Кормление крупного рогатого скота высококонцентрированными кормами стимулирует рост, но может нанести вред здоровью рубца, приводя к воспалению. Ученые проверили, может ли добавление щелочного минерального комплекса в корм защитить здоровье животных.
Высококонцентрированные рационы широко используются для повышения показателей роста откормочного крупного рогатого скота; однако они часто нарушают целостность эпителия рубца, увеличивая риск руменита и системного воспаления.
Рубец является жизненно важным органом пищеварения у жвачных животных и служит основным местом микробной ферментации, в результате которой образуются летучие жирные кислоты. Его разнообразное и симбиотическое микробное сообщество поддерживает широкий спектр метаболических функций, напрямую влияя как на продуктивность животных, так и на здоровье.
Для повышения эффективности откорма мясных жвачных животных часто кормят высокоэнергетическими зерновыми рационами. Хотя такие рационы улучшают продуктивность, они также представляют угрозу для здоровья рубца, вызывая микробный дисбиоз. Этот дисбиоз может нарушать рубцовую ферментацию и метаболические процессы, ставить под угрозу целостность эпителиального барьера рубца и в конечном итоге ухудшать здоровье животных и снижать рентабельность фермы.
Для поддержания здоровья рубца и функции эпителиального барьера в рацион жвачных животных обычно добавляют пищевые добавки.
Например, бикарбонат натрия помогает нейтрализовать кислоты брожения и уменьшить повреждение эпителия, в то время как монензин модулирует микробный состав и характер брожения, тем самым поддерживая восстановление эпителия в условиях высококонцентрированного кормления.
Хотя дрожжи могут эффективно восстанавливать микробный баланс желудочно-кишечного тракта, особенно когда животные сталкиваются с расстройствами пищеварения или стрессом, их влияние на показатели роста у жвачных животных остается непостоянным из-за специфичности штаммов, что ограничивает их надежное применение в производстве.
Кроме того, традиционные добавки имеют существенные ограничения. Бикарбонат натрия обеспечивает лишь временную нейтрализацию кислот и, при добавлении в количестве, превышающем 12,5 г/кг сухого вещества (СВ), не обеспечивает устойчивой буферизации, потенциально снижая потребление корма и жвачку.
Несмотря на свою эффективность, монензин вызвал опасения по поводу выработки у бактерий устойчивости к антибиотикам, что привело к введению нормативных ограничений как в Европейском Союзе, так и в Соединенных Штатах на его использование в животноводстве. Эти ограничения подчеркивают острую необходимость в новых кормовых добавках, которые могли бы эффективно уменьшать повреждения эпителия рубца и сохранять барьерную функцию без ущерба для роста крупного рогатого скота.
Щелочной минеральный комплекс (ЩМК) содержит несколько пробиотиков, включая Bacillus subtilis (5 × 10⁷ КОЕ /г) и Bacillus licheniformis (1 × 10⁸ КОЕ /г), а также минеральные компоненты, такие как натрий, калий, цинк, германий и метасиликат. Эти пробиотики помогают регулировать желудочно-кишечную микробиоту, подавлять патогенные бактерии и повышать иммунитет хозяина и устойчивость к заболеваниям. Минеральные компоненты способствуют поддержанию осмоляльности внеклеточной жидкости и кислотно-щелочного баланса, активизируют ферментативную активность, поддерживают иммунную функцию и оказывают противовоспалительное и метаболически стимулирующее действие.
Кроме того, этот комплекс обладает щелочной буферной способностью и, как было показано, смягчает повреждение слизистой оболочки желудка, вызванное кислыми веществами, такими как индометацин. Он также безопасно и стабильно применялся в качестве неспецифического иммунного активатора для повышения показателей роста у свиней.
В совокупности эти свойства позволяют предположить, что ЩМК может обладать эффективными буферными и нейтрализующими свойствами по отношению к кислоте и, таким образом, имеет потенциал для смягчения повреждений эпителия рубца и поддержания здоровья рубца у откормочного крупного рогатого скота.
Таким образом, в исследовании ученых из Колледжа ветеринарной медицины Сычуаньского сельскохозяйственного университета изучалось влияние добавления ЩМК в рацион откорма на повреждение эпителия рубца и состояние здоровья рубца у крупного рогатого скота.
Систематически отслеживались клинические симптомы у откормленных животных, а для оценки влияния комплекса на состав микробиоты эпителия рубца, метаболические пути и барьерную функцию, а также для дальнейшего изучения потенциальных молекулярных механизмов, лежащих в основе этого эффекта, использовались гистопатологические исследования в сочетании с мультиомиксным анализом.
Все процедуры с животными проводились под наблюдением ветеринаров компании Caijiashan Livestock Breeding Co., Ltd. (Дачжоу, Китай), крупного предприятия по разведению мясного скота, расположенного в уезде Цюсянь, город Дачжоу, провинция Сычуань, Китай.
В общей сложности 54 здоровых быка-метиса симментальской породы на стадии откорма, с сопоставимым физическим состоянием, были случайным образом распределены на две группы (контрольная и группа с контролируемым содержанием животных, N = 27 в каждой группе) с использованием полностью рандомизированного дизайна.
Продукт ЩМК был предоставлен компанией Beijing Jnnail Biotechnology Co., Ltd.. В течение 142-дневного эксперимента контрольная группа получала 0 г/день добавки, а группа ЩМК — 20 г/день. Дозировка определялась на основе режима кормления, рекомендованного производителем. ЩМК точно взвешивали, предварительно смешивали с концентратом, а затем равномерно добавляли в полнорационный корм. Всех животных кормили дважды в день, в 9:30 и 16:30. Из-за рыночных факторов запланированная дата убоя была отложена, что потребовало корректировки состава корма в середине эксперимента.
В этом исследовании добавление ЩМК было связано с улучшением целостности эпителия рубца и ремоделированием микробиоты рубца, характеризующимся уменьшением количества Bacteroidota и Prevotella и обогащением Sarcina sp. DSM11001 и Fibrobacter spp., причем последний был идентифицирован как ключевой микробный биомаркер в группе, получавшей ЩМК.
Интегрированный метаболомный и транскриптомный анализ выявил активацию пути метаболизма триптофана и накопление нескольких противовоспалительных метаболитов, включая сульфинпиразон, Thr-Leu и 4-гуанидиномасляную кислоту. Эти метаболомные изменения коррелировали с активацией путей плотных межклеточных соединений и увеличением экспрессии соответствующих белков, что, в свою очередь, было связано с улучшением целостности эпителиального барьера и снижением системного воспаления в группе, получавшей добавку.
В совокупности эти результаты свидетельствуют о том, что добавление ЩМК может защищать целостность эпителия рубца путем модуляции микробного сообщества и изменения профиля метаболитов рубца. Это исследование дает представление о стратегиях питания для предотвращения повреждения эпителия в условиях высококонцентрированного кормления и подтверждает потенциальное использование ЩМК для поддержания здоровья рубца у откормочного скота.
Источник: Animals 2026, doi.org/10.3390/ani16060992