Changes in the Metabolic Profile and Microbiome Composition in the Rumen of Beef Bulls Treated with Copper (II) Chloride Supplements
Authors: Мирошников И.С. , Рязанов В.А. , Шейда Е.В. , Дускаев Г.К. , Атландерова К.Н. 
Published: March 2024

Медь (Cu) является важным микроэлементом для здоровья животных, играющим неоцененную роль в ферментативных процессах и образовании метана (CH4) в рубце. Целью данного исследования было изучение влияния хелатных соединений меди на ферментацию в рубце и структуру его микробиома. Объектом исследования была рубцовая жидкость, полученная от казахских белоголовых бычков, средним весом 265–268 кг, в возрасте 10–11 месяцев, количество n = 4. Исследования проводились методом in vitro с использованием инкубатора «ANKOM Daisy II», эксперименты in vivo проводились на казахских белоголовых бычках. Подготовительный период составил 21 день, отчетный 7 дней. Для исследования in vivo использовались дозировки, аналогичные тем, которые использовались в исследованиях in vitro, хлорид меди (II) вводили в рацион путем поэтапного смешивания с концентрированной частью корма. Исследования in vitro выявили незначительное повышение усвояемости сухого вещества при введении меди в дозе 15 мг/кг сухого вещества (р<0,05), сдвиг концентрации летучих жирных кислот в сторону ацетата и пропионата и общее снижение концентрации, что повлияло на концентрацию метана, увеличение содержания, концентрация азотистых фракций была отмечена при использовании меди. Добавление меди увеличивало активность амилазы и протеазы в содержимом рубца по сравнению с контролем. В образцах содержимого рубца всех групп доминирующими типами были Bacteroidetes и Firmicutes. Введение CuCl2 (хлорида меди (II) в рацион крупного рогатого скота увеличило численность Bacteroidetes на 20,3 %. Введение CuCl2 в рацион увеличивает численность представителей семейства Prevotellaceae на 8,2 %, Porphyromonadaceae на 1,3 % относительно контроля. По сравнению с контролем в опытной группе наблюдалось численное уменьшение семейства: Streptococcaceae на 6,7 %, Lachnospiraceae на 6,9 %, Acidaminococcaceae на 5,5 % Результаты исследования были неоднозначными, поскольку использование различных источников и дозировок меди требует дальнейшего изучения, чтобы понять их влияние на физиологические процессы.

Copper (Cu) is an important trace element for animal health, playing an invaluable role in enzymatic processes and the formation of methane (CH4) in the rumen. The purpose of this study was to study the effect of copper chelated compounds on fermentation in the rumen and the structure of its microbiome. The object of the study was scar fluid obtained from Kazakh white-headed gobies, with an average weight of 265–268 kg, aged 10–11 months, number n = 4. The studies were conducted in vitro using the incubator «ANKOM Daisy II», in vivo experiments were conducted on Kazakh white-headed gobies. The preparatory period was 21 days, the reporting period was 7 days. For the in vivo study, dosages similar to those used in in vitro studies were used, copper (II) chloride was introduced into the diet by stepwise mixing with a concentrated part of the feed. In vitro studies revealed a slight increase in the digestibility of dry matter when copper was administered at a dose of 15 mg/kg of dry matter (p<0.05), a shift in the concentration of volatile fatty acids towards acetate and propionate and a general decrease in concentration, which affected the concentration of methane, an increase in the concentration of nitrogenous fractions was noted when using copper. The addition of copper increased the activity of amylase and protease in the contents of the scar compared with the control. In the samples of the scar contents of all groups, the dominant types were Bacteroidetes and Firmicutes. The introduction of CuCl2 (copper (II) chloride) into the diet of cattle increased the number of Bacteroidetes by 20.3 %. The introduction of CuCl2 into the diet increases the number of representatives of the Prevotellaceae family by 8.2 %, Porphyromonadaceae by 1.3 % relative to the control. Compared with the control, a numerical decrease in the family was observed in the experimental group: Streptococcaceae by 6.7 %, Lachnospiraceae by 6.9 %, Acidaminococcaceae by 5.5 % The results of the study were ambiguous, since the use of various sources and dosages of copper requires further study to understand their effect on physiological processes.