Особенности морфофизиологического развития бычков в зависимости от технологических и биогеохимических условий среды обитания

К одному из инновационных компонентов биоиндустриальной технологии ведения отраслей современного животноводства наряду с методами ДНК-теста, геномного анализа, маркерной селекции и т.п. относят также эколого-адаптивную систему содержания продуктивных животных. В русле биологизации этой системы и ученые-аграрии, и сельхозтоваропроизводители считают физиологически целесообразным обогащение кормовых рационов по мере необходимости биологически активными веществами, как правило, естественной природы, учитывая региональную геохимическую специфичность [3, 7, 5, 6].

Территория Центра Чувашской Республики как одного из 7 локальных агроэкологических районов характеризуется в большинстве своем типично-серыми и темно-серыми лесными почвенными покровами, а также небольшими площадями маломощных черноземов. Упомянутым почвам присущи: низкий уровень содержания йода, марганца, молибдена, селена, хрома, бора; дефицит натрия, калия, фтора; средняя концентрация железа, цинка, алюминия, кобальта, кремния [1].

В контексте отмеченной количественной вариативности элементов, как недостаточное, так и избыточное их поступление в организм или дисбаланс сопровождаются нарушением обменных процессов, угнетением функциональной деятельности пищеварительной, иммунной, эндокринной и других систем и, как следствие, соответствующими микроэле-ментозами [8, 11, 12].

Следовательно, физиологогигиеническое обоснование дальнейшей биоиндустриализации промышленной технологии содержания сельскохозяйственных животных и разработка эффективной защиты их здоровья путем применения естественных биоактивных веществ с учетом климато-геохимических особенностей континентальных территорий представляют существенный научно-практический интерес.

Цель работы – исследовать возрастную динамику продуктивности и морфометрических параметров эндокринных желез у бычков в условиях применения трепела, «Полистима», селенопирана и йодо-мидола, учитывая локальную биогеохимическую специфичность региона.

Материал и методы исследований. Проведена серия научнопроизводственных опытов в одном из хозяйств Центра Чувашской Республики с применением 90 телят черно-пестрой породы. Из них для осуществления моделируемых экспериментов подобрали три группы новорожденных бычков-аналогов по 10 голов, которые в течение первых су- ток находились вместе с коровами в родильных денниках. В дальнейшем их содержали при пониженных (минус 0,6±0,08, минус 2,1±0,20 °С) температурах воздуха: с 2 до 30-дневного возраста – в индивидуальных профилакториях (домиках); с 31 до 150дневного – в групповых павильонах [10]. Затем до 540-дневного возраста (продолжительность опытов) животные сравниваемых групп пребывали в типовых помещениях в соответствии с интенсивной технологией. Исследования проведены на фоне основного рациона (ОР) согласно нормам кормления РАСХН [2]. При выращивании подопытных бычков в условиях пониженных температур уровень молочного кормления был выше норм РАСХН на 20 % [9, 10]. Животные I группы служили контролем. Бычкам II группы от 21- до 150-дневного возраста вместе с ОР скармливали трепел Алатыр-ского месторождения Чувашии ежедневно из расчета 1,25 г/кг массы тела (МТ) в сочетании с внутримышечным введением в 2, 31, 151, 361-дневном возрасте (первые дни нахождения в индивидуальных домиках и павильонах на открытом воздухе, а также начало периодов доращивания и откорма) «Полистима» в дозе по 0,1; 0,03; 0,03; 0,02 мл/кг МТ. Сверстникам III группы в эти же сроки назначали йодомидол и селенопиран в количестве 0,1, 0,03, 0,03, 0,02 мл/кг и 0,1, 0,1, 0,1, 0,1 мг Se/кг МТ соответственно. На протяжении опытов в индивидуальных домиках и групповых павильонах, в которых содержали исследуемых бычков, ежемесячно оценивали качество микроклимата [4]. У 5 животных всех групп 1, 30, 60, 150, 360, 390, 540-дневного возраста определяли динамику клинико-физиологического состояния, МТ и её среднесуточного прироста (ССП) согласно стандартным методам.

У убитых бычков в возрасте 30, 150, 540-дней жизни взвешивали массу гонад при помощи аналитических весов АДВ-200М; после приготовления гистопрепаратов по классической методике определяли их морфометрические показатели (толщина эпителиально-сперматогенного слоя, диаметр семенных канальцев и их просвета), а также морфометрию щитовидной железы (площадь фолликула и его диаметра, толщина фолликулярного эпителия и фолли- кулярный индекс - ФИ), используя световой микроскоп «Микмед–2», винтовой микрометр «МОВ-1-15х», окулярную счетную сетку 13х13 мм2. Фотографирование микропрепаратов проводили при помощи фотокамеры «Canon Power Shot G-5» с переходником «Carl Zeiss».

Полученный в опытах цифровой материал подвергнут биометрическому анализу с использованием программных комплектов Statistica for Windows и Microsoft Excel–2016.

Результаты исследований. На основании данных ФГБУ «Верхне-Волжское управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды» (метеорологическая станция в с. Порецкое Чувашской Республики), атмосферный воздух региона при содержании бычков в условиях адаптивной технологии характеризовался следующими среднемесячными параметрами: в ноябре температура была минус 2,1 °С с колебаниями от минус 12,8 до 8,4 °С, относительная влажность – 87,0 (67,0-98,0) %, скорость ветра – 8,0 (5,0-14,0) м/с, атмосферное давление – 747 (746-749) мм.рт.ст.; декабре – соответственно минус 12,2 (минус 20,1-0)°С, 82,0 (66,0-90,0) %, 6,0 (4,0-13,0) м/с, 747 (746-748) мм.рт.ст.; январе – минус 12,9 (минус 22,4-3,7) °С, 81,0 (67,0-92,0) %, 6,0 (4,0-12,0) м/с, 748 (747-750) мм.рт.ст.; феврале – минус 8,1 (минус 19,0-0) °С, 82,0 (69,0-93,0) %, 10,0 (6,0-16,0) м/с, 748 (746-750) мм.рт.ст.; марте – минус 6,0 (минус 15,7-2,8) °С, 84,0 (71,0-92,0) %, 7,0 (3,0-14,0) м/с, 748 (746749) мм.рт.ст.

Установлено, что на протяжении содержания исследуемых животных в индивидуальных домиках и павильонах с нерегулируемым микроклиматом (ноябрь 2016 – март 2017 гг.), температура воздуха составила в среднем минус 1,5±0,16 °С, его относительная влажность – 83,0±1,29 %, подвижность воздуха – 0,35±0,11 м/с, содержание диоксида углерода – 0,04±0,001 %, наличие аммиака и сероводорода не отмечено. Отсюда следует, что в этих типах помещений имела место достаточно благоприятная для животных среда обитания, практически лишенная вредных газов и не содержащая ядовитых.

□ 1; в 2; в 3 группы

Рисунок 1 – Изменение динамики массы тела бычков (Примечание: * – знак значимых различий соответственно между подопытными и опытными животными)

Показано, что у бычков сравниваемых групп по мере роста температура тела волнообразно снижалась в узком интервале от 39,2±0,28–39,3±0,34 до 38,6±0,19– 38,76±0,21 °С. В тоже время количество дыхательных движений и сердечных сокращений в 1 мин у них неизменно уменьшалось в более широком диапазоне (соответственно 38,0±1,72–40,0±1,84 против 21,0±1,19–23,0±1,10 и 125,0±2,49– 127,0±2,65 против 81,0±1,60–84,0±1,56) без значимого различия в межгрупповом разрезе. Следовательно, изученные параметры клинико-физиологического состояния подопытных животных находились в пределах колебаний физиологической нормы.

При оценке динамики ростовых процессов установлено (Рисунок 1), что МТ бычков контрольной и опытных групп от начала к концу исследований нарастала с разной интенсивностью (31,5±0,19 против 455,1±5,22 и 31,3±1,27–31,7±1,36 против 484,3±7,09–4964,6±6,75 кг соответственно). Необходимо отметить, что животные II (трепел + «Полистим») и III (йо-домидол + селенопиран) групп, начиная соответственно с 60- и 150-дневного возраста и до завершения опытов достоверно превышали интактных сверстников по изучаемому показателю.

Аналогичная закономерность выявлена в возрастной вариативности ССП живой массы. Так, данный ростовой фактор в среднем у подопытных бычков в возрасте от 1 до 150 (период выращивания) и от 151 до 540 (периоды доращивания и откорма) дней жизнедеятельности был больше контрольных значений соответ- ственно на 6,9 и 8,1 % (Р<0,05) и 5,0-17,3 % (Р<0,05-0,01).

При анализе изменчивости морфометрических параметров гонад установлено, что их масса у бычков сопоставляемых групп неуклонно нарастала по мере взросления (10,4±0,12–10,8±0,14 против 238,5±1,17–277,8±1,08 г). Следует отметить, что по изучаемому показателю животные в условиях комплексного назначения трепела с «Полистимом» (II группа) и йодомидола с селенопираном (III группа) в возрасте соответственно 540 дней и 150, 540 дней имели превосходство над контрольными сверстниками на 10,3% (Р<0,05) и 7,5-14,1% (Р<0,05-0,01).В соответствии с динамикой массы гонад происходил характер колебаний толщины эпи-телиально-сперматогенного слоя, которая во всех группах нарастала от 13,3±0,16– 14,1±0,16 до 52,9±0,39–56,8±0,40 мкм с достоверным преимуществом у бычков II и III групп в возрасте 150 и 150, 540 дней жизнедеятельности.

Установлено, что диаметр семенных канальцев у животных контрольной и опытных групп также неизменно увеличивался в связи с взрослением соответственно от 51,7±0,31 до 158,4±0,61 и от 51,9±0,28–52,1±0,33 до 165,5±0,64– 69,9±0,58 мкм, который у 540-дневных бычков III группы (йодомидол + селенопи-ран) был больше на 6,8 % (Р<0,05), чем в контроле. Аналогичная закономерность, однако в менее выраженной форме, обнаружена в возрастной изменчивости диаметра просвета семенных канальцев (Р>0,05).

Возраст, дни

1;    2;     3 группы

Рисунок 2 – Изменение динамики толщины фолликулярного эпителия щитовидной железы бычков

При оценке микроморфологии щитовидной железы отмечено, что у животных сравниваемых групп изучаемый орган внутренней секреции в основном представлен средними фолликулами с кубическим эпителием.

Одновременно у бычков II и III групп на фоне применения испытываемых биоактивных веществ часто встречались также фолликулы с призматическим эпителием, что опосредованно свидетельствует о более высоком содержании в организме гормонов щитовидной железы.

Показано, что площадь фолликула у животных и интактной, и опытных групп заметно увеличивалась с возрастом соответственно от 90,5±7,10 до 155,3±8,72 и от 91,4±5,12–93,1±8,23 до 160,8±10,16– 165,2±11,34 мкм2. При этом бычки в возрасте 150 (II группа) и 150, 540 (III группа) дней достоверно превышали сверстников группы контроля.

Сообразно динамике площади фолликула щитовидной железы протекала возрастная изменчивость фолликулярного диаметра

Из представленного рисунка 2 видно, что опытные животные также имели значительное преимущество над контрольными сверстниками по толщине фолликулярного эпителия в 150, 540-дневном (трепел + «Полистим») и в 30, 150, 540дневном (йодомидол + селенопиран) возрасте; превышение соответственно на 7,910,0 % (Р<0,05) и 8,1-14,7 % (Р<0,05-0,01). Следует отметить, что бычки III группы в конце моделируемых исследований (воз- раст 540 дней) также значимо превосходили сверстников II группы.

По мере роста и развития животных сопоставляемых групп ФИ, выражающий функциональную активность щитовидной железы, медленно снижался: в I группе от 0,081±0,001 до 0,059±0,001; во II от 0,084±0,001 до 0,062±0,001; в III группе от 0,085±0,001 до 0,064±0,001 (Р<0,05).

Заключение. Назначение 2, 31, 151, 361-дневным бычкам опытных групп испытываемых биоактивных веществ, согласно разработанным нами схемам с учетом йодного и селенового дефицита в локальной агроэкосистеме региона, сопровождалось усилением продуктивности, морфометрии гонад и щитовидной железы.

Следует отметить, что ростостимулирующий и морфофизиологический эффекты организма были более выраженными в условиях применения животным йо-домидола с селенопираном нежели трепела с «Полистимом». Так, 540-дневные животные (завершение периода заключительного откорма) II и III групп превосходили контрольных сверстников по МТ, массе гонад, толщине их эпителиально-сперматогенного слоя, площади фолликула щитовидной железы и толщине её фолликулярного эпителия соответственно на 4,410,3 % (Р<0,05) и 6,0-14,7% (Р<0,05 – 0,01).

Резюме

В работе доказана морфофизиологическая целесообразность комплексного назначения бычкам в начале периодов выращивания, доращивания и откорма испытываемых биоактивных веществ естественной природы с учетом биогеохимических особенностей региона. В этой связи проведены научно-хозяйственные и лабораторные исследования на 30 бычках-аналогах, разделенных на три группы. Подопытных животных с 2 до 150-дневного возраста содержали по адаптивной технологии, а затем до 540 дней (длительность наблюдений) – по промышленной технологии. Бычкам опытных групп на 2, 31, 151, 361-й дни применяли трепел с «Полистимом» или йодомидол с селенопираном. У животных сравниваемых групп изучали возрастную динамику клинико-физиологического состояния, роста тела, морфометрию гонад и щитовидной железы.

В моделируемых опытах установлено, что комплексное назначение бычкам йодоми- дола и селенопирана сопровождалось более выраженными соматотропным и морфометрическим эффектами, чем при назначении трепела с «Полистимом» согласно разработанным схемам.