CC BY
26
Активность пищеварительных ферментов и количество пищеварительных соков у телят при использовании в рационе различного по качеству протеина*
Г.И. Левахин, д.с.-х.н, И.С. Мирошников, н.с, В.А. Рязанов, н.с, ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН; В.В. Гречкина, к.б.н, ФБГОУ ВО Оренбургский ГАУ
Из имеющихся немногочисленных исследований известно, что переваривание питательных веществ в различных участках пищеварительного тракта происходит неравномерно и может изменяться под воздействием ряда факторов, и в первую очередь в зависимости от размера и структуры рационов. Так, например, установлено, что рационы, содержащие большое количество грубых кормов, перевариваются у жвачных в основном в желудке, значительно меньшая их часть — в кишечнике.
Замена в рационе части грубых кормов сочными заметно изменяет соотношение переваривания питательных веществ в желудке и кишечнике. При этом резко увеличивается переваривание и всасывание сухих веществ в кишечнике [1]. При использовании таких рационов наблюдается более равномерное распределение процессов переваривания питательных веществ в желудке и кишечнике. В результате равномерного распределения нагрузки коэффициент переваримости питательных веществ повышается.
Большая роль в процессе пищеварения отводится ферментативной системе, которая посредством изменения состава эндогенных ферментов обеспечивает адаптацию к характеру пищи. Пищеварительные железы экзосекретируют два пула гидролитических ферментов: вновь постпранди-ально синтезированные и рекретированные ими из кровотока, в который они транспортируются тремя механизмами — эндосекреция гландулоцитов, резорбция гидролаз из протоковой системы желёз и тонкой кишки. Выключаемые из циркуляции путём рекреции ферменты принимают участие в процессе желудочно-кишечного пищеварения и выполняют сигнальную роль в модуляции секреторной, моторной и абсорбционной функций органов пищеварительного тракта [2].
Пищеварительная система крупного рогатого скота в течение эволюционного развития адаптировалась к ингредиентам корма. В зависимости от структуры рациона и его химического состава изменяется соотношение ферментов и их активность. Так, при растительном питании образуется амилаза, при животном — протеаза.
Применение метода фистулирования поджелудочной железы и двенадцатиперстной кишки позволяет установить сложнорефлекторные и нейрогуморальные механизмы адаптации панкреатической секреции к изменяющемуся составу корма [3—5].
Цель исследования — изучение активности пищеварительных ферментов и обмена аминокислот в пищеварительном тракте у животного при включении в рацион различных источников протеина.
Материал и методы исследования. Исследование проводили в лаборатории биологических испытаний и экспертиз ФНЦ биологических систем и агротехнологий РАН в рамках государственного задания. Объектом исследования были телята казахской белоголовой породы — 2 гол. со средней массой 110—120 кг. Как и в предыдущем опыте, телята содержались в одинаковых условиях: в специализированных клетках и свободным доступом к воде и корму. В основной рацион (ОР), сбалансированный по базовым питательным веществам (520 г протеина, 210 сырого жира) добавляли 15 кг силоса кукурузного, 0,5 кг сена разнотравного, 2,3 кг смеси концентратов, 35 г дикальцийфосфата, 35 г соли поваренной.
Наряду с изучением влияния количества и качества протеина на переваримость питательных веществ, рост и развитие подопытных животных была поставлена задача изучить процессы пищеварения в различных участках желудочно-кишечного тракта под влиянием вышеуказанных факторов.
Для осуществления поставленной задачи была проведена оригинальная операция по наложению дуоденального анастомоза [6, 7], сущность которой заключалась в выкраивании из двенадцатиперстной кишки отрезка длиной 4—5 см и фиксации в ней пластиковой трубочки. Ниже сшитого участка кишки вживлялась ещё одна трубочка, которая, образуя внешний анастамоз, соединялась с резиновой трубочкой для возврата панкреатического сока в двенадцатиперстную кишку.
После наступления физиологической нормы на оперированных животных были проведены два обменных опыта. Каждый из них включал подготовительный период (не менее 12 дней) и учётный период (3—4 дня). В течение подготовительного периода подопытным животным скармливали
* Работа выполняется при финансовой поддержке подпрограммы «Изучение механизмов адаптации системы пищеварения млекопитающих животных и птицы к рационам с различным ингредиентным составом кормов» в рамках государственного задания N0. 0761-2018-0031. Постановление Президиума РАН № 132 от 05.07.2017
одни и те же корма. Телятам первого учётного периода в рацион были введены корма животного происхождения (рыбная мука), второго учётного периода — подсолнечный шрот. Количество химуса и поджелудочного сока учитывали за 6-часовой период в течение 3 сут.
При обслуживании животных и проведении эксперимента руководствовались инструкциями и рекомендациями Russian Regulations, 1987 (Order No. 755 on 12.08.1977 the USSR Ministry of Health) and The Guide for Care and Use of Laboratory Animals (National Academy Press Washington, D.C. 1996).
В подготовительный период учитывали количество съеденного корма, выпитой воды и остатков корма, а в учётный собирали пробы выделенных кала и мочи, подсчитывали количество химуса, проводили анализ проб.
Амилазную активность определяли по методу Coles (1986), липазную активность образцов — по методу Boutwell (1962), протеазу — с использованием метода Батоева (1971). Аналитические данные подвергались статистическому анализу с помощью теста Стьюдента, как описано Snedecorand Cochran.
Статистический анализ выполняли с использованием методик ANOVA (программный пакет Statistica 10.0, «StatSoftlnc.», США) и Microsoft Excel. Достоверность различий сравниваемых показателей определяли по t-критерию Стьюдента. Уровень значимой разницы был установлен на P<0,05.
Результаты исследования. Химус у крупного рогатого скота поступает из желудка в кишечник в виде отдельных волн-порций. Количество по-ступаемого химуса и изменение размера отдельных волн и интервалов между ними меняется в зависимости от времени приёма корма, выпитой воды, от жвачек, а также от размера и состава рациона.
Анализ данных, характеризующих эвакуаторную функцию поджелудочной железы, показал, что в среднем за 1-й и 2-й учётные периоды опытов на 1 кг сухого вещества рациона телята выделили пищеварительных соков 12,18 и 16,53 л, химуса — 16,93 и 21,08 л соответственно. При этом количество пищеварительных соков и химуса, поступивших в желудок в пересчёте на 1 кг сухого вещества съеденного корма, уменьшилось во 2-й учётный период примерно на 19,7%.
На основе вышеизложенного можно предположить, что в наших опытах при одинаковой питательной ценности кормов выделение различного количества пищеварительных соков на 1 кг сухого вещества корма было связано с качеством протеина в рационе.
Чем ближе аминокислотный состав протеина корма к аминокислотному составу организма животного, тем меньше напряжение для организма, меньше соков должна выделить пищеварительная железа для синтеза т.н. своего белка.
Экспериментальные данные свидетельствуют, что активность ферментов, в частности амилазы, во 2-м периоде была на 7% выше, чем в 1-м. Однако активность протеазы и липазы в 1-й учётный период была на 33,7 и 40% соответственно выше, что связано со сложно рефлекторной и нейрохимическими фазами внешнесекреторной функции поджелудочной железы (табл.).
Активность ферментов дуоденального химуса у телят при использовании в рационе различного по качеству протеина (п = 5; X±Sx)
Период Активность ферментов, ед/л
опыта амилаза протеаза липаза
I 17,03±0,8 5,24±0,4 0,7±0,05
II 18,30±1,1 3,55±0,2 0,3±0,04
Известно, что независимо от содержания протеина в рационе благодаря выделению белков с пищеварительными соками в дуоденальном химусе содержится около 1% протеина. Выравнивание концентрации протеина в химусе происходит в основном за счёт выделения азота с пищеварительными соками.
Для нормального процесса пищеварения недостающее количество азотистых веществ животное восполняет за счёт собственных белков тела, в результате чего усиливается выделение обменного азота [8]. Следовательно, при широком белковом отношении в рационе оптимальное содержание азота в кишечном химусе достигается при увеличенном выделении белков с пищеварительными соками.
Вывод. В проведённом исследовании установлена зависимость выделения пищеварительных энзимов от ингредиентного состава корма, выраженная в увеличении выработки амилазы и снижении активности протеазы и липазы при переводе на рацион, включающий подсолнечный шрот.
Литература
1. Газдаров В.М., Нечипуренко Л.И. Физиолого-биохимиче-ские аспекты действия ферментных добавок в организме сельскохозяйственных животных // Тезисы докл. и сообщ. II Всесоюзн. совещ. по применению ферментных препаратов в животноводстве. Львов, 1979. С. 8—9.
2. Ездаков Н.В. Применение ферментных препаратов в животноводстве. М.: Колос, 1979. 210 с.
3. Калунянц К.А., Ездаков Н.В., Пивняк И.Г. Ферменты в животноводстве. М.: Россельхозиздат, 1974. 56 с.
4. Коротько Г.Ф. Рециркуляция ферментов пищеварительных желёз // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатоло-гии, колопроктологии. 2011. № 4. С. 14—21.
5. Левахин В.И. Новые приёмы высокоэффективного производства говядины: монография / В.И. Левахин, В.В. Попов, Ф.Х. Сиразетдинов [и др.]. М.: «Вестник РАСХН», 2011. 409 с.
6. Попов Н.Ф. Важные исследования особенностей пищеварения и обмена веществ у жвачных // Животноводство. 1962. № 12.
7. Фисинин В.И., Вертипрахов В.Г., Грозина А.А. Внешнесе-креторная функция поджелудочной железы кур (gallusgallusl.) в зависимости от ингредиентов рациона // Сельскохозяйственная биология. 2018. Т. 53. № 4. С. 811-819.
8. Шамсиев М.А. Влияние различного соотношения протеина и легкоперевариваемых углеводов в рационах на усвоение питательных веществ у коров: автореф. дисс. ... канд. биол. наук. М., 1964. 22 с.
