Информативность и значимость лейкоцитарных индексов в период теплового стресса у кур

УДК 619:616.15:612.57:636.52/.58
DOI 10.33861/2071-8020-2023-1-22-25

Малков С.В., Красноперов А.С., Опарина О.Ю., Белоусов А.И., Порываева А.П., Верещак Н.А.
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Уральский федеральный аграрный
научно-исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук», г. Екатеринбург

Основоположником учения о стрессе является канадский ученый Ганс Селье (1936), который характеризовал это явление как основополагающее проявление жизни, позволяющее организмам био-популяций приспосабливаться к воздействию неблагоприятных факторов [14]. Стресс вызывает различные нарушения состояния гомеостаза и инспирирует потребность организма к адаптации. Ранее проведенные исследования доказали, что развитие неспецифических адаптационных реакций, независимо от природы воздействующего фактора, сопровождаются неоднозначными изменениями в соотношении субпопуляций лейкоцитов [2, 4, 8, 12, 15].

Высокая температура воздуха при содержании кур-несушек приводит к негативным изменениям во всех органах и тканях, но в то же время мобилизует организм, вовлекая в ответную реакцию большое количество эффекторных систем [10, 15, 16]. Определение интегральных гематологических индексов, как более чувствительных маркеров изменений в организме позволяет оценивать варьирование показателей лейкоцитарной формулы крови, функциональность различных звеньев иммунной системы и адаптивный потенциал резервов организма [1, 3, 5, 6, 7, 9, 12].

Целью работы стала оценка информативности и значимости изменения интегральных лейкоцитарных индексов в период влияния температурного стресса на организм кур.

Материалы и методы исследований. Исследования проведены в период 2020-2021 годов на базе отдела экологии и незаразной патологии животных Уральского научно-исследовательского ветеринарного института - структурного подразделения ФГБНУ УрФАНИЦ УрО РАН в рамках Государственного задания в соответствии с Программой ФНИ государственных академий наук по направлению 4.2.1.5 «Разработка технологий прижизненного управления качеством животноводческого сырья для получения высококачественных и безопасных продуктов питания».

Объектом наблюдений являлись куры-несушки промышленного стада яичного кросса Декалб Уайт 36-недельного возраста с живой массой тела 1 319,0-1 411,0 г (n=20).

Для исследования влияния высоких температур на изменчивость интегральных лейкоцитарных индексов крови кур были подобраны две группы: контрольная и опытная (по 10 голов в каждой). Подбор птиц и их маркировку проводили за 7 дней до начала эксперимента. Кур-несушек содержали напольно, в групповых клетках со свободным доступом к воде и корму в со-22 ответствии с нормативами содержания и кормления.

Для мониторинга вариаций интегральных лейкоцитарных индексов были выбраны три временных термопериода: за 7 дней до стресса, в период стресса и через 7 дней после окончания стрессового воздействия.

При моделировании теплового стресса температуру окружающего воздуха в помещении для содержания кур поднимали с 18,0±2,0°С до 28,0±2,0°С.

Продолжительность стресс-периода составляла - 48 часов.

Для коррекции негативного влияния гипертермии на организм экспериментальных птиц к основному рациону курам опытной группы вводили кормовую добавку с высушенными живыми дрожжами Saccharomyces cerevisae var. Boulardii не менее 10x109 КОЕ/г в количестве 100 мг на голову в течение всего периода исследований.

Мазки крови готовили сразу после её взятия. Для подсчета количества эритроцитов, лейкоцитов использовали краску по Фриед и Лукачевой в модификации И.А. Болотникова, разведение 1:200. Измерение гемоглобина крови проводили колориметрическим методом Сали. Уровень СОЭ определяли по методу Вестергрена. Лейкоцитарную формулу подсчитывали в мазках крови, окрашенных по Май-Грюнвальду-Гимза. Учет результатов проводили визуально на микроскопе Olympus BX 43 (Olympus, Япония).

Исходя из полученных данных гемограммы крови рассчитывали интегральные лейкоцитарные индексы - общий индекс (ОИ), лимфоцитарный индекс (ЛИ), лейкоцитарный индекс интоксикации по Я.Я. Кальф-Калифу (ЛИИ в «упрощённой модификации 1950 г.»), ядерный индекс Г.Д. Даштаянца (ЯИ), индекс сдвига лейкоцитов крови (ИСЛК), лимфоцитарно-гранулоцитарный индекс (ИЛГ), индекс соотношения лейкоцитов и скорости оседания эритроцитов (ИСЛСОЭ), индекс соотношения лимфоцитов и эозинофилов (ИСЛЭ), индекс соотношения лимфоцитов и моноцитов (ИСЛМ), индекс соотношения нейтрофилов и моноцитов (ИСНМ), индекс соотношения нейтрофилов и лимфоцитов (ИСНЛ), которые демонстрируют различные аспекты состояния реактивности организма в период и после температурного стресса.

Цифровой материал исследований был обработан математическими методами с использованием специального пакета программ «Microsoft Office» с определением среднеарифметических значений и стандартного отклонения.

Результаты исследований и их обсуждение. В период моделируемого температурного стресса у кур-несушек были установлены вариации нарастания относительного количества гетерофилов, моноцитов, базофилов, абсолютного количества лейкоцитов на фоне снижения доли эозинофилов и лимфоцитов, но с разной степенью интенсивности по группам [13]. Кроме того, регистрировали характерные локомоции скорости оседания эритроцитов, свойственные временным периодам ответной реакции на гипертермию (табл. 1).

Проведенными исследованиями выявлены существенные локомоции по всем рассчитанным индексам у кур-несушек контрольной группы по сравнению с опытной (рисунок 1, 2).

Таблица 1 Гематологические показатели кур-несушек

Гематологи­ческие показатели	Группа	До стресса (18,0±2,00С)	Стресс (28,0±2,00С)	После стресса (18,0±2,00С)
Лейкоциты 25-43х109/л	контроль­ная опытная	24,40	33,75±2,79 30,25±2,54	34,25±2,38 27,50±2,58
Гетерофилы 19-27%	контроль­ная опытная	27,65	35,75±3,40 28,85±2,09	31,50±1,91 25,25±2,55
Лимфоциты 64-75%	контроль­ная опытная	64,65	58,00±4,55 61,85±4,28	62,00±4,08 63,45±5,87
Моноциты 2-5%	контроль­ная опытная	0,85	1,25±0,11 1,50±0,05	1,55±0,15 1,05±0,06
Эозинофилы 3-5%	контроль­ная опытная	6,12	3,75±0,22 5,75±0,42	3,75±0,37 6,75±0,52
Базофилы 0-1%	контроль­ная опытная	0,70	1,25±0,10 2,05±0,17	1,20±0,08 3,50±0,21
СОЭ мм/ч	контроль­ная опытная	1,63	1,62±0,14 1,65±0,09	1,87±0,11 1,87±0,12

Уровень общего индекса (ОИ), характеризующего выраженность и интенсивность эндогенной интоксикации (ЭИ) у птиц контрольной группы в период температурного стресса понизился на 23,4%, а к концу опытного периода по-прежнему оставался ниже фоновых значений (рисунок 1).

Рис. 1. Индексы, характеризующие уровень эндогенной интоксикации

Аналогичные изменения были зарегистрированы по лимфоцитарному индексу (ЛИ), отражающему взаимоотношение гуморального и клеточного звеньев иммунной системы и оценивающему как стрессовое состояние, так и активность адаптивных реакций организма на температурное воздействие.

В период теплового стресса регистрировали тождественное снижение ЛИ у птиц опытной и контрольной групп на 8,5% и 30,8% соответственно, с тенденцией возвращения к значениям близким фоновым. Эти локомоции предполагают сбалансированность ответных реакций организма кур-несушек на гипертермию, но в большей степени у особей опытной группы.

Определение лейкоцитарного индекса интоксикации по Я.Я. Кальф-Калифу (ЛИИ в «упрощённой модификации 1950 г.») как показателя реактивности органов гемопоэза и иммуногенеза на интоксикацию, и отражающего процессы тканевой дегидратации, является эффективным методом оценки ЭИ [11]. В период температурного стресса отмечали повышенный уровень (в 2,1 раза) данного параметра у птиц контрольной группы с сохранением значений до завершения опытного периода, что свидетельствовало о высокой степени интоксикации, обезвоживании и напряженности адаптационных реакций данной группы особей. Числовые вариации ЛИИ у кур-несушек опытной группы не имели существенной достоверности.

Ядерный индекс Г.Д. Даштаянца (ЯИ) это соотношение моноцитов к псевдоэозинофилам (гетерофилам), характеризующее степень ЭИ. В период и после температурного стресса отмечали отчётливое увеличение значений ЯИ у кур опытной группы на 66,7%, что подтверждало высокую скорость регенерации гетерофилов и моноцитов, а также продолжительность их циркуляции в кровяном русле. Аналогичные локомоции значений ЯИ наблюдали у особей контрольной группы, но только через 7 дней после прекращения стресс-фактора, что свидетельствовало о значительно замедленной реакции на негативное воздействие гипертермии и среднюю тяжесть эндотоксикоза организма.

Некоторые особенности в трансформации состояния отдельных компонентов иммунной системы были установлены на основе анализа интегральных индексов (рисунок 2).

Рис. 2. Индексы, характеризующие активность воспалительного процесса

Индекс сдвига лейкоцитов крови (ИСЛК) это отношение суммы всех гранулоцитов к сумме агранулоцитов. В период гипертермии выявлено увеличение на 30,2% значений данного индекса у кур-несушек контрольной группы, что было вызвано функциональной активностью нейтрофилов, наряду со снижением активности лимфоцитов. Зарегистрированный нейтрофилёз и лимфоцитопения подтверждали вывод об острой реакции на стресс. У особей опытной группы изменения были незначительными (9,4%) и, следовательно, процесс адаптации проходил по физиологическому типу.

Лимфоцитарно-гранулоцитарный индекс (ИЛГ) представляет собой отношение количества лимфоцитов к общему количеству гранулоцитов. Существенное снижение ИЛГ в период температурного стресса было зарегистрировано у кур-несушек контрольной группы 14,23 у.е., что на 24,1% ниже фоновых. Это свидетельствовало о значительной стимуляции лейкопоэтической функции кроветворных органов на гипертермию. У птиц опытной группы изменения были менее выражены (10,0%) и к окончанию опыта восстанавливались до значений близких фоновым.

Индекс соотношения лейкоцитов и скорости оседания эритроцитов (ИСЛСОЭ) умеренно снижался в период температурного стресса в обеих исследуемых группах, но с различной степенью интенсивности - в контрольной на 10,5%, опытной на 3,8%, что возможно связано с разнонаправленными процессами: сокращением объёма лимфоцитов и ускорением СОЭ, которые сопряжены с развитием воспалительного процесса и ЭИ.

Вариации в трансформации состояния компонентов иммунной системы в динамике формирования ответной реакции на моделируемый температурный стресс кур-несушек контрольной группы существенно отражались на всех значениях рассчитанных интегральных дефляторов (рисунок 8), в том числе выраженное увеличение индекса ИСЛЭ (в 1,5 раза), индекса ИСНЛ (в 1,4 раза), на фоне снижения индекса ИСЛМ (в 1,6 раза). Все это в совокупности свидетельствовало о квантификации ответа иммунной системы на гипертермию и развитие стресс-реакции по патологическому типу (рисунок 3).

Рис. 3. Индексы, характеризующие иммунологическую реактивность организма

В группе птиц, в рационе которых применялась кормовая добавка, регистрировали аналогичные локомоции, но с меньшей интенсивностью и возвращением к значениям близким фоновым через 7 дней после прекращения стресс-фактора. Следовательно, процесс адаптации проходил по физиологическому типу.

Заключение. Проведенные исследования позволили установить, что температурный стресс приводит к некоторой периодичности в появлении иммуносупрессии, вызывающей перестройку лейкоцитарной системы. Вероятно, это связано со сменой направленности энергозатрат клеток лейкоцитарного ряда с пластического обмена на функциональный при блокировании восстановительных процессов. Наименьший ресурс адаптационных реакций был выявлен у кур-несушек контрольной группы, что подтверждалось существенными изменениями в цифровых величинах лейкоцитарных интегральных дефляторов в ответ на моделируемый стресс. Наиболее значительную динамику вариаций интегральных коэффициентов регистрировали у лейкоцитарного индекса интоксикации; соотношения «лимфоцитов/эозино-филов», «нейтрофилов/лимфоцитов», «лимфоцитов/моноцитов». Обнаруженные локомоции лейкоцитарного звена крови неразрывно связаны с выраженностью эндогенной интоксикации и специфическим комплексом патологических синдромов. Следовательно, оценка уровня сдвигов лейкоцитарных индексов может иллюстрировать различные этапы состояния реактивности организма кур-несушек на температурный стресс-фактор и позволяет проводить мониторинг эффективности применения корректирующих кормовых добавок.

Список литературы:

1. Бусловская, Л. К. Адаптация кур к факторам промышленного содержания / Л. К. Бусловская, А. Ю. Ковтуненко, Е. Ю. Беляева // Научные ведомости БелГУ : Естественные науки. - 2010. - № 21 (92). - Вып. 13. -С. 96-102.

2. Донник, И. М. Клетки крови как индикатор активности стресс-ре-акций в организме цыплят / И. М. Донник, М. А. Дерхо, С. Ю. Харлап // Аграрный вестник Урала. - 2015. - № 5 (135). - С. 68-71.

3. Донник, И. М. Молекулярно-генетические и иммунно-биохимические маркеры оценки здоровья сельскохозяйственных животных / И. М. Донник, И. А. Шкуратова // Вестник Российской академии наук. -2017. - Т. 87. - № 4. - С. 362-366.

4. Жуков, А. П. Информативность лейкоцитарных индексов в лабораторном скрининге лёгочной патологии / А.П. Жуков, Е. Б. Шарафутдинова, А. П. Датский // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2016. - № 3 (59). - С. 101-104.

5. Забудский, Ю. И. Проблемы адаптации в птицеводстве / Ю. И. За-будский // Сельскохозяйственная биология. - 2002. - № 6. - С. 80-85.

6. Зубарева, Е. В. Влияние интенсивной тепловой нагрузки на морфометрические показатели и функциональную активность лейкоцитов крови крыс / Е. В. Зубарева// Научный результат. Серия «Физиология». -2014. - № 1. - С. 27-34.

7. Индивидуальная реактивность гранулоцитарной системы новорожденных телят и ее роль в патогенезе воспалительных заболеваний респираторного и желудочно-кишечного тракта / В. И. Сидельникова, А. Е. Черницкий, А. И. Золотарев, М. И. Рецкий // Сельскохозяйственная биология. - 2015. - Т. 50. - № 4. - С. 486-494.

8. Клиническое значение интегральных гематологических индексов интоксикации при крупозной пневмонии жеребят / А. П. Жуков, М. М. Жам-булов, Е. Б. Шарафутдинова, И. Ф. Калимуллин // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2017. - № 5 (67). - С. 148-152.

9. Ломако, В. В. Влияние разных режимов охлаждения (краниоцеребральной и иммерсионной гипотермии, поверхностных ритмических и экстремальных холодовых воздействий) на лейкоцитарные показатели крови крыс / В. В. Ломако // Проблемы криобиологии и криомедицины. -2018. - № 28 (4). - С. 293-310.

10. Островский, В. К. Показатели крови и лейкоцитарного индекса интоксикации в оценке тяжести и определении прогноза при воспалительных, гнойных и гнойно-деструктивных заболеваниях / В. К. Островский, А. В. Мащенко, Д. В. Янголенко // Клиническая лабораторная диагностика. - 2006. - № 6. - С. 128-132.

11. Сидельникова, В. И. Эндогенная интоксикация и воспаление: последовательность реакций и информативность маркеров (обзор) / В. И. Сидельникова, А. Е. Черницкий, М. И. Рецкий // Сельскохозяйственная биология. - 2015. - Т. 50. - № 2. - С. 152-161.

12. Харлап, С. Ю. Особенности лейкограммы цыплят в ходе развития стресс-реакции при моделированном стрессе / С. Ю. Харлап, М. А. Дерхо, Т. И. Середа // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2015. - № 2 (52). - С. 103-105.

13. Шнякина, Т. Н. Гематологические и клинические исследования при лечении экспериментальной ожоговой раны у собак / Т. Н. Шнякина, Н. М. Безина, П. Л. Щербаков // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2017. - № 4. - С. 127-131.

14. Щербатых, Ю. В. Психология стресса и методы коррекции / Ю. В. Щербатых // СПб.: Питер. - 2006. - 256 с.

15. Щитковская, Т. Р. Гематологические и биохимические показатели крови у цыплят-бройлеров при скармливании в рационе хелатов меди и кобальта с метионином в сочетании с L-карнитином / Т. Р. Щитковская // Ученые записки КГАВМ им. Н. Э. Баумана. - 2011. - Т. 208. - С. 371-376.

16. Cao, C. The microbiota-gut-brain axis during heat stress in chickens: a review / C. Cao, V. S. Chowdhury, M. A. Cline, E. R. Gilbert // Frontiers in Physiology. - 2021. - Т. 12. - pp. 752265.

Резюме. Целью нашей работы являлась оценка информативности и значимости изменений интегральных лейкоцитарных индексов в период воздействия температурного стресса на организм кур-несушек. Доказано, что гипертермия оказывает существенное негативное влияние на все физиологические процессы в организме, в том числе и на вариации показателей гемограммы. Для нивелирования отрицательного воздействия тепловой нагрузки курам опытной группы применяли новую кормовую добавку, созданную на основе высушенных живых дрожжей Saccharomyces cerevisiae var. boulardii. При исследовании было выявлено, что температурный стресс-фактор вызывает перестройку лейкоцитарной системы крови и приводит к существенным изменениям в значениях лейкоцитарных интегральных индексов. Отчетливую динамику формирования ответной реакции на гипертермию зарегистрировали у кур-несушек контрольной группы, которая существенно отражалась во всех значениях рассчитанных интегральных коэффициентов. Максимальные изменения были зарегистрировано у следующих дефляторов: увеличение индекса соотношения лимфоцитов и эозинофилов (в 1,5 раза) и индекса соотношения нейтрофилов и лимфоцитов (в 1,4 раза), на фоне снижения индекса соотношения лимфоцитов и моноцитов (в 1,6 раза), что приводило к развитию острой реакции на стресс. В группе птиц, получавших кормовую добавку, регистрировали аналогичные локомоции, но с меньшей интенсивностью. Это говорит о высокой степени стрессоустойчивости и адаптации к моделируемой тепловой нагрузке по физиологическому типу. Таким образом, определение лейкоцитарных индексов позволяет оценить реактивность организма кур-несушек на температурный стресс-фактор и проводить мониторинг эффективности применения корректирующих кормовых добавок.

Ключевые слова: птицеводство, куры-несушки, температурный стресс, гипертермия, общий анализ крови, лейкоцитарная формула, лейкоцитарные индексы, кормовая добавка, эндогенная интоксикация, реактивность организма.

Сведения об авторах:

Малков Сергей Витальевич, кандидат ветеринарных наук, старший научный сотрудник отдела экологии и незаразной патологии животных ФГБНУ «Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр УрО РАН»; 620142, г. Екатеринбург, ул. Белинского, 112 а; тел.: 8-912-2485082; e-mail: aibolit_2001@mail.ru.

Опарина Ольга Юрьевна, кандидат ветеринарных наук, старший научный сотрудник отдела экологии и незаразной патологии животных ФГБНУ «Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр УрО РАН»; 620142, г. Екатеринбург, ул. Белинского, 112 а; тел.: 8-912-6011634; e-mail: olia91oparina@yandex.ru.

Белоусов Александр Иванович, доктор ветеринарных наук, старший научный сотрудник отдела экологии и незаразной патологии животных ФГБНУ «Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр УрО РАН»; 620142, г. Екатеринбург, ул. Белинского, 112 а; тел.: 8-908-6390771; e-mail: white-knight@mail.ru.

Порываева Антонина Павловна, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник отдела эпизоотологического мониторинга и прогнозирования инфекционных болезней ФГБНУ «Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр УрО РАН»; 620142, г. Екатеринбург, ул. Белинского, 112 а; тел.: 8-922-1122095; e-mail: app1709@inbox.ru.

Верещак Наталья Александровна, доктор ветеринарных наук, ведущий научный сотрудник отдела экологии и незаразной патологии животных ФГБНУ «Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр УрО РАН»; 620142, г. Екатеринбург, ул. Белинского, 112 а; тел.: 8-999-5652973; e-mail: vereshakna@mail.ru.

Ответственный за переписку с редакцией: Красноперов Александр Сергеевич, кандидат ветеринарных наук, старший научный сотрудник отдела экологии и незаразной патологии животных ФГБНУ «Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр УрО РАН»; 620142, г. Екатеринбург, ул. Белинского, 112 а; тел.: 8-903-0833132; e-mail: marafon.86@list.ru.

	Полезные ссылки
Департамент ветеринарии Краснодарского края Ассоциация Практикующих Ветеринарных Врачей