Актуальность научной проблемы сопряжена с накоплением знаний и развитием новой научной дисциплины металломики, оперирующей методами «speciation analysis» и изучающей биохимию металлозависимых функций. Применение передовых методов металломики в зоотехнии, как науке, обеспечивающей максимально эффективное преобразование корма в животноводческую продукцию, представляется актуальной задачей, в том числе ввиду появления новых данных о роли токсических элементов (свинец, кадмий и др.) в этиологии аутизма, болезней Альцгеймера, Паркинсона и шизофрении, заболеваний сердца и др., и необходимости разработки принципиально новых решений по созданию продуктов питания свободных от токсических химических элементов.
В ходе исследований на моделях молочных коров с феноменом «нагруженного метаболизма», птице (куры) и лабораторных животных предполагается разработать новые подходы к селективному управлению составом эндогенных потерь химических элементов организмом в ходе гомеостатирования энтеральной среды, с выполнением speciation analysis отдельных соединений металлов с биологическими лигандами в биосубстратах животных, химусе, микрофлоре пищеварительного тракта. Изучить формы нахождения металлов, их превращения в системе «организм хозяина-микрофлора» in vitro и in vivo при выделении эндогенных токсических металлов (на примере свинца). Изучить таксономический состав микрофлоры пищеварительного тракта генов транспортеров нутриентов и противоокислительных энзимов в пищеварительном тракте птицы (куры) на фоне повышенного пула токсических элементов в организме (на примере свинца).
В ходе выполнения проекта будет разработана и апробирована технология селективного управления составом и количеством эндогенных потерь организмом химических элементов, обеспечивающая снижение норм минерального питания, способная минимизировать деструктивное влияние токсических элементов на метаболизм животных, снизить их содержание в животноводческой продукции. Инструментом при реализации заявленной научной проблемы будет использование технологии применения металлосодержащих материалов (наноструктурных, неорганических); пищевых волокон (растворимых и нерастворимых); энтеросорбентов; штаммов микроорганизмов и т.д.
Разработка является неотъемлемой частью создаваемой системы индивидуального мониторинга состояния высокопродуктивных животных для преодоления метаболических нарушений и повышения качества продукции. Новизна исследований состоит: в получении знаний о металломике системы «хозяин-бактерия» в пищеварительном тракте животных в связи с эндогенными потерями и их ретенцией по обмену ряда химических элементов в том числе свинца; оценке экспрессии генов транспортеров нутриентов и противоокислительных энзимов в пищеварительном тракте сельскохозяйственных животных (куры) на фоне на фоне повышенного пула свинца в организме; проведении «speciation analysis» отдельных соединений свинца, марганца и ряда других элементов с высоко- и низкомолекулярными биологическими лигандами крови высокопродуктивных животных (молочные коровы) в зависимости от элементного и микроэкологического статуса.