Особенности изучения доступности аминокислот у свиней

УДК 634.4.085.13

ОСОБЕННОСТИ ИЗУЧЕНИЯ

ДОСТУПНОСТИ АМИНОКИСЛОТ У СВИНЕЙ

М.О. Омаров, д. биол. н.,

О.А. Слесарева, с. н. с.

ФГБНУ Северо-Кавказский научно-

исследовательский институт

животноводства

С.О. Османова, к. биол. н.

Дагестанская государственная

медицинская академия

Б.Т. Абилов, к. с.-х. н., доцент

ФГБНУ ВНИИОК

В исследованиях по биохимии и физиологии питания животных с однокамерным желудком

установлено, что переваривание кормового белка и продуктивное всасывание аминокислот

завершается в конце тонкого кишечника (ileum) - подвздошной кишке, в участке, граничащем со слепой кишкой (cecum). Поэтому было принято, что наиболее объективным методом

определения доступности

аминокислот является метод учёта их количества в содержимом подвздошной кишки (СПК), так как этот метод исключает возможное искажение результатов оценки доступности

влиянием микрофлоры толстого кишечника

осуществляется на

фистулированных животных.

UDC 634.4.085.13

STUDY FIATURES OF AMINO ACID AVAILABILITY IN PIGS

Omarov M.O., Dr. Biol. Sci., Slesareva O.A., Senior Researcher North - Caucasus Research Institute of Animal Husbandry

Osmanova C.O., Cand. Biol. Sci. Dagestan State Medical Academy

Abilov B.T., Cand. Agr. Sci., Asst. Prof.

FGBNU VNIIOK.

In studies on the biochemistry and physiology of monogastric animals nutrition, it was found that digestion of feed protein and productive absorption of amino acids is completed at the end of the small intestine (ileum), in the area bordering with blind gut (cecum). Therefore, it was decided that the most objective method for the evaluation of amino acids availability is a method of accounting of their quantity in the content of the ileum, as this method eliminates possible distortion of the results in evaluation of the availability due to the influence of the colon microflora. Method of availability evaluation on the content of the lower part of the ileum (located at a distance of 1 -10cm from the border with the cecum, easily determined by the sphincter -"Bauhin's valve") is carried out on fistulated animals. The content of ileum is taken through the fistula hole with a single T-shaped tube or external anastomosis. T-shaped cannula made of inert titanium material was set in fistula in the ileum of young pigs. The

Содержимое (ПК) отбирается через фистульное отверстие

оформленной одиночной Т -образной трубкой или внешним анастомозом.

Т - образную канюлю из инертного материала титана устанавливали в фистулу подвздошной кишки молодых свиней. Преимущество титановой канюли перед аналогами из пластика, нержавеющей стали, полимеров заключается в обеспечении длительной её фиксации в фистуле. Проведена оценка илеальной переваримости аминокислот различных кормов в конце тонкого кишечника свиней. Переваримость выражена в процентах от аминокислот корма за вычетом эндогенных аминокислот организма. В исследованиях установлено, что усреднённая

переваримость аминокислот, была выше, чем переваримость для

advantage of a titanium cannula over plastic, stainless steel, polymer analogous is to ensure its long-term fixation in fistula. We evaluated ileal digestibility of amino acids of different feeds at the end of a small intestine of pigs. The digestibility is expressed in percentage of feed amino acids less endogenous amino acids of the body. The researches found that averaged true digestibility of most amino acids was higher than apparent digestibility of corn, wheat, barley by 11.2; 8.2 and 8.2%, respectively.

истинная большинства естественно, кажущаяся

кукурузы, пшеницы, ячменя, на 11,2; 8,2 и 8,2 % соответственно. Ключевые слова: свиньи, аминокислоты, подвздошная

кишка, илеальная переваримость, титановая канюля, фистула, истинная илеальная

переваримость аминокислот

Key words: pigs, amino acids, ileum, ileum digestibility, titanium cannula, fistula, true ileal digestibility of amino acids

В практических рационах свиней наблюдается перерасход сырого протеина в связи с дисбалансом аминокислот белковой составляющей комбикормов [1, 3, 8, 10]. Необходима корректировка рациона по их истинной илеальной переваримости белка. Известно, что аминокислоты всасываются на всём протяжении тонкого кишечника: от начала тощей кишки до конца илеума. Большая же часть аминокислот всасывается в нижней части тонкого кишечника, на протяжении одного метра, вплоть до илеоцекального сфинктера. В практике кормления свиней степень всасывания кормовых аминокислот из просвета тонкого кишечника в кровеносное русло можно считать формальным показателем

продуктивности для усвоения системой белкового обмена организма. В конце двадцатого столетия подвергнуты критике заслужившие признание традиционные физиологические методы оценки переваримости белка у моногастричных животных [11-14]. В Канаде и Западной Европе стали применять илеальный метод с использованием инертных метчиков. Способ простого Т - канюлирования илеума или подвздошной кишки широко используется зарубежными исследователями. Канюля для сбора химуса устанавливается в фистулу перед сфинктером, имеющим значение физиологического барьера между подвздошной кишкой и толстым кишечником, включая слепую кишку. Все варианты различных видов канюль, анастомозов, установленных в конце подвздошной кишки до заслонки баугина, и постзаслоночные анастомозы [2, 4] имели недостаток: животные с канюлей или анастомозом илеума быстро выходили из физиологического опыта по различным причинам. Так, пластиковая канюля из плексигласа не удерживается в фистуле более 30 дней. Анастомоз забивается при исследовании кормов с большим содержанием клетчатки, при этом перед анастомозом кишка расширяется, образуя сигмовидный карман, заполненный непереваренными остатками [5]. Лучшим вариантом оказалась канюля из лёгкого инертного титана, которая надёжно фиксируется и позволяет увеличивать срок использования фистулированного животного до пяти месяцев (патент № 2302841 от 20.07.2007 г.). Определённая нами переваримость аминокислот позволила корректировать рационы, используя программное обеспечение при разработке рецептур комбикормов для различных возрастных групп свиней с учётом морфогенетического потенциала.

Методика

Тощая кишка, где происходит переваривание белков и пептидов, усвоение аминокислот, висит на длинной брыжейке, образует большое количество петель и окаймляет ободочную кишку спереди, снизу и сзади. Она незаметно переходит в илеум - подвздошную кишку, где заканчивается всасывание аминокислот. В нижний конец илеума впадает соединение слепой кишки с ободочной кишкой толстого кишечника. У устья слепой кишки расположен сфинктер - баугинова заслонка. Она является физиологическим барьером между тонким и толстым кишечником и находится в правой задней области живота -«голодной ямке». Здесь мы накладываем каудальную фистулу илеума поросятам с живой массой 25 кг и более. За 12 - 16 часов до операции животных лишают корма. Премедикация: 0,5 г канамицина внутримышечно за 1,5 часа до оперативного вмешательства; 0,5 г венорала + 0,3 г амидопирина орально за 1 час. После гигиенических и антисептических процедур и фиксации на хирургическом столе: региональная анестезия, проводниковая - 0,5%-ным раствором новокаина. Местная анестезия инфильтрационная по линии разреза и в

брюшную полость; хлоралгидратный ректальный наркоз по А.А. Алиеву [2], ветранквил 1% - ушную вену 0,5 мл перед разрезом кожи и мышц. Кожу с подкожной сетчаткой и мышцей правого бока разрезаем между голодной ямкой и последним ребром на 8 - 10 см вниз от мечевидного отростка позвоночника.

Края разреза захватываем вместе с краями положенных ранее салфеток четырьмя зажимами Микулича и отворачиваем в сторону. Бескровным методом разделения мышечной ткани выполняем разъединение наружной, внутренней и поперечной мышц живота. Рассечение пристеночной ретроперитонеальной сетчатки брюшины выполняем ножницами между двумя зажимами Кохера. Края брюшины захватываем для фиксации двумя нитями (шёлк № 4). Обработку раны и поддержание физиологических условий во время операции проводим по А.А. Алиеву [2]. При правильном разрезе нужный участок подвздошной кишки легко обнаруживается двумя пальцами (указательным и средним) в операционной ране. Указанный участок подвздошной кишки на расстоянии 5 - 6 см перед баугиновой заслонкой подтягиваем и фиксируем для дальнейшей работы (ручная фиксация) двумя кишечными жомами. Накладываем два кисетных шва (шёлк № 4), ограничивающих будущий разрез - фистулу в виде уплощённого эллипса. Канюля представляет собой трубку с внутренним диаметром 12 мм. Наружная резьба в верхней части канюли служит для навинчивания прижимной гайки и крышки. Съёмная шайба с наружным диаметром, равным диаметру основания, имеет отверстия, суммарная площадь которых составляет 0,3 площади шайбы. Основание канюли в виде плеча (длина плеча 12 мм), перпендикулярных трубке. В разрез, оформленный двумя кисетными швами, вводим Т - образную канюлю из титана, затягиваем шёлк кисетного шва вокруг трубки, краями разреза вовнутрь кишки. Канюлю выводим в круглое отверстие на коже, рядом с разрезом, по возможности не допуская заметного смещения. Зашиваем брюшину и мышцы кетгутом, кожу - толстым шёлком № 6 - 8. Сверху на трубку надеваем шайбу, поджимаем её гайкой, и конец трубки канюли завинчиваем крышкой. Шайба помогает надёжно фиксировать канюлю в теле животного. После обработки швов вводим однократно внутримышечно антибиотик пролонгированного действия и анальгин. Период первичной реабилитации прооперированного животного длится около 40 минут. При успешном проведении фистулирования подвздошной кишки поросята сразу держатся на ногах и сами подходят к кормушке и поилке. Из тридцати проведённых операций длительность реабилитационного периода увеличилась до 12 часов у двух животных, и один выбыл из эксперимента. После трёхдневного восстановительного периода поросят кормили опытными кормами по схеме латинского квадрата. Количество поросят в хронических физиологических опытах было от трёх голов до двадцати четырёх одновременно. Для оценки истинной переваримости аминокислот илеальным методом после

скармливания рациона с опытным кормом в течение трёх суток каждому животному в течение суток предлагали безбелковый рацион для определения эндогенных аминокислот илеума. В качестве инертного метчика добавляли в испытуемый корм и безбелковую диету окись хрома в количестве 0,5 %. Корма вводились в полуискусственные монорационы с тем условием, чтобы сырого протеина содержалось не менее 8 %, а сырой клетчатки - не более предельно допустимой нормы. Клетчатку при необходимости добавляли компонентом из очищенной целлюлозы (измельчённого пищевого целлофана). Недостающее сухое вещество и обменную энергию рациона дополняли кукурузным крахмалом. Животных кормили два раза в сутки: в 08 часов и 16 часов. Первые двое суток поросят кормили без сбора содержимого илеума. Поросята обычно съедают любой корм за 10 - 15 мин. В последние третьи сутки через боковую дверцу индивидуальной обменной клетки проводили сбор илеалного содержимого свиней, по мере наполнения резинового контейнера, подвешенного к канюле: приблизительно через два часа, исключая время приёма корма. Воду подавали неограниченно между приёмами корма. Пробы химуса лиофилизировали и отправляли на химический и аминокислотный анализ. Количественное содержание хрома в образцах определяли тетраметрическим методом [7].

Результаты исследований и их обсуждение По оценке истинной илеальной переваримости аминокислот у свиней. Кукуруза, пшеница и ячмень являются основой рациона свиней. Лизин, треонин, метионин, изолейцин и триптофан в зерне злаков являются лимитирующими аминокислотами [8]. Лизин является первой для пшеницы, ячменя и кукурузы, треонин - второй для пшеницы и ячменя, триптофан - второй для кукурузы, метионин - третьей для пшеницы и ячменя, изолейцин - третьей для кукурузы. Поэтому важно знать истинную переваримость к всасыванию лимитирующих аминокислот основных злаков. Состав основных лимитирующих аминокислот зерна злаков в процентах от сухого вещества приведён в таблице 1.

Таблица 1 .- Состав лимитирующих аминокислот (г/кг сухого вещества) зерна злаков [9]_

Аминокислоты Кукуруза Пшеница Ячмень

изолейцин 2,9 4,7 5,8

лизин 2,7 3,7 4,5

метионин 1,1 2,0 2,0

цистин 1,8 3,1 1,9

треонин 3,4 3,8 3,9

триптофан 0,6 1,8 1,6

сырой протеин 97 139 126

Кажущаяся переваримость второй и последующих лимитирующих аминокислот, кроме триптофана, оказалась выше для пшеницы (табл.

2). Однако кажущаяся переваримость первой лимитирующей аминокислоты ячменя - лизина, составившая 67 %, оказалась выше по сравнению с кукурузой (57 %) и пшеницей (63 %). Переваримость второй лимитирующей для кукурузы аминокислоты - триптофана оказалась ниже (39,9 %) по сравнению с пшеницей (53,6 %) и ячменём (59,8 %).

Таблица 2. - Кажущаяся илеальная переваримость сырого протеина и переваримость аминокислот зерна злаков (% от принятых с кормом)_

Аминокислоты Кукуруза

сырой протеин У2ав** 80 71

изолейцин 76ав* 81 75

лизин ^уас**;ав** 63 67

метионин 84 78

цистин 0дас*;ав** 82 73

треонин 60асв* 65 64

триптофан 39 дас**;ав** 56,6вс* 59,8

Примечание: различия между злаками достоверны, * - р < 0,05; ** -р < 0,001.

Кажущаяся переваримость к всасыванию не является показательной, т.к. она достаточно низкая из-за остатков эндогенных аминокислот, оставшихся после переваривания белка содержимого подвздошной кишки. Истинная переваримость аминокислот, рассчитанная с учётом аминокислот эндогенного происхождения на безбелковой диете, была выше для пшеницы и кукурузы по сравнению с ячменём (табл.3).

Таблица 3. - Истинная илеальная переваримость аминокислот

зерна злаков

Аминокислоты Кукуруза

сырой протеин 85,7ас* 88,8бс* 81,5

изолейцин 87,8ас* 89,7бс* 84,1

лизин 77,1 75,4 77,4

метионин 87,7ас* 88бс* 83,1

цистин 82,2аб** 89,1бс** 82,0

треонин 82,1абс* 84,4 79,2

триптофан 65,9ас** 66,2бс** 75,5

Примечание: различия между злаками достоверны, * - р < 0,05; ** -р < 0,001.

Однако истинная переваримость лизина не имела достоверных отличий (р>0,05) у трёх злаков. Лизин и триптофан были менее доступными по сравнению с остальными незаменимыми аминокислотами ячменя, кукурузы и пшеницы. Триптофан ячменя, тем не менее, оказался более доступным из всех злаков. Результаты выведены как средние по всем периодам опыта, так как при повышении

потребления корма свиньями с 0,850 до 1,5 кг в сутки наблюдалась некоторая недостоверная тенденция к увеличению кажущейся переваримости, в то время как истинная переваримость была приблизительно на одном уровне.

Усреднённая истинная переваримость большинства аминокислот, естественно, была выше, чем кажущаяся для кукурузы, пшеницы и ячменя, на 11,2; 8,2 и 8,2 % соответственно. Коррекция кажущейся переваримости до истинной существеннее сказалась на треонине, лизине и триптофане при их сравнительно низких уровнях в кормах и высоком содержании в эндогенной фракции. В большей части незаменимые аминокислоты кукурузы и пшеницы были сходны по их истинной переваримости и оказались довольно высокими. Истинная переваримость лизина не различалась значительно среди трёх злаков. Лизин одним из первых высвобождается при гидролизе протеина, но лизин злаков, по сравнению с другими лимитирующими аминокислотами, имеет низкую переваримость к всасыванию в кишечнике. Это, вероятно, связано с низкой переваримостью алейроновой фракции белка зерновых, в которой находится большая часть лизина.

Очевидно, что данные истинной переваримости кормов более приемлемы для коррекции лимитирующих аминокислот в рационе. Однако использование безбелковой диеты подвергается критике в силу того, что на выделение эндогенов влияет количество протеина, клетчатки и природа корма. Тем не менее этот метод является стандартным для оценки эндогенных потерь протеина при условии нормального содержания сырой клетчатки в рационе.

Заключение

Благодаря илеальному методу исследования переваримости аминокислот на фистулированных свиньях с канюлей из титана, мы показали, что существуют различия в переваримости важнейших аминокислот зерновых (лизина, треонина, метионина + цистина, изолейцина и триптофана). Появилась возможность корректировки рецептур комбикормов и белковых добавок по переваримым аминокислотам.

Литература:

1. Абилов, Б.Т. Эффективность комбинированного использования БВМД при откорме помесных свиней /Б.Т. Абилов, В.В. Семенов, И.А. Сергеев //Зоотехния. -2008. -№8. -С. 18-19.

2. Алиев, А.А. Экспериментальная хирургия /А.А. Алиев //Учебное пособие. -М.:НИЦ Инженер, 1988. -445 с.

3. Головко, Е.Н. Переваримость аминокислот в кормлении свиней /Е.Н. Головко, М.О. Омаров, В.Г. Рядчиков // Сб.науч. трудов СКНИИЖ: Научные основы ведения животноводства и кормопроизводства. -Краснодар, 1999. -С. 234-243.

4. Головко, Е.Н. Способ установки постзаслоночного анастомоза кишечника у свиней при оценке кормового белка /Е.Н. Головко, С.А. Потехин, А.А. Гончаров, Л.Ф. Кондратьева //Авторское свидетельство № 1547812, 1988. -10 с.

5. Головко, Е.Н. К вопросу изучения переваримости аминокислот на фистулированных животных /Е.Н. Головко, С.А. Потехин, А.А. Гончаров //Сб. н. тр. СКНИИЖ:

Биохимические основы повышения продуктивности с.-х. животных. - Краснодар, 1988. -С. 12 - 19.

6. Омаров, М.О., Головко Е.Н. и др. //Патент № 2302841 от 20.07.2007 г. «Канюля». -С.3.

7. Платиканов, Н.Д. Индикаторный метод определения переваримости рационов и кормов овцами и свиньями /Н.Д. Платиканов //Методики определения переваримости кормов и рационов. - М.: ВАСХНИЛ, 1969. -156 с.

8. Рядчиков, В.Г. Обмен веществ у моногастричных животных при балансе и имбалансе аминокислот и пути повышения биологической ценности белка зерна злаковых культур: Автореф. дисс. д-ра биол.наук. -Краснодар, 1981. -С. 540.

9. Рядчиков, В.Г. Мировые ресурсы растительных и животных белков /В.Г. Рядчиков, Е.Н. Головко, И.Г. Бескаравайная //Справочник. -Краснодар, 2003. -730с.

10. Рядчиков, В.Г. Рациональное использование белка - концепция «идеального» протеина //Сб. науч. трудов СКНИИЖ: Научные основы ведения животноводства и кормопроизводства. -Краснодар,1999. -С. 192-208.

11. Holmes, J.H.G., Bayley H.S., Horney F.D. Digestion and absorption of day and high-moisture maize diets in the small and large intestine of the pig / Holmes J.H.G., Bayley H.S., Horney F.D. //Br. J. Nutr. - 1973.- V 30.-N 3.-P.401-410.

12. Holmes J.H.G., Bayley H.S., e.a. Digestion of protein in small and large intestine of the pig / Holmes J.H.G., Bayley H.S., Leabdeater P. A. //The British J. of Nutr. -1974.- V.32.- N3.-P. 479-489.

13. Horzczaruk, F. Trwale przetoki jelitowe do badan had trawieniem u swin czese Ill. Wykonanie przetok mostkowych jelita cienkiege/ Horzczaruk F., Horzczaruka T. //Roc. N. Rol. B 95. -1973. -P. 157 - 168.

14. Zebrowska, T. The apparet digestibility of nitrogen and individual amino acids in the large intestine of pigs/ Zebrowska T.//Rocs. Nauk. Roln. - 1975, B.97.1. H.117 - 123.

15. Zebrowska, T., Buracewska, L., Zebrowska, H. Influence of crude fiber on apparent digestibility of nitrogen and amino acids in growing pigs/Zebrowska T., Buracewska L., Zebrowska H. //Vntern, Symp. On amino acids:-1984. -P.142 -146.