Поведение, кишечная целостность и иммунный ответ у бройлеров, получающих рационы, обогащенные L-глутамином

В двух экспериментах была оценена добавка AminoGut (AG). В первом эксперименте использовали 300 бройлеров Росс 308 в пяти режимах с тремя повторениями по 20 бройлеров. Во втором эксперименте использовали 640 бройлеров в четырех режимах с пятью повторениями по 32 бройлера. В эксперименте 1 режимы были следующие: T1 - контрольная диета сорго + соевая мука, T2 - как T1 + 700 ppm AG/тонна, T3 - как T1 + 1400 ppm AG/тонна, T4 - как T1 + 2100 ppm AG/тонна, T5 - как T1 + 2800 ppm AG/тонна. В эксперименте 2 убрали пятый режим. В эксперименте 1 наблюдался эффект (P<0.05) на производительность и массу тушек при добавлении 700 ppm AG. В эксперименте 2 высота кишечных ворсинок и поздняя гиперчувствительность (P<0.05) улучшались при добавлении 700 ppm AG, также улучшился выход тушек на 42-й день. Можно сделать вывод, что добавление 700 ppm AminoGut в рационы для бройлеров от 1 до 21 дня возраста улучшает показатели производительности, длину ворсинок, выход тушек и иммунный ответ.

Производство коммерческих бройлеров является динамичной деятельностью в сельском хозяйстве. Это обусловлено генетическим отбором на быстрый рост, хорошую конверсию корма и высокий выход тушек (Cuca et al. 2009). В условиях промышленного производства цыплята могут оставаться без корма и воды от 24 до 48 часов после выхода из инкубатора и транспортировки на производственные фермы. Это может привести к снижению резервов желтка, стрессу и повышению смертности новорожденных цыплят. Поэтому важно, чтобы цыплята имели немедленный доступ к корму и воде для оптимального развития кишечника (Zulkifli et al. 2016).

Перенаселенность птиц на квадратный метр является триггером стресса, который может повлиять на целостность кишечника и снизить иммунный ответ в эпителии кишечника (Wu et al. 2021). Использование глутамина в рационе птиц может уменьшить такие неблагоприятные эффекты на эпителий кишечника, так как глутамин является основным метаболическим топливом для энтероцитов, лимфоцитов, макрофагов и фибробластов тонкого кишечника (Bortoluzzi et al. 2018; Wu et al. 2018).

Глутамин — это свободная нейтральная аминокислота, которая содержится в значительных количествах в мышцах и плазме; он необходим для синтеза неэссенциальных аминокислот, нуклеотидов, нуклеиновых кислот, сахаров и белков. Глутамин может синтезироваться из аммония и глутамата в скелетных мышцах. Хотя глутамин считается неэссенциальной аминокислотой, его потребности могут не удовлетворяться в условиях стресса (Wu et al. 2021). Добавление глутамина улучшает рост, развитие кишечника, качество мяса и гуморальный иммунный ответ, поддерживая оптимальное размножение лимфоцитов и продукцию цитокинов лимфоцитами и макрофагами (Bartell & Batal, 2007; Bortoluzzi et al. 2018; Wu et al. 2018; Jarred et al. 2019).

Aminogut — это коммерческий продукт, представляющий собой смесь с 10% глутамина и 10% глутаминовой кислоты, предназначенный для улучшения использования глутамина. Показано, что этот продукт снижает смертность в условиях теплового стресса и у цыплят, выращиваемых с высокой плотностью посадки (Wu et al. 2018; Wu et al. 2021). Добавление глутамина улучшает привес, конверсию корма и длину кишечных ворсинок (Olubodun et al. 2015; Zulkifli et al. 2016; Bortoluzzi et al. 2018; Xi et al. 2019).

Добавление глутамина, помимо улучшения производственных параметров, помогает снизить поражения в двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишках у цыплят, подвергающихся воздействию бактерий, вызывающих некротический энтерит (Xue et al. 2018). Учитывая вышеизложенное, включение глутамина в рационы для бройлеров также может стать альтернативой использованию антибиотиков в качестве стимуляторов роста (Pelicia et al. 2013).

С учетом вышеизложенного, целью данного исследования было оценить включение различных низких уровней AminoGut в рационы на основе сорго и соевой пасты для бройлеров в возрасте от 1 до 49 дней и измерить его влияние на производственное поведение, выход тушек, целостность кишечника и клеточный иммунитет.

Эксперименты проводились в Центре обучения, исследований и расширения в области птицеводства (CEIEPAv) факультета ветеринарной медицины и зоотехнии Национального автономного университета Мексики. Центр находится по адресу: Manuel M. López, город Сантьяго Запотитлан, делегация Тлахуак, федеральный округ, на высоте 2250 м над уровнем моря, 19°17' северной широты и 99°02'30" западной долготы. Климат — умеренный, субвлажный (Cw). Январь — самый холодный месяц, май — самый теплый, среднегодовая температура составляет 16°C, а среднегодовое количество осадков — 747 мм (INEGI 2017).

Экспериментальные процедуры были утверждены Комитетом по уходу за экспериментальными животными факультета ветеринарной медицины и зоотехнии Национального автономного университета Мексики, официальное письмо SICUAE MC-2023/2-2.

Эксперимент 1: В нем использовали 300 суточных цыплят породы Росс 308, приобретенных в коммерческом инкубаторе. Птиц распределили на 15 групп по 20 цыплят каждая (половина самцы, половина самки), которые содержались в птичниках с цементным полом и стружечной подстилкой, без теплоизоляции на крыше и с боковыми шторами.

Эксперимент 2: В нем использовали 640 суточных цыплят породы Росс 308, приобретенных в коммерческом инкубаторе. Птиц распределили на 20 групп по 32 цыпленка каждая (половина самцы, половина самки), которые содержались в стандартных условиях, с цементным полом, стружечной подстилкой, теплоизоляцией на крыше и с боковыми шторами. В каждом вольере была поддержана плотность посадки 12 птиц/м². Птиц взвешивали индивидуально в конце эксперимента (49 дней) для расчета однородности группы.

В обоих экспериментах птицам обеспечивали тепло в течение первых 4 недель жизни с помощью инфракрасных обогревателей (Quintana, 2011). Рационы, содержащие сорго и соевую пасту, скармливались на протяжении всего цикла; были организованы три этапа кормления: от 0 до 10 дней — стартовый, от 11 до 21 дня — ростовой и от 22 до 49 дней — финишный (Lesson & Summers, 2005).

Глутамин 10% + глутаминовая кислота 10% добавлялись в рацион через коммерческую смесь AminoGut®. Рационы с AminoGut® использовались в возрасте от 1 до 21 дня (стартовый и ростовой этапы); в дальнейшем всем режимам был предоставлен финишный рацион с 22 по 49 день. Рационы, использованные в обоих экспериментах, представлены в Таблице 1.

Питательные вещества (расчетные показатели)

Пояснения:

Режимы в Эксперименте 1:

В Эксперименте 2 использовались только первые четыре режима.

Во время обоих экспериментов птицы имели свободный доступ к воде на протяжении всех 49 дней. Птиц вакцинировали на 8-й день от болезни Ньюкасла (ND) и гриппа птиц (ND/AI), а также проводили повторную вакцинацию на 16-й день.

В обоих исследованиях еженедельно регистрировали прирост массы, потребление корма и коэффициент конверсии корма.

В Эксперименте 2 на 21-й день оценивали клеточный иммунный ответ с помощью теста на базофильную кожную гиперчувствительность путем введения фитоагглютинина в межпальцевую мембрану нижних конечностей птиц (по 10 цыплят на режим). Введение фитоагглютинина (PHA-A Sigma-Aldrich, Inc.) проводили в концентрации 0,1 мг/0,1 мл в межпальцевую мембрану 3 и 4 фаланг правой конечности, используя по 2 цыпленка на повторение. Тот же метод использовался для левой конечности с введением стерильного физиологического раствора (0,1 мл) в качестве контроля. Через 24 часа после инокуляции измеряли толщину межпальцевой мембраны с помощью цифрового штангенциркуля, согласно методике Гомеса и др. (2010).

На 35-й день было забито 15 птиц на каждую группу для оценки морфологии кишечных ворсинок двенадцатиперстной кишки. Образцы тканей брали и обрабатывали в лаборатории биологии тканей факультета ветеринарной медицины и зоотехнии Национального автономного университета Мексики. Образцы обрабатывали по методу инкрустации парафином с использованием автоматического процессора тканей (гистокинет), выполняя обезвоживание, осветление и пропитывание образцов. Для этого использовали спирт, ксилол (Baker®) и парафин (paraplast®). С помощью микротома Leica® модель RM215RT были получены срезы толщиной 6 мкм, которые затем окрашивали по методике с гематоксилином и эозином (Morales, 2013).

Образцы для измерения длины кишечных ворсинок брали у 15 птиц каждой группы на 35-й день жизни. Птиц гуманно забивали в соответствии с положениями NOM-033-SAG/ZOO-2014. Образцы тканей получали из двенадцатиперстной кишки, затем очищали стерильным физиологическим раствором и фиксировали в 10% формалине в течение 72 часов при комнатной температуре (Estrada et al., 1982).

В конце экспериментов забивали 15 птиц на каждую группу на перерабатывающем предприятии CEIEPAv. Перед забоем птицы находились на 8-часовом голодании, после чего их взвешивали для расчета выхода тушек. Также измеряли желтизну (b) кожи груди с помощью колориметра Minolta® CR-400 после забоя.

Данные переменных были подвергнуты дисперсионному анализу в соответствии с полностью рандомизированным дизайном. При наличии статистических различий использовался тест Тьюки для сравнения средних значений при уровне значимости 5% и 1%. Для переменной процента смертности перед анализом была выполнена трансформация по формуле арк-синуса. Статистическая обработка данных проводилась с помощью пакета SPSS версии 17.0.

Таблица 2 показывает средние значения производственных параметров на 49-й день жизни птиц с статистически значимыми различиями (P<0.05) между режимами для показателей прироста массы, потребления корма, коэффициента конверсии корма и выхода тушек. Наилучшие результаты были получены при добавлении 700 ppm AminoGut по сравнению с другими режимами. Для показателя общей смертности различий между режимами не выявлено (P>0.05).

Примечание: Значения с разными буквами в каждой переменной различны (P<0.05).

Таблица 3 показывает результаты, полученные на 49-й день для прироста массы, потребления корма, коэффициента конверсии корма, массы тушки и желтизны кожи. Значимых различий (P>0.05) для показателей прироста массы, потребления корма и коэффициента конверсии корма между режимами не выявлено. Однако по массе тушки выявлены различия (P<0.05) между режимами, с более высокой массой у птиц, получавших AG. Для желтизны кожи груди различий между режимами не обнаружено (P>0.05).

Примечание: Значения с одинаковыми буквами сходны (P>0.05).

Таблица 4 показывает средние значения, полученные при оценке клеточного иммунного ответа с помощью теста на позднюю базофильную гиперчувствительность на 21-й день. Результаты показали увеличение толщины межпальцевой мембраны после инокуляции фитоагглютинином с значимым эффектом (P<0.05). Можно заметить, что режимы 2, 3 и 4, включающие AG, демонстрировали большую толщину межпальцевой мембраны по сравнению с контрольной группой. В случае инокуляции стерильным физиологическим раствором различий между режимами не наблюдалось (P>0.05).

Также в таблице 4 представлены данные измерения длины ворсинок в двенадцатиперстной кишке на 35-й день жизни птиц. Было выявлено, что длина ворсинок значительно различалась между режимами (P<0.05); режим 2 с 700 ppm AG показал наибольшую высоту ворсинок в двенадцатиперстной кишке по сравнению с другими режимами.

*Примечание: Значения с разными буквами для каждой переменной различны (P<0.05). PHA = Фитоагглютинин, SS = Стерильный физиологический раствор.

В данном исследовании было обнаружено, что добавление низких доз AminoGut (700 ppm) в рационы для бройлеров оказывает положительное влияние на прирост массы, потребление корма и коэффициент конверсии корма. В обоих экспериментах был зафиксирован значительный эффект на выход тушек. Эти результаты частично совпадают с данными, полученными Мигелем и др. (2009), которые показали улучшение прироста массы, коэффициента конверсии и выхода тушек на 49-й день при добавлении 200-800 ppm AG в рационы на основе сорго и соевой пасты. В свою очередь, Бартелл и Батал (2007) добавляли высокие дозы глутамина (1000 и 4000 ppm) в рационы для бройлеров и наблюдали лучший прирост массы и коэффициент конверсии у птиц, получавших 10000 ppm глутамина; однако при добавлении 4% глутамина в рацион был выявлен токсический эффект для птиц.

Аналогично, Xi и др. (2019) использовали различные уровни глутамина (500, 1000 и 1500 ppm) в рационах на основе кукурузы и сои для цыплят породы Арбор Акр с 0 до 14 дней и обнаружили, что добавление глутамина (1000 и 1500 ppm) улучшало прирост массы и коэффициент конверсии корма. Также Wu и др. (2019) добавляли 500 и 1000 ppm глутамина в рационы на основе кукурузы и сои для бройлеров с 1 до 21 дня и выявили увеличение массы тела у птиц, получавших глутамин, по сравнению с контрольной диетой. Однако Джарред и др. (2019) включали (500 и 1000 ppm) глутамина в рационы для цыплят в возрасте от 1 до 14 дней и не обнаружили значительного эффекта на прирост массы и коэффициент конверсии.

Другие исследования также не выявили положительного влияния на производственные показатели при добавлении (500 ppm) AminoGut в рационы для цыплят в возрасте от 1 до 42 дней при высокой плотности посадки (Shakeri и др., 2014). Эти результаты частично совпадают с результатами второго эксперимента, где не было обнаружено влияния глутамина и глутаминовой кислоты на показатели производительности. Другие авторы также не обнаружили положительного эффекта от добавления 1000 ppm глутамина, аргинина и глицина в диеты с пониженным содержанием белка для цыплят, подвергавшихся модели «протекающего кишечника» (Barekatain и др., 2019).

Результаты указывают на более высокую массу тушки и грудки у птиц, получавших эти аминокислоты. Похожие результаты были получены Мигелем и др. (2009), где использование AG улучшило выход тушек у бройлеров. Hu и др. (2016) обнаружили, что включение 1000 ppm глутамина в рацион для цыплят породы Arbor Acres с 1 до 35 дней улучшает качество тушки (включая мышцы грудки). Kriseldi и др. (2017) исследовали бройлеров с 1 до 41 дня, добавляя 1920 и 2240 ppm глутамина в диеты с пониженным содержанием белка, и обнаружили, что птицы, получавшие глутамин, имели более высокий выход тушек и грудок по сравнению с группами без аминокислоты.

В данном исследовании также было обнаружено увеличение высоты кишечных ворсинок при включении 700 ppm AG. Эти результаты частично совпадают с данными, полученными Бартеллом и Баталом (2007), которые добавляли 1000 и 4000 ppm глутамина и зафиксировали увеличение длины ворсинок в двенадцатиперстной кишке по сравнению с контрольной группой. Джарред и др. (2019) включали 500 и 1000 ppm глутамина в рацион для цыплят в возрасте 21 день и сообщили об увеличении длины ворсинок в тощей кишке и уменьшении глубины крипт по сравнению с цыплятами, не получавшими глутамин. Однако другие авторы, такие как Wu и др. (2018), не выявили значительного увеличения длины ворсинок в тощей и подвздошной кишках на 4, 7, 14 и 21 день жизни при добавлении 500 и 1000 ppm глутамина в рационы на основе кукурузы и сои. При этом они не исследовали длину ворсинок в двенадцатиперстной кишке.

В настоящем исследовании клеточный иммунный ответ, оцененный с помощью теста на позднюю базофильную гиперчувствительность на 21-й день жизни цыплят, оказался выше при добавлении AG, что свидетельствует о том, что потребление этих аминокислот способствовало усилению клеточного иммунного ответа. Это подтверждается рядом исследований, таких как исследование Bortoluzzi и др. (2018). Liu и др. (2020) показали, что добавление глутамина в рацион для цыплят в возрасте 1–21 день увеличивает количество интраэпителиальных лимфоцитов, число бокаловидных клеток и уменьшает глубину крипт в тощей и подвздошной кишках по сравнению с цыплятами, инфицированными Salmonella enteritidis; однако эффект не был лучше, чем в контрольной группе. В другом исследовании Wu и др. (2021) сообщили, что добавление 500 и 1000 ppm глутамина в рацион для растущих цыплят увеличивает количество интраэпителиальных лимфоцитов в двенадцатиперстной и тощей кишках, фагоцитарный индекс гетерофилов, количество бокаловидных клеток и содержание иммуноглобулинов (IgA, IgG и IgM) в слизистой оболочке кишечника и сыворотке. Однако в этих исследованиях не проводилась оценка теста на базофильную гиперчувствительность в подножной области, чтобы сравнить результаты этого теста, выполненного в данном исследовании.

Наконец, большинство исследований, проведенных на бройлерах, показывает, что добавление высоких доз (1000–4000 ppm) AminoGut в рацион улучшает производственные показатели и здоровье кишечника за счет увеличения длины и целостности кишечных ворсинок.

В данном исследовании было установлено, что добавление 700 ppm AminoGut в рацион для бройлеров в возрасте 1–21 день улучшает производственные показатели и усиливает как клеточный, так и гуморальный иммунный ответ.

На основании полученных результатов и условий эксперимента можно сделать следующие выводы: использование 700 ppm AminoGut в рационах на основе сорго и соевой пасты в течение первых 21 дня жизни оказывает стимулирующий эффект, улучшая прирост массы, массу тушки и коэффициент конверсии корма у бройлеров породы Росс 308 на 49-й день жизни. Длина кишечных ворсинок на 35-й день также была больше при добавлении 700 ppm AminoGut в рационы на основе сорго и сои для бройлеров. Включение 700 ppm AminoGut увеличило клеточный иммунный ответ птиц на кожный тест базофильной гиперчувствительности.

Barekatain R, Chrystal PV, Howart GSW, McLaughlan CJ, Gilani S, Nattrass GS. 2019. "Производительность, кишечная проницаемость и экспрессия генов у бройлеров при добавлении аргинина, глутамина и глицина." Poultry Science. 98(12):6761-6771. [DOI: 10.3382/ps/pez393].

Bartell SM, Batal AB. 2007. "Влияние дополнительного глутамина на рост, развитие ЖКТ и гуморальный иммунный ответ бройлеров." Poultry Science 86(9):1940–1947. [DOI: 10.1093/ps/86.9.1940].

Bortoluzzi C, Rochell SJ, Applegate TJ. 2018. "Треонин, аргинин и глутамин: влияние на кишечную физиологию и иммунологию у бройлеров." Poultry Science. 97(3):937-945. [DOI: 10.3382/ps/pex394].

Cuca GM, Ávila GE, Pro MA. 2009. "Кормление птиц." Эдо. Мехико, Университет Chapingo.

Estrada FE, Peralta ZL, Rivas MP. 1982. "Руководство по гистологическим методам." Мексика, AGT Editor.

Gómez VG, López CC, Maldonado BC, Avila GE. 2010. "Иммунная система ЖКТ у птиц." Investigación y Ciencia. 18(48):9-16.

Hu H и др. 2016. "Оценка взаимодействия между глутамином и глюкозой на качество мяса у бройлеров." Journal Applied Poultry Research. 25(3):370-378. [DOI: 10.3382/japr/pfw021].

INEGI. 2017. "Годовой статистический и географический отчет Мехико." Мексика.

Jarred HO, Ramesh KS. 2019. "Влияние добавки глутамина на производительность бройлеров и параметры иммунитета." Journal Applied Poultry Research. 28(4):1279-1287. [DOI: 10.3382/japr/pfz095].

Kriseldi R и др. 2017. "Эффект глицина и глутамина в рационах с пониженным содержанием белка." Journal Applied Poultry Research. 26(4):558-572. [DOI: 10.3382/japr/pfx030].

Wu QJ и др. 2018. "Глутамин снижает повреждения кишечника и воспалительную реакцию у бройлеров." Poultry Science. 97(8):2675-2683. [DOI: 10.3382/ps/pey123].

Xi B и др. 2019. "Глутамин улучшает прирост массы и антиоксидантный статус у бройлеров при тепловом стрессе." Journal Applied Poultry Research. 23(4):1248-1254. [DOI: 10.3382/japr/pfz091].

Мигель-Ириарте Хорхе, Кортес-Куевас Артуро, Эрнандес-Эспиноса Хорхе, Гомес-Вердуско Габриэла, Васкес-Дельгадо Альма, Авила-Гонсалес Эрнесто.