« Назад

Ключевая роль микроэлементов в защите организма свиней от теплового и оксидативного стресса

Статья написана в соавторстве с д-ром Стефаном Лангером, техническим директором по свиноводству Zinpro Corporation

От года к году признаки глобального потепления становятся все более очевидными. Изменение климата отмечается во всех уголках земного шара. По данным Росгидромета 2024 год стал самым жарким годом в России за всю историю метеонаблюдений. Среднегодовая температура в России за последние 50 лет увеличилась на 2,5 градуса.

Такие изменения несут существенные риски для животноводства в целом и для свиноводческой отрасли в частности. Тема сезонного теплового стресса все чаще и чаще поднимается специалистами в разных регионах страны, а ущерб свиноводческим предприятиям от его последствий возрастет из года в год.

Отсутствие потовых желез у свиней делает их особо восприимчивыми к действию теплового стресса. Обладая меньшими адаптационными способностями по сравнению с другими видами животных, свиньи более остро реагируют на повышение температуры окружающей среды выше оптимальных значений. Высокая температура активизирует выработку у животных гормонов адреналина и кортизола, под действием которых учащается дыхание и сердцебиение, а также повышается давление крови, замедляется пищеварение и усвоение питательных веществ. Кровоснабжение кожи и легких увеличивается, а мышц и пищеварительной системы существенно снижается.

Все эти процессы усиливаются оксидативным стрессом, во время которого образуется большое количество свободных радикалов (активных форм кислорода), под действием которых повреждаются клетки и ткани в различных системах организма.

Отдельно стоит остановиться на истощении механизмов антиоксидантной защиты под действием теплового стресса. При перегреве в организме существенно возрастает количество активных форм кислорода, общей особенностью которых является высокая реакционная активность. Вступая в реакции с различными молекулами, они отнимают у них электроны, запускают цепочки реакций и повреждают клетки. Все это приводит к нарушению целостности тканей и органов.

Окислительные процессы оказывают негативное влияние на здоровье и продуктивность свиней разных половозрастных групп. Так у свиноматок под действием теплового и оксидативного стресса снижается фертильность, потребление корма, повышается эмбриональная смертность плодов, а также снижается молочность и вес поросят при отъеме. У растущих животных на доращивании и откорме под действием высокой температуры окружающей среды снижается интенсивность роста, увеличивается падеж и повышается коэффициент конверсии корма, от которого напрямую зависят экономические результаты свиноводческих предприятий.

Особую роль в профилактике и минимизации действия оксидативного стресса играют антиоксиданты, вещества, которые нейтрализуют активные формы кислорода. К наиболее распространенным антиоксидантам относят витамины А, С и Е, а также микроэлементы, такие как: селен, цинк, марганец, хром и др. Антиоксидантные свойства витаминов основаны на том, что они являются донорами электронов для активных форм кислорода. Отдавая электроны свободным радикалам, витамины прерывают реакции окисления и предотвращают повреждение клеток.

Механизм действия микроэлементов иной. Входя в состав ферментов, они участвуют в нейтрализации свободных радикалов. Наибольшую роль в окислительных реакциях имеют ферменты супероксиддисмутаза (SOD), каталаза, зависимая от железа и глутатионпероксидаза (GPX). Указанные ферменты критически зависимы от микроэлементов.

Так, цинк, марганец и медь входят в состав фермента супероксиддисмутаза (SOD) которая превращает супероксид в перекись водорода. Супероксиддисмутаза является «первой линией обороны» против окислительного стресса, предотвращая повреждение ДНК, белков и липидов.

Каталаза — отвечает за мгновенное расщепление перекиси водорода, которая токсична для клеток. В активном центре фермента находится гем (комплекс с железом). Железо поочередно окисляется и восстанавливается, передавая электроны. Главная особенность глутатионпероксидаза (GPX) заключается в том, что в её составе содержится микроэлемент — селен. В активном центре фермента GPX находится аминокислота селеноцистеин. Если в рационе свиней недостаточное содержание селена или он плохо усваивается, то активность GPX падает. Помимо перекиси водорода GPX может обезвреживать еще и липидные гидроперекиси (окисленные жиры в мембранах клеток), что делает ее более универсальным ферментом по сравнению с каталазой.

Схема действия ферментов представлена ниже

Отдельно стоит отметить положительное влияние хрома на выработку инсулина, улучшение усвоения глюкозы и снижение уровня оксидативного стресса. По данным исследования Xu et. al. Biol Trace Elem.Res (2017) уровень глюкозы в крови свиней при использовании Availa® Cr был на 10% ниже, чем у животных в контрольной группе, что свидетельствует о лучшем усвоении глюкозы клетками. А уровень кортизола (гормона стресса) был ниже на 7% у животных, получавших Availa Cr и на 9% ниже у свиней, получавших комбинацию Availa Cr + ProPath® Zn (Таблица 1).

Кроме того, как видно из таблицы 2, дополнительный ввод Availa Cr + ProPath Zn в рационы свиней на откорме позволил повысить общую антиоксидантную способность и уровень антиоксидантных ферментов (SOD, catalase, GPX) а также снизить уровень MDA (малоновый диальдегид) который отражает уровень окислительного стресса.

Таким образом, можно констатировать, что микроэлементы не только играют важную роль в организме животных, но и помогают защищать его от действия свободных радикалов, своевременно преобразуя их в безопасные для клеток соединения. Поэтому наличие в рационах животных микроэлементов в высоко усвояемой форме позволяет избежать их дефицита в организме и поддерживать уровень антиоксидантной защиты животных на высоком уровне.

Стоит отметить, что, противодействуя оксидативному стрессу витамины и микроэлементы не заменяют, а дополняют действие друг друга усиливая антиоксидантную систему организма. Компания Zinpro производит микроэлементы в форме аминокислотных комплексов, которые обладают уникальным способом усвоения через аминокислотный транспортер.

Это способ усвоения позволяет обеспечить более высокое усвоение микроэлементов из рациона по сравнению с минеральными соединениями, что позволяет улучшить состояние здоровья животных и их продуктивность, а также укрепить иммунную и антиоксидантную системы организма. Более высокое усвоение аминокислотных комплексов микроэлементов хорошо видно на примере селена. Как видно из рисунка 3, замена селенита натрия на Availa® Se позволяет повысить его содержание в мясе на 174%.

В завершение хочется отметить, что действие оксидативного стресса в летний период усиливает негативное действие теплового стресса и наносит непоправимый урон здоровью и продуктивности животных. Использование антиоксидантов различных видов позволяет защитить организм животного от действия свободных радикалов. Микроэлементы в высоко доступной форме аминокислотных комплексов являются эффективным инструментом профилактики и снижения негативного влияния окислительного стресса на здоровье и продуктивность свиней.