RU2751848C1

RU2751848C1 - Method for alleviating hypoxia in chicken embryos

Info

Publication number: RU2751848C1
Application number: RU2020124992A
Authority: RU
Inventors: Татьяна Олеговна Азарнова; Александра Михайловна Резвых; Владимир Ильич Максимов; Марк Семенович Найденский; Иван Иванович Кочиш; Инесса Сергеевна Луговая; Татьяна Александровна Садовская; Дмитрий Вадимович Аншаков; Елена Александровна Золотухина
Priority date: 2020-07-20
Filing date: 2020-07-20
Publication date: 2021-07-19

Abstract

FIELD: poultry farming.SUBSTANCE: invention relates to poultry farming, in particular to a method for increasing the viability of chicken embryos. The method is characterized by the fact that a 0.1% aqueous solution of ferulic acid, obtained by preliminary dissolution of ferulic acid in distilled water at a temperature of 100°C, is sprayed onto the surface of the disinfected shell of hatching eggs 5-6 hours before incubation.EFFECT: use of the invention will improve the viability of chicken embryos.1 cl, 4 tbl, 4 ex

Description

Данное изобретение относится к сфере сельского хозяйства и, в частности, к птицеводству (аэрозольная обработка яиц раствором феруловой кислоты перед инкубацией).This invention relates to the field of agriculture and, in particular, to poultry (aerosol treatment of eggs with a solution of ferulic acid before incubation).

Инкубация является неотъемлемой частью птицеводства. Как известно, в этот период эмбриогенеза в связи с особенностями развития птицы неизбежны случаи гипоксии. Усугублению тяжести развития данной патологии зачастую способствуют действия многочисленных стресс-факторов неминуемо сопровождающих искусственную инкубацию, отрицательно влияющих на функциональность тех немногочисленных митохондриальных дыхательных цепей, в которые в условиях дефицита кислород все же поступил.Incubation is an integral part of poultry farming. As is known, during this period of embryogenesis, due to the peculiarities of the development of birds, cases of hypoxia are inevitable. The aggravation of the severity of the development of this pathology is often facilitated by the action of numerous stress factors inevitably accompanying artificial incubation, negatively affecting the functionality of those few mitochondrial respiratory chains, into which, under conditions of a deficit, oxygen nevertheless entered.

Гипоксия является острой проблемой как в медицине, так и в ветеринарии. В основе ее развития лежат отсутствие или нарушения окислительно-восстановительных реакций в связи с дефицитом кислорода, в частности в митохондриальной дыхательной цепи [8], что неминуемо приводит к резкому снижению синтеза АТФ в результате уменьшения напряжения кислорода в тканях (в связи с тем, увеличению роли субстратного фосфорилирования); а также к интенсификации свободно-радикальных процессов [3].Hypoxia is an acute problem in both medicine and veterinary medicine. Its development is based on the absence or disturbance of redox reactions due to oxygen deficiency, in particular in the mitochondrial respiratory chain [8], which inevitably leads to a sharp decrease in ATP synthesis as a result of a decrease in oxygen tension in the tissues (due to the increase the role of substrate phosphorylation); and also to the intensification of free radical processes [3].

Выше указанное обуславливает потерю энергии и развитие гипоэнергетических состояний, что определяет дистрофию и аутолиз клеток, а, следовательно, снижение количества и качества здорового выведенного молодняка.The above mentioned causes the loss of energy and the development of hypoenergetic states, which determines dystrophy and autolysis of cells, and, consequently, a decrease in the number and quality of healthy hatched young.

Несмотря на неизбежность возникновения гипоксии, существует возможность создания условий для профилактики негативных последствий этого явления. В данном исследовании для оптимизации состояния в условиях гипоксических явлений, а, следовательно, и для стимуляции развития эмбрионов был использован антиоксидант растительного происхождения - феруловая кислота.Despite the inevitability of hypoxia, there is a possibility of creating conditions for the prevention of the negative consequences of this phenomenon. In this study, to optimize the state under conditions of hypoxic phenomena, and, consequently, to stimulate the development of embryos, an antioxidant of plant origin, ferulic acid, was used.

Феруловая кислота - биологически активное вещество ароматического ряда, входящее в состав клеточной стенки большинства высших растений. В своей химической структуре содержит углеродную цепь с двойной связью и фенольное кольцо, которые и определяют ее высокую антиоксидантную и мембрано стабилизирующую возможности [5]. Помимо того, что феруловая кислота замедляет процесс пероксидации липидов и легко вступает в свободно-радикальные реакции, способствуя их терминации [5], она также способна повышать активность таких антиоксидантных ферментов, как каталаза, супероксиддисмутаза, глутатионпероксидаза [2].Ferulic acid is a biologically active substance of the aromatic series, which is part of the cell wall of most higher plants. In its chemical structure, it contains a carbon chain with a double bond and a phenolic ring, which determine its high antioxidant and membrane stabilizing capabilities [5]. In addition to the fact that ferulic acid slows down the process of lipid peroxidation and easily enters into free radical reactions, contributing to their termination [5], it is also capable of increasing the activity of antioxidant enzymes such as catalase, superoxide dismutase, glutathione peroxidase [2].

Таким образом, становится очевидным, что указанное БАВ многопланово препятствует развитию стресса и ее следует рассматривать, как перспективное средство профилактики негативных последствий гипоксии.Thus, it becomes obvious that the specified BAS prevents the development of stress in many ways and it should be considered as a promising means of preventing the negative consequences of hypoxia.

В данном изобретении в качестве прототипа выбрана работа: Лукичева В.А., Кочиш И.И., Пеныпина Е.Ю., Ершов П.А., Чекмарёв А.Д., Шебанов А. А., Тимонин А.Н. Способ коррекции эмбрионального и постэмбрионального развития птицы. Патент №2490882, приоритет от 20.12.2011, в котором 0,1% водный раствор цинка глицината применяли для аэрозольной обработки инкубационных яиц двукратно - перед закладкой в инкубационный шкаф и при переводе яиц на вывод, при этом вывод цыплят и выводимость яиц повышали контроль на 0,94% и на 2,68%, соответственно, и составили 81,32% и 88,39%. Указанный результат был достигнут на фоне более низкого качества яиц (вывод цыплят в контроле составлял 80,38%, выводимость яиц - 85,71%) по сравнению с качеством, используемым в нашем исследовании (вывод в контроле составил 87,65%, выводимость - 92,81%). Следовательно, можно свидетельствовать о высокой ценности полученного нами результата, учитывая также и тот факт, что по мнению Гудина В.А (2010) на фоне нормативного вывода достигнуть повышения жизнеспособности практически невозможно[1].In this invention, the work chosen as a prototype: Lukicheva V.A., Kochish I.I., Penypina E.Yu., Ershov P.A., Chekmarev A.D., Shebanov A.A., Timonin A.N. Method for correcting embryonic and postembryonic development of a bird. Patent No. 2490882, priority dated 12/20/2011, in which a 0.1% aqueous solution of zinc glycinate was used for aerosol treatment of hatching eggs twice - before setting them in the incubator and when transferring eggs to hatching, while hatching and hatching of eggs increased the control for 0.94% and 2.68%, respectively, and amounted to 81.32% and 88.39%. This result was achieved against the background of a lower quality of eggs (hatching of chickens in the control was 80.38%, hatchability of eggs - 85.71%) compared to the quality used in our study (hatching in the control was 87.65%, hatchability was 92.81%). Consequently, we can testify to the high value of the result obtained by us, taking into account the fact that, according to V.A.Gudin (2010), against the background of a normative conclusion, it is almost impossible to achieve an increase in viability [1].

Феруловую кислоту в качестве средства нивелирующего негативные последствия гипоксии у эмбрионов в условиях искусственной инкубации использовали впервые. Для выявления ее эффективности осуществляли трансовариальную аэрозольную обработку четырех партий инкубационных яиц, полученных от бройлеров кросса Ross 308, в количестве 324 штук в каждую, которые орошали растворами феруловой кислоты различной концентрации (0,001-0,1%) за 5-6 часов до инкубации. В контрольную и опытные группы подобрали яйца от одного родительского стада по принципу аналогов. Все исследования осуществляли по общепринятым методикам. Максимальный результат получен при обработке яиц 0,1% раствором препарата, при этом вывод цыплят в опытной группе был выше на 3,40%, а выводимость яиц на 2,35%, соответственно, по сравнению с контролем.Ferulic acid was used for the first time as a means of leveling the negative consequences of hypoxia in embryos under conditions of artificial incubation. To determine its effectiveness, transovarial aerosol treatment of four batches of hatching eggs obtained from broilers of the Ross 308 cross, in the amount of 324 pieces each, was carried out, which were irrigated with solutions of ferulic acid of various concentrations (0.001-0.1%) 5-6 hours before incubation. In the control and experimental groups, eggs from one parent flock were picked up on the basis of analogs. All studies were carried out according to generally accepted methods. The maximum result was obtained when the eggs were treated with a 0.1% solution of the drug, while the hatching of chickens in the experimental group was 3.40% higher, and the hatchability of eggs was 2.35% higher, respectively, compared with the control.

Цель изобретения: изучить эффективность использования растворов феруловой кислоты для нивелирования последствий гипоксии у эмбрионов кур.The purpose of the invention: to study the effectiveness of using solutions of ferulic acid for leveling the effects of hypoxia in chicken embryos.

Технический результат: выводимость яиц и вывод цыплят составили 95,16% и 91,05%, соответственно, что превосходит значения контрольной группы на 2,35% и 3,40% соответственно. Учитывая, что вывод и выводимость в контроле значимо превышают средние значения по птицефабрикам России, можно утверждать, что полученный в опытной группе результат является высокоположительным и имеет высокую ценность для науки и практики.EFFECT: hatchability of eggs and hatching of chickens were 95.16% and 91.05%, respectively, which exceeds the values of the control group by 2.35% and 3.40%, respectively. Considering that hatching and hatchability in control significantly exceed the average values for poultry farms in Russia, it can be argued that the result obtained in the experimental group is highly positive and has a high value for science and practice.

Способ осуществляется следующим образом: на поверхность продезинфицированной скорлупы инкубационных яиц за 5-6 часов до инкубации наносят аэрозольноводный раствор препарата феруловой кислоты в концентрации 0,1%. Предварительно вещество растворяют в дистиллированной воде при температуре 100°С, при этом она не разлагается и не теряет своих биологических свойств [10].The method is carried out as follows: an aerosol-water solution of ferulic acid preparation at a concentration of 0.1% is applied to the surface of the disinfected shell of hatching eggs 5-6 hours before incubation. The substance is preliminarily dissolved in distilled water at a temperature of 100 ° C, while it does not decompose and does not lose its biological properties [10].

Пример 1.Example 1.

Эксперимент проводили на четырех опытных группах яиц, одна из которых была контрольной, а другие перед инкубацией обрабатывали растворами феруловой кислоты в диапазоне концентраций 0,001-0,1%. Стоит отметить, что по данным Найденского М.С.(1996) в этот период эмбриогенеза кур более низкие концентрации в большинстве случаев не эффективны, тогда, как более высокие могут способствовать развитию интоксикации [6]. Ниже приведены результаты исследований одной из опытных групп. На поверхность скорлупы путем орошения наносили заявленные растворы препарата. Максимальный эффект на показатели биоконтроля инкубации оказал 0,1% раствор феруловой кислоты. Полученные данные представлены в таблице 1. Изучаемый препарат оказал позитивное влияние на жизнеспособность зародышей бройлеров на всех этапах эмбриогенеза. В этой партии зафиксировано снижение отходов инкубации, большинство из которых обусловлены негативными последствиями развития гипоксических явлений: «неоплод», «задохлики» и «слабые» равнозначно в 1,3 раза, при полном отсутствии «кровяных колец». Представленные результаты указывают на выраженное антигипоксическое действие у изучаемой БАВ. Все это определило увеличение вывода цыплят на 3,40%, выводимости яиц на 2,35%. Следует отметить, что данное исследование выполнено на яйцах высокого инкубационного качества (в контроле выводимость яиц и вывод цыплят составили 92,81% и 87,65% соответственно), что позволяет считать полученный результат высоко положительным. Ни в одной из остальных опытных групп отрицательный результат зафиксирован не был.The experiment was carried out on four experimental groups of eggs, one of which was the control, and the others were treated with ferulic acid solutions in the concentration range of 0.001-0.1% before incubation. It should be noted that, according to Naydensky MS (1996), during this period of chicken embryogenesis, lower concentrations in most cases are not effective, while higher concentrations can contribute to the development of intoxication [6]. Below are the results of studies of one of the experimental groups. The declared solutions of the preparation were applied to the surface of the shell by irrigation. The maximum effect on the incubation biocontrol indices had a 0.1% solution of ferulic acid. The data obtained are presented in Table 1. The studied drug had a positive effect on the viability of broiler embryos at all stages of embryogenesis. In this batch, a decrease in incubation waste was recorded, most of which were due to the negative consequences of the development of hypoxic phenomena: "infertile", "suffocate" and "weak" are equivalent to 1.3 times, in the complete absence of "blood rings". The presented results indicate a pronounced antihypoxic effect in the studied BAS. All this determined an increase in chick hatching by 3.40%, egg hatchability by 2.35%. It should be noted that this study was carried out on eggs of high incubation quality (in the control, the hatchability of eggs and hatching of chickens were 92.81% and 87.65%, respectively), which allows us to consider the result obtained as highly positive. In none of the other experimental groups, a negative result was recorded.

Пример 2.Example 2.

Повышение эмбриональной жизнеспособности сопровождалось превосходством представителей опытной группы по интерьерным показателям, соответственно, по сравнению с контролем (табл. 2). Так, в экспериментальной группе установлена тенденция к увеличению живой массы цыплят суточного возраста на 6,2%, а также снижение массы желточного мешка с остаточным желтком на 12,7%, соответственно, по сравнению с контролем, что по данным Отрыганьева Г.К. и др. (1989) указывает на высокую вероятность лучшей реализации продуктивных качеств особи в дальнейшем [7]. Наряду с этим, установлено увеличение массы некоторых внутренних органов таких, как: печень на 38,8% (р<0,001), селезенка на 9,1%, фабрициева сумка на 44,6%, мышечный желудок на 2% и железистый желудок на 7,5%, по сравнению с контролем.The increase in embryonic viability was accompanied by the superiority of the representatives of the experimental group in terms of interior parameters, respectively, compared with the control (Table 2). So, in the experimental group there was a tendency to an increase in the live weight of day-old chickens by 6.2%, as well as a decrease in the weight of the yolk sac with residual yolk by 12.7%, respectively, compared with the control, which, according to G.K. et al. (1989) indicates a high probability of a better realization of the productive qualities of an individual in the future [7]. Along with this, an increase in the mass of some internal organs was established, such as: liver by 38.8% (p <0.001), spleen by 9.1%, bursa by 44.6%, gizzard by 2% and glandular stomach by 7.5% compared to control.

Пример 3.Example 3.

Высокая жизнеспособность и качество особей были обусловлены реализацией антигипоксических свойств, изучаемой БАВ (феруловой кислоты), в том числе обеспечиваемых ее антиоксидантными возможностями, что подтверждается данными таблицы 3. У цыплят опытной группы в суточном возрасте зафиксировано снижение малонового диальдегида (МДА) на 10%, оснований Шиффа (ОШ) в 1,7 раза, при увеличении активности пероксидазы на 2,4% и СОД на 7,9%, соответственно, по сравнению с контролем. Увеличение активности последней согласуется с данными Дьяковой И.Н. (2007)[2]. Исследования N. Kumar (2014) указывают на то, что реализация выше представленных антиоксидантных свойств заявленной БАВ позволяют сохранить энергосинтез, обеспечиваемый субстратным фосфорилированием, а также митохондриальной дыхательной цепью [11]. Следует отметить, что все представленные биохимические показатели не превышали референтных значений.The high viability and quality of individuals were due to the implementation of the antihypoxic properties of the studied BAS (ferulic acid), including those provided by its antioxidant capabilities, which is confirmed by the data in Table 3. The chickens of the experimental group at one day old showed a decrease in malondialdehyde (MDA) by 10%, Schiff bases (OR) by 1.7 times, with an increase in peroxidase activity by 2.4% and SOD by 7.9%, respectively, compared with the control. The increase in the activity of the latter is consistent with the data of Dyakova I.N. (2007) [2]. Studies by N. Kumar (2014) indicate that the implementation of the above presented antioxidant properties of the claimed biologically active substances make it possible to preserve the energy synthesis provided by substrate phosphorylation, as well as the mitochondrial respiratory chain [11]. It should be noted that all of the presented biochemical parameters did not exceed the reference values.

Пример 4.Example 4.

Снижение интенсивности свободно-радикальных реакций, а вместе с тем липопероксидации обусловило изменение интенсивности центральных обменных процессов (табл. 4). Так, было установлено достоверное увеличение содержания глюкозы в опытной группе относительно контроля в 1,5 раза, активности α-амилазы на 9,6% при снижении ЛДГ на 7,45%. Все это свидетельствует о превалирующей в этот период роли именно аэробного гликолиза. Следует также обратить внимание на снижение содержания триглицеридов на 27,55% (р<0,05) по сравнению с контролем, что позволяет сделать предположение об уменьшении доли триглицеридовв обеспечении энергией организма [9]. В свою очередь, содержание белка и альбуминов возросло на 15,9% и на 20% (р<0,05) соответственно, что, вероятно, свидетельствует об использовании белка не столько на энергетические нужды, сколько на жизненно важные биосинтезы. Это положение подтверждают данные увеличения живой массы цыплят и их интерьерных показателей.A decrease in the intensity of free radical reactions, and at the same time lipid peroxidation, caused a change in the intensity of central metabolic processes (Table 4). Thus, it was found a significant increase in the glucose content in the experimental group relative to the control by 1.5 times, the activity of α-amylase by 9.6% with a decrease in LDH by 7.45%. All this testifies to the prevailing role of aerobic glycolysis during this period. Attention should also be paid to the decrease in the content of triglycerides by 27.55% (p <0.05) in comparison with the control, which allows us to make an assumption about a decrease in the proportion of triglycerides in the supply of energy to the body [9]. In turn, the content of protein and albumin increased by 15.9% and 20% (p <0.05), respectively, which probably indicates the use of protein not so much for energy needs as for vital biosynthesis. This position is confirmed by the data on the increase in the live weight of chickens and their interior performance.

ВыводConclusion

Таким образом, для нивелирования негативных последствий гипоксии и оптимизации условий инкубации яиц кур бройлерных кроссов необходима прединкубационная обработка 0,1% раствором феруловой кислоты.Thus, in order to level the negative consequences of hypoxia and optimize the conditions for incubation of eggs of broiler crosses, pre-incubation treatment with a 0.1% solution of ferulic acid is required.

Источники информацииSources of information

1. Гудин В.А. Физиология и этология сельскохозяйственных птиц/ В.А. Гудин, В.Ф. Лысов, В.И. Максимов. / / СПб.: Издательство «Лань». - 2010. - 336 с.1. Gudin V.A. Physiology and ethology of agricultural birds / V.A. Gudin, V.F. Lysov, V.I. Maximov. / / SPb .: Publishing house "Lan". - 2010 .-- 336 p.

2. Дьякова И.Н. Экспериментальное исследование церебропротекторных свойств феруловой кислоты в условиях ишемии мозга: дис. … кандидата мед. наук / И.Н. Дьякова. - Пятигорск: Пят ГФА, 2007. - С. 100.2. Dyakova I.N. Experimental study of cerebroprotective properties of ferulic acid in conditions of cerebral ischemia: dis. … Candidate honey. sciences / I.N. Dyakov. - Pyatigorsk: Pyat GFA, 2007 .-- P. 100.

3. Евсеева М.А. Механизмы развития острой гипоксии и пути ее фармакологической коррекции / М.А. Евсеева, А.В. Евсеев, В.А. Правдивцев, П.Д. Шабанов. // Научные обзоры. - 2008. - Т. 6. - С. 3.3. Evseeva M.A. Mechanisms for the development of acute hypoxia and ways of its pharmacological correction / M.A. Evseeva, A.V. Evseev, V.A. Pravdivtsev, P.D. Shabanov. // Scientific reviews. - 2008 .-- T. 6. - S. 3.

4. Масловская, А.А. Особенности энергетического обмена у детей / А.А Масловская // ГрГМУ. - 2006. - №1. - С. 26.4. Maslovskaya, A.A. Features of energy metabolism in children / A.A. Maslovskaya // GrGMU. - 2006. - No. 1. - S. 26.

5. Назарова, Л.Е. Активность кислоты феруловой в условиях цитотоксического повреждения / Л.Е. Назарова, М.А. Оганова, И.Л. Абисалова. - Пятигорск: Рекламно-информ. агентство на КМВ. - 2010. - С. 11, 19-23.5. Nazarova, L.Ye. Ferulic acid activity in conditions of cytotoxic damage / L.Ye. Nazarova, M.A. Oganova, I.L. Abisalova. - Pyatigorsk: Advertising-inform. agency on KMV. - 2010 .-- S. 11, 19-23.

6. Найденский, М.С. Экологически безопасные способы обработки инкубационных яиц / М.С. Найденский, Н.Ю. Лазарева, В.В. Нестеров; МГАВМиБ - М., 1996 - С. 55.6. Naydensky, M. S. Environmentally safe methods of processing hatching eggs / M.S. Naydensky, N.Yu. Lazarev, V.V. Nesterov; MGAVMiB - M., 1996 - S. 55.

7. Отрыганьев, Г.К. Технология инкубации / Г.К. Отрыганьев, А.Ф. Отрыганьев. – М.: Росагропромиздат.- 1989. - С. 94.7. Otryganiev, G.K. Incubation technology / G.K. Otryganiev, A.F. Ryganyev. - M .: Rosagropromizdat. - 1989 .-- P. 94.

8. Сологуб, Т.В. Свободно-радикальные процессы и воспаление (патогенетические, клинические и терапевтические аспекты): учебное пособие для врачей / Т.В. Сологуб, М.Г. Романцова, Н.В. Кремень и др. – М.: Академия Естествознания, 2008. - С. 7.8. Sologub, T.V. Free radical processes and inflammation (pathogenetic, clinical and therapeutic aspects): a textbook for doctors / T.V. Sologub, M.G. Romantsova, N.V. Flint, etc. - M .: Academy of Natural Sciences, 2008. - P. 7.

9. Тагиров, М.Т. Питание и основные метаболические пути в развивающемся зародыше птицы / М.Т. Тагиров, А.В. Терещенко. // Вiсник Харкiвського нацiонального унiверситету iменi В.Н. Каразiна. Серiя: Бiологiя. - 2009. - №878, вип. 10. - С. 53.9. Tagirov, M.T. Nutrition and basic metabolic pathways in the developing embryo of a bird / M.T. Tagirov, A.V. Tereshchenko. // Visnik of Kharkiv National University of V.N. Karazin. Seriya: Biology. - 2009. - No. 878, VIP. 10. - P. 53.

10. Химическая энциклопедия. - Т. 2. - М.: Советская энциклопедия. - 1990. - С. 47210. Chemical encyclopedia. - T. 2. - M .: Soviet encyclopedia. - 1990 .-- S. 472

11. Potential applications of ferulic acid from natural sources / N. Kumar, V. Pruthi // Biotechnology Reports. 2014. Vol. 4. P. 89-91.11. Potential applications of ferulic acid from natural sources / N. Kumar, V. Pruthi // Biotechnology Reports. 2014. Vol. 4.P. 89-91.

Claims

A method for increasing the viability of chicken embryos, characterized by the fact that a 0.1% aqueous solution of ferulic acid, obtained by preliminary dissolution of ferulic acid in distilled water at temperature 100 ° C.