Дія низьких концентрацій зеараленону в кормі на півнів

Вперше встановлено, що (1) півні чутливі до низьких концентрацій зеараленону (0,1-1,6 мг/кг) в кормі; (2) ефект дії зеараленону відносно півнів характеризується як віддалений системний довготривалий; (3) прояви реакції півнів з ознаками гіпо- і гіпергонадизму на зеараленон в кормі істотно між собою відрізняються; (4) важливим критерієм наявності або відсутності дії зеараленону на групу півнів є зміна корелятивних зв’язків між морфометричними показниками.

Котик А.М., доктор ветеринарних наук, с.н.с., Труфанова В.О., кандидат біологічних наук, с.н.с., Горбенко З.Г., аспірант, Чорна Г.В., науковий співробітник.

Інститут тваринництва Національної академії аграрних наук України

Institute of Animal Science of the National Academy of Agrarian Sciences of Ukraine

Резюме. Чотирьом групам півнів род-айленд протягом перших 40 днів вирощування вносили в корм зеараленон в кількостях 0, 100, 400 і 1600 мкг/кг. У 90-денних півнів при розтині встановлено, що відносні маси тестикулів в межах окремих груп розрізнялись в 12-40 разів; тому в кожній з 4-х груп виділили дві підгрупи: з ознаками гіпо- і гіпергонадизму (відповідно, М- і В-типи). По мірі збільшення концентрації зеараленону в кормі частка В-півнів в групах зменшувалась (60, 52, 35 і 23 %). Середня відносна маса тестикулів у М-півнів у всіх група була в межах 26-29 мг/100 г; у В-півнів вона складала 87±17, 134±57, 161±43 і 176±52 мг/100 г, відповідно. Жива маса при 1600 мкг/кг у В-півнів була на 6 % більша, ніж у М-півнів (P < 0,05); в інших випадках розбіжності щодо середньої живої маси незначні (< 1,3 %). Середня відносна маса гребня в усіх В-підгрупах перевершувала цей показник в М-підгрупах відповідно на 52, 18, 71 (P < 0,05) і 45%. Відношення мас тестикулів і гребня у всіх групах у М-півнів було в межах 0,16-0,23; у В-півнів, в корм яким включили зеараленон, це відношення було в межах 0,61-0,75 і перевершувало контрольний показник (0,41) в 1,5-1,8 разів. При концентраціях 100, 400 і 1600 мкг/кг середня відносна маса печінки була більша, ніж у відповідних контрольних підгрупах, на 7,8 (P < 0,05), 3,7 і 8,3 (P < 0,05) % у М-півнів і на 2,0-3,7% у В-півнів. При всіх концентраціях зеараленону у М-півнів відмічено значне збільшення в порівнянні з контролем середньої відносної маси підшлункової залози (P < 0,01). При 1600 мкг/кг у В-півнів відмічено значні зміни в порівнянні з контролем середньої відносної маси серця (збільшення, P < 0,05) і бурси (зменшення, P < 0,01). Концентрація загального білка в сироватці крові була в межах 32-40 г/л у М-півнів і 36-46 г/л у В-півнів. При 400 і 1600 мкг/кг у півнів обох типів титри антигемаглютинінів (log₂) відносно вірусу Ньюкаслської хвороби виявились значно меншими, ніж в контролі (у М-півнів – 2,3 і 2,5 проти 3,1; у В-півнів – 1,9 і 2,2 проти 3,8). Аналіз коефіцієнтів кореляції мас тіла і внутрішніх органів у М- і В-півнів показав розбіжності як серед М- і В-груп, так і в порівнянні пар груп: 1М – 1В, 2М – 2В, 3М – 3В і 4М – 4В. Винятково стабільно зв’язані в усіх групах маси тіла і печінки – в усіх випадках коефіцієнти кореляції статистично достовірні (зв’язки сильні); решта зв’язків між окремими органами слабі або зовсім відсутні. Як у М- так і у В-півнів найбільша кількість сильних зв’язків (12 і 9) виявилась при 100 мкг/кг; при 400 і 1600 мкг/кг кількість сильних зв’язків була значно менша – від 3 до 1. Отже, півні чутливі до низьких концентрацій зеараленону (100-1600мкг/кг) в кормі і його ефект характеризується як віддалений системний довготривалий; прояви реакції півнів з ознаками гіпо- і гіпергонадизму на зеараленон в кормі істотно між собою відрізняються.

 Ключові слова: півні, зеараленон, тестикули, гребні, гіпогонадизм, гіпергонадизм

Вступ. Зеараленон належить до числа найбільш розповсюджених забруднювачів зерна і комбікормів. В 2006-2010 рр. з 522 зразків з птахогосподарств і комбікормових підприємств України 268 виявилися контаміновані зеараленоном (51%), середня концентрація склала 25±4 мкг/кг [4]. Оцінка безпечності для самців птиці контамінованого зеараленоном корму проблематична, оскільки такого роду інформація обмежена лише кількома повідомленнями; слід зауважити, що вивчали дію виключно високих концентрацій – 10 000 мкг/кг і більших. У курчат, вкормякихз7-добового вікупротягом наступних10 дібвключили40 000 мкгзеараленону/кг, спостерігализначне збільшеннягребеня(в середньому, до 267мгпроти157 мгвконтролі) і тестикулів (до 118 мгпроти 73мгвконтролі) [10]. Вдосліді [9] 7-добовіпівникиотримувалипротягом наступних 18дібвраціоні63%розмеленоїкукурудзи, 24%якоїбуло ураженоGibberella zeae. Упорівнянні з групоюпівників, які отримували доброякіснукукурудзу, не виявилисявідмінностіпоприросту живої маситаефективності корму. В іншому досліді не виявили впливу зеараленону на масу гребеня і яйцеводу у курочок, масу тестикулів і яєчників у індичат [13]. Не виявлено також гістологічних змін в органах і тканинах піддослідної птиці в порівнянні з контролем. У індичат-самців при 400 000 і 800 000 мкг/кг спостерігали прискорення розвитку сережок і карункулів і “поважну” поведінку, що, ймовірно, пов’язано з андрогенами. Так само поводилися індичата-самці під дією альфа-зеараланолу (зеранолу). Allen N.K. et al. [7] вивчили вплив зеараленону в концентраціях 10 000-800 000 мкг/кг корму на 6-9-тижневих курчат-бройлерів і 3,5-6,5-тижневих індичат. Зеараленон не вплинув ні у курчат, ні у індичат на прирости, споживання корму, масу縰печінки, серця, селезінки і бурси, вміст у сироватці крові Са, Р, лужної фосфатази, загального білку і холестеролу, гематокрит, гемоглобіну, еритроцитів, лейкоцитів, лейкоцитарну формулу. У півників відзначено виражене зменшення маси гребеня і тестикулів, особливо при 50 мг/кг і вище. У півнів, яким протягом 8 тижнів включили зеараленон в концентраціях 100 000 і 800 000 мкг/кг, відмічено зменшення вмісту Р, холестеролу і лужної фосфатази в сироватці крові. Спермою цих півнів запліднювали курей, яким згодовували контрольний корм, однак не виявили будь-якого впливу зеараленону на запліднюваність і виводимість, а також гістологічних змін в органах і тканинах півнів і курей [8]. Включеннязеараленонувкормдорослихгусейпозначилосянесприятливона сперміогенезі[11].Автори всіх цих робіт зробили висновок, що чутливість птиці до зеараленону невисока. В СРСР було прийнято, що «птиці можна згодовувати корм з концентрацією зеараленону до 50 000 мкг/кг» [2]. Відсутня інформація щодо впливу на півнів зеараленону в концентраціях менших 10 000 мкг/кг.

Мета роботи – вивчити вплив на півнів низьких концентрацій зеараленону в кормі.

Матеріали і методи досліджень. Зеараленон одержализ екстракту культурина зерні штаму Fusariumsporotrichioides 2mметодом адсорбційної колонкової хроматографії і кристалізації. Чотири групи по 25 півнів вирощували з добового до 13-тижневого віку. Групам півнів вносили в корм зеараленон в кількості 0, 100, 400 і 1600 мкг/кг протягом перших 6 тижнів вирощування; протягом наступних 7 тижнів всі півні споживали контрольний корм. Протягом перших двох тижнів (з 26 квітня) освітлення було цілодобове; в подальшому в приміщені було лише природнє освітлення. У 13-тижневих півнів визначили відносні маси гребеня та внутрішніх органів, концентрації загального білка, титри антигемаглютинінів відносно вірусу Ньюкаслської хвороби (log₂)і рівні вільного тестостерону в крові.

Результати досліджень.При всіх трьох концентраціях зеараленону у півнів спостерігалась стимуляція розвитку гребенів і борідок в порівнянні з контролем (табл. 1).

Таблиця 1

Вплив зеараленону на величину гребнів і борідок у 42-добових півнів

Примітка * p < 0.05

Результати визначення мас гребеня та внутрішніх органів, концентрації загального білка, титри антигемаглютинінів відносно вірусу Ньюкаслської хвороби (log₂)і рівні вільного тестостерону в крові приведені в табл. 2-5.

Таблиця 2

Жива маса та відносна маса органів 90-добовихпівнів

 У всіх групах, в корм яким включили зеараленон, в порівнянні з контролем проявилося збільшення відносної маси печінки (при 100 мкг/кг P < 0,05) і підшлункової залози (при 100 і 1600 мкг/кг P < 0,01), а також незначне зменшення живої маси та відносної маси гребенів. У всіх 4-х групах (n = 20, 21, 20 і 22) виявлена варіабельність такої істотної для півнів характеристики як відносна маса тестикулів: максимальне значення в 1, 2, 3 і 4 групах перевищувало мінімальне в 12, 40, 23 і 21 разів, відповідно. Отже, 90-добових півнів характеризує гіпо- або гіпергонадизм. Слід зауважити, що інформація про таку істотну для півнів характеристику як відносна маса тестикулів обмежена лише декількома повідомленнями. Так, за свідченням Джона Паули[3], маса тестикулів у 15-тижневих півнів складає в середньому 0.5г, тобто не перевершує 30-40 мг/ 100 г маси тіла. Повідомлялось також [6], що у півнів м’ясних порід в 16-20-тижневому віці маса тестикулів має бути 0,7 г, тобто, 30-40 мг/100 г маси тіла; водночас, автори не згадують про будь-яку мінливість цих органів. У 98 півнів, яких вирощували 4 місяці, середня відносна маса тестикулів була 26 мг/100 г маси тіла [5]. Отже, у 15-20-тижневих півнів, тобто в дофункціональний період, відносна маса тестикулів не перевершує 30-40 мг/100 г. Недавно виражену гетерогенність щодо маси тестикулів – від 0,9 г до 44 г (тобто, від 18-22 до 880-1100 мг/100г) – виявили у півнів з живою масою 4-5 кг [12],однак цей факт не обговорено і будь-які посилання відсутні; отже, варіабельність маси тестикулів властива дорослим півням.

Півнів з відносною масою тестикулів до 40 (гіпогонадизм) і понад 40 мг/100 г маси тіла (гіпергонадизм) виокремили як М- або В-особин. Частка М-типу в 1-4 групах по мірі збільшення концентрації зеараленону в кормі зростала (40, 48, 65 і 77 %), а частка В-типу – відповідно зменшувалась (60, 52, 35 і 23 %). Середня відносна маса тестикулів в М-підгрупах була в межах 26-29 мг/100 г; в той час як в 1, 2, 3 і 4 В-групах вона складала 87±17, 134±57, 161±43 і 176±52 мг/100 г, відповідно, тобто зростала по мірі збільшення концентрації зеараленону в кормі. Результати морфометрії приведені в таблицях 3-7.

Таблиця 3

Жива маса та відносна маса органів 90-добових М-півнів

Таблиця 4

Жива маса та відносна маса органів 90-добовихВ-півнів

 Таблиця 5

Концентрація білка та титри антигемаглютинінів в сироватці крові М- і В-півнів

 Середня жива маса півнів всіх груп була в межах 1291-1368 г; значна розбіжність показників виявлена лише при концентрації 1600 мкг/кг, – в цьому випадку у В-півнів вона була на 6 % більша, ніж у М-півнів (P < 0,05), в той час як в 1М, 1В, 2М і 2В підгрупах розбіжності щодо середньої живої маси незначні (< 1,3 %).

Середня відносна маса гребня в усіх В-підгрупах перевершувала цей показник в М-підгрупах відповідно на 52, 18, 71 (P < 0,05) і 45%.

Відношення мас тестикулів і гребня у всіх групах М-півнів було в межах 0,16-0,23; у В-півнів, в корм яким включили зеараленон, це відношення було в межах 0,61-0,75 і перевершувало контрольний показник (0,41) в 1,5-1,8 разів.

При концентраціях 100, 400 і 1600 мкг/кг середня відносна маса печінки була більша, ніж у відповідних контрольних підгрупах, на 7,8 (P < 0,05), 3,7 і 8,3 (P < 0,05) % у М-півнів і на 2,0-3,7% у В-півнів.

При всіх концентраціях зеараленону у М-півнів відмічено значне збільшення в порівнянні з контролем середньої відносної маси підшлункової залози (P < 0,01).

При 1600 мкг/кг у В-півнів відмічено значні зміни в порівнянні з контролем середньої відносної маси серця (збільшення, P < 0,05) і бурси (зменшення, P < 0,01). Концентрація загального білка в сироватці крові була в межах 32-40 г/л у М-півнів і 36-46 г/л у В-півнів. При 400 і 1600 мкг/кг у півнів обох типів титри антигемаглютинінів (log₂) відносно вірусу Ньюкаслської хвороби виявились значно меншими, ніж в контролі (у М-півнів – 2,3 і 2,5 проти 3,1; у В-півнів – 1,9 і 2,2 проти 3,8).

Порівняльний аналіз 28 коефіцієнтів кореляції маси тіла, серця, печінки, селезінки, підшлункової залози, бурси, тестикулів і гребеня в кожній з 8 підгруп показав винятково стабільний тісний зв’язок живої маси і маси печінки (P < 0,05) в усіх групах; решта зв’язків виявилася мінливою (слабі або відсутні зв’язки). Як у М- так і у В-півнів найбільша кількість значних корелятивних зв’язків (12 і 9) виявилась при 100 мкг/кг; при 0, 400 і 1600 мкг/кг кількість сильних зв’язків була значно менша – від 3 до 1. Цей факт заслуговує уваги і свідчить про характерну особливість дії зеараленону на півнів, прояви якої виявляються при 100 мкг/кг і не виявляються при вищих концентраціях. Очевидно також, що кореляційні зв’язки між різними морфофізіологічними показниками можуть мати інформативне значення в процесі оцінки дії зеараленону на півнів.

Висновки. 1. Вперше встановлено, що (1) півні чутливі до низьких концентрацій зеараленону (0,1-1,6 мг/кг) в кормі; (2) ефект дії зеараленону відносно півнів характеризується як віддалений системний довготривалий; (3) прояви реакції півнів з ознаками гіпо- і гіпергонадизму на зеараленон в кормі істотно між собою відрізняються; (4) важливим критерієм наявності або відсутності дії зеараленону на групу півнів є зміна корелятивних зв’язків між морфометричними показниками.

2. Слід переглянути існуючу на сьогодні оцінку зеараленону як забруднювача кормів, згідно з якою цей розповсюджений мікотоксин «не влияет отрицательно на воспроизводительные функции кур… В дозах 25 и 100 мг/кг корма не установлено отрицательного влияния микотоксина на состояние здоровья, продуктивность и оплодотворенность куриних яиц» [1].

3. Результати нашої роботи можуть мати значення для оцінки корму, що містить зеараленон.

Список літератури

1. Жуленко В.Н. Ветеринарная токсикология / Жуленко В.Н., Рабинович М.И., Таланов Г.А.- М., 2011.
2. Методические указания по диагностике и профилактике зеараленонтоксикоза свиней и птиц : утв. ГУВ МСХ СССР 5 дек. 1985 г. // Лабораторныеисследования в ветеринарии (биохимические и микологические) / под ред. Б.И. Антонова.- М., 1991.- С.126-127.
3. Развитиесеменниковиоплодотворяемость [Internetresource] / ДжонПаулиAvailableat: www.aviagen.com
4. Труфанов О.В. Мониторинг загрязненности микотоксинами зерна и кормов в Украине в 2005-2010 гг. // Сучасні проблеми токсикології.- 2011.- № 1-2.- С. 35-39.
5. Труфанова В.О. Ріст і розвиток півнів за наявності в кормі нестероїдних естрогенів / В.О. Труфанова, А.М. Котик, С.М. Ткаченко // Птахівництво: міжвід. темат. наук. зб./ ІП НААН.- Борки, 2003.-Вип. 52.- С. 112-115.
6. Шахнова Л. Рост органов размножения у птицы родительского стада бройлеров / Л. Шахнова, А. Егорова, Е. Елизаров // Птицеводство .- 2011.- № 4.- С. 25-26.
7. AllenN.K. Effectsofdietaryzearalenoneonfinishingbroilerchickensandyoungturkeypoults / N.K. Allen, N.K. Mirocha, WeaverG. // Poultry Sci.- 1981.-Vol. 60.- P.124-131.
8. Allen N.K. Effect of dietary zearalenone on reproduction of chickens / N.K. Allen, C.J. Mirocha, S. Aakhus-Allen // Poultry Sci.- 1981.- Vol. 60, N 6.-P. 1165-1174.
9. Featherston W.R. Utilisation of Gibberella-infected corn by chicks and rats / W.R. Featherston // Poultry Sci.- 1973.- Vol. 53, N 6.- P. 2334-2335.
10. Sherwood R.F. Effects of zearalenone on the developing male chick / R.F. Sherwood, J.F. Peberdy // Br. Poult. Sci.- 1973.- Vol.14.- P.127-129.
11. Vanyi A.Fusariotoxicosok. 1. A fusarium-torzsek oestrogen hatasanak a vizsgalata / A. Vanyi, G. Danko, P. Aldasy // Magyar Allatorvosok Lapja.- 1973.- E.28, N 6.- P. 303-307.
12. Vizcarra J. A.Testisdevelopmentandgonadotropinsecretioninbroilerbreedermales/ J.A.Vizcarra, J. D. Kirby, D. L. Kreider. // PoultSci.- 2010. –V. 89.- P. 328-334.
13. Wentworth B.C. The performance of growing turkeys and ducks implanted adn fed zeranol / B.C. Wentworth, M. Mashaly, G. Birrenkott //Poultry Sci.-1979.-Vol.58.-P.1122.

Резюме.Четырем группам петухов род-айленд в течение первых 40 дней выращивания вносили в корм зеараленон в количествах 0, 100, 400 и 1600 мкг/кг. У 90-дневных петухов при вскрытии установлено, что относительные массы тестикулов в пределах отдельных групп различались в 12-40 раз, поэтому в каждой из 4-х групп выделили две подгруппы: с признаками гипо- и гипергонадизма (соответственно, М- и В- типы). По мере увеличения концентрации зеараленона в корме доля В-петухов в группах уменьшалась (60, 52, 35 и 23%). Средняя относительная масса тестикулов в М-петухов во всех группах была в пределах 26-29 мг/100 г, у В-петухов она составляла 87±17 134±57, 161±43 и 176±52 мг/100 г, соответственно. Живая масса при 1600 мкг/кг у В-петухов была на 6% больше, чем у М-петухов (P<0,05), в других случаях расхождения по средней живой массы незначительны (<1,3%). Средняя относительная масса гребней во всех В-подгруппах превосходила на 52, 18, 71 (P <0,05) и 45% этот показатель в М-подгруппах. Отношение масс тестикулов и гребня во всех группах в М-петухов было в пределах 0,16-0,23; у В-петухов, в корм которым включили зеараленон, это отношение было в пределах 0,61-0,75 и превосходило контрольный показатель (0,41) в 1,5-1,8 раз. При концентрациях 100, 400 и 1600 мкг / кг средняя относительная масса печени была больше, чем в соответствующих контрольных подгруппах, на 7,8 (P <0,05), 3,7 и 8,3 (P <0,05) % у М-петухов и на 2,0-3,7% у В-петухов. При всех концентрациях зеараленона у М-петухов отмечено значительное увеличение по сравнению с контролем средней относительной массы поджелудочной железы (P<0,01). При 1600 мкг/кг у В-петухов отмечено значительные изменения по сравнению с контролем средней относительной массы сердца (увеличение, P <0,05) и бурсы (уменьшение, P <0,01). Концентрация общего белка в сыворотке крови была в пределах 32-40 г/л у М-петухов и 36-46 г/л у В-петухов. При 400 и 1600 мкг/кг у петухов обоих типов средние титры антигемаглютининив (log₂) относительно вируса ньюкаслской болезни оказались значительно меньшими, чем в контроле (у М-петухов – 2,3 и 2,5 против 3,1, у В-петухов – 1,9 и 2,2 против 3,8). Анализ коэффициентов корреляции массы тела и внутренних органов у М- и В-петухов показал различия как среди М- и В-групп, так и при сравнении пар подгрупп: 1М – 1В, 2М – 2В, 3М – 3В и 4М – 4В. Исключительно стабильно связаны во всех группах массы тела и печени – во всех случаях коэффициенты корреляции статистически достоверны (связи сильные), остальные связи между отдельными органами слабые или вовсе отсутствуют. Как у М- так и у В-петухов наибольшее количество сильных связей (12 и 9) оказалось при 100 мкг/кг; при 400 и 1600 мкг/кг количество сильных связей была значительно меньше – от 3 до 1. Результаты работы показали, что петухи чувствительны к низким концентрациям зеараленона (100-1600 мкг/кг) в корме и его эффект характеризуется как удаленный системный долговременный; проявления реакции на зеараленон у петухов с признаками гипо- и гипергонадизма существенно между собой различаются.

Ключевые слова: петухи, зеараленон, тестикулы, гребни, гипогонадизм, гипергонадизм

Summary. For 4 groups of males Rhode Island during the first 40 days of growing added in the feed zearalenone in amounts of 0, 100, 400 and 1600 mcg/kg. In 90-day-old males at autopsy found that the relative weight of the testicles within the individual groups differed in 12-40 times, so in each of the 4 groups identified two subgroups: with the signs of hypo- and hypergonadism (respectively, M- and B- types). As the concentration of zearalenone in feed increased, the share B-cocks in groups decreased (60, 52, 35 and 23%). The average relative weight of the testicles in the M-cocks in all groups was within 26-29 mg/100 g, in B-cocks she was 87±17, 134±57, 161±43 and 176±52 mg/100 g, respectively. Body weight at 1600 mcg/kg in the B-cocks was 6% greater than that of M-males (P <0,05), in other cases, the differences on the average body weight of low (<1.3%). Average relative weight of the comb of all B-subgroups exceeded the comb in the M-subgroups by 52, 18, 71 (P <0,05) and 45%. Mass ratio testicles and comb in all groups in M-cocks were within 0,16-0,23, in B-cocks which feed included zearalenone, this ratio was within 0,61-0,75 and exceeded the control (0.41) in 1.5-1.8 times. At concentrations of 100, 400 and 1600 mcg/ kg the average relative liver weight was greater than the corresponding control subgroups to 7,8 (P <0,05), 3,7 and 8,3 (P <0,05)% in M-cocks and 2,0-3,7% in B-cocks. At all concentrations of zearalenone in M-males showed compared with the control a significant increase average relative weight of the pancreas (P <0,01). At 1600 mcg / kg in the B-cocks noted significant changes in comparison with the control mean relative heart weight (increase, P <0,05) and bursa (decrease, P <0,01). The concentration of total protein in the serum was 32-40 g/l in M-males and 36-46 g/l in B-cocks. At 400 and 1600 mcg/kg in males of both types antibody mean titers (log2) to Newcastle disease virus were significantly lower than those in the control group (in M-cocks – 2.3 and 2.5 vs. 3.1, in B-cocks – 1.9 and 2.2 vs. 3.8). Analysis of the correlation coefficients of body weight and organs from the M-and B-cocks showed differences among the M-and B-groups and at comparison of pairs of subgroups: 1M – 1B, 2 M – 2B, 3M – 3B and 4M – 4B. Extremely stable bound in all groups body weight and liver – in all cases the correlation coefficients statistically significant (strong ties), the rest of the relationship between individual organs are weak or nonexistent. In the M-and B-cocks the largest number of strong ties (12 and 9) appeared at 100 mcg / kg; at 400 and 1600 mcg / kg number of strong ties was 1 to 3. Results indicate that the cocks are sensitive to low concentrations of zearalenone (100-1600 mcg/kg) in the diet and zearalenone has remote system long-term effect. The response to zearalenone in cocks with symptoms of hypo- and hypergonadism differ significantly among themselves.

Keywords: cock, zearalenone, testicle, comb, hypogonadism, hypergonadizm