Аннотация результатов, полученных в 2014 году
Раздел 1. За отчётный период разработана высокопроизводительная методика измерения динамического поверхностного натяжения (ДПН) и проведена её оптимизация для биологических жидкостей животных (в частности сыворотки крови и молока крупного рогатого скота). Модифицирован анализ полученных результатов измерения данных со специальной математической обработкой. Проведены систематические измерения ДПН сыворотки крови и молока крупного рогатого скота с использованием современного и высокочувствительного прибора ВРА-1Р (ФРГ). Определены поверхностно-активные свойства их компонентов в постнатальном онтогенезе по динамическому поверхностному натяжению. Для коров черно-пёстрой породы в возрасте 3-6 лет минимальные значения ДПН сыворотки крови (51,37-52,32 мН/м) получены для равновесного значения ДПН, а максимальные (70,69-71,63 мН/м) – для коротких времен – 0,02 с. Углы наклона тензиограмм составляли 8,19-9,31 мН•м-1с-1/2 и 5,49-6,47 мН•м-1с1/2 соответственно. У коров в возрасте от 2,5 до 5 лет наблюдалось плавное снижение значений ДПН при увеличении времени существования поверхности, лишь для животных в возрасте 1 года и 6 лет наблюдались особенности. Показатель λ1 зависит от возраста животных: от 1 года до 2,5 лет уменьшается на 56, 6%, от 2,5 до 4 лет изменяется в пределах ошибки и в среднем составляют 5,0±0,4 мН/м, для возраста 5 лет значения λ1 возрастают на 22%, а затем в возрасте 6 лет снижаются – на 40,9%. ДПН молока определяли для трех серий проб, разделенных по степени жирности (% жира < 2,5; % жира 2,5–4; % жира 4–6). Достоверные отличия в показателях ДПН обнаружены между первой и второй группой. Так, при снижении жирности молока все показатели ДПН тоже снизились: σ0 – на 3,6 % (p<0,01), σ1 – на 5,7 % (p<0,001), σ2 – на 3,4 % (p<0,05 ), σ3 – на 1 %; углы наклона: λ0 – на 3,7 % и λ1 – на 22 % (p<0,05). Раздел 2. Разработаны модельные липид-белковые, белок-солевые и липид-белок-солевые системы (на основе сывороточных белков, фосфолипидов и триглицеридов различных солей). Получены фундаментальные данные по трёхкомпонентным модельным биохимическим системам (т.е. липид-белок-солевым смесям) в концентрациях, приближенных к таковым в биологических жидкостях животных, что позволяет оценить вклад отдельных химических веществ (белки, липиды, соли) в суммарную поверхностную активность образца. Выявлена взаимосвязь между данными ДПН модельных систем и биологических жидкостей животных. Раздел 3. Изучены биохимические и клинические показатели крови высокопродуктивных молочных коров (n=107) в различные физиологические периоды (до отела, период раздоя и пик лактации). Выявлены достоверные различия в концентрации ряда метаболитов азотистого, углеводного и липидного обмена. Выполнен предварительный выбор показателей для оценки состояния метаболического стресса у высокопродуктивных коров, обусловленного лактацией. Установлены связи статуса коров по вирусу лейкоза (носители и не носители) с рядом биохимических и клинических показателей крови животных. Полученные данные будут использованы для разработки системы биомаркеров оценки состояния и коррекции обмена веществ, повышения устойчивости к заболеваниям у высокопродуктивных молочных коров. Раздел 4. Методом ближней инфракрасной спектроскопии (БИК) исследован химический состав льняной костры, которая является крупнотоннажным отходом льноперерабатывающей промышленности. Льняная костра получена после переработки льна-долгунца сорта ТОСТ 5 и Антей. Показано, что применение биорегуляторов Биопаг-Д и ЗСК на льне-долгунце повышает урожайность льносоломы на 9-12%, льнотресты – на 1,5-8%, волокна на фоне ЗСК – на 6-7%, увеличивается выход льняной костры более 2 ц/га по сравнению с контролем. С использованием БИК-спектроскопии установлено, что химический состав льняной костры удовлетворяет требованиям по качеству кормов. Содержание сырого протеина в зависимости от обработки биорегуляторами в льняной костре составляет 1,7-5,1%, сырого жира – 1,0-4,2%, сырой золы – 1,7-4,0%, сырой клетчатки – 51-65% при оптимальных концентрациях кальция 0,67-1,02% и фосфора – 0,15-0,27%. Обменная энергия льняной костры в расчете на воздушно-сухое вещество составляет в среднем 3-7 МДж/кг, что соответствует средним значениям данного показателя для соломы зерновых культур. Содержание кормовых единиц в 1 кг сухого вещества льняной костры 0,11-0,23 кг. Максимальное значение кормовых единиц наблюдается для костры сорта Антей при обработке Биопагом, а минимальное – для сорта ТОСТ 5, обработанного ЗСК. Данные по химическому составу и энергетической ценности льняной костры подтверждают возможность ее использования в качестве кормовой добавки для сельскохозяйственных животных.

Аннотация результатов, полученных в 2015 году
Раздел 1. За отчётный период на основе полученных результатов создана база данных по основным биохимическим параметрам крови у отдельных видов животных в онтогенезе (см. сайт ФГБОУ ВО МГАВМиБ - МВА имени К.И. Скрябина http://www.mgavm.ru/facultas/vbf/kafedras/chemistry/sience_work.php). Установлены основные закономерности изменения параметров крови трех видов животных (крупный рогатый скот, свиньи, куры) в онтогенезе, что соответствует мировому уровню исследований в данной области. В частности, у крупного рогатого скота с возрастом в крови наиболее значительные изменения происходят в уровне альбуминов и ряда липидов. Это отражается также на параметрах динамического поверхностного натяжения (ДПН) сыворотки крови, что является оригинальным подходом и не имеет аналогов в мире. При беременности животных ряд содержащихся в крови веществ существенно изменяется по количеству и по активности. Это приводит к определенным изменениям значений ДПН сыворотки крови стельных коров, что обнаружено впервые. У поросят самые существенные различия в параметрах крови наблюдаются после 60 суток. Например, уровень общего белка постепенно растет (начиная с 3-месячного возраста) и стабилизируется, достигая 73,2±2,5 г/л (к возрасту 7 месяцев). У цыплят в возрасте от 1 до 60 суток были определены значения основных биохимических и гематологических показателей (общий белок, глюкоза, общие липиды, фосфатидилхолин, лизоцим, эритроциты, гемоглобин, гематокрит, железо, медь, трансферрин, церулоплазмин и т.д.) сыворотки крови в сравнительном аспекте и выявлены их специфические изменения в процессе роста молодняка яичных кур. Такие изменения объясняются активным ростом животных, увеличением биосинтеза белка в их организме и связанными с ними физиолого-биохимическими процессами. По материалам исследования подготовлены документы для оформления «ноу-хау». Раздел 2. Получены результаты корреляционного анализа между параметрами ДПН молока коров и его основными биохимическими показателями (содержанием жира и белка), что позволит использовать взаимозаменяемость вышеуказанных показателей (при оценке биохимического статуса животных). В результате обработки экспериментальных данных были получены следующие диапазоны значений показателей: σ0 = 50,78-75,38 мН/м, σ1 = 52,20-75,42 мН/м, σ2 = 45,90-71,50 мН/м, σ3 = 40,38-67,34 мН/м, λ0=2,31-16,4 мН∙м-1с-1/2, λ1=0,97-17,34 мН∙м-1с-1/2, жир 2,35-5,01%, белок 2,75-4,84%. A modeling of the relationship between the milk DST and biochemical parameters has been carried out by regression analysis. Regression equations have been developed to calculate the fat and protein contents according to the DST parameters from the complete and simplified versions of the model. Посредством метода регрессионного анализа было осуществлено моделирование взаимосвязи ДПН с биохимическими параметрами молока. Разработаны регрессионные уравнения для расчета содержания жира и белка по данным ДПН с вариантами полной и упрощенной модели. Раздел 3. Совместно с ВИЖ им. К.И. Эрнста создана база данных по основным параметрам крови крупного рогатого скота больного лейкозом или с подозрением на заболевание лейкозом (см. сайт ФГБОУ ВО МГАВМиБ - МВА имени К.И. Скрябина http://www.mgavm.ru/facultas/vbf/kafedras/chemistry/sience_work.php). Определены различия в метаболических параметрах и профилях лейкоцитов в крови у коров, зараженных вирусом лейкоза КРС (сокр. BLV+) по сравнению с не инфицированными коровами (сокр. BLV-). В частности, в крови BLV+ коров повышено содержание: общего белка (+6,89 г/л), глобулинов (+6,95 г/л,), мочевины (+1,02 мМ/л), билирубина (+2,01 мМ/л), тогда как значительно понижено содержание: глюкозы (-0,50 мМ/л), триглицеридов (-0,04 мМ/л), щелочной фосфатазы (-63,1 ИЕ/л), АСТ (-1,56 ИЕ/л) по сравнению с BLV- коровами. Раздел 4. Получены новые композиции заданного состава как для улучшения сохранности кормов и их других показателей для использования в отдельных областях животноводства, так и для повышения качества, интенсивности развития и жизнеспособности молодняка кур яичных кроссов. Разработанная (совместно с ФГБОУ ВО РГАУ – МСХА имени К.А.Тимирязева) композиция биологически активных веществ (БАВ) использована для обработки костры, получающейся при первичной переработке льняной и пеньковой тресты. Применение этой композиции на основе культуральной жидкости позволяет повысить сроки хранения кормов и кормовых добавок за счет снижения скорости разложения органических веществ в 1,5-1,7 раза, повысить кормовую ценность обработанной костры до 0,3-0,4 корм.ед. Разработана композиция БАВ и методика ее использования в кормах для цыплят яичных кроссов; определены оптимальные концентрации БАВ (янтарная и аскорбиновая кислоты в дозах 20 мг/кг и 10 мг/кг), которые способствуют повышению естественной резистентности цыплят в онтогенезе. Разработан инновационный подход к визуализации структур клеток животных с использованием нового прекурсора, который способен к флуоресценции после фотоактивации. Полученные в 2015 г. результаты опубликованы в 6 статьях, 5 кратких сообщениях и 18 тезисах докладов на международных конференциях.

Аннотация результатов, полученных в 2016 году
В 2016 году по разделу 1 были не только завершены работы по совместному изучению основных биохимических параметров и показателей динамического поверхностного натяжения (ДПН) крови коров, но и проведен регрессионный анализ для определения статистической зависимости между ними. Основное внимание было уделено выявлению взаимосвязи показателей ДПН с содержанием белков и липидов в сыворотке крови коров. Установлены следующие закономерности: [Общий белок] = 0,64 σ0 – 0,46 σ1 – 0,43 σ2 + 0,31 λ1 + 76,4; p-value (%):<2,5; [Альбумин] = 0,98 σ0 – 0,25 σ1 – 0,39 σ2 + 0,01 σ3 – 0,22 λ0 + 10,22; p-value (%): <0,01; [Триглицериды] = – 0,11 σ1 + 0,14 σ2 – 0,1 σ3 – 0,09 λ1 + 5,79; p-value (%): <<0,01; [Холестерол] = 0,25 σ1 – 0,22 σ2 – 0,1 λ0 + 0,12 λ1 + 0,71; p-value (%): <<0,01. Эти и ряд других параметров: креатинин, кальций, хлор, калий и некоторые ферменты (аланинаминотрансфераза, аспартатаминотрансфераза, щелочная фосфатаза) могут быть выражены регрессионными уравнениями с вероятностью «p-value» в диапазоне 0,01-0,8%, а значит, существенно влияют на параметры ДПН сыворотки крови и могут быть определены через ДПН. Впервые проведен корреляционный анализ между параметрами ДПН сыворотки крови и соответствующими параметрами молока коров. Сильные корреляционные связи (от -0,873 до -0,995) отмечаются между показателями ДПН молока и крови у глубокостельных коров. Такие сильные корреляции свидетельствуют об однотипности процессов адсорбции основных компонентов крови и молока (как важнейших биологических жидкостей) на границе раздела фаз. Для животных других возрастов и репродуктивного периода отмечены средние корреляционные связи разного знака, что связано с изменениями во всех видах обменов. Указанные эффекты подтверждены данными проведенного корреляционного анализа между соответствующими биохимическими показателями крови и составом молока коров. Таким образом, комплексное использование методов биохимического анализа и определения ДПН таких биологических жидкостей позволяет всесторонне оценивать метаболические изменения в организме коров в зависимости от возраста и стадии лактации. Впервые получены метаболические параметры сыворотки крови коз, выраженные в биохимических и ДПН показателях в зависимости от периода репродуктивного цикла и возраста. Биохимический анализ сыворотки крови показал наибольшую интенсивность белкового и липидного обменов у коз во время пика лактации по сравнению с сухостойными на последнем месяце сукозности. Выявлена взаимосвязь между данными ДПН и биохимическими показателями сыворотки крови. Наибольшее количество сильных и средних взаимосвязей отмечается: обратных между уровнем холестерола в крови с σ0 (r=-0,80), σ1 (r=-0,72), σ2 (r=-0,39); уровнем общего белка с σ2 (r=-0,56) и σ3 (r=-0,62); альбуминов с σ1 (r=-0,42), σ2 (r=-0,74) и σ3 (r=-0,90); активностью АлАТ со значениями σ2 (r=-0,47) и σ3 (r=-0,63); прямых между концентрацией общего белка и значениями λ0 (r=0,62) и λ1 (r=0,84); уровнем альбуминов с λ0 (r=0,46) и λ1 (r=0,68); уровнем мочевины и σ1 (r=0,36), σ2 (r=0,43) у коз. По разделу 2 совместно с ВИЖ им. Л.К. Эрнста в ходе проведения корреляционного анализа установлена связь потенциальных биомаркеров лейкоза (ВЛКРС) с биохимическими показателями сыворотки крови у коров чёрно-пёстрой породы. Так, в сыворотке крови коров, носителей ВЛКРС, уровень неэстерифицированных жирных кислот (НЭЖК) обратно коррелирует с уровнем холестерола (r=-0,39), а также с количеством альбуминов (r=-0,33), с триглицеридами (r=-0,09), а прямо - с общим билирубином (r=0,22). Уровень общего белка разнонаправленно коррелирует с уровнем альбуминов и глобулинов (r=-0,44, r=0,96). В сыворотке крови здоровых коров сильных (r>0,69) и средних (0,3<r<0,69) корреляционных связей выявлено больше. Уровень общего белка коррелирует с уровнем глобулинов (r=0,95), уровень мочевины с уровнем креатинина (r=0,68), уровень триглицеридов с уровнем холестерина (r=0,48). Интересным является сильная обратная корреляционная связь (r=-0,83), между уровнем глюкозы и НЭЖК в сыворотке крови здоровых коров. Уменьшение уровня НЭЖК в крови можно рассматривать как показатель снижения использования жиров при высоком содержании углеводов в крови. В сыворотке крови коров, носителей ВЛКРС, такой связи не выявлено, что может служить одним из критериев оценки ФБС коров. Совместно с ВИЖ им. Л.К. Эрнста сформирована база данных корреляционного анализа между уровнем основных биохимических показателей и нескольких потенциальных биомаркеров лейкоза в сыворотке крови крупного рогатого скота. По разделу 3: А) совместно с ФГБОУ ВО РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева разработан лабораторный аналитический комплекс (со специальной компьютерной программой) для экспресс-оценки химического состава кормов, их энергетической и питательной ценности для крупного рогатого скота на основе метода ближней инфракрасной спектроскопии и термического анализа. На все оборудование разработаны, согласованы и утверждены технические условия ТУ 6630-002-00492931-2016. Впервые получены спектральные характеристики различных образцов костры, кормов и кормовых добавок на ее основе, создан банк данных по 700 образцам и более 3500 показателям. Разработаны методики для оценки пищевой ценности и содержания в костре и других кормах: протеина, жира, крахмала, клетчатки, золы, кальция, фосфора, сахара, влаги, а также оценки содержания аминокислот (лизина, метионина, триптофана, треонина, суммы метионин+цистеин, аргинина). Установлено, что содержание клетчатки в образцах костры варьирует от 43 до 59 %, протеина 1,2-4,5 %, общая сумма жиров 1,5-4,8 %, зола 2-6%, Са – 0,1-0,7 %, Р – 0,2-0,9 %, К – 0,1-0,4%, содержатся макро- и микроэлементы, в т.ч. обладающие физиологической активностью: Na, K, Ca, Mg, Fe – 700-2500 мг/кг; Ni, Si, Zn, Al, Ba, Mn, Cr, Sn - 5-30 мг/кг; Cu, Pb, Co, Li - 1,5-0,1 мг/кг и других. Установлено, что применение костры в опытах по кормлению крупного рогатого скота позволяет увеличить питательность продукта до 0,4 корм. ед. в 1 кг, при этом перевариваемость клетчатки увеличивается до 60%. Рекомендовано введение в рацион животных костры до 1,0 кг для увеличения питательной и энергетической ценности кормов. Разработаны методические рекомендации по расчету энергетической и питательной ценности кормов (содержащих костру) на основе данных, получаемых с использованием разработанного аналитического комплекса (см. сайт ФГБОУ ВО РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева http://www.timacad.ru/faculty/chem/fizchem/index.php). По разделу 3: Б) установлено, что трансовариальная обработка разработанной нами композицией БАВ состава: коламин, янтарная кислота и серин (КЯС) положительно влияет на показатели биоконтроля инкубации. Например, за счет снижения отходов инкубации возросли показатели выводимости яиц от 2,42% до 7,46 % и вывода цыплят от 2,57% до 8,45 %; отмечается увеличение живой массы цыплят суточного возраста на 1,85-16,23%, а также уменьшение массы желточного мешка с остаточным желтком на 6,54-17,11% (в сравнении с контролем), что свидетельствует о лучшем усвоении питательных веществ. Таким образом, КЯС эффективны в отношении профилактики стресса в эмбриогенезе кур, т.к. способны улучшать резистентность опытных цыплят в сравнении с контролем. Сформирована база данных по основным показателям крови у цыплят при действии наиболее распространенных промышленных стрессоров (см. сайт ФГБОУ ВО МГАВМиБ - МВА имени К.И. Скрябина http://www.mgavm.ru/facultas/vbf/kafedras/chemistry/sience_work.php). Дополнительно к плану впервые установлены некоторые различия в биохимических показателях молока овцематок романовской породы и овцематок, являющихся гибридами (F2) архара (горного барана, Ovis ammon) и чистопородных овец романовской породы (Ovis aries), выведенных в ВИЖ им. Л.К. Эрнста. Начаты работы по определению параметров ДПН молока овцематок романовской породы и F2 гибридов (методом ВРА) в зависимости от дня лактации (совместно с ВИЖ им. Л.К. Эрнста). Полученные в 2016 г. результаты мирового уровня опубликованы в статьях, кратких сообщениях и тезисах докладов на конференциях: например, Zaitsev S. Yu. Dynamic surface tension measurements as general approach to the analysis of animal blood plasma and serum. Advances in Colloid and Interface Science. 2016 (IF 7.813) doi:10.1016/j.cis.2016.06.007 , P.201–213; монография Зайцева С.Ю. 2016; материалы V съезда физиологов СНГ и V съезда биохимиков России 2016 г.; FEBS Congress 2015, 2016 гг. и т.п.), что указывает на международный уровень и высокое качество выполнения работы. В 2016 г. по результатам исследований проведенных на предыдущем этапе работы, получены следующие РИД: 1) патент РФ № 2600820 «Способ определения жира и белка в молоке по результатам динамического поверхностного натяжения», авторы: Царькова М.С., Зайцев С.Ю., Довженко Н.А., Милаёва И.В., Воронина О.А., Царьков Д.В., (приоритет от 09.12.2015); опубликовано 27.10.2016 БИ № 30; 2) ноу-хау «Усовершенствованное проведение анализа крови методом межфазной тензиометрии на приборе PAT-1P», авторы: Зайцев С.Ю., Царькова М.С., Довженко Н.А., Милаёва И.В., Воронина О.А. (приоритет от 01.12.2015); распоряжение №206 Ректора ФГБОУ ВО МГАВМиБ - МВА имени К.И. Скрябина о введении режима коммерческой тайны от 29.11.2016. Подготовлены и опубликованы: 1) Белопyxов С.Л., Дмитpевскaя И.И., Зaйцeв С.Ю. Методические рекомендации по расчету энергической и питательной ценности кормов, содержащих костру, на аналитическом комплексе. М.: Изд-во РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева. 2016. 34 с. 2) Технические условия. TУ 6630-002-00492931-2016. Лабораторный аналитический комплекс для экспресс-оценки энергетической и питательной ценности кормов для крупного рогатого скота (срок введения 30 ноября 2016 г.). По результатам научного исследования в октябре 2016 г. коллективом получена Золотая медаль и диплом 1 степени на Международной Агропромышленной выставке Золотая осень-2016 (Москва), проводимой Министерством сельского хозяйства.( http://goldenautumn.moscow/exhibitors/contest-programme/ ). Таким образом, разработаны фундаментальные основы комплексной технологии мониторинга БАВ в кормах, биологических жидкостях (крови и молока), на примере коров. Учитывая замечания рецензента по отчету 2015 года, нами была не только доработана комплексная технология на примере коров, но и разработана инновационная технология для птицеводства. В случае продолжения данного проекта на 2017-2018 годы, будет проведена разработка комплексной технологии на примере овец и коз.