Вплив аурофузарину на організм дорослих і молодих перепелів. Антиоксидантна система яєць і перепелів в ембріогенезі та ранньому постнатальному періоді. Можливості застосування сорбентів для профілактики аурофузаринотоксикозу та Т-2 токсикозу у перепелів.
Аннотация к работе
Дисертаційна робота виконувалась згідно тематичного плану кафедри терапії, фармакології та клінічної діагностики факультету ветеринарної медицини Сумського національного аграрного університету “Вплив сорбентів на прояви аурофузаринотоксикозу та Т-2 токсикозу у перепелів” (номер держ. реєстрації 0199V000548). Метою досліджень було вивчення впливу аурофузарину і Т-2 токсину на організм перепелів і розробка засобів профілактики їх токсичної дії із застосуванням сорбентів. Вивчити антиоксидантну систему яєць і перепелів в ембріогенезі та ранньому постнатальному періоді, вплив на неї аурофузарину і Т-2 токсину. Визначити можливість застосування сорбентів (природних цеолітів та мікосорбу) для профілактики аурофузаринотоксикозу та Т-2 токсикозу у перепелів. Методи досліджень: використовували аурофузарин у вигляді культури Fusarium graminearum (вміст аурофузарину 880 мг/кг), Т-2 токсин у вигляді культури Fusarium sporotrichoides (вміст Т-2 токсину 8,1мг/г), що були отримані в лабораторії мікотоксикології Інституту птахівництва УААН Котиком А.М. та Труфановою В.О.Головною зміною, яку викликав аурофузарин, була зміна забарвлення жовтка від оранжово-жовтого до коричневого з зеленуватим відтінком. Виключення добавок аурофузарину з корму призвело до повернення забарвлення жовтка до вихідного стану на 17-18 день. При аналізі відходу ембріонів підчас інкубації було встановлено, що ембріональна смертність на 1-14 добу в дослідній групі склала 3,4%, що було на 2,3% вище у порівнянні з контрольною. Ембріональна смертність на 15-18 добу інкубації в дослідній групі була збільшена на 20,3% у дослідний період і на 27,7% у післядослідний період, через 1 тиждень після вилучення аурофузарину з корму. Таким чином, були підстави припускати, що токсична дія аурофузарину на ембріональний розвиток перепелів також була повязана з порушенням антиоксидантної системи яєць та ембріонів.Аурофузарин здатний накопичуватися в жовтку перепелиних ясць, що проявляється коричнево-зеленуватим відтінком забарвлення жовтка та призводить до зниження його антиоксидантного статусу. Застосування сорбентів (цеолітів та мікосорбу) знижує негативний вплив аурофузарину на організм перепелів: запобігає змінам у забарвленні жовтка та зниженню концентраціі вітамінів А, Є та каротиноідів. Згодовування аурофузарину в дозі 26,4 мг/кг впродовж 8 тижнів не викликає клінічних проявів токсикозу у перепелів, але їх яйценоскість знижується на 6,5%; заплідненність та виводимість - на 12% та 25% відповідно. При згодовуванні перепелятам з добового віку аурофузарину в дозі 26,4 мг/кг спростерігається затримка росту та статевого розвитку, збільшується відносна маса печінки, клінічні прояви токсикозу не відмічаються. Аурофузарин викликає зниження концентрації природних антиоксидантів (токоферолів, токотриєнолів, каротиноїдів та ретинолу) у жовтку перепелиних яєць.
Вывод
Аурофузаринотоксикоз перепелів.
Вплив аурофузарину на організм перепелів. Встановлено, що згодовування аурофузарину не впливало на живу масу перепелів і морфологічні характеристики яєць та загальний стан птиці (табл.1).
Патологоанатомічними дослідженнями встановлено зміни у печінці, які характеризувались вялою консистенцією органу і забарвленням від коричневого до яскраво-жовтого. При гістологічному дослідженні спостерігали крайову депігментацію гепатоцитів та наявність зернистої дистрофії - границі гепатоцитів були ледь помітні, в цитоплазмі відмічали нагромадження дрібної ацидофільної зернистості. Спостерігали гіперемію судин і дрібні крововиливи. Титр антитіл проти хвороби Ньюкасла протягом дослідного періоду був зниженный в экспериментальний группи на 14.6% и навить черз 2 тижни писля вилучення.
Зміни в нирках характеризувалися зменшенням, деформацією і резорбцією клубочків з утворенням на їх місці порожнин. Крім того, у канальцях відзначали відділення цитоплазми нефроцитів від базальної мембрани й утворення порожнин.
Таблиця 1
Вплив аурофузарину на дорослих перепелів (М±m)
Показники Контроль (n=30) Дослід (n=30)
Збереженність, % 100 100
Яйценоскість, % 82,6 76,1
Маса яєць, г 11,02± 1,0 10,8±0,9
Маса самок, г 138±10,26 135,7±11,01
Маса самців, г 120 ±9,16 116±10,21
Головною зміною, яку викликав аурофузарин, була зміна забарвлення жовтка від оранжово-жовтого до коричневого з зеленуватим відтінком. При цьому перепели зазнавали менших змін забарвлення жовтка у порівнянні з курами-несучками. Так, перші ознаки змін у забарвленні жовтка яєць перепелів спостерігалися на 12 день, у той час як у курей ці зміни розвивались раніше (на 5-6 день). Виключення добавок аурофузарину з корму призвело до повернення забарвлення жовтка до вихідного стану на 17-18 день.
Дослідження спектральних характеристик екстрактів із жовтка яєць, отриманих від дослідних перепелів, показали наявність специфічного піку поглинання при 268 нм (рис.1), який є характерним для чистого аурофузарину. В подальшій роботі за допомогою високоефективної рідинної хроматографії з використанням різних детекторів ми вперше довели, що аурофузарин накопичується у жовтку яєць (рис.2, 3).
Умовні позначення: aurofusar 1- 6 тижнів споживання токсину; aurofusar 2- 8 тижнів; absorbance - абсорбція; control - контроль).
Накопичення аурофузарину в яйцях вплинуло на ембріональний розвиток пташенят (табл.2). Після закладки яєць на інкубацію було встановлено, що виводимість яєць дослідної групи знизилася на 14,1% у дослідний період. Слід зазначити, що дія аурофузарину на виводимість яєць залежила від тривалості згодовування мікотоксину і навіть після усунення із корму все ще відмічався його негативний вплив. Так, через 1 тижень після вилучення аурофузарину з раціону (яйця відбирались протягом тижня) виводимість була знижена на 27,8% відносно контролю і склала 80,2% і 66,5% відповідно. Заплідненість яєць була також знижена на 7,2% у дослідний період.
При аналізі відходу ембріонів підчас інкубації було встановлено, що ембріональна смертність на 1-14 добу в дослідній групі склала 3,4%, що було на 2,3% вище у порівнянні з контрольною. Ембріональна смертність на 15-18 добу інкубації в дослідній групі була збільшена на 20,3% у дослідний період і на 27,7% у післядослідний період, через 1 тиждень після вилучення аурофузарину з корму. Таким чином, вивід перепелят склав 60% у дослідний період і 48% - у післядослідний, тобто на 32,2% і 37% нижче в порівнянні з контрольною групою.
При розгляді можливих механізмів впливу аурофузарину на ембріогенез перепелів ми прийняли до уваги результати досліджень, проведених за останні 5 років з вивчення антиоксидантної системи в ембріогенезі птахів. Опубліковані повідомлення свідчили про те, що останні дні ембріонального розвитку є критичними в плані антиоксидантного захисту і що у випадку зниження ефективності даної системи ембріональна смертність істотно зростає (Surai P.F., 1998; 2000). З іншого боку варто мати на увазі, що токсична дія багатьох мікотоксинів (Т-2 токсин, охратоксин і ін.) повязана зі зниженням рівня природних антиоксидантів у тканинах і посиленням перекисного окислення ліпідів (Leeson et al., 1995).
Таким чином, були підстави припускати, що токсична дія аурофузарину на ембріональний розвиток перепелів також була повязана з порушенням антиоксидантної системи яєць та ембріонів. Для підтвердження цього припущення нами були проведені дослідження антиоксидантної системи та жирнокислотного складу жовтка яєць і ембріональних тканин перепелів. Встановлено, що аурофузарин викликав зміни у жирнокислотному складі жовтка. Так, пропорція ДГК (докозагексаєнової кислоти) у ліпідах жовтка вірогідно знижувалася. Це було особливо помітно у фосфоліпідній фракції, але і у фракції вільних жирних кислот та ефірів холестерола також спостерігалися подібні зміни (табл.3).
Аурофузарин викликав вірогідне зниження концентрації природних антиоксидантів у яєчному жовтку (табл. 3.). Так, концентрації альфа- і гама- токоферолів, загальних каротиноїдів, лютеїну і зеаксантину, а також вітаміну А знизилися у жовтку перепелів, які одержували з кормом аурофузарин.
Таблиця 3
Вплив аурофузарину на вміст поліненасичених жирних кислот і антиоксидантів у жовтку перепелиних яєць (n=10)
Концентрація МДА (малонового діальдегіда) у жовтку яєць перепелів дослідної групи була значно підвищеною. Це виявлялося як у випадку спонтанного ПОЛ, так і в присутності заліза. Так, у жовтку дослідної групи концентрація МДА склала 22,4 і 9,9 мкг/г при перекисному окисленні в присутності заліза і спонтанному ПОЛ відповідно. Ці показники були на 57,8% і 70,7% вище, ніж у контрольній групі, де концентрація МДА склала 14,2 і 5,8 мкг/г відповідно.
Подальші дослідження концентрації згаданих антиоксидантів в ембріональних тканинах перепелів підтвердили раніше висловлене припущення про те, що аурофузарин порушує антиоксидантный статус пташенят в процесі розвитку (табл. 4). Загальна антиоксидантна активність плазми крові добових перепелят була також вірогідно знижена при аурофузаринотоксикозі дорослих перепелів. Концентрація кінцевого продукту перекисного окислення ліпідів - малонового діальдегіду - в тканинах вірогідно підвищилась (рис.4). Таким чином, отримані результати показали, що токсичний ефект аурофузарину на ембріони птиці повязаний з його прооксидантними властивостями.
При згодовуванні аурофузарину молодим перепелам спостерігали збільшення відносної маси печінки (на 32%) та пригнічення розвитку статевої системи перепелят. Відносна маса яєчників та тестикулів була зниженою (на 37% та на 26,4% відповідно) після 3 тижнів згодовування токсичного корму.
Ефективність природних сорбентів при аурофузаринотоксикозі.
Проведеними дослідженнями встановлено, що як цеоліти, так і препарат мананових олігосахаридів (мікосорб) здатні послабляти прояви аурофузаринотоксикозу.
При додаванні природних цеолітів до раціону зміни у забарвленні жовтка спостерігали на більш пізніх етапах годівлі (на 2-4 дні пізніше). Після вилучення аурофузарину з раціону на 15-16 день зміни жовтка були менш виражені в порівнянні з групами перепелів, що одержували аурофузарин без добавок сорбентів. Забарвлення жовтка було від темно-жовтого до світло-коричневого. Яйценоскість була на 3,5% вище, у порівнянні з групою, яка отримувала тільки аурофузарин.
Мікосорб запобігав розвитку змін більш ефективно, ніж природні цеоліти. При цьому змін забарвлення жовтка до коричневого взагалі не спостерігали - забарвлення жовтка було темно-жовте з легким коричневатим відтінком. Протягом досліду зниження яйценоскості також не відбувалось. Вже на 9-12 день після вилучення токсину з раціону забарвлення жовтка яєць перепелів дослідної групи не відрізнялось від контролю.
Позитивний вплив сорбентів на дорослих перепелів визначався не тільки в запобіганні змін в забарвленні жовтка, але і зниженні концентрації природних антиоксидантів, зокрема вітаміну Є і поліненасичених жирних кислот, особливо докозагексаєнової у жовтку перепелиних яєць (табл.5).
Т-2 токсикоз у перепелів.
Вплив Т-2 токсину на організм перепелів. На підставі проведених досліджень встановлено, що на відміну від аурофузарину, Т-2 токсин викликав клінічні прояви токсикозу у перепелят, які характеризувалися зкученістю, відмовою від корму, затримкою росту, некротичними ураженнями в ротовій порожнини. Останні зявлялися на 8-9 добу у вигляді ізольованих некрозів коричневого кольору розмірами 1-2 мм, які були симетрично розташовані на твердому піднебінні. Прояв некротичних уражень залежав від кількості Т-2 токсину в кормі і тривалості його згодовування. З другого тижня споживання контамінованого корму розміри некрозів збільшувались і зявлялись на слизовій язика та нижній щелепі. При дозі Т-2 токсину 8,1 мг/кг у кормі у окремих перепелят некрози виявлялись у куточках рота. При дозі Т-2 токсину 16,2 мг\кг некротичні ураження збільшувалися; змінювався їх вигляд - під темною скоринкою зявлялася некротична маса сирнистого характеру, уражалися сосочки язика і куточки рота. Відзначалась сухість слизових оболонок ротової порожнини. Апетит був ослаблений, птиця відмовлялася від корму. Спостерігалося зменшення живої маси і відставання у рості. При патологоанатомічному дослідженні встановили зміни у печінці: вона була збільшена, жовтого кольору з дрібними крапковими крововиливами і вялої консистенції. Деструктивні зміни були також виявлені у верхніх відділах травного тракту - потоншення слизової оболонки стравоходу і виразковість - залозистого шлунку. Відносна маса зоба разом із стравоходом перепелів дослідної групи була значна зменшена.
Гістологічні зміни у стравоході і зобі проявлялись потовщенням і деформацією епітеліального шару, деструкцією його клітинних елементів, інфільтрацією еритроцитами поверхневого шару епітелію і метаплазією базального шару епітелію в залозисті елементи, деструкцією слизових залоз. У залозистому шлунку відзначалося руйнування покривного епітелію, протеоліз клітин епітелію трубчастих залоз. У печінці відзначали жирову інфільтрацію гепатоцитів та крововиливи.
Токсична дія Т-2 токсину не обмежувалася морфологічними і гістологічними змінами. Істотно змінювався також ряд біохімічних параметрів. Так, було виявлено достовірне зниження концентрації природних антиоксидантів у печінці (вітамінів А, Є, С та каротиноїдів). Слід зазначити, що вміст всіх 5 форм вітаміну А в печінці перепелів також був знижений.
Вплив природних сорбентів на прояви Т-2 токсикозу.
Включення до корму природних цеолітів (3% від маси корму) разом з Т-2 токсином мало позначилося на прояві Т-2 токсикозу. Спостерігали клінічиі прояви токсикозу та патологоанатомічні зміни. Маса перепелів була знижена (самців-на 10%; самок -21%), маса печінки збільшена на 35%. Концентрація природних антиоксидантів у печінці також була значно зниженою, проте не відрізнялась від показників у групі перепелів, які отримувала тількі Т-2 токсин.
На відміну від цеолітів, мананові олігосахариди (мікосорб) чинили істотний захисний ефект при Т-2 токсикозі перепелів.
Вплив мікосорбу на запобігання токсичної дії Т-2 токсину проявлявся ослабленням клінічних і патологоанатомічних проявів токсикозу, та на біохімічному рівні - у запобіганні зниження концентрації природних антиоксидантів у печінці пташенят (табл.7). Некротичні ураження твердого піднебіння були незначними і меньшими за розміром, маса птиці та маса печінки змінювались незначно. Концентрація всіх вивчених антиоксидантів (вітаміну Є, А, С, каротиноїдів) у печінці перепелів була значно вищою, ніж у групах перепелят, які отримували тількі Т-2 токсин.
Разом з тим варто відмітити, що навіть мікосорб не зміг цілком запобігти токсичній дії Т-2 токсину.1. Аурофузарин здатний накопичуватися в жовтку перепелиних ясць, що проявляється коричнево-зеленуватим відтінком забарвлення жовтка та призводить до зниження його антиоксидантного статусу. Застосування сорбентів (цеолітів та мікосорбу) знижує негативний вплив аурофузарину на організм перепелів: запобігає змінам у забарвленні жовтка та зниженню концентраціі вітамінів А, Є та каротиноідів. Захисний ефект мікосорбу та в меньшій мірі цеолітів також відзначається при Т-2 токсикозі перепелів.
2. Згодовування аурофузарину в дозі 26,4 мг/кг впродовж 8 тижнів не викликає клінічних проявів токсикозу у перепелів, але їх яйценоскість знижується на 6,5%; заплідненність та виводимість - на 12% та 25% відповідно. Підвищена ембріональна смертність спостергається, головним чином, на 15-18 добу ембріонального розвитку. Забарвлення жовтка змінюється від жовто-оранжевого до брудно-коричневого з 12 доби. Після вилучення аурофузарину з корму колір жовтка приходить до норми через 17-18 діб. При аурофузаринотоксикозі реєструються патологоанатомічні зміни в яєчниках (коричневе забарвлення) і печінці та гістологічні - в нирках та печінці. При згодовуванні перепелятам з добового віку аурофузарину в дозі 26,4 мг/кг спростерігається затримка росту та статевого розвитку, збільшується відносна маса печінки, клінічні прояви токсикозу не відмічаються.
3. Аурофузарин викликає зниження концентрації природних антиоксидантів (токоферолів, токотриєнолів, каротиноїдів та ретинолу) у жовтку перепелиних яєць. Концентрація кінцевого продукту перекисного окислення ліпідів - МДА- значно підвищується. Включення у раціон перепелів аурофузарину призводить до змін в жирнокислотному складі ліпідів жовтка яєць. Концентрація докозагексаєнової кислоти (22:6n-3) у фракціях фосфоліпідів, ефірів холестеролу та вільних жирних кислот достовірно знижується при одночасному підвищенні концентрації лінолевої (18: 2n-6) кислоти.
4. При аурофузаринотоксикозі в процесі ембріонального розвитку перепелів відмічається зниження концентрації вітаміну Є, вітаміну А (ретинолу та ефірів ретинолу) і каротиноїдів (лютеїну та зеаксантину) в ембріональних тканинах. Опірність тканин ембіронів до ПОЛ значно знижується. Концентрація МДА в ембріональних тканинах підвищується, загальна антиоксидантна активність плазми крові добових перепеленят вірогідно знижується.
5. Додавання до раціону перепелів Т-2 токсину в дозах 8,1 і 16,2 мг/кг корму призводить до розвитку клінічних, патологоанатомічних та гістологічних змін і викликає затримку росту та розвитку перепеленят. При цьому концентрація вітамінів А, Є, С та каротиноїдів в печінці вірогідно знижується.
6. Включення в раціон перепелів цеолітів одночасно з аурофузарином зумовлює захисний ефект, який проявляється у частковому запобіганні змін забарвлення жовтка, його антиоксидантного статусу і жирнокислотного складу. Препарат мікосорб (мананові олігосахариди) проявляє більш помітну захисну дію при згодовуванні аурофузарину.
7. Цеоліти не забезпечують виражену захисну дію при Т-2 токсикозі, а препарат мікосорб запобігає зменшенню концентрації природних антиоксидантів в печінці та знижує гостроту прояву токсикозу.
Список литературы
1. Дворська Ю.Є., Сурай П.Ф. Антиоксидантна система ембріонів птахів: вітамин Є в ембріогенезі перепелів // Вісник Сумського державного аграрного університету: науково-методичний журнал. 2000. Вип. 6. С. 34-40. Здобувачем проведено вивчення вітаміну Є в ембріогенезі перепелів, проведено аналіз результатів у порівнянні з даними інших авторів.
2. Фотіна Т.І., Дворська Ю.Є., Міланко О.О., Улько Л.Г. Здібність цеолітів знижувати токсичну дію Т-2 токсину // Науковий вісник Львівської державної академії ветеринарної медицини ім. С.З. Гжицького. 1999. С. 25-28. Здобувачем виконано весь обсяг робіт за виключенням обговорення результатів.
3. Дворська Ю.Є., Байдевлятов А.Б., Фотіна Т.І Сорбенти в профілактиці мікотоксикозів птиці // Ветеринарна медицина: Міжвідомчий тематичний збірник. Харків. 2000. № 77. Т.1. С.75-79. Здобувачем проведено аналіз літературинх даних, наданих спвіавторами.
4. Дворська Ю.Є. Синдром зниження якості яєць перепелів при споживанні мікотоксину Fusarium graminearum - аурофузарину // Вісник ДДАУ. Дніпропетровськ, 2001. прийнято до публікації.
5. Дворська Ю.Є. Вплив аурофузарину на жирнокислотний та антиоксидантний склад перепелиних яєць // Вісник Причорноморя. 2001. С. 38-43.
6. Дворська Ю.Є. Аурофузарин накопичується у жовтку яєць та підвищує його чутливість до перекисного окислення ліпідів// Міжвідомчий тематичний збірник “Птахівництво”. Вип.51. 2001. С. 242-248.
7. Дворська Ю.Є. Мананові олігосахариди у профілактиці аурофузаринотоксикозу японських перепелів// Збірник науковий праць “Проблеми зооінженерії та ветеринарної медицини”. Харків, Вип.9 (33). 2001. Част. 1. С. 60-163.
8. Дворська Ю.Є., Сурай П.Ф. Жирнокислотний склад яєчного жовтка та тканин добових курчат. // Збірник наукових праць ХЗВІ. 2001. № 8(32). С. 243-250. Здобувачем проведено вивчення складу жовтка та аналіз літературних даних, наданих співавтором.
9. Dvorska J.E., P.F.Surai, B.K.Speake and N.H.C.Sparks. Effect of the mycotoxin aurofusarin on the fatty acid profile and antioxidant composition of quail eggs // British Poultry Science. 2001. N12. (прийнято до публікації) Здобувачем виконано весь обсяг робіт, за виключенням обговорення результатів.
10. Dvorska Y.E., Fotina T.I., Kotyk A.M., Trufanova V.O. “F.graminearum dimmeric naphtoquinone metabolite aurofusarin - the new factor of crop pollution”// Xth International Congress on Animal Hygiene, Maastricht, the Netherlands. 2000. Vol 1. P 412- 414. Здобувачем виконано весь обсяг робіт, за виключенрям обговорення результатів.
11. Dvorska Y.E. “Effect of dimmeric naphtoquinone aurofusarin produced by Fusarium graminearum on chicken meat quality”, XXI Worlds Poultry Congress, Montreal, Canada. 2000. Abstracts and proceedings.
12. Dvorska J. Effect of aurofusarin, a mycotoxin produced by Fusarium graminearum on Japanese quails//Abstracts and Proceedings of International Symposium Bioactive Fungal Metabolies - Impact and Exploitation - University of Wales, Swansea, UK. 2001. P.32-33.
13. Surai P.F., Dvorska J. Mycotoxin aurofusarin compromises the antioxidant system of the developing quail embryo// Abstracts and Proceedings of International Symposium Bioactive Fungal Metabolies - Impact and Exploitation - University of Wales, Swansea, UK. 2001. P. 97. Здобувачем виконано весь обсяг робіт, за виключенрям обговорення результатів
14. Dvorska J.E., Surai P.F. Effect of T-2 toxin, zeolite and Mycosorb on antioxidant systems of growing quail// Asian-Australasian Journal of Animal Sciences. 2001. (прийнято до публікації) Здобувачем виконано весь обсяг робіт, за виключенням обговорення результатів.
15. Dvorska J.E. Effect of aurofusarin, a mycotoxin produced by Fusarium graminearum, on Japanese quail egg quality//Proceedings of IX European Symposium on the Quality of Eggs and Egg Products. Kusadasi, Turkey. 2001.P. 309-311.