Раннее питание цыплят и развитие мышечной ткани

В. Фисинин. директор ВНИТИП, академик РАСХН
П. Сурай, доктор биологических наук, иностранный член РАСХН

Авторы раскрывают важность обеспечения цыплят в первые дни жизни необходимыми биологически активными веществами, которые являются определяющими для их будущего развития.

В исследованиях последних лет было убедительно доказано, что раннее питание цыплят является определяющим фактором в закладке и дальнейшем развитии мышечных волокон. Таким образом, недостатки питания в этом возрасте способны отрицательно сказаться на выходе мяса у выращиваемых бройлеров. Рост скелетных мышц у вылупившихся цыплят определяется гипертрофией и накоплением ядер в мышечных фибриллах. Этот процесс связан с миогенными первичными клетками, которые расположены под базальным слоем волокон, называемых сателлитными клетками. В ответ на внешние сигналы эти клетки способны включаться в клеточный цикл и размножаться, дифференцироваться и вливаться в существующие волокна или, сливаясь, образовывать новые волокна. Окончательная дифференциа¬ция миобластов в процессе эмбрионального развития цыплят так же, как и сателлитных клеток, после вывода выключает миобласты из клеточного цикла, увеличивает синтез специфических белков для мышц и специфических связывающих факторов для миоцитов.

У мясных цыплят деление и дифференциация сателлитных клеток является очень важным процессом, происходящим в первые дни после вывода и продолжающимся лишь первую неделю. После этого популяция сателлитных клеток существенно снижается и факторы, влияющие на их аккумуляцию в первые дни после вывода, определяют размер и структуру мышечной ткани в последующий период роста. Следует особо подчеркнуть, что закладка и рост мышечных волокон связаны с высокой активностью митохондрий - главными поставщиками свободных радикалов в клетке. Таким образом, высокая антиоксидантная защита и обеспечение цыплят всеми необходимыми биологически активными веществами, включая водо- и жирорастворимые витамины, микроэлементы, незаменимые аминокислоты и ряд других веществ, например карнитин и бетаин, в первую неделю жизни цыплят являются определяющими для их будущей мясной продуктивности. То, что недополучено в начале жизни, нельзя полностью наверстать в более позднем возрасте, когда мышечные волокна уже сформировались.

Антиоксидантная защита вылупившихся цыплят

Развитие кишечника в первые дни после вывода сопряжено с его усиленной метаболической активностью, что способствует избыточному образованию свободных радикалов, которые способны вызывать повреждения основных типов биологических молекул, включая липиды, белки и ДНК. При этом окисление белков до настоящего времени не получило должного внимания. Вместе с тем окисление белковых молекул, выполняющих регуляторные функции в организме, неизбежно приводит к негативным последствиям. Таким образом, антиоксидантная защита кишечника в период его наиболее интенсивного развития является ключевым элементом будущей продуктивности. Однако первые дни постнатального развития цыплят характеризуются низкой усвояемостью жирорастворимых антиоксидантов, включая витамин Е. Это связано со многими факторами, но главные — незрелость ЖКТ и недостаточное количество желчи у вылупившихся цыплят. Итак, в момент наибольшего участия витамина Е в антиоксидантной защите, его поступление снижено, что является фактором риска для эффективного развития ЖКТ и последующего всасывания питательных веществ при низкой конверсии корма, для поддержания оптимального роста, развития цыплят и их здоровья. Исследования, проведённые в различных лабораториях Европы и США, показали, что введение водорастворимой формы витамина Е позволяет преодолеть его дефицит в первые дни жизни цыплят и тем самым обеспечить максимальную антиоксидантную защиту организма. При этом включение водорастворимого витамина Е в антистрессовый препарат (Фид Фуд Мэджик Антистресс Микс, рис. 1) совместно с другими антиоксидантами, включая аскорбиновую кислоту, карнитин, а также минералы, необходимые для синтеза антиоксидантных ферментов, селен (глютатионпериоксидаза и другие селенопротеины), цинк и марганец (супероксиддисмутаза) и магний (АТФазы и другие ферменты), важнейшие элементы рециклизации витамина Е (аскорбиновая кислота, селен, витамины В, и В1) позволяет создать оптимальный антиоксидант-прооксидантный баланс в развивающемся кишечнике цыплят.

Принимая во внимание, что гены в организме цыплят могут включаться и выключаться под воздействием питательных и биологически активных веществ, этому факту следует уделять больше внимания. Например, в наших исследованиях, проведённых в Университете Глазго на модельных птицах (zebra finch — зебровая амадина), было показано, что нарушение белкового питания у птицы в первую неделю жизни приводило к существенному снижению концентрации природных антиоксидантов (витамина Е и каротиноидов) в их крови во взрослом состоянии. Это объясняется тем, что синтез различных веществ-переносчиков, участвующих во всасывании биологически активных веществ в кишечнике, также регулируется на уровне генов, и недостаток в незаменимых аминокислотах в раннем возрасте приводит к таким драматическим последствиям. Таким образом, в вышеупомянутый антистрессовый препарат были включены основные лимитирующие аминокислоты — метионин и лизин. Это даёт возможность избежать дисбаланса аминокислот и поддержать развитие системы всасывания в кишечнике в критический период её развития.

Антиоксидантная защита кишечника

Наши исследования антиоксидантной активности содержимого различных отделов кишечника показали, что наивысшая активность жирорастворимой фракции кишечника отмечается в двенадцатиперстной кишке, где в основном и всасываются жирорастворимые вещества, далее она уменьшается, самая низкая наблюдается в толстом кишечнике, где количество липидов минимальное (рис. 2).

Кроме того, наибольшая антиоксидантная активность водорастворимой фракции отмечена в слепой кишке, далее следует двенадцатиперстная и подвздошная. Самая низкая отмечена в тощей кишке и толстом кишечнике. При определении содержания витамина Е в различных отделах кишечника (рис. 3) наблюдается самое высокое в двенадцатиперстной и тощей кишках, далее оно постепенно снижается при продвижении вниз к толстому кишечнику. У птицы двенадцатиперстная и тощая кишки являются главным местом всасывания липидов и витамина Е. В наших исследованиях было показано, что в слизистой двенадцатиперстной и тощей кишках концентрация витамина Е была существенно выше, чем в других отделах кишечника. Его высокая концентрация, вероятно, объясняется высвобождённым из корма витамином Е в процессе переваривания и готовым к поглощению энтероцитами.

Таким образом, полученные нами данные свидетельствуют об особенностях антиоксидантной защиты каждого отдела кишечника.

Следует особо отметить, что в ЖКТ птицы существует очень тонкий баланс между антиоксидантами, поступающими с кормом (витамины Е, С, А, карнитин, каротиноиды), с одной стороны, и прооксидантами (окисленные жиры, альдегиды, кетоны, остаточные количества тяжёлых металлов или гербицидов, микотоксины и др.), с другой (рис. 4). Этот баланс является основой для поддержания редокс-статуса кишечника, который во многом определяет активность витагенов, ответственных за синтез антиоксидантов (глутатион, тиоредоксин, АО-ферменты, белки-шапероны и др.), необходимых для оптимизации указанного баланса и предотвращения нарушения структуры и функции энтероцитов, ответственных за всасывание питательных и биологически активных веществ. Его нарушение часто ведёт к апоптозу энтероцитов, что вызывает нарушение всасывания и, как следствие, синдром малабсорбции со всеми вытекающими последствиями. При этом отмирание клеток приводит к активации иммунного ответа с последующим воспалением и развитием субклинического и далее клинически выраженного энтерита. При этом существует ряд веществ, способных положительно влиять на активность витагенов (витамины Е и С, карнитин, бетаин, селен, цинк и марганец, лизин и метионин) и на более эффективную адаптацию кишечника к различного рода стрессам. Это даёт возможность поддерживать гомеостаз и антиоксидант-прооксидантный баланс в кишечнике, предотвращать нарушения на уровне ворсинок и энтероцитов, обеспечивая высокую эффективность всасывания питательных и биологически активных веществ.

Болезни ЖКТ и их предотвращение

Проблемы, возникающие в ЖКТ птицы в промышленных условиях, носят инфекционный или токсический характер. Что касается болезней, связанных с инфекционным началом, включая кокцидиоз и некротический энтерит, то они будут рассмотрены в наших следующих публикациях. В то же время энтериты и другие нарушения, связанные с поступлением различных токсических веществ в корма, заслуживают дополнительного внимания. В частности, с биогенными аминами (поступают главным образом с кормами животного происхождения, особенно с рыбной мукой) и микотоксинами (в зерновых и зернобобовых кормах) также ознакомитесь в наших будущих статьях. О проблемах, связанных со структурой и функционированием ЖКТ птицы, следует упомянуть несколько ключевых моментов, относящихся к микотоксикозам. В последние годы было доказано, что механизм действия большинства микотоксинов, в том числе афлатоксина, ДОНа, Т-2 токсина, фумонизинов, зеараленона и ряда других, включает избыточное образование свободных радикалов и окислительный стресс.

Данный стресс нарушает антиоксидант-прооксидантный баланс в желудочно-кишечном тракте, а также в клетках жизненно важных органов — печени, почках и иммунокомпетентных органах. В результате наблюдаются процессы апоптоза в кишечнике, приводящие к синдрому малабсорбции в иммунокомпетентных органах, и вызывающие иммуносупрессию в ряде других органов и тканей, что снижает продуктивные и воспроизводительные качества птицы.

Как показал опыт зарубежного птицеводства, справиться с микотоксинами в полной мере пока не удаётся даже при тщательном контроле входящего сырья. При этом на рынке можно найти значительное количество различных адсорбентов, призванных связывать данные микотоксины. Тем не менее анализ современной литературы свидетельствует:

• эффективность связывания отдельных микотоксинов различными сорбентами варьируется от 10 до 70%, и добиться полной защиты от них данным способом невозможно. К тому же часто исследования проводились in vitro и переносить их на организм не совсем корректно. То есть даже при наличии высокоэффективных средств связывания микотоксинов в кормах необходима поддержка печени, которая метаболизирует не связавшиеся микотоксины. Необходима дополнительная поддержка организму птицы;

• постоянное введение сорбентов в корм дорого, а включение их в периоды, когда уже проявились симптомы микотоксикозов, как правило, не спасает ситуацию, а лишь снижает возможные потери. При этом необходимо поддержать печень и весь организм для того, чтобы справиться с теми микотоксинами, которые успели уже проникнуть до включения сорбента;

• неспецифическая связывающая активность многих сорбентов вызывает наряду со связыванием микотоксинов связывание витаминов и минералов, что приводит к их дисбалансу, то есть решая одну проблему, мы создаём другую.

Исходя из вышесказанного и базируясь на данных последних лет о механизмах действия микотоксинов, включая иммуносупрессию и изменение в активности ряда генов, была предложена система антиоксидантной защиты организма в условиях микотоксикозов путём выпаивания с водой антистрессового препарата. За счёт комбинации антиоксидантов (витамин Е и система его рециклизации, витамин С); минералов, необходимых для синтеза антиоксидантных ферментов (селен, цинк и марганец); веществ, поддерживающих функцию печени в стресс-условиях (карнитин, бетаин, метионин и лизин), удаётся снизить от¬рицательные последствия окислительного стресса и тем самым предотвратить негативное действие микотоксинов на организм птицы. Это происходит за счёт снижения окислительного стресса и влияния на витагены, ответственные за синтез антиоксидантных компонентов и предотвращения изменения экспрессии ряда генов, вызванных микотоксинами. В условиях высокого содержания микотоксинов в кормах рекомендуется объединить использование эффективного адсорбента и антистрессового препарата.

Заключение.

Как уже упоминалось выше, развитие кишечника в раннем постнатальном периоде жизни цыплят является определяющим для дальнейшего их здоровья и продуктивности. Особо следует отметить, что одновременно с развитием кишечника идёт развитие иммунной системы и заселение кишечника полезной микрофлорой (эта проблема будет освещена в нашей следующей статье).

Таким образом, в эти первые 3-4 критических дня после вывода цыплята нуждаются в максимальной поддержке в плане адаптации к новому (сухому) типу питания в условиях незрелого ЖКТ и активно развивающейся иммунной системы. Исследования последних лет убедительно показали, что включение в питьевую воду цыплят комплекса антиоксидантов и других важных веществ (органические кислоты, витамины, минералы и др.) позволяет поддержать оптимальный антиоксидант-прооксидантный баланс в кишечнике, обеспечивает максимальную экспрессию витагенов и тем самым способствует реализации их генетического потенциала. Кроме того, использование данного антистрессового препарата существенно снижает потери от микотоксинов в кормах. Другие приёмы, повышающие рост и развитие цыплят, включая престартерные рационы, были описаны в наших предыдущих публикациях (Фисинин и др., 2009).

Источник: журнал «Птицеводство» №3, 2012 г.