Переваривание питательных веществ в различных отделах желудочно-кишечного тракта в зависимости от качества протеина в рационе у телят

158 Теория и практика кормления

УДК 636.085.25

Переваривание питательных веществ в различных отделах желудочно-кишечного тракта в зависимости от качества протеина в рационе у телят

С.В. Лебедев1'2, О.В. Кван12, Е.В. Шейда12, И.В. Маркова1, И.З. Губайдуллина1, В.В. Гречкина13,

В.Л. Королёв1

1 ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук»

2 ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный университет»

3 ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный аграрный университет»

Аннотация. В статье представлены результаты исследований влияния различных по ин-гредиентному составу кормов на переваримость основных питательных веществ в различных отделах желудочно-кишечного тракта у животных. Получены новые знания благодаря хирургической операции по наложению дуоденального анастомоза, позволяющего собирать в период опыта химус и изучать его при изменяющемся составе рациона. Установлено, что включение в состав рациона кормов животного происхождения стимулирует переваримость органического вещества в желудке. Перевод на подсолнечный шрот сопровождался увеличением переваримости жира и БЭВ в кишечнике и снижением протеина.

Таким образом, проведённые исследования демонстрируют наличие адаптационных механизмов в пищеварительной системе жвачных животных на изменяющийся состав корма, проявляющийся характером взаимодействия и взаимодополняемости большого числа компонентов кормов и оптимизацией соотношения отдельных питательных веществ. Введение в рацион кормления растущего молодняка крупного рогатого скота качественного источника протеина способствовало повышению потребления, улучшению переваримости и усвояемости питательных веществ рационов.

Ключевые слова: крупный рогатый скот, телята, кормление телят, протеин, обмен веществ, переваримость, белки, углеводы, жиры.

Введение.

Переваримость питательных веществ корма - один из критериев оценки, позволяющий определить биологическую ценность, продуктивное действие кормов и эффективность производства мяса [1]. Входящие в химический состав корма белки, жиры, углеводы, витамины и минеральные вещества участвуют в химических реакциях как катализаторы и при этом создают оптимальную среду для активизации действия ферментов и гормонов при расщеплении и всасывании питательных веществ корма. В зависимости от качества кормов и их биологической ценности организм животного адаптируется, мобилизуя ферментативную систему для перевода корма в более простые, растворимые соединения, которые всасываются организмом и используются затем для синтеза составных частей тела. У крупного рогатого скота пищеварительная система, благодаря наличию собственной микрофлоры, производит дополнительно за сутки около 100 г полноценного белка [2].

Из имеющихся немногочисленных исследований известно, что переваривание питательных веществ в различных участках пищеварительного тракта происходит неравномерно, 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 и значительно меньшая часть переваривается в кишечнике [3].

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 [4].

Теория и практика кормления 159

При использовании таких рационов наблюдается более равномерное распределение процессов переваривания питательных веществ в желудке и кишечнике. В результате такого равномерного распределения нагрузки коэффициент переваримости питательных веществ повышается.

В нашем опыте изучению переваримости питательных веществ рационов подопытными животными отводилась определённая роль, поскольку это позволяло определить влияние рациона с различным по качеству протеином на весь процесс пищеварения и усвоение компонентов кормов у крупного рогатого скота.

Цель исследования.

Изучить переваривание питательных веществ в различных отделах желудочно-кишечного тракта в зависимости от качества протеина в рационе у телят.

Материалы и методы исследования.

Объект исследования. Телята казахской белоголовой породы со средней массой 110-120 кг, в возрасте 6 мес.

Обслуживание животных и экспериментальные исследования были выполнены в соответствии с инструкциями Russian Regulations, 1987 (Order No. 755 on 12.08.1997 the USSR Ministry of Health) and «The Guide for Care and Use of Laboratory Animals (National Academy Press Washington, D. C. 1996)». При выполнении исследований были предприняты усилия, чтобы свести к минимуму страдания животных и уменьшения количества используемых образцов.

Схема эксперимента. 2 телёнка содержались в специализированной клетке со свободным доступом к воде и корму. Основной рацион (ОР) был сбалансирован по базовым питательным веществам согласно детализированным нормам ВНИИМС. Рацион включал силос кукурузный (5 кг), сено разнотравное (0,5 кг), смесь концентратов (2,3 кг), дикальцийфосфат (35 г), соль поваренная (5 г). В зависимости от периода опыта животным 0,5 кг концентратов заменяли на исследуемые корма.

Наряду с изучением влияния количества и качества протеина на переваримость питательных веществ, рост и развитие подопытных животных, мы поставили перед собой задачу изучить процессы пищеварения в различных участках желудочно-кишечного тракта при изменении ингре-диентного состава корма.

Для этого была проведена оригинальная операция по наложению дуоденального анастомоза по методике, разработанной А.Д. Синещёковым [5]. К фистуле из изолированного отрезка прикрепляли с помощью специального резинового переходника шприц для сбора химуса 12-пер-стной кишки. Физиологический опыт начинали утром, отбор химуса и кала проводили утром натощак после 12-часового голодания.

Животному первого учётного периода (контрольный) в рацион были введены корма животного происхождения (рыбная мука), после истечения 3 суток животное перевели на второй учётный период (опытный), где рыбную муку (0,5 кг) заменяли на подсолнечный шрот. Для соблюдения статистической выборки проводилась повторность учётных периодов на каждом животном в течение 3 суток по каждому периоду.

Отбор образцов химуса и кала проводился за период 6 часов после кормления в течение 3-х суток.

Оборудование и технические средства. Исследования проводили в лаборатории биологических испытаний и экспертиз ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и аг-ротехнологий Российской академии наук» (ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН) и экспериментальной биологической клинике ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный университет».

Химический состав биосубстратов определялся по стандартизированным методикам (ГОСТ 316402012, ГОСТ 32044.1.2012, ГОСТ 13496.15-97, ГОСТ 51479-99, ГОСТ 23042-86, ГОСТ 25011-81, ГОСТ Р 53642-2009) в Испытательном центре ЦКП ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН (аттестат аккредитации № RA.RU.21ПФ59 от 02.12.2015 г.).

160 Теория и практика кормления

Статистическая обработка. Статистический анализ выполняли с помощью офисного программного комплекса «Microsoft Office» с применением программы «Excel» («Microsoft», США) с обработкой данных в «Statistica 10.0» («Stat Soft Inc.», США) с использованием методик ANOVA. Достоверность различий сравниваемых показателей определяли по t-критерию Стьюдента. Уровень значимой разницы был установлен на P<0,05.

Результаты исследования.

В наших опытах, проведённых на рационах с различным качеством протеина, равномерное распределение процессов переваривания питательных веществ в различных отделах желудочно-кишечного тракта наблюдалось при скармливании животному рациона с биологически полноценным протеином (табл. 1).

Таблица 1. Переваривание питательных веществ в желудке и кишечнике животного по периодам физиологического опыта, %

Показатели Переварено в желудке от принятого с кормом Переварено в кишечнике от поступившего с химусом

период эксперимента

контрольный опытный контрольный опытный

Сухое вещество 43,1±2,1 37,0±2,8* 57,1±4,8 54,1±4,3

Зола - - 66,6±7,4 62,8±2,4

Органическое вещество 52,3±4,2 47,6±3,4* 54,2±4,7 51,5±3,2

Протеин - 1,9±0,3 80,8±9,2 64,80±5,8*

Жир 44,6±3,1 - 79,4±8,4 90,2±5,9*

Клетчатка 79,7±6,2 75,3±4,9 - -

БЭВ 64,9±5,2 54,4±4,3* 40,4±3,6 51,7±3,1*

Примечание: * - P<0,05 при сравнении показателей I и II учётного периодов

Так, в I периоде сухих веществ, принятых животным с кормом, в желудке переварилось 43,1 %, а в кишечнике из поступивших с химусом - 57,1 %. Ещё меньшая разница наблюдается в переваривании органических веществ.

Процентное количество переваренных органических веществ в желудке и кишечнике во II периоде было меньше на 8,9 и 5,0 % соответственно. Также во II периоде переваримость сухих и органических веществ в желудке была значительно ниже, чем в кишечнике. В частности, переваримость протеина в кишечнике в I периоде увеличилась на 19,9 %, что является компенсацией за низкую переваримость в желудке.

Обсуждение полученных результатов.

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 [6, 7].

Переваривание питательных веществ из рационов в различных отделах желудочно-кишечного тракта происходит не одинаково. От 20,3 до 43,1 % сухих веществ переваривается в верхнем отделе желудочно-кишечного тракта, а остальная часть (54,1-60,1 %) - в кишечнике. Несколько большая часть органических веществ переваривается в нижнем отделе желудочно-кишечного тракта, а степень переваривания безазотистых экстрактивных веществ примерно одинакова в обеих подразделяемых частях желудочно-кишечного тракта. Минеральные соли всасываются в кишечнике. Основным местом переваривания и всасывания клетчатки является верхний отдел желудочно-кишечного тракта. Основная масса жира усваивается в кишечнике.

Теория и практика кормления 161

Только при кормлении полноценными рационами с оптимальным соотношением грубых кормов с сочными наблюдается более равномерное распределение процессов переваривания питательных веществ в желудке и кишечнике. В результате такого равномерного распределения нагрузки коэффициенты переваримости питательных веществ повышаются [8]. В проведённом нами исследовании замена протеина животного происхождения на менее доступный сопровождается снижением переваримости сухого вещества, протеина на фоне увеличения переваримости в химусе жира и БЭВ на 2 % и 22,7 %.

Для нормального процесса пищеварения недостающее количество азотистых веществ животное восполняет за счёт собственных белков тела, в результате чего усиливается выделение обменного азота [9]. Следовательно, при широком белковом отношении в рационе оптимальное содержание азота в кишечном химусе достигается при увеличенном выделении белков с пищеварительными соками. Введение в рацион кормления животных качественного источника протеина способствовало повышению потребления, улучшению переваримости и усвояемости питательных веществ рационов [10].

В наших опытах равномерное распределение процессов переваривания питательных веществ в различных отделах желудочно-кишечного тракта и более высокие коэффициенты переваримости наблюдались при скармливании животному рациона с биологически полноценным протеином, что доказывает наличие процессов регуляции за счёт сложнорефлекторных и нейрогумо-ральных механизмов адаптации панкреатической системы к качеству принимаемого корма [11].

Выводы.

Проведённые исследования демонстрируют наличие адаптационных механизмов в пищеварительной системе жвачных животных на изменяющийся состав корма, проявляющийся характером взаимодействия и взаимодополняемости большого числа компонентов кормов и оптимизацией соотношения отдельных питательных веществ. В частности, замена протеина животного происхождения на менее доступный сопровождается снижением переваримости сухого вещества, протеина на фоне увеличения переваримости в химусе жира и БЭВ на 2 % и 22,7 %.

Исследования выполнены в соответствии с планом НИР на 2018-2020 гг. ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН

Литература

1. Совершенствование бестужевского и чёрно-пёстрого скота на Южном Урале / А.М. Белоусов, В.И. Косилов, Р.С. Юсупов, Х.Х. Тагиров. Оренбург: Оренбургская губерния, 2004. 168 с.

2. Газдаров В.М., Нечипуренко Л.И. Физиолого-биохимические аспекты действия ферментных добавок в организме сельскохозяйственных животных // Тезисы докладов и сообщений II Всесоюзного совещания по применению ферментных препаратов в животноводстве. Львов, 1979. С. 89.

3. Ездаков Н.В. Применение ферментных препаратов в животноводстве. М.: Колос, 1979.

210 с.

4. Калунянц К.А., Ездаков Н.В., Пивняк И.Г. Ферменты в животноводстве. М.: Россельхо-зиздат, 1974. 56 с.

5. Синещёков А.Д. Процессы питания и нервная регуляция их у сельскохозяйственных животных // Тезисы докладов VIII Всесоюзного съезда физиологов, биохимиков, фармакологов. М., 1955.736 с.

6. Роль углеводов в процессе пищеварения жвачных животных (обзор) / Г.И. Левахин, Г.К. Дус-каев, А.С. Ферапонтова, А.А. Овчинников, И.Н. Миколайчик // Вестник мясного скотоводства. 2015. № 1(89). С. 92-95.

162 Теория и практика кормления

7. Новые приёмы высокоэффективного производства говядины: монография / В.И. Левах-ин, В.В. Попов, Ф.Х. Сиразетдинов, В.В. Калашников, И.Ф. Горлов, Е.А. Ажмулдинов. М.: «Вестник РАСХН», 2011. 409 с.

8. Левахин Г.И., Дускаев Г.К. Рубцовое пищеварение молодняка крупного рогатого скота под влиянием различных факторов кормления: монография. Оренбург: Изд-во ФНЦ БСТ РАН, 2018. 202 с.

9. Попов Н.Ф. Важные исследования по особенностям пищеварения и обмена веществ у жвачных // Животноводство. 1963. № 3. С. 21-24.

10. Шамсиев М.А. Влияние различного соотношения протеина и легкоперевариваемых углеводов в рационах на усвоение питательных веществ у коров: автореф. дис. ... канд. биол. наук. Алма-Ата, 1964. 22 с.

11. Фисинин В.И., Вертипрахов В.Г., Грозина А.А. Внешнесекреторная функция поджелудочной железы кур (gallusgallusl.) в зависимости от ингредиентов рациона // Сельскохозяйственная биология. 2018. Т. 53. № 4. С. 811-819.

Лебедев Святослав Валерьевич, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории биологических испытаний и экспертиз ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук», г. Оренбург, 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29; профессор кафедры биотехнологии животного сырья и аквакультуры ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный университет», 460018, г. Оренбург, просп. Победы, д. 13, сот.: 8-912-345-87-38, e-mail: lsv74@list.ru

Кван Ольга Вилорьевна, кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории биологических испытаний и экспертиз ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук», г. Оренбург, 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29; научный сотрудник экспериментально-биологической клиники ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный университет», 460018, г. Оренбург, пр. Победы, д. 13, тел.: 8-912-345-87-38, e-mail: kwan111@yandex.ru

Шейда Елена Владимировна, кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории биологических испытаний и экспертиз ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук», 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29; научный сотрудник экспериментально-биологической клиники ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный университет», 460018, г. Оренбург, пр. Победы, д. 13, сот.: 8-922-862-64-02, e-mail: elena-shejj da@mail.ru

Маркова Ирина Викторовна, кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории биологических испытаний и экспертиз ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук», 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29, сот.: 8-961-047-40-26, e-mail: irinazzz88@yandex.ru

Губайдуллина Ильмира Закиевна, научный сотрудник лаборатории биологических испытаний и экспертиз ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук», 460000 г. Оренбург, ул. 9 Января, 29, сот.: 8-912-843-10-69, е-mail: gubaidullinae@mail.ru

Гречкина Виктория Владимировна, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории биологических испытаний и экспертиз ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук», 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29; доцент кафедры незаразных болезней животных ФБГОУ ВО «Оренбургский государственный аграрный университет», 460000, г. Оренбург, ул. Челюскинцев 18, тел.: 8-922-87714-97, e-mail: Viktoria1985too@mail.ru

Теория и практика кормления 163

Королёв Владимир Леонтьевич, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник отдела кормления сельскохозяйственных животных и технологии кормов им. С.Г. Леу-шина ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук», 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29, тел.: 8(3532)43-46-41

Поступила в редакцию 8 ноября 2018 года

UDC 636.085.25

Lebedev Svyatoslav Valeryevich1,2, Kvan Olga Vilorievna1,2, Sheyda Elena Vladimirovna1,2, Markova Irina Viktorovna1, Gubaidullina Ilmira Zakievna1, Grechkina Victoria Vladimirovna1,3, Korolyov Vladimir Leontyevich1

1FSBSI «Federal Research Center for Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian Academy of Sciences», e-тай: lsv74@list.ru

2 FSBEIHE «Orenburg State University», e-mail: kwan111@yandex.ru

3 FSBEI HE «Orenburg State Agrarian University», e-mail: Viktoria1985too@mail.ru

Digestion of nutrients in different sections of the gastrointestinal tract depending on protein quality in the calves diet

Summary. The article presents the results of studies of the effect of fodders with different ingredients composition on main nutrients digestibility in different parts of the animals gastrointestinal tract. New information was obtained due to surgery to impose a duodenal anastomosis allowing to collect chyme and study it with a changing diet composition during the experiment. It was established that inclusion in the diet of animal feed stimulates the digestibility of organic matter in the stomach. The transfer to the subsolar meal was accompanied by an increase in the digestibility of fat and nitrogen-free extractive substances in the intestine and decrease in the protein.

Thus, performed studies revealed the presence of adaptation mechanisms in the ruminants digestive system for varying fodder composition expressed by the nature of interaction and complementarity of a large number of fodder components and by optimizing the ratio of individual nutrients. Introduction of a qualitative protein source into the diet of growing young cattle raised the consumption, improved digestibility and accessibility of rations nutrients.

Key words: beef cattle, calves, calf feeding, protein, metabolism, digestibility, protek substances, carbohydrates, fats.