МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЖИВОТНЫХ

METABOLIC CHARACTERISTICS OF ANIMALS

Nursultan Shinzhirbaev

student, Department of Agricultural Storage and Processing Technology, Orenburg State Agrarian University,

Russia, Orenburg

Yuri Sechnev

postgraduate student, Federal Research Center for Biological Systems and Agricultural Technologies of the Russian Academy of Sciences,

Russia, Orenburg

Olga Kvan

Candidate of Biological Sciences, Federal Research Center for Biological Systems and Agricultural Technologies of the Russian Academy of Sciences,

Russia, Orenburg

Alexander Shevchenko

Candidate of Biological Sciences, Federal Research Center for Biological Systems and Agricultural Technologies of the Russian Academy of Sciences,

Russia, Orenburg

Elena Sheyda

Doctor of Biological Sciences, Federal Research Center for Biological Systems and Agricultural Technologies of the Russian Academy of Sciences,

Russia, Orenburg

АННОТАЦИЯ

Метаболомика - это научное изучение химических процессов с участием метаболитов. В частности, метаболомика - это «системное изучение уникальных химических отпечатков, которые оставляют специфические клеточные процессы». Метаболом представляет собой совокупность всех метаболитов (конечных продуктов клеточных процессов) в биологической клетке, ткани, органе или организме. Измерение метаболитов у животных с нарушениями обмена веществ может прояснить основную причину нарушения, так что метаболомика очень эффективна для диагностики заболеваний у животных.

ABSTRACT

Metabolomics is the scientific study of chemical processes involving metabolites. In particular, metabolomics is «the systematic study of unique chemical imprints left by specific cellular processes». Metabolism is the totality of all metabolites (end products of cellular processes) in a biological cell, tissue, organ or organism. Measuring metabolites in animals with metabolic disorders can clarify the underlying cause of the disorder, so that metabolomics is very effective for diagnosing diseases in animals.

Ключевые слова: метаболомика, обмен веществ, крупный рогатый скот.

Keywords: dairy productivity, feeding factors, cattle.

Метаболомика жвачных животных, измерение продуктов ферментации в рубце, очень важна для исследования состояния здоровья жвачных животных. Исчерпывающее исследование влияния питательных веществ на концентрацию метаболитов в плазме будет продолжено как «нутриметаболомика» для животных.

Лечение нарушений обмена веществ включает разработку индивидуальных продуктов питания, добавок и лекарств. Недавно были разработаны добавки и лекарства для лечения ожирения в медицине человека, и теперь эти соединения будут изучаться и использоваться в ветеринарии. Флавоноиды солодки, например, обладают антиоксидантной и противовоспалительной активностью и очень эффективны для лечения ожирения у животных (Dervishi E., et al., 2016).

Correia Sales et al (2021) указали на различия в составе микробиоты рубца между термонейтральными (24 ° C) и подвергнутыми тепловому стрессу группами (34 ° C) крупного рогатого скота Nellore; в частности, тепловой стресс снижал относительную численность фибролитических бактерий. В другом исследовании количество бактерий, продуцирующих лактат, уменьшилось, а количество бактерий, продуцирующих ацетат, увеличилось у крупного рогатого скота молочной породы голштинской породы, подвергшегося тепловому стрессу (34 °C), по сравнению с термонейтральной (24°C) группой (Zhao S., et.al., 2019).

В исследовании Baek Y.C., et.al., (2020) оценивался состав микробиоты рубца крупного рогатого скота Hanwoo, подвергшегося острому тепловому стрессу в камерах с климат-контролем. Результаты показали, что после повышения температуры окружающей среды с 15 ° C до 35 ° C при влажности 60% количество фибролитических бактерий уменьшилось, тогда как количество бактерий, продуцирующих лактат, увеличилось. У крупного рогатого скота, подвергшегося тепловому стрессу, повышенная выработка лактата снижает рН в рубце и, как следствие, обилие фибролитических бактерий, которые чувствительны к низкому рН (Kim S.H., et.al., 2022). Эти анализы могут способствовать разработке новых стратегий кормления для улучшения адаптивности жвачных животных и поддержания нормального состава микробиоты животных в условиях теплового стресса (Park T., et.al., 2022).

Рубец взрослых жвачных содержит плотную и разнообразную микробиоту, тогда как рубец новорожденных телят и ягнят имеет довольно простую микробиоту. Рубец инокулируется во время лактации, приема пищи и контакта с окружающей средой, так что он постепенно колонизируется большим количеством разнообразных микробов, которые влияют на функцию эпителиальных клеток и развитие лимфоидной ткани, связанной с кишечником (Sanz-Fernandez MV et al., 2020).

Диета является ключевым фактором, определяющим и поддерживающим взаимодействие микробиоты хозяина. Это универсальное средство для реализации генетического потенциала животных путем обеспечения правильно подобранного рациона.

Микроэкологическая среда ЖКТ является еще одним важным фактором, влияющим на метаболизм и здоровье хозяина, регулируя взаимодействие хозяина и микробиоты.

Список литературы:

1. Dervishi E., Zhang G., Hailemariam D., Dunn S.M., Ametaj B.N. Occurrence of retained placenta is preceded by an inflammatory state and alterations of energy metabolism in transition dairy cows. J. Anim. Sci. Biotechnol. – 2016;7(1):1.
2. Correia Sales G.F., Carvalho B.F., Schwan R.F., et al. Heat stress influence the microbiota and organic acids concentration in beef cattle rumen. J Therm Biol. – 2021;97:102897. doi: 10.1016/j.jtherbio.2021.102897.
3. Zhao S., Min L., Zheng N., Wang J. Effect of heat stress on bacterial composition and metabolism in the rumen of lactating dairy cows. Animals (Basel).  – 2019;9:925. doi: 10.3390/ani9110925.
4. Baek Y.C., Choi H., Jeong J.Y., et al. The impact of short-term acute heat stress on the rumen microbiome of Hanwoo steers. J Anim Sci Technol. –2020;62:208-17. doi: 10.5187/jast.2020.62.2.208.
5. Kim S.H., Ramos S.C., Valencia R.A., Cho Y.I., Lee S.S. Heat Stress: effects on rumen microbes and host physiology, and strategies to alleviate the negative impacts on lactating dairy cows. Front Microbiol. – 2022;13:804562. doi: 10.3389/fmicb.2022.804562.
6. Park T., Ma L., Gao S.T., Bu D.P., Yu Z.T. Heat stress impacts the multi-domain ruminal microbiota and some of the functional features independent of its effect on feed intake in lactating dairy cows. J Anim Sci Biotechnol. – 2022;13:71. doi: 10.1186/s40104-022-00717-z.
7. Sanz-Fernandez M.V., Daniel J-B., Seymour D.J., Kvidera S.K., Bester Z., Doelman J., et al. Targeting the Hindgut to Improve Health and Performance in Cattle. Animals. – 2020;10:1817. 10.3390/ani10101817