желез внутренней секреции. Экспериментально и клинически роль марганца в этих процессах доказана убедительно, однако биохимический механизм его влияния в ряде случаев остается неясным.

По мнению В. Т. Самохина (125), птицы нуждаются в большом количестве марганца для предотвращения и преодоления его недостаточности по сравнению с млекопитающими.

Вместе с тем, птицы не способны синтезировать мочевину и не содержат в тканях фермента аргиназы, постоянной составной частью которой является марганец. Более высокий уровень метаболизма позволяет предполагать, что наиболее важная функция марганца в их организме связана с его участием в окислительно-восстановительных процессах, в первую очередь, в процессах окислительного фосфорилирования. Марганец оказывает влияние на процессы обмена веществ как активатор ряда ферментов, обладает специфическим липотропным действием, повышает интенсивность утилизации жиров в организме и противодействует жировой дегенерации печени (146).

По мнению А. Р. Вальдмана (19), избытка марганца в рационах опасаться не следует. Способ содержания птицы не влияет, по мнению И. А. Мымрина (104), на концентрацию марганца в яйцах.

1.4 Характеристика комплексонов и комплексонатов и их применение в животноводстве Биологическое действие вещества определяется его способностью воздействовать на динамическое химическое равновесие в системах живых организмов. Влияние на это равновесие обусловлено образованием прочных химических связей с химическими компонентами тканей и клеток, биогенными макромолекулами. Соединения различных элементов проявляют широкий спектр биологического действия: стимулирующее, ингибирующее, токсическое или экологически опасное, определяемое, прежде всего, физическими и химическими свойствами центрального атома (34). Свойства соединений титана определяется, прежде всего, электронным строением его атома Ti:(Ar)3d24 s.

Он располагается в 4-м периоде 4 В группы периодической системы Д. И. Менделеева, поэтому для соединения титана в биологических системах характерны особые свойства: участие в реакциях комплексообразования, окислительно-восстановительных, протолитических (гидролиза и полимеризации) (49).

Способность ионов титана выполнять свою роль в активном центре ферментов типа каталаз, пероксидаз и цитохромов определяется его высокой способностью к комплексообразованию, формированию геометрии координированного иона (159).

По данным А. В. Жолнина (48), при взаимодействии ионов металлов в организме с аминокислотами, пептидами, белками, гормонами и нуклеиновыми кислотами образуются эндогенные комплексонаты.

По мнению Н. М. Дятловой (41), В. С. Кожемякина (74), А. В. Жолнина и др. (55), комплексоны это большая группа органических веществ, содержащие в молекуле основные и кислотные центры, а хелатные соединения, образуемые ими при взаимодействии с ионами металлов, называются комплексонатами.

Комплексоны и комплексонаты являются простой моделью более сложных соединений живых организмов: аминокислот, полипептидов, белков, нуклеиновых кислот, ферментов, витаминов и других эндогенных соединений (127).

Критерием жизненной важности элемента для организма является закономерная реакция на его добавку в процессе роста и развития. Комплексоны и комплексонаты металлов являются простой моделью органических соединений биосистем (9,41), они обладают буферным действием, участвуют в окислительно-восстановительных реакциях комплексообразования (59).

Хелатирование металлов комплексонами преобразует их в нетоксичные, связанные формы, подходящие для изоляции и проникновения через мембраны, транспорта и выведения из организма (68).

Комплексонаты сохраняют способность к комплексообразованию как по лиганду, так и по иону металла, что способствует поддержанию металлолигандного гомеостаза организма (75). Так, комплексные соединения меди с аминокислотами обладают повышенной интенсивностью всасывания, предохраняют от образования труднорастворимых и абсорбируемых в кишечнике лигандов и тем самым играют решающую роль во всасывании меди (63)

Велика роль фосфорсодержащих комплексонатов титана (ФКТ) в поддержании антиокислительного гомеостаза и в защите организма от окислительного стресса (76). Они являются активными регуляторами свободнорадикальных процессов, системой утилизации активных форм кислорода, перекиси водорода и участвуют в окислении субстратов. Их ферментативное действие аналогично и более эффективно действию пероксидаз, каталаз и миелопероксидаз (109).

Нами представлен следующий механизм свободно радикальной реакции окисления субстрата перекиси водорода с участием в качестве фермента комплексоната титана.

RH + OH R + H2O

Субстрат

L L

R + Ti4+ R+ + Ti 3+

OOH OOH

R+ + OH — ROH

Окисленный

субстрат

Дальнейшее протекание радикальной реакции замещения приводит к образованию продуктов более высокой степенью гидроксилирования. Все это определяет эффективность работы комплексоната титана как фермента (57).

Общая схема ферментативного действия соединений титана

2Н TiK ⁺ 2H ⁺

2e^- H₂O

RH₂ 2Ti⁴⁺ O^2-

R TiKH₂ O

2Ti³⁺ 2e^-

ФКТ-4 выполняет в организме ферментативную функцию и обладает неспецифическим характером действия типа карбоксилазы, полипептидазы и аргиназы. Ферментативное действие определяется, в основном, действием гетеровалентных и полиядерных соединений титана на ферменты клеточной мембраны. Они участвуют в защите организма от «окислительного стресса», что связано с утилизацией продуктов метаболизма, определяющих неконтролируемый процесс окисления с перекисями, свободными радикалами и другими кислородреактивными частицами, а также в окислении субстратов.

Синтезированные А. В. Жолниным и сотрудниками (56) на кафедре общей и биоорганической химии ЧГМА комплексонаты титана первоначально были апробированы на картофеле. Результаты исследований показали, что фосфорсодержащие комплексонаты титана увеличивают рост и развитие картофеля (урожайность повышается на 30−40%, содержание нитратов уменьшается на 25−30%), нейтрализуется вредное воздействие неблагоприятных экологических факторов.

Исследованиями А. В. Жолнина и др. (53) на лабораторных животных per os установлена средняя летальная доза:

ЛД 50 = 1500−2400 мг комплексоната титана на кг живой массы.

Доза комплексоната, вызывающая патологические изменения, как правило, выше, чем доза простых солей металлов. Металл в комплексе имеет более низкую токсичность (50). Комплексонаты металлов не раздражают слизистую оболочку глаз, не повреждают кожу. Сенсибилизирующие свойства не выявлены, кумулятивные свойства комплексоната титана не выражены, а у некоторых выражены очень слабо. Коэффициент кумуляции равен 0,9−3,0, что указывает на низкую потенциальную опасность хронического отравления препаратами (47).

Соединение титана не обладают токсичным влиянием на животных и человека. Ежедневные добавления к пище собак, даже таких больших доз, как 1 г лимоннокислого титана, не вызывали патологических изменений при длительности опыта в 30 дней (53).

Постоянное присутствие титана в эмбрионе свидетельствует о проницаемости плаценты для циркулирующих в крови соединений титана и его участии в процессах эмбриогенеза. Комплексы титана влияют на воспроизводительные функции свиноматок (42).

По данным В. А. Мальцевой (93), при введении 0,05 мг/кг живой массы титана многоплодие свиноматок повышается на 16%. Выживаемость поросят к отъему увеличивается на 37%, а при дозе 0,15 мг живая масса их повышается на 45,2%.

При этом у поросят отмечается интенсификация анаболических процессов обмена веществ (белкового, липидного и углеводного), улучшение общих физиологических показателей крови. В сыворотке крови повышается концентрация аминного азота, общих липидов, — липопротеидов и снижается содержание мочевины и холестерина (94).

Титан постоянно присутствует в женском молоке в количестве 14,7 мг%, самое высокое содержание в кобыльем молоке, самое низкое — в козьем. Распределение титана в отделах головного мозга неравномерно, наибольшее количество его обнаружено в коре полушарий головного мозга и зрительных буграх (90).

В хроническом эксперименте на мышах (53) установлен ряд элементов, расположенных в порядке снижения скорости их элиминации из организма: TiAlCr. Следовательно, титан можно отнести к неаккумулирующим элементам. Диетологической комиссией Национальной академии США ежедневное поступление титана с пищей должно находиться на уровне 0,85 мг (77).

Титан преимущественно накапливается в эпителиальных образованиях, волосах, хрусталике глаза, поверхностном слое кожи. Накопление его отмечено в бронхиальных железах и легочной ткани. Этот процесс нарастает с возрастом. Количество титана в лимфатических узлах в среднем в 5 раз превышает его содержание в легком (34).

По данным различных авторов (46,50,61,124), содержание титана в крови человека колеблется от 2,3 до 15 мкг на 100 мл и от 3,0 до 20,7 мг% - в золе.

В последние годы отмечается важность применения биологически активных комплексонов для регулирования процессов жизнедеятельности растительных и животных организмов. Применение в растениеводстве и животноводстве этих комплексов имеет ряд преимуществ перед неорганическими соединениями, т.к. они намного активнее и неагрессивны к биосистемам и витаминам (64).