Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ КУПИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО СТРЕССА КУР

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области ветеринарии и продуктивного животноводства, а именно к средствам купирования теплового стресса кур в условиях промышленного птицеводства.

Уровень техники

В условиях промышленного птицеводства существует проблема чувствительности продуктивных бройлеров к воздействию повышенных температур, вызывающих тепловой стресс у кур. Актуальность проблемы возрастает в связи с увеличением плотности посадки птицы при эффективном производстве, снижении резистентности к перегреву у новых продуктивных кроссов, а также с известными изменениями климата, характеризующимися возрастанием как средних температур, так и пиковых температур в летнее время. Это приводит к снижению продуктивности, падежу, обусловленным патологическими изменениями в организме птиц; способствует возникновению эпизоотий.

При высоких температурах птица склонна к чрезмерному употреблению воды, в результате чего происходит обвисание зоба, наполненного жидкостью. Это провоцирует развитие патогенной микрофлоры в зобе, кишечнике и легких, а также приводит к потере веса и гибели птицы. Кроме того, в условиях теплового стресса в грудной мышце развивается синдром PSE (Pale, Soft, Exudate - бледный, мягкий, водянистый), называемый также синдром «мягкой мышечной ткани». Мясо грудной мышцы становится бледным, рыхлым, при вскрытии присутствует водянистый экссудат - это происходит вследствие денатурации белка, вызванного высокой температурой. Использование такого мяса в переработке приводит к снижению потребительских качеств, пищевой ценности и цены получаемого продукта. Это создает значительный экономический ущерб, тем более что в летнее время потребление мяса птицы падает.

Тепловой стресс - явление комплексное, поэтому для борьбы с его последствиями предложены различные пути решения проблемы. Для предотвращения термостресса бройлеров предлагают форсуночное орошение мест содержания птицы [Методы борьбы с тепловым стрессом // http://www.webpticeprom.ru/ru/articles-management.html?pageID=1340085131], однако оно имеет ряд недостатков, главный из которых - резкое повышение влажности воздуха, что ухудшает теплоотдачу у кур. Высокая влажность при повышенной температуре стимулирует развитие патогенов, в особенности грибов рода Aspergillus. Возможно также снижение плотности посадки птицы на 1 м², но это технологическое решение не всегда удается реализовать на практике.

Наиболее предпочтительным и менее затратным является кормовой путь решения проблемы термостресса кур. Известно применение комплексных фитопрепаратов для предотвращения последствий, вызванных высокими температурами [CN 103432460, опубл. 11.12.2013; CN 104096106, опубл. 15.10.2014 и др.]. Недостатком данных изобретений является сложность стандартизации комплексных фитопрепаратов и к тому же экзотический состав композиций, не доступный коммерчески на территории нашей страны.

Для снижения действия температурного стресса предложены ферментные препараты в комплексе с органическими кислотами [RU 2237418, опубл. 10.10.2004], комплексы органических кислот, витаминов, аминокислот, минеральных солей, микроэлементов, антиоксидантов и вспомогательных веществ [RU 2513557, опубл. 20.04.2014; RU 2490931, опубл. 27.08.2013; CN 102907578, опубл. 2013-02-06; JPH 10309164, опубл. 24.11.1998], минеральные соли [RU 2547423, опубл. 10.04.2015], также в смеси со шротом [US 2003068359, опубл. 10.04.2003], смесь шротов различных производств с бактериями [CN 104304819, опубл. 28.01.2015], цеолиты [US 4759932, опубл. 26.07.1988], смесь кислот и солей [CN 102987087, опубл. 2013-03-27]. Недостатком является то, что эти изобретения воздействуют лишь на часть последствий термостресса, как правило, в меньшей степени затрагивая опосредованный тепловым фактором оксидативный стресс, с развитием которого связывают высокую смертность птиц из-за развития гипоксии, необратимого повреждения тканей, в особенности скелетных мышц, печени и селезенки в большей степени чувствительных к действию свободных радикалов [Mujahid A., Pumford N.R. et al. Mitochondrial oxidative damage in chicken skeletal muscle induced by acute heat stress // The Journal of Poultry Science, 2007, Vol. 44, Is. 4, p. 439-445; Sidiq F., Wardani W.W. Antioxidant action of curcumin to reduce oxidative stress effect on poultry heat stress condition // Trouw Add Science, 2014, Is. 3].

Для борьбы с оксидативным стрессом предложено использовать натуральные антиоксиданты различных растений, такие как генистеин, гесперидин, эпигаллокатехин-3-галлат, ликопен, ресвератрол и др. [Kamboh А.А., Hang S.Q. et al. Effects of genistein and hesperidin on biomarkers of heat stress in broilers under persistent summer stress // Poult Sci., 2013, Vol. 92(9), p. 2411-8; Tuzcu M., Sahin N. Epigallocatechin-3-gallate supplementation can improve antioxidant status in stressed quail // Br Poult Sci., 2008, Vol. 49(5), p. 643-8; Sahin K., Orhan C. et al. Molecular targets of dietary phytochemicals for the alleviation of heat stress in poultry // World′s Poultry Science Journal, 2013, Vol. 69, Is. 01, p. 113-124], или синтетические - витамин E, C, полиэтоксилированная аскорбиновая кислота [WO 03011048, опубл. 13.02.2003], убихинон [US 5977185, опубл. 02.11.1999]. Однако до сих пор остаются вопросы по достаточной биодоступности данных соединений [Polyphenols: Anti-oxidant alternative for vitamin E // http://www.allaboutfeed.net/Nutrition/Feed-Additives/2013/12/Polyphenols-Anti-oxidant-alternative-for-vitamin-E-1352116W/] и не всегда рентабельной стоимости либо отсутствия на рынке, к примеру, полиэтоксилированной аскорбиновой кислоты. К тому же использование больших концентраций аскорбатов может приводить к нежелательным нарушениям обмена веществ, из которых наиболее опасно нарушение работы мочевыделительной системы из-за образования кристаллов оксалата кальция и диабетогенное действие, а как следствие нарушение работы поджелудочной железы из-за усиления вывода ионов цинка [Машковский М.Д. Лекарственные средства. - 16-е издание, переработанное, исправленное и дополненное / М.: Новая волна, 2012].

Также для преодоления последствий теплового стресса предлагается использовать препарат «Катозал» («Байер HealthCare АГ» (Германия)) [Мещеряков Н.П. Использование Катозала® в птицеводстве: как преодолеть тепловой стресс и повысить привесы // Ветеринария, 2009 (2), с. 36-37], но он имеет достаточно большую норму ввода, что экономически нецелесообразно в условиях птицеводства.

По аналогичному направлению применяют антиоксидант Agrado Plus Ultra, который в своем составе содержит этоксихин - опасное вещество, с неоднозначным к нему отношением.

В литературе есть информация, что до наступления теплового стресса проводили предварительную обработку цыплят резерпином для снижения алкалоза крови [Edens F.W., Siegel Н.S. Reserpine modification of the blood pH, pCO2, and pO2 of chickens in high environmental temperature // Poult Sci, 1974. Vol. 53(1), p. 279-84], но в условиях промышленного птицеводства использование нейролептиков абсолютно недопустимо.

Следует заметить, что на ветеринарном рынке существует множество витаминно-минеральных подкормок, для которых производителями декларируется в том числе высокая эффективность при тепловом стрессе («Magic Antistress Mix», «Белавит-ФОРТЕ», «Либекрин» и т.д.), из которых наиболее известна «кормовая добавка «ПровиГард» [Спиридонов Д., Зевакова В. и др. Тепловой стресс у птицы // АгроРынок, 2012 (1), с. 14-15; Маркин Ю., Спиридонов Д. и др. Тепловой стресс: теория и практика // Комбикорма, 2011, №4, с. 59-60]. Однако при существующем промышленном производстве птица получает сбалансированные по всем ингредиентам корма, и на этом фоне добавочные дозы нутриентов либо не оказывают заметного воздействия на гомеостаз, либо могут оказаться даже вредными при существенном превышении норм, таким образом, их использование для купирования теплового стресса не приемлемо. К тому же достигаемый эффект недостаточен, т.к. отсутствует специфическое воздействие на патогенез теплового шока, а именно на ключевой элемент - развитие гипоксии на фоне активации перекисного окисления мембранных структур клеток, ведущего к необратимым повреждениям клеточных структур, тканей, органов.

Наиболее близок к предлагаемому изобретению способ, состоящий в добавлении в корм или питьевую воду макроциклического полипептидного антибиотика вирджиниамицина [Hoyzman А. Использование Стафака (вирджиниамицина) для борьбы со стрессом птиц, обусловленным их скученностью и высокой температурой окружающей среды // Био, 2010, 10, с. 8-11], содержащего в качестве фрагмента 3-оксипиридиновую структуру и обладающего вследствие этого антиоксидантным эффектом. Недостатком способа является низкая абсорбция соединения в системный кровоток, сильное антимикробное действие, что нарушает биоциноз кишечника у птиц, и необходимость контроля остаточных количеств антибиотика в птицеводческой продукции. Кроме этого, антибиотик стоек в окружающей среде, что приводит к ряду нежелательных экологических последствий. Поэтому в основном вирджиниамицин нашел применение для лечения некротического энтерита у кур, что и является его основным использованием [Инструкция по применению Стафака 500, 110, 44 для профилактики и лечения некротического энтерита кур и дизентерии свиней].

Нужно отметить, что в странах EC с 01.07.1999 применение вирджиниамицина в промышленном птицеводстве запрещено [Пономаренко Ю.А., Фискин В.И., Егоров И.А., Пономаренко B.C. Корма, кормовые добавки, биологически активные вещества для сельскохозяйственной птицы. - М., 2009] в связи с проблемой антибиотикоустойчивости людей и животных [Dhama K., Tiwari R. Growth promoters and novel feed additives improving poultry production and health, bioactive principles and beneficial applications: the trends and advances-a review // Int. J. Pharmacol., 2014, 10(3), p. 129-159].

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения был поиск специфического эффективного и безопасного способа купирования теплового стресса при промышленном выращивании кур.

При введении в рацион бройлеров препарата 3-оксипиридиновой группы - комплекса 3-(2,2,2-триметилгидразиний) пропионат-2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина дисукцината (далее Эмидонол) [RU 2485953, опубл. 27.06.2013; RU 2527347, опубл. 27.08.2014] с целью увеличения конверсии кормов в летнее время неожиданно было обнаружено, что препарат хорошо купирует тепловой стресс у птиц, при этом эффект по всем параметрам оказался выше, чем в случае сравнительного опыта с доступной кормовой добавкой «ПровиГард» (см. пример 3).

Эмидонол представляет собой химическое соединение, которое обладает антигипоксическим, антиоксидантным и адаптогенным действием при низкой токсичности. Ранее данное вещество не использовалось по направлению борьбы с последствиями теплового стресса птиц.

В условиях теплового стресса среднесуточный привес цыплят при использовании эмидонола был выше на 7,75% по сравнению с контролем, сохранность поголовья выше на 1,04%, а падеж в 4 раза меньше, в результате чего экономический эффект (2014 г.) составил 10,39 руб. на 1 рубль затрат (см. пример 2). При вскрытии павшей птицы в контрольной группе обнаружились многочисленные случаи гиперперикордитов, асфиксий, заболеваний респираторной патологии, чего не наблюдалось в опытной. При этом Эмидонол - быстро метаболизирующийся препарат, распадающийся на 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридиновый и триметилгидразинийпропионатный фрагменты, которые выводятся из организма как в свободном виде, так и в виде глюкуроноконъюгированных метаболитов менее чем за сутки, так что применение препарата не требует выдержки перед забоем.

При использовании вирджиниамицина для купирования теплового стресса получены достаточно сопоставимые с Эмидонолом результаты, однако из-за высокой стоимости препарата его применение оказалось нерентабельным (см. пример 4).

Таким образом, предложен высокоэффективный, экономичный и безопасный для птиц способ купирования теплового стресса кур в условиях промышленного птицеводства. Способ предполагает введение в рацион антиоксиданта 3-оксипиридиновой структуры (комплекса 3-(2,2,2-триметилгидразиний)пропионат-2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина дисукцината) в терапевтических дозах.

Осуществление изобретения

Пример 1. (Получение)

В эмалированный реактор загружают 60 л воды для инъекций и при перемешивании 40 кг сорбита пищевого, раствор подогревают подачей теплоносителя в рубашку до 25-30°C (растворение сорбита сопровождается снижением температуры); раствор перемешивают 30 минут.

В 6-литровой стеклянной колбе, снабженной мешалкой, смешивают 4 кг диметиламиноэтанола и 1 кг моноэтаноламина.

Из реактора с мешалкой сливают приготовленный раствор сорбита в полимерную емкость, затем в реактор загружают из нее 60 л приготовленного 40% раствора сорбита; при включенной мешалке загружают 20 кг комплекса 3-(2,2,2-триметилгидразиний)пропионат-2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина дисукцината (Эмидонола) и перемешивают до полного растворения; при включенной мешалке загружают 300 г сорбата калия и 100 г бензоата натрия. Затем, не прекращая перемешивания, небольшими порциями добавляют приготовленную смесь аминоспиртов (диметиламиноэтанол и моноэтаноламин) до pH 4,5 (расход 1,2 кг смеси). Раствор перемешивают 30 минут, затем добавляют раствор сорбита до объема 100 л и перемешивают 30 минут; не прекращая перемешивания, раствор фильтруют через бумажный фильтр и фасуют по 100 мл в стеклянные флаконы из темного стекла, снабженные капельницей.

Параметры раствора на момент фасовки:

- содержание Эмидонола - 20%;

- цветность - на уровне эталона Y7;

- прозрачность - на уровне эталона 1;

- вкус - кисло-сладкий, без неприятных оттенков;

- запах - едва ощутимый, нейтральный.

После одного года хранения при нормальных условиях параметры раствора следующие:

- содержание Эмидонола - 20%;

- цветность - на уровне эталона Y6;

- прозрачность - на уровне эталона 1;

- вкус - кисло-сладкий;

- запах - едва ощутимый, нейтральный.

Пример 2. (Исследование защитного действия экспериментального препарата)

Исследование защитного действия при тепловом стрессе препарата, приготовленного по примеру 1, проводили на базе птицефабрики ОАО «Птицефабрика Михайловская». Цыплята были разделены на две группы (контроль - 31390, опытная группа - 30551). Корм и воду птица получала без ограничений, все ветеринарно-профилактические мероприятия проводили согласно схеме, утвержденной на предприятии. Опытная группа получала препарат по примеру 1. Препарат выпаивали птице опытной группы с 15 по 20 день и 27 по 33 день в дозе 0,25 мл на 1 литр воды. Контрольной группе препарат не выпаивали.

В период опыта учитывали зоотехнические показатели и проводили ежедневное патологоанатомическое вскрытие павшей птицы. На основании эпизоотических данных, клинических наблюдений, патологоанатомического и бактериологического исследований павших цыплят был поставлен диагноз тепловой стресс, вызванный повышенной температурой в корпусах по выращиванию птицы в летнее время. Механизм действия препарата по примеру 1 заключается в специфическом влиянии на энергетический обмен посредством снижения интенсивности перекисного окисления липидов в мембранах клеток и связывания свободных радикалов, что в условиях кислородной недостаточности приводит к повышению степени энергизации клеток.

В конце выращивания показатели среднесуточного привеса цыплят составили в опытной группе 55,47 грамм, в контрольной - 51,48 грамм. Сохранность в опытной группе выше на 1,04% по сравнению с контролем.

На основании данных вскрытия показано, что птица опытной группы, получавшая препарат по примеру 1 имела не только большую сохранность, но и меньший процент падежа от гидроперикардитов, асфиксий и заболеваний респираторной патологии, который в опытной группе составил 3,2%, а в контроле 12,0%.

Вывод: использование экспериментального препарата при выращивании цыплят способствует повышению сохранности поголовья на 1,04%, разница живой массы к концу выращивания составила 202 грамма. Экономическая эффективность применения составила 10,39 рублей на рубль затрат. Опытный препарат показал себя как эффективное средство для борьбы с температурным стрессом с выраженными антиоксидантными, антигипоксическими и мембранопротекторными свойствами, оказал лечебное и профилактическое действие при гипоксии в летний жаркий период.

Пример 3. (Исследование защитного действия препарата Провигард)

Исследование защитного действия при тепловом стрессе препарата Провигард проводили на базе птицефабрики ОАО «Птицефабрика Михайловская». Цыплята были разделены на две группы (контроль - 31390, опытная группа - 31224). Показатели контрольной группы были взяты из примера 2, т.к. испытания препарата, приготовленного по примеру 1, и препарата Провигард проводились в одно время. Корм и воду птица получала без ограничений, все ветеринарно-профилактические мероприятия проводили согласно схеме, утвержденной на предприятии. Препарат выпаивали птице опытной группы с 15 по 20 день и 27 по 33 день в дозе 0,25 мл на 1 литр воды. Контрольной группе препарат не выпаивали.

В период опыта учитывали зоотехнические показатели и проводили ежедневное патологоанатомическое вскрытие павшей птицы. На основании эпизоотических данных, клинических наблюдений, патологоанатомического и бактериологического исследований павших цыплят был поставлен диагноз тепловой стресс, вызванный высокой температурой в корпусах по выращиванию птицы в летнее время.

В конце выращивания показатели среднесуточного привеса цыплят составили в опытной группе 52,75 грамма, в контрольной - 51,48 грамм. Сохранность в опытной группе - 0,47%.

На основании данных вскрытия показано, что птица опытной группы, получавшая препарат Провигард, имела не только большую сохранность, но и меньший процент падежа от гидроперикардитов, асфиксий и заболеваний респираторной патологии, который в опытной группе составил 9,1%, а в контроле 12,0%.

Вывод: Применение препарата Провигард при выращивании цыплят способствует повышению сохранности поголовья на 0,47%. Экономическая эффективность применения составила 5,10 рублей на рубль затрат.

Пример 4. (Исследование защитного действия вирджиниамицина)

Исследование эффективности препарата на основе вирджиниамицина против стресса, вызванного высокими температурами и скученным содержанием, проводили на базе птицефабрики ОАО «Птицефабрика Михайловская». Исследования проводили на петушках-бройлерах кросса Cobb. Петушки были разделены на две группы (контроль - 1000, опытная группа - 1000). Корм и воду птица получала без ограничений, все ветеринарно-профилактические мероприятия проводили согласно схеме, утвержденной на предприятии. Препарат вводили с кормом в дозе 20 г на тонну корма. Контрольной группе препарат не задавали.

Петушки содержались в клетках с плотностью посадки 15 ед/м² при температуре 24,5-32,4°C. В период исследования учитывали зоотехнические показатели птицы, а также летальность.

В конце испытания показатели в среднесуточном привесе цыплят составили у опытной группы 54,82 грамма, у контрольной - 51,55 грамма. В контрольной группе во время испытания погибло 37 петушков, в опытной группе - 21 (летальность снижена на 43%).

Вывод: препарат на основе вирджиниамицина показал повышение прироста массы тела в условиях стресса, вызванного скученным содержанием и высокой температурой, по сравнению с контролем, улучшил показатели конверсии корма на фоне снижения уровня летальности (летальность ниже на 43%, по сравнению с контролем). Однако в виду высокой стоимости препарата на основе вирджиниамицина экономическая эффективность его использования сомнительна.