2. Природа и механизм действия биологических стимуляторов на организм животных и птиц
Птицы имеют ряд биологических особенностей. К их числу относятся быстрый рост, высокая плодовитость, физиологическая скороспелость, относительно высокая температура тела (40–42 °C, которая может падать на 2 °C ниже обычной в состоянии покоя), развитие эмбриона вне тела матери, своеобразное строение кожного покрова, органов пищеварения, иммунной системы и др. В связи с этим обменные процессы в организме птиц протекают более активно, чем у млекопитающих (Г.П. Мелехин, Н.Я. Гридин, 1977; A.S. King, Mclelland, 1984; В.Н. Агеев, И.А. Егоров, Т.М. Околелова и др., 1987; Е.А. Орлова, 2006; В.Г. Скопичев, Н.Н. Максимюк, Б.В. Шумилов, 2008).
В первые дни постэмбрионального периода онтогенеза у птицы происходит переход с липидного типа питания на углеводный (Ю. Косинцев, Э. Тимофеева, Е. Козлобаева, 2004). Адаптация цыплёнка к углеводистому питанию осуществляется за счёт имеющегося остаточного желтка, состоящего в основном из липопротеидов (С. Салгереев, Д. Смердинов, Д. Филлипова и др., 2007).
Желток для новорожденного цыплёнка – это источник легкодоступной энергии и белков, необходимых для роста и развития. Остаточного желтка хватает на поддержание организма в течение 1–4 дней после рождения (A. Ashworth, D.J. Millward,1986), но при этом не развиваются желудочно-кишечный тракт и иммунная система, а также не наращиваются мышечные ткани. Быстро проведённое первое кормление цыплят является “спусковым крючком” в их ускоренном развитии. Оно позволяет не только быстрее усвоить остаточный желток, но и оказывает благотворное влияние на развитие желудочно-кишечного тракта суточного цыплёнка и рост клеток мышечной ткани (Viera and Moran, 1999; Ravindran, 2003; К. Казабан, 2005).
Раннее начало кормления ускоряет рост и развитие цыплят.
Исследования, проведённые в ППЗ “Смена” показали, что каждый дополнительный грамм массы в первые 7 дней жизни цыплят обеспечивает увеличение её к концу откорма бройлеров (40–42 дня) на 7-10 г. Раннее правильное кормление цыплят, настраивает организм птицы на высокое усвоение питательных веществ в последующие периоды постэмбрионального периода, что необходимо для формирования у цыплят устойчивого иммунитета, нормального развития сердечно-сосудистой системы и костяка (В. Сидоренко, 1995; И. Егоров, Е. Логвинов, В. Столяренко, 2000; В.Л. Тучемский, С. Карбулов, С. Салгереев, 2004; И. Лебедева, Н. Верещак, А. Маслюк, 2006; В. Галкин, 2007; М.Н. Сирухи, 2008; Т. Кутовенко, 2008).
Порции корма, поступающие в желудочно-кишечный тракт в первый день жизни цыплёнка, активизируют рост крипт клеток слизистой оболочки, которые заменяют эмбриональные клетки. Только когда окончательно сформируется слизистая кишечных стенок, система пищеварения цыплёнка будет готова к нормальному перевариванию и всасыванию питательных веществ. Максимальное развитие ворсинок, глубины и густоты крипт слизистой, мышечной оболочки всех отделов тонкого кишечника по данным В. Крюкова, Е.Ю. Байковской (2002), Т.А. Пономарёвой (2004), наблюдается к 10–12 дню жизни.
Сразу после вывода цыплят их кишечник стерилен, затем в нём начинает развиваться микрофлора. В комбикорма для сельскохозяйственной птицы иногда включают живые культуры или споры полезных микроорганизмов – пробиотики.
A.D. Palic, N. Siyacki (1959), Н.Е. Касаткина (1979), Э.О. Оганов (1992), М. Paganin, P.G. Meneguz (1992); С.Н. Зегденизов, Е.Д. Чумакова (1993), Е.Р. Павлов (1999) установили, что наибольший интенсивный рост органов желудочно-кишечного тракта, опережающий увеличение массы тела у цыплят, наблюдается с 1 по 7 дни жизни.
Железистый, мышечный желудок, поджелудочная железа и тонкий кишечник птиц вначале растут быстрее других тканей, их относительный вес достигает максимума к 5–7 дню. Причём возрастает протеолитическая активность тканей этих органов, что тесно связано со способностью цыплёнка переваривать белки (И. Салеева, А. Шоль З. Петрина, 2008).
У растущих цыплят повышена потребность в аргинине, глицине, серине и пролине у (D. Sklan et al., 1988).
В первую неделю жизни масса поджелудочной железы и печени возрастает в 2–4 раза (В. Крюков, Е.Ю. Байковская, 2002). Становление функции печени заканчивается к 14 дню, поэтому для раннего возраста цыплят имеются физиологические ограничения по вводу в рацион жиров (2,5–3,0 %) из-за неспособности печени вырабатывать достаточно желчи для их омыления (А.В. Шоль, 2008).
В развитии печени птиц кросса Хайсекс браун Д.А. Косенковой (2006) были выделены критические фазы развития: на 1 сутки, 60-дневном и 120-дневном возрастах. Наивысший рост относительной массы печени при клеточном содержании приходился на 35-дневный возраст.
Активность мальтазы и сахаразы имеет место уже при выводе птицы, поэтому они способны расщеплять сахара в первые дни жизни (на 4–5 день). Переваривание жиров при рождении птицы посредственное (Е.Е. Макеева, 2000).
Активность протеаз достигает максимума только к 10–12 дню жизни. Установлено, что эмбрионы птицы способны абсорбировать аминокислоты.
У только что выведенных цыплят обнаруживаются трипсин, химотрипсин, карбоксипептидазы. В первые дни жизни содержание этих ферментов резко падает, так как их синтез в это время гораздо ниже потребностей необходимых для полного переваривания белков. Уровень активности трипсина и химотрипсина 5-6-дневных цыплят значительно ниже, чем у суточных, затем он стремительно возрастает и достигает максимума в возрасте 10-дней (Е.Ю. Байковская, 2002).
В первые дни жизни в крови цыплят выше процент молодых форм эритроцитов – ретикулоцитов (3–5 % от общего числа циркулирующих эритроцитов), с возрастом их количество снижается до 0,7–1% (Б.Ф. Бессарабов, С.А. Алексеева, Л.В. Клетикова, 2008).
Исследованиями Н.В. Донковой (2004, 2006), И.М. Карпуть (2000), установлено, что в раннем постнатальном периоде (с 3 по 5 день жизни) у цыплят наблюдается низкий уровень содержания в крови эритроцитов, гемоглобина, лейкоцитов, общего белка, лимфоцитов, иммуноглобулинов, что связано с повышенным расходованием защитных факторов, поступивших из яйца, под влиянием интенсивного антигенного воздействия в новых условиях жизни.
Е.Н. Шилова, С.В. Садчикова (2008) отмечали низкий уровень эритроцитов, лейкоцитов, В-лимфоцитов у суточных цыплят и повышение их уровня к 7-дневному возрасту.
В первые дни жизни цыплят в крови наблюдается высокая активность АсАТ и низкая активность АлАТ. Устойчивая активность АлАТ обнаруживается только после 30 дней выращивания птицы. (Н.И. Чернышев, И.Г. Панин, Н.И. Шумский, 2007). Завышенные показатели активности аминотрансфераз свидетельствуют о напряженном функциональном состоянии печени.
В первую неделю после вывода цыплята не обладают достаточным иммунитетом. Пониженная реактивность их организма в первые дни жизни выражается слабым проявлением неспецифических гуморальных факторов, недостаточной защитной силой кожно-перьевого покрова и слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта, морфологической и функциональной незрелостью иммунных органов (Л.С. Колабская, 1982; А.Ю. Бакулин, 1994; Б.А. Гладков, 1990; Р.Л. Оуэн, 1996; Н. Донкова, 2006; С.М. Салгереев, 2008).
Развитие тимуса и фабрициевой бурсы (центральных органов иммунитета птиц) – основной фактор, определяющий иммунологическую реактивность организма птицы. Удаление одного из них сразу после вылупления цыпленка с последующим облучением позволило выявить различающиеся клеточные системы в периферической лимфоидной ткани селезенки и кишечника (Е.К. Олейник, 1982). В результате было установлено, что тимус контролирует реализацию клеточно– опосредованных иммунных реакций, а бурса – синтез антител.
Тимус суточных цыплят ещё не полностью сформирован т. к. полностью он формируется с наступлением половой зрелости (М.Е. Пилипенко, 1965; M.D. Kendall, 1980; Н.И. Женихова, 2006).
Абсолютная масса тимуса у суточного цыпленка равняется 150–200 мг. За первые 10 дней жизни относительная масса тимуса увеличивается в 5 раз (Я.С. Шнейберг, 1988).
Чем выше размер тимуса суточных цыплят, тем выше их жизнеспособность и потенциал к росту (Э.Э. Пенионжкевич, 1962; В.Ф. Вракин, 1984).
Нарушения функции тимуса в раннем постнатальном периоде приводят к ослаблению или отсутствию как клеточного, так и гуморального иммунитета (С.Ю. Зайцев, Ю.В. Конопатов, 2005).
Фабрициева бурса в момент вывода у цыплят ещё полностью не сформирована (Н.В. Садовников, Н.И. Женихова, М.В. Столбикова, 2008), имеет размеры около 5 мм в длину и вес около 0,05 г, а в 4-месячном возрасте – 3 см длины и около 3 г веса (И.А. Болотников, 1987). В постнатальном онтогенезе фабрициева сумка достигает максимальных размеров в период с 4,5 до 12 недель и после этого орган подвергается инволюции.
Как указывает С.Б. Селезнев (1996) у цыплят в первые дни жизни существуют устойчивые связи между тимусом и клоакальной сумкой. Удаление первичных органов в эмбриональном или раннем постэмбриональном периоде приводит к тяжелым нарушениям иммунологической реактивности.
Селезенка у птиц принимает активное участие в формировании иммунитета и поэтому определение морфологических критериев ее иммунодефицитного состояния имеет несомненное значение в общей оценке иммунной функции организма. В первые недели жизни относительная масса селезенки быстро увеличивается, а, начиная с 7-й недели жизни, темп роста замедляется и максимального размера селезенка достигает в 100-120-суточном возрасте.
Формирование лимфоидных узелков свидетельствующих о функциональной деятельности селезенки, происходит лишь к 15-дневному возрасту. Количество их нарастает до 3-месячного возраста, а затем число их с возрастом постепенно снижается. Это, по мнению Б.А. Гладкова (1988), объясняется тем, что у взрослой птицы система местного иммунитета становится более совершенной и поэтому больше антигенов задерживается вблизи места проникновения, не поступая в кровь.
По мере развития реактивность организма птиц постепенно усложняется и совершенствуется, что связано с развитием желез внутренней секреции, формированием определенного уровня обмена веществ, совершенствованием защитных приспособлений против инфекций, интоксикаций и т. д. Созревание иммунной системы птицы, в постэмбриональном развитии заканчивается в течение первой недели, после чего её можно рассматривать физиологически полноценной (Ю.В. Конопатов, Е.Е. Макеева, 2000).
Таким образом, в ранний постэмбриональный период онтогенеза птицы происходят активные процессы развития пищеварительной, ферментативной, иммунной и других систем организма. Необходим особый оптимальный подход к питанию в первые дни жизни цыплят, позволяющий стимулировать их развитие и обеспечить интенсивный рост в ходе всего продуктивного цикла.
При обычных условиях кормления и содержания без специальной стимуляции репродуктивная способность сельскохозяйственной птицы проявляется далеко не полностью приблизительно на одну треть пример тому домашние куры их продуктивность можно повысить со 100–120 яиц до 260–280 яиц при условии полноценного кормления (улучшение, рациона его сбалансированность, а также улучшение микроклимата). (С.Карапетян 1971).
Важнейшая биологическая особенность птицы проявление при гибридизации гетерозиса – усиленный рост и развитие. Гибридная птица обладает наиболее высокой продуктивностью и жизнестойкостью.
Как считают Г.П. Мелехин, Н.Я. Гридин, 1977; П.В. Макрушин, В.М.Лазарев, 1990; Н.Г. Фенченко, 1994, куры способны быстро формировать и закреплять условные рефлексы, а также тонко дифференцировать раздражители. Благодаря этим свойствам нервной системы домашняя птица быстро адаптируется к различным условиям, сохраняя при этом высокую жизнеспособность и продуктивность.
Следствие этого – внедрение метода прогрессивного выращивания молодняка и содержания кур в батарейных клетках, применение искусственно регулируемого температурного и светового режима в птицеводческих помещениях (В.М, Селянский, 1975; М.С. Найденский, 1982; В.М. Юрков, 1991).
У кур протекают очень быстро все обменные процессы, в частности белковый и витаминный обмен, поэтому они очень высоко оплачивают корм яичной и мясной продукцией. При обогащении рациона цыплят-бройлеров стимуляторами роста этот показатель еще больше повышается. Это огромный биологический резерв птицеводства и его надо использовать (А.Я. Аврутина, 1982; Б.С. Орлинский, 1984; В.П. Андрейчук, 1987; И.В.Петрухин, 1989; Р.Ф. Бессарабов, 1992; Ю.В. Конопатов, 1993; Т. Снытко, 1997; Т.А.Фаритов, 1996).
Индустриальные методы животноводства неизбежно усиливают действие на организм животного таких отрицательных факторов, как стресс, гиподинамия, понижение резистентности, дефицит природных биологически активных веществ (БАВ) в кормахи т. д. Снизить потери от указанных факторов и повысить продуктивность животных можно с помощью препаратов биогенных стимуляторов (В.П. Филатов 1953; В.М. Королев, 1964, 1972; H.A. Колченов, 1975; Д.М. Жидков 1975; В.П. Соловьева 1975; Е.М. Кожевников, 1980; А.Ф. Кузьмин, А.И. Власов, Е.Ф. Станишевский, 1983; И.А. Калашник 1986; В.К. Пестис, 1987; Т.В. Пак, 1999; Р.Т.Маннапова, 2000; А.Н. Криворотов, 2001).
Весьма перспективным путем профилактики и лечения болезней молодняка сельскохозяйственных животных и повышение иммунобиологической реактивности организма является использование биологически активных препаратов из природных средств и сырья животного и растительного происхождения (И.А. Калашник, 1962; И.А. Федько, 1964; И.М. Голосов, 1964; Х.Г. Гизатуллин, 1981; Р.Д. Бодиев, 2001).
Известно, что препараты из сырья животного происхождения (биостимуляторы) оказывают, прежде всего, общее действие на организм и затем на этом фоне происходит избирательное преимущественное влияние на их соответствующие органы и системы. Доминирующее положение в единой нейрогуморальной регуляции занимает нервная система. Она постоянно координирует процессы обмена веществ, интеграцию жизнедеятельности организма как единого целого и его связь с внешней средой. Между микро– и макроэлементами, а также другими биологически активными веществами в животном организме существует тесная взаимосвязь. Учитывая это свойство, многие биологически-активные вещества нашли применение в приготовлении лекарственных препаратов, применяемых для профилактики и терапии многих заболеваний животных и птицы (М.И. Савунова, 1975; И.В. Сидоров, 1976; Д.К. Червяков, 1977; Д.Ф. Осидзе, 1981; Н.И. Жаворонков, 1984; В.Д. Соколов, М.И. Рабинович, 1997; М.Д. Машковский, 2001).
Тканевые препараты способствуют усилению тканевого дыхания, что, в частности, подтверждается повышением активности таких ферментов, как глицерофосфодегидрогеназа, сукциндегидрогеназа, а также довольно быстрому окислению кетокислот и уменьшению концентрации углеродосодержащих продуктов в моче.
Также усиление активности глицерофосфатдегидрогеназы и сукциндегидрогеназы в таких органах, как печень, почки, тонком кишечнике и сердечной мышце, свидетельствует, что применяемые тканевые препараты являются довольно эффективными активаторами процессов дегидрирования (H.H. Ярошенко, 1964; И.В. Савицкий 1964; Р.Х. Кармолиев, 1999).
В целом, стимулирующее действие тканевых препаратов и биостимуляторов различно. Одни из них принимают непосредственное участие в обмене веществ, другие активируют ферментативные процессы, третьи являются специфическими раздражителями интерорецепторов. В малых дозах они способствуют образованию специфических пластических и энергетических веществ в организме, активируют ферментативные процессы, а также секреторную и гормональную деятельность, улучшают функциональную деятельность всей нервной системы, активизируют кроветворение, усиливают иммунобиологическую реактивность организма (В.В. Ковальский, 1962; H.H. Горн, 1965; Н.Ф. Кап, 1967; С.Р. Мучник, 1964; Б.С. Кубарский, 1971; A.A. Ивановский, 1998; В.А. Мулынин, 2001).
В действии тканевых препаратов обращает на себя тот факт, что при их применении существенно не изменяются физиологические процессы здорового организма, но повышается его устойчивость к неблагоприятным факторам. При заболеваниях животных биогенные стимуляторы способствуют восстановлению нормального состояния организма. В чем же заключается механизм стимулирующего действия тканевых препаратов, что обработанные ими животные в равных условиях с контрольными дают значительно выше приросты (Б.Я. Педера, 1964; Е.С. Шулюмова, 1962; Ю.М. Расстегаев, В.И. Шадрин,1973).
Сопоставляя заболевания, при которых биогенные стимуляторы дают терапевтический эффект, следует отметить, что их влияние выражено сильнее при длительно протекающих заболеваниях и проявляется тем ярче, чем больше выражено расстройство нервного механизма в данном процессе. Из этих данных следует, что в основе механизма действия биогенных стимуляторов лежит, прежде всего, восстановление регулирующего влияния центральной нервной системы.
При парентеральном введении животные ткани распадаются медленно, при этом обычно не по тому пути, как совершается использование питательных веществ при поступлении их через пищеварительную систему, а с образованием большого количества умеренных раздражителей. Действие их проявляется не сразу, а только через несколько дней, оно постепенно усиливается и затем также медленно ослабевает. Парентерально введенные вещества действуют в течение всего их периода распада, даже некоторое время после этого, так как после длительной активации рецепторы становятся более чувствительными к естественным физиологическим раздражителям.
Восстановление происходит медленно, что говорит об умеренном влиянии стимуляторов (М.А. Макаров, 1963). Это связано с изменением обменных процессов в организме, с прекращением образований таких раздражителей интерорецепторов, которые вели к расстройству координирующего влияния центральной нервной системы.
По данным И.А. Калашника (1960), A.A. Малиновского (1962), И.Е. Мозгова (1966), М.И, Рабиновича (1970), К.К. Мовсум-Заде (1989), введенные белки оказывают наиболее сильное влияние на активную мезенхиму, а состояние активной мезенхимы вызывает ответную реакцию со стороны центральной нервной системы как следствие, нормализуются процессы обмена веществ в тех системах организма, где они были нарушены.
Такого рода влияние на обмен веществ проявляется наиболее ярко от малых доз стимуляторов. В больших дозах введенный белок может нарушить рефлекторную связь процессов обмена веществ с ЦНС, и вместо терапевтического, профилактического или стимулирующего эффекта может быть неблагоприятное действие. Анализ данных о применении тканевых препаратов показывает, что активное влияние действующих начал продолжается около месяца, а иногда несколько дольше. Так как влияние действующих начал умеренное, то обычно и не отмечается токсического действия их даже у молодых и слабых животных, однако избыточное их количество неблагоприятно отразится на животных.
В механизме благоприятного действия тканевых препаратов установлена активизация ферментной деятельности, процессов протеолиза и гликолиза. Отмечается активизация эндокринных желез, ретикулоэндотелиальных элементов селезенки, печени костного мозга, нормализация основного обмена веществ. Действующие начала тканевых препаратов – биогенные стимуляторы. Биогенные стимуляторы являются дифференцированными и весьма активными продуктами протеолиза. Эти продукты в той или иной степени активизируют функциональные отправления всего организма. Наиболее сильно это касается центральной нервной системы, эфферентных окончаний вегетативной иннервации, ферментных процессов, гормональной и секреторной деятельности, иммунобиологического состояния, активизации гемопоэза и др.
А.Ф. Сысоев (1962), на основании своих опытов считает, что основные действующие начала тканевых препаратов относится к органическим кислотам. Он установил, что накопление органических кислот при термической обработке тканевых препаратов соответствуют степени биологической активности препаратов, но образование органических кислот является только первым биохимическим звеном в реакции живого вещества. Вслед за этим усиливается аутолиз, активированный карбоновыми кислотами эти данные подтверждены другими исследователями (И.Е. Мозгов, 1966;М. Рисман, 1998).
Биогенные стимуляторы, (основные действующие начала ферментного происхождения и продукты расщепления белков) прежде всего, действуют на многочисленные рецепторы, а через них активизируют регулирующее влияние центральной нервной системы. Под их влиянием повышается тонус центральной нервной системы и вегетативной иннервации, восстанавливается их регулирующие влияние на органы и ткани, усиливается иммунобиологическая реактивность организма, повышаются защитные силы организма к всякого рода внешним неблагоприятным факторам. Биогенные стимуляторы улучшают обмен веществ, ускоряют восстановление белков в тканях, активизируют ферментную деятельность, улучшают работу органов пищеварения, ускоряют рост и откорм животных. (Д.К. Червяков, П.Д. Евдокимов, A.C. Викшер, 1977).
По мнению ряда авторов И.С. Нагорный (1962), П.А. Карасев (1962), И.И. Заболожный (1964), Е.В. Ильинский (1964), М.И. Михеев(1964), Б.С. Кубарский (1979), В.Г. Ярцев (1992), М.В. Степаненко(1999), Т.В. Пак (2000) – обладая широким диапазоном положительных влияний на организм животных, тканевые препараты нормализуют или улучшают функцию органов или систем, стимулируют защитные механизмы, улучшая выработку иммунитета, усиливают сопротивляемость организма заболеваниям, нормализуют обмен веществ, ускоряют регенеративные и другие процессы.
Всосавшись в кровь, продукты распада воздействуют на центральную нервную систему, которая через свои отделы стимулирует или нормализует многие функции организма.
Но, как и любые фармакологические вещества, стимуляторы в больших дозах или при неправильном применении неблагоприятно действуют на животных. Применение этих и других стимуляторов в соответствии с инструкциями гарантирует безопасность их для животных и вместе с тем обеспечивает наиболее высокие показатели приростов. Однако по данным З.А. Урманова (1965), тканевые препараты могут хорошо действовать на организм только при наличии в нем не утраченной реактивной способности тканей и что их не следует применять при глубоких нарушениях физиологических функций организма, возникших на почве нарушения обмена веществ, при общем истощении на почве голодания или неполноценного кормления. Также применение их безрезультатно, при заболеваниях слабых телят и поросят гнойной пневмонией или энтеритом диспепсического, авитаминозного характера.
По мнению данных Е.С. Шулюмовой (1962), учитывая сложность тканевых препаратов, которые по представлению В.П. Филатова, включают целые компоненты активных веществ, можно допустить, что препараты различного происхождения имеют и неодинаковое действие на различные группы ферментов.
В механизме отрицательного влияния следует рассматривать несколько моментов. Во-первых, иногда отмечается значительное раздражение интерорецепторов, что ведет к усилению диссимиляционных процессов; во-вторых, действующие начала как чужеродные вещества сами по себе могут извращать ход обмена веществ.