КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 25-16-00095
НазваниеФизиолого-биохимическая оценка вкусовых и питательных свойств компонентов корма и корреляции всех показателей для цыплят с использованием фистульных технологий
Руководитель Зайцев Сергей Юрьевич, Доктор биологических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр животноводства - ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста" , Московская обл
Конкурс №104 - Конкурс 2025 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки; 06-204 - Животноводство
Ключевые слова Физиология и биохимия животных, птицеводство, цыплята-бройлеры, компоненты корма, белки, липиды, аминокислотный состав, корреляции, фистульные технологии.
Код ГРНТИ68.39.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Настоящий проект направлен на изучение механизмов адаптации системы пищеварения цыплят (кросса «Смена 9») к рационам с определенным компонентным составом кормов, с использованием фистульных технологий; физиолого-биохимическую оценку всех показателей системы пищеварения, крови, мяса и корреляции всех этих показателей для цыплят; разработку новых эффективных рационов при оценке функциональной активности и «здоровья» кишечника; углубления и развития научно-методических основ ведения рационального птицеводства. На основе полученных новых знаний будут разработаны подходы к управлению качеством продукции птицеводства, что особенно важно и актуально в последние десятилетия стремительного увеличения производства и потребления мяса кур в России и в мире. Например, на долю мяса птицы в России и в мире приходится «около 46% и 39% от всего производимого мяса» (из доклада академика Фисинина В.И., 15.10.2022). Фундаментальная научная значимость, новизна и актуальность решения обозначенной проблемы в данном проекте состоит в том, чтобы: 1) изучить активность дуоденальных ферментов, усвоение питательных веществ, морфо-биохимические показатели крови с определением активности пищеварительных ферментов и иммунологических показателей при замене в рационе цыплят-бройлеров определенных белковых, жировых, углеводных компонентов; 2) исследовать микробиом кишечника у цыплят-бройлеров при адаптации к определенным компонентам корма с использованием современных молекулярно-генетических методов; 3) выполнить корреляционный анализ активности пищеварительных ферментов в разных биологических средах цыплят-бройлеров (химус тонкого отдела кишечника, плазма крови, помет, а также изучить связь переваримости и усвояемости питательных веществ в кишечнике с активностью пищеварительных ферментов и составом микрофлоры); 4) оценить динамику «физиологического ответа» пищеварительных желез на состав и отдельные компоненты корма с целью создать базу данных для использования ее при составлении кормовых рационов для птицы, внести изменения в компьютерные программы по составлению рационов питания птицы; 5) разработать метод оценки пищеварения у цыплят-бройлеров в процессе адаптации к определенным компонентам корма и установить критерии физиологической нормы и патологии по показателям фекальной активности пищеварительных ферментов и соотношениям микрофлоры; 6) на основании разработанных показателей оценки пищеварительной функции у цыплят-бройлеров выполнить работу по корректировке состояния здоровья ферментными, пробиотическими препаратами и ферментно-пробиотическими комплексами (альтернативными антибиотикам).
Новизна исследований будет заключаться в разработке методики физиологической оценки компонентов рациона с учетом вкусовых и питательных показателей, а также возможности замены одних компонентов другими без ущерба для функции пищеварительной системы и продуктивности животных; разработке комплексной системы оценки функциональной активности кишечника и «здоровья» пищеварительного аппарата посредством оценки активности пищеварительных ферментов в дуоденальном химусе и крови, а также соотношения состава микрофлоры кишечника, иммунного гомеостаза пищеварительной системы с учётом гормональных и лизосомальных катионно-белковых показателей; оптимальных рецептов использования ферментных препаратов и пробиотиков при различных отклонениях от нормы. У команды есть доступ к инфраструктуре, необходимой для выполнения проекта.
Ожидаемые результаты
Реализация задач настоящего проекта позволит получить следующие результаты:
- будут получены новые знания по адаптации пищеварительной системы нового кросса цыплят-бройлеров «Смена» к определенным белковым, липидным и углеводным ингредиентам корма с использованием системного подхода в хроническом эксперименте, позволяющем получить фундаментальные знания мирового уровня, которые будут опираются на показатели дуоденального пищеварения in vivo и молекулярно-генетические методы исследования экспрессии генов в клетках кишечника при использовании разных компонентов в рационе;
- будут получены ключевые корреляции всех показателей (физиолого-биохимических и зоотехнических) для цыплят с использованием фистульных технологий;
- будут даны рекомендации по методам оценки функциональной активности кишечника и состояния его здоровья на основе определения активности пищеварительных ферментов кишечника и крови цыплят-бройлеров в сочетании с показателями резистентности и иммунитета, а также молекулярно-генетическим анализом микрофлоры;
- будут рекомендованы способы применения биологически активных добавок (ферментов, пробиотиков) с целью коррекции функции пищеварения, альтернативных использованию кормовых антибиотиков в промышленном птицеводстве.
Новый отечественный кросс цыплят-бройлеров «Смена 9» обладает рядом физиологических особенностей по сравнению с предшественниками и альтернативными зарубежными кроссами. Поэтому для реализации генетического потенциала птицы необходимо изучить возможность эффективного усвоения питательных веществ рациона для того, чтобы разработать наиболее эффективные рационы, позволяющие получать максимальные приросты живой массы и сохранять «здоровье» кишечника при замене дорогостоящих компонентов на более дешевые, причем с содержанием «трудногидролизуемых» элементов. Знание особенностей механизмов адаптации кишечного пищеварения к различным по ингредиентному составу кормам позволит более грамотно подходить к вопросам подбора компонентов, чтобы не допускать нарушения функции пищеварительной системы и продуктивности птицы. Кроме этого, стимулируя элементы регуляторного процесса выделения пищеварительных соков можно влиять на гидролиз питательных веществ, тем самым обеспечивая высокую эффективность усвоения корма и наиболее полное использование генетического потенциала птицы.
Изучение адаптации пищеварения к характеру питания должно базироваться на функции нервной системы и гуморальных факторов, участвующих в регуляции данного процесса. В этом случае наиболее эффективным методом является изучение кишечного пищеварения в хроническом эксперименте, т.е. на заранее прооперированном здоровом животном, при гуманном отношении к животным. Лаборатория при кафедре физиологии, этологии и биохимии животных РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева во главе с проф. Вертипраховым В.Г. в настоящее время является чуть ли не единственной в РФ, где выполняются подобного рода исследования. Более того, сотрудники ФГБНУ ФИЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста , в консорциуме данного проекта во главе с проф. Зайцевым С.Ю., являются ведущими учеными в области физиологии и биохимии с/х животных с работами и публикациями на мировом уровне.
Важно отметить, что вопросы использовании показателей активности ферментов поджелудочной железы в крови цыплят-бройлеров в качестве маркеров состояния «здоровья» поджелудочной железы и пищеварительной системы; также как их связь с панкреатическими ферментами в кишечнике и выполняемая ими функция в крови до настоящего времени системно не изучены. В результате комплексного подхода, используемого научным коллективом для реализации проекта, будут разработаны эффективные варианты рационов для цыплят-бройлеров с учетом доступности питательных веществ всех компонентов.
Научно-практическая и общественная значимость проекта состоит в том, что наряду с новыми фундаментальными знаниями мирового уровня будут разработаны рекомендации для питания нового кросса цыплят-бройлеров «Смена-9», которые позволят в полной мере реализовать генетический потенциал, снизить заболеваемость желудочно-кишечными болезнями птицы, а использование ферментных препаратов и пробиотиков позволит получать экологически чистую животноводческую продукцию - основу здоровья населения страны.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Все планируемые в отчетный период работы (п.1.1-1.5) выполнены полностью в ФГБНУ ФИЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста и РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева. Дополнительно (1.6) к плану определено содержание общих аминокислот в крови цыплят.
1.1. Задействованные в эксперименте цыплята-бройлеры прооперированы в 15-20-суточном возрасте с постановкой кишечной фистулы по методу Вертипрахова (2022) для получения дуоденального химуса (ДХ). Фистулированных цыплят разделили в 2-х экспериментах на 6 групп. 1(к) и 5(к) группы (контроль) – основной рацион (ОР), включая количество сырого жира (СЖ) 5%. Опытные (о) группы: 2(о) – ОР + 25% семян рапса (СР) (9,5% СЖ); 3(о) – ОР с 50% СР (19% СЖ); 4(о) – ОР с 75% СР (28,5% СЖ); 6(о) – ОР с 10% СР (7,7%СЖ). Цыплят кормили из расчета 30% корма от дневной нормы для последующего сбора дуоденального химуса (ДХ) через 60 и 120 минут для исследования. Кормление проводили по методике РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева. Кровь получали от цыплят утром (натощак). Анализы крови и кормов проводили общепринятыми методами.
Вкусовые ощущения у цыплят к добавке СР оценивали через 60 минут (период сложнорефлекторной фазы I) регуляции пищеварения, питательную спустя 120 минут после кормления (пик нейрогуморальной фазы II). В группе 2(о) активность трипсина ДХ в фазе I увеличилась на 39,2% по сравнению с 1(к). В группах 3(о) и 6(о) активность трипсина ДХ в фазе II была ниже на 22,1% и 24,5% по сравнению с 1(к). Эти данные важно сочетать с возрастанием активности трипсина ДХ в фазе II на 12,3% по сравнению с ДХ в фазе I для группы 1(к), что связано с наличием высокобелкового компонента в корме.
1.2. Все полученные результаты по морфологическому составу крови фистулированных цыплят находятся в границах физиологических норм: количество лейкоцитов в шести группах изменяли от 34 до 20(×10^9/л); лимфоцитов – от 56% до 49%; гетерофилов – от 25% до 23%; базофилов – от 5,7% до 4,7%; эозинофилов – от 7,0%, до 13,0%; моноцитов – от 5,7%, до 5,2%; эритроцитов – от 2,6 до 2,3(×10^12/л); гемоглобин – от 105 до 78(г/л); гематокрит – от 28% до 32%. Замена в рационе от массы корма СР не оказывает существенного влияния на морфологический состав крови цыплят. Соотношение элементов лейкоформулы, как и других гематологических показателей крови у цыплят существенно не изменяется. Итак, замещение в рационе цыплят зерновой части на семена рапса (СР) приводят к заметным изменениям в активности трипсина в дуоденальном химусе, не оказывая существенного влияния на морфологический состав крови фистулированных цыплят в течение экспериментального периода (особенно до 25% СР в рационе).
1.3. В шести группах фистулированных цыплят показатели белкового обмена достоверно не различаются. Общий белок варьировался от 28,7 г/л до 35,1 г/л; альбумины: 13,4–15,5 г/л; глобулины: 15,4-19,6 г/л; креатинин: от 33,1 мкМ до 31,0 мкМ; мочевая кислота: 43,9–55,3 мкМ. Глюкоза от 11,7-10,7 мМ. Триглицериды: 0,2-0,3 мМ. Холестерин: от 1,4 мМ до 1,8-0,4 мМ, уровень Ca находился в пределах 2,6-2,8 мМ; уровень фосфора (P): 2,2-2,7 мМ; магния: 1,0-1,2 мМ; хлоридов: 99,8-103,5 мМ. Уровень активности ферментов: АЛТ: 8,4-9,1 МЕ/л; АСТ: 165-176 МЕ/л; ЩФ: от 3057 МЕ/л до 4705-2139 МЕ/л. Введение СР в рацион цыплят существенно не сказывается на уровне белкового, углеводного, липидного, минерального обменов. При максимальных добавках СР в рацион наблюдали самое высокое содержание белка и самое низкое содержание холестерина в сыворотке крови. При минимальных добавках СР наблюдали самое высокое содержание холестерина в сыворотке крови. При этом во всех группах фистулированных цыплят отмечаем приемлемый разброс данных в пределах физиологических норм для отдельных показателей.
1.4. Изменение величин СКВА в крови фистулированных цыплят составляло: от 30,2 мг/л до 25,1 мг/л. Корреляции СКВА с общим белком и его фракциями, с метаболитами белкового обмена (мочевая кислота, билирубин, креатинин) являются умеренными или сильными. Корреляции СКВА с метаболитами липидного обмена и глюкозой не выявили четких зависимостей. Важно, что существуют очень сильные положительные корреляции СКВА с Ca (0,76-0,99) в опытных группах. Интересно, что корреляции СКВА с ферментами являются умеренными или сильными, но разнонаправленными. Наиболее стабильными остаются сильные связи между эритроцитами, гемоглобином и гематокритом во всех группах.
1.5. Подготовлены 4 статьи: 1 – опубликована (Zaitsev, S.Y. Methods and Protocols. 2025, Т. 8, №6, 139. https://doi.org/10.3390/mps8060139 ), 1 – в печати (справка прикреплена) и еще 2 статьи находятся на рецензировании. Зайцев С.Ю. докладывал результаты по тематике проекта на 3-х конференциях (во 2-й половине 2025 г.).
1.6. Дополнительно к плану определено содержание общих аминокислот (АК) в крови цыплят. Для большинства АК прослеживается чёткая тенденция к увеличению их содержания (в г/100мл) в крови фистулированных цыплят всех опытных групп относительно контроля, что соответствует изменениям в белковых показателях крови.
Публикации
1.
Зайцев С.Ю.
Major Antioxidants and Methods for Studying Their Total Activity in Milk: A Review
Methods and Protocols, 2025, 8(6), 139 (год публикации - 2025)
10.3390/mps8060139
2. Воронина О.А., Зайцев С.Ю. Особенности минерального обмена в росте и развитии цыплят-бройлеров Агрохимический вестник (год публикации - 2025)