Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

ВЛИЯНИЕ НОВОГО СУТОЧНОГО РИТМА И САХАРНОЙ НАГРУЗКИ НА ДИНАМИКУ СОДЕРЖАНИЯ САХАРА В КРОВИ У ЯПОНСКИХ ПЕРЕПЕЛОК

Алиева Ф.А. 1 Мусаев А.М. 1
1 Бакинский государственный университет
Применили сахарную нагрузку (в расчете 3 г/кг массы тела) к 30-дневным особям обоих полов японских перепелов (Coturnicus yaponicus Temm at chilag) мясной породы, в птичниках их содержание изменили с обычного режима суточной освещенности на режим 24-часовой освещенности и на режим «двух ночей и двух дней», а затем у контрольных и опытных особей определили уровень сахара в крови в утренние часы. Наблюдения показали, что изменение суточных фаз темноты и света оказывает значительное влияние на гликемические реакции у этих птиц, а дополнительная сахарная нагрузка вызывает значительного увеличения содержания сахара в крови лишь в «дневных фазах». У перепелят в месячных возрастных группах возникшие условные рефлексы в различных часах одного дня (24 часа) оказывают тормозящее действие на центральную нервную систему птиц, выращенных в закрытых помещениях. А у экспериментальных птиц в двух дневных и двух ночных ритмах образовавшийся условный рефлекс стимулирует центральную нервную систему.
день
ночь
суточный ритм
сахар
фаза
освещенность
1. Алиева Ф.А. Роль эпифиза в постнатальном онтогенезе в изменении циркадного ритма гликемических реакций в условиях сахарной нагрузки при включении функций анализаторов // Мат. I съезда физиол. СНГ. – Сочи, Дагомыс, 2005. – С. 192.
2. Роль эпифиза и зрительного анализатора в регуляции циркадного ритма гликемических реакций на фоне сахарной нагрузки в постнатальном онтогенезе / Ф.А. Алиева, А.Г. Алиев, В.М. Мадатова, С.Ш. Ибрагимова // Материалы Международной научной конференции посвященный 90-летию БГУ. – Баку, 2009. – С. 384–385.
3. Биологические ритмы / под ред. А. Ашоффа. – М.: Мир, 1984. – Т. 1. – 408 с.
4. Маммедова Г.Ю., Мусаев А.М., Алиев А.Г. Воздействие факторов окружающего среды на суточные ритмы птиц // Развитие в биологии и современность: материалы научной конференции. – Баку, 2005. – С. 132–133.
5. Мамедова Г.Ю., Мусаев А.М., Алиев А.Г. Изменения суточного стереотипного поведения у яйценосных кур в новых циркадных ритмах // Естествознание и гуманизм: межвузовский сборник научных трудов. – Томск, 2007. – № 3. – С. 107–110.
6. Мусаев А.М., Яолчуев Я.Я., Мусаев М.А., Алиев А.Г. Способ повышения продуктивности птиц выращенных в закрытых помещениях. Патент-изобретения. İ.2007.0031. от 12.02.2007.
7. Мусаев А.М. Экологические основы использования искусственного фоторежима для повышения половой активности птиц выращенных в закрытых помещениях / Современные проблемы биологии и экологии: материалы докладов Международной научно-практической конференции. – Махачкала, 2011. – С. 178–180.
8. Шеперд Г.М. Нейробиология. – М.: Изд-во «Мир», 1987. – Т. 2. – С. 191

Наиболее существенным для живой природы на земле является смена дня и ночи, света и темноты. В результате адаптации к географическим ритмам у птиц образовались аналогичные биологические ритмы. Ритмы активности описаны для многих видов птиц в естественных условиях. У дневных птиц суточная активность включает один пик после рассвета и второй – перед закатом. Расположение этих пиков активности в природных условиях частично связано с меняющимся временем наступления рассвета и сумерек [3, 4, 7].

Расчленив сложный комплекс факторов [4, 7], определяли суточную ритмику активности у кавказского фазана в условиях природы, установили ее закономерности. Эти исследования показали необычное разнообразие не только в характере суточной деятельности птиц, но и степени зависимости активности от различных внешних и внутренних факторов.

В экологической физиологии и орнитологии описаны ритм суточной активности у многих позвоночных животных и птиц, у которых суточная активность регулируется долготой дневной освещенности [3]. Связь между освещенностью во внешней сфере и биологическими ритмами в физиологических, метаболических и клеточных процессах детально изучается по сей день. Как отметил известный нейробиолог Г.М. Шеперд, суточные (циркадианные) ритмы стали вызывать все больший интерес по мере изучения их механизмов и выяснения удивительной разносторонности их влияния на организм [8]. В свое время циркадианный ритм находится в постоянном фазовым отношении к определяющему его 24-часавому ритму света и темноты [3].

В ряде исследований установлено, что у большинства видов птиц (как диких, так и домашних) цикл покоя – активности сопряжен со сменой дня и ночи, они могут быть активны или пассивны в определенных фазах суточной периодичности естественной (или искусственной) освещенности [3]. К тому же, целый ряд внутренних процессов и поведенческих реакций их организма синхронизируется с этими фазными изменениями в среде обитания. Как показали наблюдения, у дневных птиц первый пик активности охватывает период восхода солнца, а второй – период его заката. В естественных и вольерных условиях пик активности в питании и двигательном поведении, например, регулируется у них долготой зари и сумерек. Подобная двухпиковая активность у птиц характерна и для половых поведений и реакций по защите территории обитания [6].

В результате предыдущих исследований нами было установлено, что у куриных птиц активность в пищевом и двигательном поведении в естественных и вольерных условиях также носит двухпиковый характер. Первый пик активности начинается с восходом солнца и продолжается до 1200 часов, т.е. до тех пор, когда оно достигает максимальной высоты в наших южных широтах. Второй пик активности, например, в пищевом поведении наблюдается с периода падения солнечных лучей под углом 45° (примерно с 1600 часов) до заката солнца (примерно до 2000 часов) [4, 6].

У птиц умеренный пик сахара падает на первые утренние часы, совмещаясь с утренними пиками активности кормежки. Вечерний пик активности сахара начинается в последние светлые части суток и заканчивается ночью.

Воздействие на организм того или иного фактора микроклимата вызывает комплекс ответных реакции по типу условных и безусловных рефлексов. Сельскохозяйственные птицы способны приспосабливаться к различному температурно-влажностному режиму, освещению и другими условиями. При воздействии на птиц необычных по силе и продолжительности раздражителей резко изменяются физико-химические процессы, и в ответной реакции участвуют все физиологические системы. Первоначальная быстрая реакция организма птиц на раздражитель сменяется более замедленной, а затем постепенно угасает и исчезает. Если факторы микроклимата по силе воздействия выступают как чрезмерные раздражители, то они вызывают нарушение функции организма и продуктивности птиц [3, 4, 7].

В промышленном птицеводстве сельскохозяйственных птиц птицы содержали в закрытых помещениях. Длина светового дня и ночи, температура, влажность и другие параметры создаются искусственно. Разводимые в закрытых условиях птицы лишены ряда экологических сигналов. Поэтому сигналы среды, создаваемые в закрытых условиях, и фазы врожденных биологических ритмов не синхронизируются друг с другом. В результате этого управление поведением птиц, разводимых в закрытых условиях, увеличение продуктивности в настоящее время стали актуальной проблемой.

Как продолжение подобных исследований нами были изучены поведенческие, физиологические и метаболические реакции, а также морфометрические и репродуктивные показатели (прироста массы тела, яйценоскость, процент оплодотворения яиц и т.д.) у японских перепел мясной породы, содержавшихся в закрытых условиях при обычной и измененной суточной освещенности [4, 5, 6].

В настоящей работе перед нами стояла цель определить утроенную динамику содержания сахара в крови у этих птиц в норме, при предъявлении им новых циклов смены укороченных дней и ночей, а также сахарной нагрузки.

Материалы и методы исследования

Выведенных в инкубаторе цыплят японских перепелов мясной породы разделили на две группы (контрольную и опытную) и поместили их в камеры для последующего подрастания до месячного срока. В каждой группе были особи обоих полов. Контрольную группу содержали в режиме освещенности, обычно применяемом в птицеводстве [4], в режиме 24-часовой освещенности, а опытные группы – в режиме «двух ночей и двух дней» [5]. В таких новых для птиц ритмах смены темноты и света первая ночь продолжалась с 2400 до 400, первый день – с 400 до 1200, вторая ночь – с 1200 до 1600, второй день – с 1600 до 2400 часов. У контрольных и опытных брали кровь в утренние часы и определили в ней содержание сахара до и после сахарной нагрузки в расчете 3 г/кг массы тела. Измерение количества сахара в крови осуществили экспресс-методом с помощью глюкометра фирмы «Bayer-Holding» (США-Канада). Полученные цифровые данные обработаны биометрически и представлены в таблице.

Результаты исследования и их обсуждение

Исследование показало, что у японских перепелов мясной породы, как у многих птиц, уровень сахара в крови весьма высок, что малохарактерно для многих видов млекопитающих. По нашим данным, у птиц этой породы в месячном возрасте количество сахара в крови колеблется в пределах 215–230 мг %, причем оно зависит от их пола и времени суток.

Применение новых для этих птиц условий существования, т.е. содержание их на определенные сроки в измененных в фазовом отношении условиях освещенности, способствует проявлению у них необычных гликемических реакций, которые в естественных ситуациях или в нормальных режимах освещенности приурочены к суточным биоритмам, запускаемым центральными нейроэндокринными механизмами, скорее всего, эпифизарно-гипоталамическим ритминдуцирующим комплексом [1, 2]. Так, у японских перепелов, содержавшихся в птичнике с 24-часовой освещенностью, уровень сахара в крови по сравнению с нормой был значительно повышенным (до 277–294 мг %), что свидетельствует о нарушении усвоения сахара крови в их организме в условиях постоянного воздействия светового фона в среде их обитания.

Известно, что повышение сахара в крови усиливает возбуждение многих нервных центров, в частности, увеличивает неспецифическую двигательную активность животных. Поэтому колебания сахара в крови птиц могут быть одним из стимуляторов гипотетических центров полета птиц.

Изменение содержания глюкозы в крови у месячных японских перепелок, помещенных в условия новых суточных режимов освещенности и получавших сахарную нагрузку (М ± m, n = 6 в каждой исследованной группе птиц)

Последовательность в группировании птиц по полу и условиям опыта

Уровень сахара в крови, мг %

Контроль (в 1000 часов)

После сахарной нагрузки (в расчете 3 г/кг массы тела)

1030

1100

1130

1200

♀ контрольной группы

282 ± 2,57

238 ± 1,27

p > 0,2

230 ± 1,07

p > 0,2

226 ± 2,33

p > 0,5

230 ± 1,57

p = 0,05

♀ опытной группы, содер. в усл. 24-х ч освещенности

294 ± 3,6

332 ± 2,74

p < 0,001

342 ± 1,67

р < 0,001

308 ± 1,80

p < 0,001

290 ± 1,97

p = 0,05

♂ контрольной группы

275 ± 1,81

312 ± 1,15

p < 0,001

325 ± 1,34

р < 0,001

330 ± 1,99

p < 0,001

270 ± 1,26

p < 0,01

♂ опытной группы, содер. в усл. 24-х ч освещенности

246 ± 3,66

247 ± 2,18

p > 0,05

297 ± 2,8

р < 0,001

277 ± 3,69

p < 0,001

255 ± 2,7

p = 0,05

♀ содер. в цикле «двух ночей и двух дней»

269 ± 10,03

336 ± 12,83

p < 0,001

329 ± 2,95

р < 0,001

295 ± 6,24

p = 0,05

267 ± 6,72

p > 0,05

♂ содер. в цикле «двух ночей и двух дней»

290 ± 10,54

363 ± 8,74

p < 0,001

345 ± 7,43

P < 0,001

333 ± 8,17

p < 0,01

298 ± 5,63

p > 0,05

Примечание. Уровни достоверности (р-значений) определяли по различиям величин сахара в крови в указанных интервалах времени по отношению к контрольной.

У японских перепелов, содержащихся в режиме освещенности, обычно применяемой в птицеводстве, уровень сахара в крови у самок 282 ± 2,57 мг % по сравнению с условиями двух ночей и двух дней у самок 269 ± 10,03 мг % свидетельствует о нарушении усвоения сахара в крови в их организме.

Переведение птиц из таких нестационарных условий освещенности в еще более необычный для них цикл смены ночей и дней (в нашем примере в цикл двух намеренно укороченных ночей и дней) оказывало на динамику сахара крови такое воздействие, что она постепенно принимает некую ритмичность, характерную для этих новых условий содержания.

У перепелят в месячных возрастных группах возникшие условные рефлексы в различных часах продолжительности одного дня (24 часа) оказывают тормозящее действие на центральную нервную систему птиц, выращенных в закрытых помещениях. А у экспериментальных птиц в двух дневных и двух ночных ритмах образовавшийся условный рефлекс стимулирует на действие центральную нервную систему.

В процессе приспособления к среде у птиц выработались адаптивные программы поведения, состоящие из сложных цепей условных и безусловных рефлексов. Безусловные рефлексы начинают срабатывать в определенный период развития птиц и частично адаптируют их к окружающей среде. Полная и всесторонняя связь птиц с окружающей среды осуществляется условными рефлексами, созданными на временных раздражителях и экологических сигналах. В закрытых помещениях у птиц в результате их образа жизни исчезают старые рефлексы, возникают новые. Стереотип поведения выработался в результате филогенетической адаптации к внешнему комплексу сигналов среды и осуществляется при наличии этих сигналов. Эволюционный отбор выбирает те сигналы (сигнальные раздражители), которые с большой долей вероятности сообщают о том, что ситуация, необходимая для проявления данной реакции, наступила. Отдельные цепи рефлекторных реакции включаются последовательно в результате воздействия определенного сигнала извне, и выполняется та или иная программа поведения или ее часть [3, 4, 7].

В ряде исследований, в отношении некоторых лабораторных животных (крыс, кроликов) применяли сахарную нагрузку в различных условиях опыта (при депривации зрительного анализатора, эпифиз-эктомии, физической нагрузки) и было показано, что в зависимости от характера воздействия сахар крови метаболизируется своеобразно, либо его содержание увеличивается и долго сохраняется на этом уровне, либо же оно поддерживается на сопредельных физиологических уровнях [1, 2]. Применение сахарной нагрузки к исследуемым птицам подтвердило эту закономерность и, кроме того, дало нам основание заключить, что изменения фазы темноты и освещенности может повлечь за собой разноуровневые сдвиги в содержании сахара в крови. Наши наблюдения показали, что молодые японские перепелы мясной породы усиленно кормятся даже в измененных дневных фазах суточной периодики, и возможно, это вызывает дополнительное повышение сахара в крови у них.

Таким образом, проведенные исследования позволяют заключить, что гликемические реакции у японских перепелов мясной породы развиты достаточно сильно, степень проявления этих реакций зависит от их половой дифференцировки и от долготы освещенности среды их обитания, а цикл «двух ночей и двух дней» благоприятствует их развитию (по данным прироста их массы), сахарная нагрузка же в этих условиях может положительно сказываться на активность птиц в поведенческом плане.

Полученные результаты показывают, что умелое использование естественного ритма активности и покоя куриных птиц в сочетании с искусственным позволяет добиваться высоких показателей продуктивности. Таким образом, естественный ритм активности и покоя куриных птиц активизирует обменные процессы в организме перепелят.

Рецензенты:

Алиев А.Г., д.б.н., профессор, зав. кафедрой физиологии человека и животных Бакинского государственного университета, г. Баку;

Фараджев А.Н., д.б.н., профессор, зав. кафедрой физиологии человека и животных Педагогического университета, г. Баку.

Работа поступила в редакцию 23.09.2013.


Библиографическая ссылка

Алиева Ф.А., Мусаев А.М. ВЛИЯНИЕ НОВОГО СУТОЧНОГО РИТМА И САХАРНОЙ НАГРУЗКИ НА ДИНАМИКУ СОДЕРЖАНИЯ САХАРА В КРОВИ У ЯПОНСКИХ ПЕРЕПЕЛОК // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 10-8. – С. 1730-1733;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=32652 (дата обращения: 18.10.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074