Сокращение антибиотиков через управление стрессами в промышленном птицеводстве часть 2

Эдуард Самвелович Маилян

Кандидат ветеринарных наук, Директор по птицеводству ГК «Дамате»

Термин «стресс» очень популярен во многих областях современной медицины и биологии. Однако не все специалисты осознают реальную глубину и многогранность данного состояния, его происхождение, механизмы развития, особенности проявления и последствия, как для отдельных особей, так и для всего поголовья.

Это недопонимание не позволяет своевременно реагировать и предотвращать их на ранней стадии. Впервые гипотеза «Общего адаптационного синдрома» (ОАС), положенная в основу «Теории стресса», была сформулирована в 1936 году в Канаде австрийско-венгерским эндокринологом Гансом Селье. Теория Г. Селье стала ответом на вопрос о причинах и механизмах резко изменившегося состояния здоровья населения, «натиска» хронических заболеваний, сформировавших неэпидемический тип патологии, который, как отмечал ученый, стал результатом влияния не отдельных патогенных факторов, а целого их комплекса — патогенных ситуаций, приводящих не к монокаузальным, а плюрокаузальным заболеваниям, к «болезням цивилизации».

Результаты исследований Селье оказались применимы к любой биологической системе, популяции и послужили толчком для дальнейшего изучения в других областях, включая птицеводство. Селье выяснил, что независимо от природы стрессора, организм отвечает на его воздействие совокупностью неспецифических изменений, направленных на адаптацию организма к изменившимся факторам внешней или внутренне среды.

Состояние здоровья обусловлено воздействием многообразных раздражителей, вызывающих функциональное напряжение всех систем организма — состояние стресса. Стресс в нормальных условиях обеспечивает здоровье («эустресс»), измененный под влиянием неблагоприятных условий стресс вызывает патологические реакции, заболевания («дистресс»). Патологический процесс (дистресс) проходит определенные стадии — тревоги/мобилизации, резистентности/адаптации, истощения. Если организм не преодолевает последнюю стадию, наступает истощение его резервов и гибель. Рис. 9, 10

Фазы Общего Адаптационного Синдрома

1. Мобилизация (тревога, нейрогенная стадия) - развивается сразу после действия чрезвычайного раздражителя и продолжается в течение 24-48 часов. Она сопровождается сложными изменениями нейроэндокринной и других систем и органов целостного организма, приводящими к развитию адаптивных реакций, причем резистентность организма после первоначального снижения повышается. 

2. Адаптация (сопротивление, эндокринная стадия, эустресс) - повышение устойчивости организма к патогенным воздействиям. Нейроэндокринная система не претерпевает таких значительных изменений, как в первой стадии. Продолжительность часы-недели.

3. Истощение (дистресс) - в ответ на действие сильного или часто повторяющегося раздражителя происходит истощение компенсаторных возможностей организма.

Реакция эндокринных желез близка к первой стадии стресса - глюкокортикоиды преобладают над минералокортикоидами, снижена активность щитовидной и половых желез, угнетена тимиколимфатическая система, система соединительной ткани, иммунитет. Количество кортикотропина и глюкокортикоидов начинает снижаться. Для стадии истощения характерно нарушение приспособляемости организма к условиям существования и устойчивости к сильным раздражителям.

В своих многочисленных экспериментах Селье обнаружил, что состояние дистресса, независимо от его первопричины, всегда приводит к одинаковым изменениям в организме, впоследствии названным «триадой Селье»: гипертрофия коры надпочечников, инволюция тимико-лимфатического аппарата и изъязвление слизистой оболочки желудка и кишечника.

Реакция организма на стресс контролируется нейроэндокринной системой регуляции. В зависимости от типа стрессора, силы и продолжительности его воздействия реакция может носить поверхностный (поведенческий) характер или побуждать комплексный гормональный ответ, затрагивающий все процессы метаболизма. Рис. 11

Нейроэндокринная система регуляции стрессовых ситуаций

Решающую роль в формировании ОАС играет гипоталамус, активация которого наступает при действии любого стресс-фактора. Получив информацию о появлении стрессора, гипоталамус запускает работу всей «стресс-системы», координирует эндокринные, метаболические и поведенческие реакции организма.

Стрессовые стимулы вызывают активацию гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы (ГГНС), избыточную продукцию адаптивных гормонов, с которых и начинается организация защиты от дестабилизирующего гомеостаз фактора. В организме птицы это преимущественно глюкокортикоидный гормон кортикостерон (КС) и катехоламины (КХ: адреналин, норадреналин). Концентрация их в плазме может повышаться в десятки раз при различных физиологических и стрессовых состояниях (начало яйцекладки, половое созревание, иерархические взаимоотношения в стаде и др.).

Определенная роль в становлении стресс-реакции принадлежит глюкагону, секреция которого повышается под влиянием КХ. В то же время избыток КХ тормозит продукцию другого гормона поджелудочной железы – инсулина. При стрессе закономерно отмечается повышение уровня паратгормона, благодаря которому происходят мобилизация из костей кальция и увеличение его уровня в крови и клетках, где он является универсальным стимулятором внутриклеточных процессов. 

С действием высоких концентраций КХ связывают чрезмерную интенсификацию перекисного (свободнорадикального) окисления липидов (ПОЛ). Под влиянием продуктов ПОЛ – гидроперекисей липидов – происходят образование свободных радикалов, лабилизация лизосом, освобождение протеолитических ферментов, и в конечном результате появляются высокотоксичные продукты – альдегиды, кетоны, спирты, накопление которых вызывает повреждение мембраносвязанных ферментов, нарушение мембранного транспорта и гибель клеток. 

Длительная гиперпродукция КС может сопровождаться выраженной атрофией лимфоидной ткани, а следовательно - недостаточность иммунных механизмов защиты, снижение эффективности иммунного ответа. Еще одним результатом чрезмерной продукции КС является подавление воспалительной реакции. Как известно, воспаление – это своеобразный барьер, препятствующий дальнейшему распространению инфекционного агента за пределы зоны внедрения. КC, обладающий противовоспалительным эффектом, подавляет воспаление, тем самым угнетая этот барьер, способствует распространению инфекции. 

Таким образом, повышенный уровень КС в ответ на сильный/хронический стресс, независимо от его природы, переводит основные метаболические процессы организма в катаболический режим с необратимым эффектом, заканчивающимся тяжелыми последствиями: распадом углеводов, белков и липидов, замедлением роста, иммуносупрессией и всплеском вторичных бактериальных инфекций вследствие транслокации условно-патогенной микрофлоры через кишечник (за счет снижения продукции слизи бокаловидными клетками, повреждения ворсинок, энтероцитов, элементов MALT/GULT и функции плотных контактов) и/или дыхательные пути. Рис. 13

Последствия хронического стресса (длительного повышения концентрации глюкокортикоидов)

Существенные повреждения кишечника могут возникнуть и на фоне относительно непродолжительного стресса (например, воздействие высокой температуры или голодание), что подтверждают исследования. Рис. 13

Существует генетическая предрасположенность/ устойчивость различной птицы к стрессу. Она отличается у индеек и кур, у разных кроссов птицы мясного и яичного направления, а также между самками и самцами в зависимости от возраста и стадии полового созревания. О данном показателе можно судить по содержанию в крови некоторых белков острой фазы, таких как С-реактивный протеин (CRP) или альфа-1- кислый гликопротеин (AGP, орозомукоид) Рис. 14.

*Alpha-1 acid glycoprotein (AGP) – положительный белок острой фазы, синтезируемый в печени. Повышенный уровень циркулирующего в организме AGP ассоциируется с состоянием болезни, стресса, включая механическую или термическую травму (Fleck, 1989). Индейка в большей степени подвержена стрессу, чем бройлеры. 

Это, по-видимому, является следствием ее относительно короткой истории одомашнивания и проявляется особенностями поведения и реакции на различные раздражители. Так, некоторые внешние воздействия, вызывающие у бройлеров лишь реакцию тревоги, для индейки могут быть даже летальными. Наглядным примером может быть инстинкт скучивания и массовой давки птицы при малейшем внешнем воздействии: шум, свет, сквозняк и прочее.

 Индикаторами стресса у птицы могут выступать:

 

• Различные поведенческие отклонения в зависимости от типа, силы и продолжительности стрессора.
• Снижение потребления корма (анорексия).
• Повышение/понижение температуры тела (в зависимости от окружающей температуры и возраста птицы).
• Снижение привеса и деградация мышечной ткани.
• Избыточное депонирование жировой ткани (абдоминальный жир).
•  Ухудшение качества мяса при убое (PSE)
• Спад яичной продуктивности, снижение массы яиц, качества скорлупы, увеличение количества квочек в родительском стаде, спонтанная линька.
• Снижение качества семени или прекращение семяпродукции у самцов.
• Задержка роста и дифференциации хрящевой и костной ткани (остеопороз).
• Дисбактериоз и кишечные расстройства из-за снижения регенерации и иммунного статуса слизистых оболочек кишечника.
• «Дырявый кишечник» и язвенный/некротический энтерит по причине повреждения кишечных ворсинок (высота, количество, площадь), снижение синтеза слизи бокаловидными клетками, повышение проницаемости плотных контактов.
• Легочная гипертензия и гипоксия, асцит, инфаркт/ синдром внезапной смерти у высокопродуктивных бройлеров, болезнь «круглого сердца» у индеек.
• Хроническая респираторная болезнь из-за повреждения мерцательного эпителия верхних отделов респираторного тракта.
• Атрофия тимуса, селезенки и бурсы Фабрициуса у молодой птицы.
• Гипертрофия передней доли гипофиза и надпочечников.
• Повышение концентрации кортикостерона, (нор) адреналина, лептина и глюкагона в плазме крови.
• Гипергликемия, гиперлипидемия, гиперкальцемия: повышение уровня глюкозы, триглицеридов и ненасыщенных жирных кислот, кальция и лактата.
• Многократное повышение активности креатинкиназы плазмы в результате прямого воздействия КС на целостность мембран мышечных клеток, приводящего к их разрушению, повышению уровня мочевой кислоты в крови.
• Высвобождение белков острой фазы - цитокинов (монокинов и лимфокинов), специфических белков теплового/холодного шока.
• Повышение концентрации анреналина в яичном желтке.
• Иммуносупрессия со снижением числа циркулирующих лейкоцитов, повышением соотношения гетерофилов/лимфоцитов, снижением миграционной активности лейкоцитов (МАЛ).
• Локомоторные проблемы из-за «вымывания» кальция и ослабления костной ткани, артрит из-за иммуносупрессии и транслокации микрофлоры из просвета кишечника в кровоток.
• Учащение вторичных системных бактериальных инфекций (чаще колисептицемический полисерозит).

 Стрессы, которым подвергается птица в процессе формирования основных систем организма на этапе эмбрионального развития могут привести к необратимым последствиям. Таблицы 4, 5 Наглядные примеры механизма действия различных стрессфакторов на организм птицы и их возможных последствий - Рис. 15, 16.

 Диагностика стресса базируется на клинических, патологоанатомических, а также лабораторных методах исследования, к которым относятся: измерение концентрации белков острой фазы в крови (CRP, AGP), гормонов (кортикостенрон), гематологических показателей: СОЭ, лейкограмма, соотношение гетерофилы/лимфоциты, миграционная активность лейкоцитов (МАЛ). Таблицы 6, 7, 8, 9. 

Однако эти исследования требуют опыта, условий и времени, не говоря уже о финансовой составляющей. Поэтому в основе ранней диагностики стрессов должен лежать систематический мониторинг клинического состояния и поведения птицы, промежуточных показателей его развития (потребление воды, корма, динамика живой массы, однородность, здоровье конечностей, качество помета и состояние подстилки), а также иммунного статуса поголовья в специфических серологических исследованиях.

Мы должны понимать, что стресс является неотъемлемой частью, биологическим феноменом защиты, направленным на повышение устойчивости организма к действию раздражителей, хотя и включает в себя элементы повреждения. Это обязательный компонент биологической адаптации организма. Наша первостепенная задача – это контроль, своевременно предупреждающий переход физиологически необходимой стадии эустресса в разрушительный дистресс. 

Залогом эффективной профилактики необратимых последствий стресса является доскональное соблюдение четко прописанной технологии, ее непрерывная оптимизация с учетом новых достижений генетики и отрасли, постоянное обучение персонала и контроль технологической дисциплины, поддержание высочайшего санитарного статуса производственных объектов и обеспечение биологической защиты поголовья от заноса возбудителей инфекционных заболеваний, тщательный мониторинг ветеринарно-санитарного статуса предприятия и рациональная схема вакцинопрофилактики поголовья. 

Снижение стресс-ассоциированных вторичных (факторных) бактериальных инфекций позволяет свести к минимуму использование антибиотиков и развитие антимикробной резистентности (АМР) - наиболее дискуссионной темы на мировой арене птицеводства. 

Подытожим вышесказанное первым параграфом из Программы FAO (Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН) ответственного и рационального применения ветеринарных антибиотиков у сельскохозяйственных животных: «Необходимость применения антибиотиков у сельскохозяйственных животных должна быть уменьшена за счет улучшения их здоровья путем осуществления мер биологической безопасности (для предотвращения попадания болезнетворных бактерий и развития инфекций), профилактики заболеваний (включая применение эффективных вакцин, пребиотиков и пробиотиков), создания хороших санитарно-гигиенических условий и использования эффективных методов управления.»

«Важно помнить, что не микроб, не токсин и не аллерген, а реакция нашего организма на эти агенты и есть истинная причина наших болезней» 

(Ганс Селье. Стресс и болезнь. Science, Ноябрь 1955)

 

Поделиться статьей в социальных сетях: