Недавние исследования, проводимые в Нидерландах, показали, насколько качество воздуха зависит от содержания помещения для откормочных свиней, и как от этого страдает система защиты лёгких свиней.
Было много разговоров о пагубном влиянии пыли на продуктивность свиней, тем не менее исследований на эту тему было проведено немного.
В ходе исследований выяснялось, насколько разрушительной является пыль для респираторной системы свиньи. Если свинья постоянно дышит пыльным воздухом, то неизбежно респираторные функции подавляются, и происходит, например, сужение бронхов. Наряду с нарушением дыхательных функций, пыль разрушает механизмы защиты лёгких.
В недавнем времени Министерство сельского хозяйство профинансировало два исследовательских проекта, направленных на выяснение того, как система содержания свиней влияет на содержание пыли в воздухе, а также того, как пыль воздействует на бронхоальвеолярные клетки.
Качество воздуха в сравнении
Среда содержания свиней должна соответствовать требованиям, обеспечивающим благосостояние свиней. Так, качество полов и подстилки неизменно влияет на наличие пыли в помещении. Именно эти аспекты и были рассмотрены на экспериментальной ферме. Основной фокус был сделан на скоплениях пыли, состав и концентрацию которых измерили, а источник возникновения - выяснен. Системы содержания свиней оказались следующими:
- Регулярное, на частично (40%) щелевых полах.
- Такое же, как и в пункте 1, плюс ограниченное количество соломы (6 г/день/1 свинья).
- Свободно-выгульное содержание, твёрдые полы, солома.
Значительное количество вдыхаемой пыли (менее 100 μm) было обнаружено в третьем случае и ситуация ухудшалась к концу откормочного периода (таблица 1). Вдыхаемая пыль (менее 5 μm), попадающая непосредственно в лёгки, дала похожие результаты. Такие показатели оказались неожиданными, но вполне объяснялись тем, что солома в помещении рассыпалась на мелкие частицы.
|
Система содержания |
Недели с начала периода откорма |
||||||||||
|
|
1 |
4 |
7 |
12 |
|||||||
|
Концентрация пыли (мг/м3 ) |
|||||||||||
|
Вдыхаемая |
В лёгких |
Вдыхаемая |
В лёгких |
Вдыхаемая |
В лёгких |
Вдыхаемая |
В лёгких |
||||
|
Регулярное |
2.9 |
0.34 |
2.4 |
0.27 |
2.4 |
0.27 |
2.1 |
0.23 |
|||
|
Регулярное+немного соломы |
3.8 |
0.37 |
3.7 |
0.43 |
2.5 |
0.28 |
1.6 |
0.18 |
|||
|
Свободно-выгульное |
2.1 |
0.16 |
3.4 |
0.27 |
3.4 |
0.40 |
5.7 |
0.71 |
|||
С помощью электронного микроскопа были проанализированы источники пыли (таблица 2). Даже учитывая вариативность данных, можно смело утверждать, что солома - огромный источник пыли, наряду с кожным покровом свиней. Значение последнего может быть переоценено, из-за невозможности собрать частицы кожи свиньи.
По данным других исследований, эндотоксины - продукты гибели грамотрицательных бактерий - вызывают дыхательные нарушения, особенно у человека. По данным нашего исследования, концентрация эндотоксинов при регулярном и свободно-выгульном содержании оказалась в 4 и 10 раз, соответственно, выше нормы, установленной Национальным консульством здравоохранения в Нидерландах. Кратковременные скопления эндотоксинов имеют даже большую концентрацию (см. таблицу 3).
|
Соотношения источников пыли и чистого воздуха |
||||
|
Система содержания |
Источник пыли |
|||
|
|
Корм |
Фекалии |
Кожный покров |
Солома |
|
Регулярное |
1/3 |
1/3 |
1/3 |
- |
|
Регулярное+немного соломы |
1/5 |
1/5 |
2/5 |
1/5 |
|
Свободно-выгульное |
1/9 |
2/9 |
3/9 |
3/ |
|
Средняя концентрация эндотоксинов |
||
|
Система содержания |
Средняя концентрация эндотоксинов |
|
|
|
(нг/мг пыли) |
(нг/м3 воздуха) |
|
Регулярное |
39.3 |
64.5 |
|
Регулярное+немного соломы |
36.1 |
88.8 |
|
Свободно-выгульное |
80.7 |
240.1 |
Искусственное создание пыли
Для проведения исследований, было необходимо поместить свиней в пыльную среду. Так с помощью буфера свиньям ежедневно в течение 90 мин создавались пыльные условия существования. Чтобы удобнее было отслеживать действие пыли на дыхательную систему и измерять количество вдыхаемой пыли, сделали так, чтобы свиньи вдыхали её только носом. Концентрацию частиц вдыхаемой пыли постоянно измеряли и регулировали буфер.
Для эксперимента использовали два вида пыли: «комплексную», анализируемую длительное время в помещении регулярного содержания, и «фекальную», полученную из фекалий откормочных свиней. В первую очередь, исследователи обращали внимание на то, как действует пыль на защитные клетки лёгких, особенно на альвеолярные макрофаги. Для эксперимента с фермы с высоким иммунным статусом «позаимствовали» 8-месячных свиней. В свободное от опытов время свиньи содержались в чистом экспериментальном помещении.
Группа свиней, «посаженная» на комплексную пыль путём ингаляции вдыхали в среднем 5.9 мг/м3 пыли. Как выяснилось ранее, именно такая доза была средней при регулярном содержании. Свиньи, «сидящие» на фекальной пыли, вдыхали 10 мг/м3, что в два раза выше нормы при регулярном содержании.
За три дня до начала первого опыта и через 24 ч после проведения последнего исследователи устроили свиньям бронхоальвеолярное промывание. В бронхоальвеолярной жидкости исследователи подсчитали и зафиксировали количество клеток: макрофагов, гранулоцитов и лимфоцитов. По завершении эксперимента свиньи были убиты, а их лёгкие исследованы на предмет повреждений.
Система защиты лёгких
В ходе эксперимента не было замечено ни нарушение интенсивности дыхания, ни изменения дыхательного объёма. Это говорит о том, что свиньи спокойно переносили вдыхание пыли, что не нарушило параметров дыхания.
Наиболее интересные изменения произошли в активности альвеолярных макрофагов. Благодаря перемещению свиней в чистое помещение процент антигенно-положительных клеток снизился. Кроме того, пыль негативно повлияла на фагоцитные клетки в лёгких, которые являются хорошей защитой от патогенов. Хотя повышенная активность предполагает усиление защиты против патогенов, но слишком высокий иммунитет может повредить лёгким.
Применение различных доз пыли не позволяет сравнить действие разных её источников. Но метод вдыхания пыли только носом дал результат, позволяющий сравнить тот вред, который наносит пыль респираторному тракту.
