Влияние электромагнитной обработки цыплят-бройлеров на активность пищеварительных ферментов в дуоденальном содержимом при тепловом стрессе

Введение. Птицеводство занимает важное место в аграрной сфере и считается одной из наиболее прибыльных отраслей сельского хозяйства [1]. Эта область привлекает интерес как производителей, так и потребителей благодаря своей способности приносить значительную прибыль и обеспечивать высокий уровень качества продукции. Тем не менее, несмотря на достигнутые успехи и положительные показатели, в промышленном птицеводстве остаётся множество нерешённых проблем [2]. Одной из основных задач является создание крупных птицефабрик, отличающихся высокой технологической автоматизацией и направленных на снижение затрат [3]. Современные генотипы птиц обладают высоким потенциалом продуктивности, однако зачастую этот потенциал реализуется не полностью из-за воздействия стрессовых факторов [4]. Стресс считается одним из ключевых негативных факторов, ухудшающих обмен веществ и процессы переваривания, особенно в условиях содержания, транспортировки и социальных взаимодействий, которые могут возникать в результате изменений окружающей среды и условий содержания.

Например, при температуре окружающей среды 32 °C потребление корма снижается на 14 %, что является защитной реакцией организма, направленной на уменьшение тепловыделения [5]. Высокая температура негативно влияет на продуктивность, вызывая изменения обменных процессов, дисбаланс кислотнощелочного и электролитного балансов, а также снижая активность пищеварительных ферментов, таких как трипсин, химотрипсин и амилаза, а также уровни витаминов и минералов [6, 7]. Хронический тепловой стресс способствует уменьшению потребления корма, уменьшению массы кишечника, печени, селезенки, сердца, а также высоты и площади ворсинок, что ухудшает иммунитет, учитывая снижение активности антиоксидантных систем, таких как глутатионпероксидаза [8].

Одним из первых органов, подверженных тепловому стрессу, является желудочно-кишечный тракт [9]. Питание играет ключевую роль как в качественном, так и в количественном аспектах метаболизма птиц. В частности, изучение пищеварения у бройлеров становится особенно важным в связи с постоянным совершенствованием их генотипов, направленным на увеличение скорости роста и улучшение переваривания корма. Так, развитие органов пищеварения, особенно поджелудочной железы, напрямую влияет на скорость набора массы и эффективность питания.

Борьба с негативным воздействием стресса - одна из приоритетных задач современной птицеводческой отрасли. Поэтому разработка новых технологий, позволяющих минимизировать стрессовые воздействия, приобретает особую актуальность. В последние годы всё больше внимания уделяется физическим методам воздействия на сельскохозяйственных животных, особенно электромагнитным излучениям (ЭМИ), которые в сравнении с традиционными подходами, например, применением антибиотиков и лекарственных добавок, обладают рядом преимуществ. Внедрение технологий воздействия ЭМИ позволяет регулировать работу кишечника, стимулировать ферментативную активность и, как следствие, повышать усвоение питательных веществ. В перспективе использование ЭМИ может стать эффективным инструментом коррекции метаболизма у птиц, позволяя снижать негативное влияние теплового и другого стресса и совершенствовать процессы пищеварения и иммунитета, что откроет новые горизонты в оптимизации птицеводства и повышении его устойчивости к внешним стрессорам.

Материал и методы. Исследования выполняли в учебнопроизводственном птичнике РГАУ МСХА имени К.А. Тимирязева и лаборатории физиологии РГАУ МСХА имени К.А. Тимирязева в 2024 году. Объектом исследования являлись цыплята-бройлеры начиная с суточного и заканчивая 43-суточным возрастом, всего 20 цыплят. Эксперименты проводились в соответствии с нормами Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых в исследованиях и для научных целей (ETS 123, Страсбург, 1986). Исследователи и персонал руководствовались требованиями гуманного отношения к животным, при хирургических манипуляциях применялись седативные и обезболивающие средства. Для воздействия на цыплят опытной группы использовали аппарат неинвазивной электромагнитной терапии «ТОР» (производитель АО «Концерн ГРАНИТ»). Принцип обработки был основан на слабом неионизирующем нетепловом ЭМИ, непрерывно генерируемом высоковольтными импульсами амплитудой 5-8 кВ, которые способны воздействовать на pH изотонических растворов на дистанции до 700 м [10]. Частота импульсов составляла 100-150 Гц. Каждый волновой пакет с крутыми прямоугольными фронтами содержал частотные моды, кратные 25 кГц. Рабочая мощность прибора не превышала 80 Ватт, то есть была меньше мощности стандартной лампы накаливания в помещениях [11]. Воздействие на птицу производилось аппаратом «ТОР», установленным на штатив на расстоянии 2 м от клетки с птицей. Обработку птицы осуществляли на протяжении всего периода выращивания в следующем режиме: 1-21 сутки - 3 мин - направленное воздействие электромагнитных излучений (ЭМИ), затем 57 мин - перерыв, 12 циклов с 08.00 до 20.00; 22-35 сутки - 3 мин воздействие/27 мин перерыв, 24 цикла с 08.00 до 20.00. Контрольная группа находилась вне зоны действия прибора.

Важным элементом исследования являлось то, что во все время проведения сохранялась жаркая погода, и цыплята подвергались воздействию теплового стресса, что позволило изучить воздействие ЭМИ на организм птицы в сложных стрессовых условиях, часто имеющих место на производстве.

Условия кормления и содержания. Цыплята были разделены на две группы, контрольную и опытную, случайным отбором. Кормление цыплят осуществлялось кормами производства ООО «Агроцентр». Корм для обеих групп (контрольной и опытной) был одинаковым, кормление производилось одновременно и в одинаковом объеме. В кормлении цыплят было 3 периода кормления: стартовый период (0-7 дн.), ростовой (8-28 дн.) и финишный - с 29 дня до убоя.

Методы исследования: Получение дуоденального содержимого у птицы. Фистулирование проводили в возрасте 20-22 суток, вживляя канюлю напротив впадения панкреатических и желчных протоков в кишечник, по авторской методике (Фисинин В.И., Вертипрахов В.Г., Грозина А.А., Кислова И.В., Кощеева М.В., 2019) [12]. В течение суток после операции птицу не кормили, а затем переходили на нормированное кормление, отслеживая прохождение химуса через кишечник. Швы снимались на пятые сутки. После операции птице предоставляли доступ к воде на 16-18 часов, при этом корм не давали.

Методы исследования: Лабораторные исследования. Биохимическое исследование химуса, полученного через фистулу, проводилось на 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40 сутки. Взятие химуса проводилось дважды в день по 1 мл через фистулу: утром через 1 час после кормления, затем через 2 часа после кормления. Содержимое центрифугировалось на центрифуге Eppendorf MiniSpin plus для микропробирок 1,5/2,0 мл (Германия) при 5000 об/мин в течение 5 минут, надосадочная жидкость сразу же исследовалась. В качестве показателей для биохимического исследования были взяты ферменты: трипсин, щелочная фосфатаза, амилаза, липаза.

Для определения трипсина, щелочной фосфатазы, амилазы, кальций, фосфор использовался полуавтоматический биохимический анализатор Вiochem SA (США), реактивы High Technology, в соответствии с инструкцией анализатора для различных показателей. Активность трипсина определяли по методу Вертипрахова, Грозиной (2018) [13]. Для определения липазы использовался полуавтоматический биохимический анализатор BS-3000M (Китай), реактивы ДиаВетТест (Россия), в соответствии с инструкцией анализатора для различных показателей.

Результаты, обсуждения. Характерной особенностью цыплят-бройлеров является исключительно высокий уровень внешнесекреторной функции поджелудочной железы. Для выявления механизма воздействия ЭМИ на рост и продуктивность цыплят-бройлеров использовали активность дуоденальных ферментов (амилазы, липазы, трипсина и щелочной фосфатазы). Этот подход позволяет понять, как электромагнитное излучение влияет на процессы пищеварения птицы при стрессовых условиях, таких как жаркая погода.

В условиях стресса цыплята значительно отставали в росте и развитии от нормативов, установленных для данного кросса птицы [14]. Низкий аппетит и нарушение процессов пищеварения привели к снижению зоотехнических показателей. Результаты исследования представлены в таблице 1.

По результатам исследования очевидно, что тепловой стресс значительно сказался на зоотехнических показателях птицы: на 35 день по живой массе цыплята контрольной группы отстают от нормативов на 31%, а цыплята опытной группы – на 19%. По среднесуточному приросту эти показатели составляют 29,4% и 16,9%, соответственно.

Тем не менее, при воздействии ЭМИ цыплята опытной группы смогли улучшить эти показатели. В возрасте 21 дня в опытной группе появляется существенный прирост - на 12,4% по массе и на 13,2% по ежедневному приросту по отношению к контролю, что свидетельствует о увеличении аппетита и метаболической активности. В 21 день у опытных цыплят снизилась конверсия корма на 11,5%, что говорит о повышенной метаболической активности.

Таблица 1 – Зоотехнические показатели цыплят (m±SD, n=10)

Сохранность поголовья, %	98,8	100	100
Живая масса в: суточном возрасте, г	-	41,05±0,61	41,08±0,59
% к контролю	-	100	100
21-суточном возрасте, г	-	701,5±13,93	788,6±14,37*
% к контролю	-	100	112,42
Среднесуточный прирост живой массы, г	-	33,02	37,38
% к контролю	-	100	113,20
Потребление корма на 1 голову за период выращивания, г	-	1205	1205
% к контролю	-	100	100
Затраты корма на 1 кг прироста живой массы, кг	-	1,82	1,61
% к контролю	-	100	88,46
35-суточном возрасте, г	2262**	1571,1±51,00	1841,1±65,86*
% к контролю	-	100	117,19
Среднесуточный прирост живой массы, г	63,5**	45,00	52,94
% к контролю	-	100	117,64
Потребление корма на 1 голову за период выращивания, г	-	2930	3160
% к контролю	-	100	107,85
Затраты корма на 1 кг прироста живой массы, кг	1,66**	1,91	1,76
% к контролю	-	100	92,15
41-суточном возрасте, г	-	1795,45±25,57	2146,34±40,42*
% к контролю	-	100	119,54
Среднесуточный прирост живой массы, г	-	43,86	52,63
% к контролю	-	100	120,00
Потребление корма на 1 голову за период выращивания, кг	-	3710	4050
% к контролю	-	100	109,16
Затраты корма на 1 кг прироста живой массы, кг	-	2,11	1,93
% к контролю	-	100	91,47

*Примечание: показатели имеют статистически значимые различия с контрольной группой, при p<0.05; нормативы приведены на стандартный срок убоя 35 дней.

В 41 день (накануне убоя) разница по массе составила 19,5%, по приросту - 20%, по потреблению корма – 9,16%, а по затратам корма на 1 кг прироста живой массы – 8,53%.

Анализ ферментов помогает оценить, насколько эффективным становится усвоение питательных веществ под воздействием ЭМИ, что важно для разработки методов повышения живой массы и улучшения адаптивных свойств бройлеров в стрессовых условиях. Исследование ферментов в динамике позволяет оценить соответствие этапов развития бройлеров при стрессе нормальному онтогенезу.

Результаты показали, что наблюдались значительные отличия между контрольной и опытными группами.

Таблица 2 – Активность ферментов в химусе цыплят, ед/л (m±SD, n=10)

Сутки	Время
	1 час после кормления		2 часа после кормления
	Контроль    \	Опыт	Контроль    \	Опыт
Трипсин
33 сутки	144,29±12,08	131,01±29,01	223,91±9,09	193,04±20,28
37 сутки	118,82±46,45	160,96±46,18	130,25±25,24	163,40±53,05
40 сутки	140,95±43,16	155,10±32,14	139,85±4,67	154,77±31,24
Среднее	125,04±13,99	149,62±7,66*	148,32±14,39	147,32±10,26
Амилаза
33 сутки	2236,85±1112,16	3224,65±996,84	3343,15±1544,44	6937,8±3241,84*
37 сутки	2136,33±21,37	1895,68±115,98*	2176,63±4,62	2136,97±16,17*
40 сутки	3294,0±2264,16	4068,0±1346,01*	3530,0±230,52	9983,67±5115,47
Среднее	1843,03±129,41	3114,69±245,0*	2395,15±510,11	5291,94±1206,92**
Липаза
33 сутки	749,6±354,9	1372,3±452,5*	1444,5±376,6	1508,2±616,6
37 сутки	1120,9±85,8	2227,1±793,1	1167,1±113,7	2747,8±1208,9
40 сутки	1512,1±454,6	1539,9±571,5	1219,8±121,3	2182,1±1384,8
Среднее	1163,14±120,28	1747,59±199,41**	1339,30±139,59	1956,5±263,48*
Щелочная фосфатаза
33 сутки	875,3±163,0	2856,3±562,2*	678,5±174,6	1226,3±307,4
37 сутки	1739±722,1	2939±793,1	1500±306,1	2983±790,4*
40 сутки	3789±73,5	3238±1027,5	1908,5±210,0	4093±881,4*
Среднее	1971,18±342,82	3395,26±236,55**	1511,18±178,02	2814,50±325,27**

*Примечание: различия статистически значимы при p ≤ 0,05; ** p ≤ 0,01

Из таблицы видно, что на 33 сутки содержание было трипсина выше в контрольной группе. Начиная с 37 суток активность трипсина в опытной группе начала превышать контрольную группу и через 1 час, и через 2 часа. По итогам опыта результаты в опытной группе через 1 час после кормления превысили контрольную на 19,2%, тогда как через 2 часа результаты были примерно равны. Это свидетельствует об усиленной сложнорефлекторной регуляции пищеварения на прием корма, в первую очередь реакции рецепторов в ротовой полости.

В химусе контрольных и опытных цыплят отразилось повышение активности амилазы к 33 дню, а затем снижение активности фермента с последующим новым повышением. Это соответствует данным о динамике активности этого фермента в нормальном онтогенезе бройлеров, и такой динамический паттерн отражает адаптацию пищеварительной системы к изменяющимся потребностям организма. Однако у опытных цыплят активность амилазы в химусе на всех этапах эксперимента была существенно выше, чем у контрольных, причем к 38 суткам разница достигла максимума - 582% через час и 207% через два часа после кормления. Это говорит о более высокой эффективности гидролиза углеводов в опытной группе.

Липаза в кишечнике бройлеров играет важную роль в расщеплении жиров, позволяя организму эффективно усваивать жирные кислоты и глицерин. Результаты исследования показали, что с возрастом и в ходе развития функции фермента наблюдалась тенденция к увеличению его активности, особенно в период с 33 по 40 дни. В опытной группе этот рост был выражен заметнее: через час после кормления уровень липазы был примерно на 50% выше, а через два часа - на 46%, что свидетельствует о более активной регуляции жирового обмена и более эффективной адаптации пищеварительной системы.

На протяжении роста цыплят с 33 по 40 день наблюдалось увеличение активности щелочной фосфатазы в слизистой кишечника цыплят. За весь период исследования уровень щелочной фосфатазы в химусе опытных цыплят был значительно выше, на 72% через час и на 86% через два часа после кормления по сравнению с контрольной группой. Это свидетельствует о повышенной защитной функции кишечника и более активном транспорте фосфатов у птиц из опытной группы, что способствует более эффективному питанию и укреплению слизистого барьера. В целом, увеличение активности щелочной фосфатазы у опытных птиц подчеркивает их лучшую адаптацию пищеварительной системы и потенциал для эффективного роста, что является важным аспектом оценки состояния ЖКТ и оптимизации кормовых программ.

Выводы. В условиях теплового стресса наблюдается значительное угнетение процессов пищеварения птицы и, как следствие, снижение зоотехнических показателей по сравнению с установленными для кросса «Смена-9» нормативами. На этот процесс влияет обработка цыплят электромагнитным излучением.

В целом, результаты демонстрируют, что у цыплят из опытной группы повышенна активность всех изученных ферментов в дуоденальном химусе, что указывает на их более эффективную работу и лучшую адаптацию пищеварительной системы к потребностям организма. Это особенно важно в условиях теплового стресса, когда нарушение процессов пищеварения неизбежно ведет к снижению продуктивности птицы.

Эти данные подчеркивают важность формирования условий, способствующих повышению ферментативной активности, и открывают перспективы для оптимизации стратегий содержания, а также для разработки методов макро- и микрорегуляции пищеварения. В частности, активное управление влиянием факторов, таких как тепловой стресс и стимуляция ферментативных процессов, может улучшить общую метаболическую эффективность цыплят и их ростовые показатели.

В условиях теплового стресса воздействие на цыплят-бройлеров электромагнитным излучением оказывает положительное воздействие на метаболизм: птица лучше потребляет корм, увеличивается эффективность его усвоения, что способствует повышению прироста живой массы и среднесуточного прироста. При воздействии электромагнитным излучением повышается ферментативный процесс в тонком кишечнике.