Аннотация

Актуальность проекта определяется необходимостью создания технологического и научного задела в области металломики с целью дальнейшего развития отдельных направлений зоотехнии, в том числе в разработке индикаторов прижизненной оценки продуктивности, технологий повышения качества птицеводческой продукции и производства продуктов питания свободных от содержания тяжелых химических элементов с использованием рационов с альтернативными источниками жира и протеина. Развитие методов аналитической химии привело к пониманию того, что общая концентрация химических элементов не может предоставить полную информацию об их биодоступности и возможном токсическом воздействии на экологические системы и живые организмы. Только знание химической формы элемента может предоставить информацию о возможных химических и биохимических процессах и, таким образом, привести к большему пониманию токсичности или эссенциальности элемента. По этой причине определение химической формы элементов имеет большое прикладное значение (Michalke B, 2003; Marcinkowska M and Barałkiewicz D, 2016). Важность знаний по металломике для развития сельского хозяйства и масштабность прикладных задач, которые могут быть решены данным научным направлением, подтверждаются ранее проведёнными исследованиями (Zheng X et al., 2021; Miroshnikov SA et al., 2021; Kazakova TV et al., 2021a; Kazakova TV et al., 2021b; Лебедев С.В. и др., 2021). Таким образом, применение speciation-анализа свидетельствует о его высоком потенциале применения в лабораторной диагностике нарушений обмена элементов в организме и позволит прогнозировать и проводить коррекцию обмена элементов на ранних этапах для увеличения продуктивности. Важно отметить тот факт, что полностью отсутствуют исследования в области видообразования микроэлементов в организме сельскохозяйственной птицы. Важность проекта также связана c тем, что в настоящее время вырос интерес к комплексным препаратам, полученным путем синтеза микроэлементов с аминокислотами и другими веществами, образующими биокоординационные соединения. Их функциональная особенность обусловлена способностью образовывать хелатные структуры и участвовать в метаболических реакциях (Baxter MFA et al., 2020; Sałek P et al., 2020; Pereira CG et al., 2020). В условиях, когда количество искусственно полученных хелат-комплексных соединений постоянно растет, становится актуальным целенаправленный отбор их для нужд сельского хозяйства, в частности для птицеводства. При этом многие эссенциальные элементы (например, Mn, Fe, Cu, Zn) имеют низкий процент усвоения у большинства сельскохозяйственных птиц (Sohail M., 2012; Suttle NF., 2010; Lönnerdal B., 2000). Последние исследования были сосредоточены на важности использования пробиотиков, как функциональных продуктов питания для влияния на микрофлору и всасываемость кишечника, иммунитет и производительность (Mengistu BM et al., 2021; Bami MK et al., 2020; Babaei MJ et al., 2021). Также в настоящее время имеется большой объем опубликованных данных об усвояемости аминокислот кормовых ингредиентов и ферментных добавок для сельскохозяйственной птицы (Nahm K.H., 2007). Данный аспект связан с тем, что загрязнение окружающей среды азотом является одной из серьезных экологических проблем непосредственно связанных с сельским хозяйством (Abbasi IHR et al., 2018). Разведение сельскохозяйственной птицы и обращение с ее органическими отходами представляют серьезную проблему, как для здоровья самой птицы и работников предприятия, так и для близлежащих жителей (Nowak A et al., 2017). Основными источниками токсичности являются аммиак и анионные органические соединения птичьего помета (Gupta G et al., 1997). В целом, имеющиеся данные свидетельствуют об актуальности применения альтернативных кормовых добавок, в частности различных комбинаций пробиотиков, органических соединений и микроэлементов для снижения токсичности соединений из птичьего помета (Molaey R et al., 2018; Mi J et al,. 2019). Однако системный подход к эффективности и безопасности таких соединений, используемых в качестве кормовых добавок для сельскохозяйственной птицы, все еще отсутствует. Для улучшения качества кормовых добавок и снижения загрязнения окружающей среды отходами птицеводства необходимо исследовать и корректировать потенциальные дисбалансы в процессе кормления птицы. В связи с этим совместное применение различных биокоординационных комплексов с микробиальными препаратами является актуальным решением ряда зоотехнических проблем, в частности проблемы усвоения микроэлементов, укрепления иммунитета у птиц и снижения аммиачного прессинга. Не менее важна проблема содержания тяжелых химических элементов в животноводческой продукции (Pilarczyk R, 2013; Cygan-Szczegielniak D,2014; Malhat F, 2012). В птицеводстве активно используются соединения различных микроэлементов в качестве добавки для оптимального роста и развития. Коммерческая промышленность, главным образом, направлена на производство рационов с высоким потенциалом продуктивности при снижении себестоимости (Leeson S and Caston L, 2008; Singh AK, et al., 2015). Безопасность пищевых продуктов считается одной из глобальных проблем, главным образом за счет воздействия тяжелых металлов на человека (Khan S et al., 2008). Оценка динамики аккумуляции и перераспределения форм микроэлементов может дать представление о подходящих стратегиях кормления, чтобы с одной стороны сохранить высокую продуктивность сельскохозяйственных птиц, с другой стороны предотвратить избыточное накопления элементов в пищевых продуктах, тем самым снизив потенциальный риск для здоровья потребителей. Таким образом, дальнейшее развитие зоотехнии, как науки будет тесно связано с детализацией знаний о металломике поступления, метаболизма и выведения химических элементов из организма сельскохозяйственных животных, что закономерно формирует интерес на реализацию представляемого проекта. В связи с вышеперечисленным основной целью проекта явилось изучение влияния различных биокоординационных комплексов микроэлементов в совокупности с микробиальными препаратами на производительность, качество мяса, иммунный и антиоксидантный статус выращиваемых кур-несушек и бройлеров с последующей разработкой технологии повышения качества птицеводческой продукции, основанной на детализации знаний о формах микроэлементов их перераспределения и усиления ретенции нутриентного блока рационов. Новизна исследований состоит в получении знаний о металломике; проведении speciation-анализа отдельных соединений микроэлементов с высоко- и низкомолекулярными биологическими лигандами крови птиц в зависимости от элементного статуса. Будут впервые изучены особенности видообразования микроэлементов кур-несушек и бройлеров. Полученные данные создадут базу для пересмотра существующих норм и форм потребления микроэлементов птицей. Будет впервые установлена взаимосвязь между продуктивностью сельскохозяйственной птицы, иммунным и антиоксидантныс статусом, металломикой ряда микроэлементов и таксономическим разнообразием микробиома кишечника, что позволит выявить потенциальное взаимное влияние обмена микроэлементов на ряд морфофункциональных показателей.