doi: 10.15389/agrobiology.2025.2.220rus
УДК 636.2:636.018:636.084
Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ проект № 22-76-10008.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФИТОХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В КОРМЛЕНИИ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА (обзор)
Д.Е. ШОШИН ✉, К.Н. АТЛАНДЕРОВА
Применение кормовых антибиотиков служит наиболее распространенным способом стимуляции роста и повышения продуктивности сельскохозяйственных животных. Однако нерациональное использование антибактериальных препаратов в кормовой промышленности становится ключевой причиной сохранения остаточных количеств антибиотиков в продуктах животного происхождения и развития антибиотикорезистентности у патогенных микроорганизмов. Проблема антибиотикорезистентности — одна из основных в современном мире, поскольку возникновение механизмов устойчивости у бактерий к антибиотическим соединениям приводит к снижению эффективности лечения инфекционных заболеваний как у животных, так и у людей, потребляющих продукты животного происхождения (H. Hao, с соавт., 2014). Использование в кормлении жвачных животных, в особенности крупного рогатого скота, фитохимических веществ (фитобиотиков, ФБ) — вторичных метаболитов растений, представленных терпеноидами, алкалоидами и фенольными соединениями (A. Bernhoft, 2010), как альтернативы антибиотическим стимуляторам роста (S. Reddy с соавт., 2022) позволяет улучшить вкусовые качества и привлекательность рациона (С.Ф. Суханова с соавт., 2015), а также эффективно воздействовать на клеточные мембраны патогенных микроорганизмов благодаря липофильности и малым размерам активных молекул (S. Burt, 2004). Это приводит к дезорганизации клеточных структур прокариот и ингибированию процессов кворум-сенсинга, что препятствует распространению инфекций и улучшает микробиоту кишечного тракта (A. Ultee с соавт., 2000; К.С. Кондрашова с соавт., 2020). Целью настоящей работы стал анализ мировой практики применения фитобиотических препаратов в кормлении крупного рогатого скота и обобщение опосредуемых ими метаболических эффектов в связи с химической структурой входящих в их состав молекул. По данным исследований (M.J. Groot с соавт., 2011; M.E.N. Soroor с соавт., 2015), ФБ способствуют снижению численности метаногенных и аммиак-продуцирующих бактерий в рубце, вследствие чего происходит снижение выбросов парниковых газов. ФБ положительно влияют на увеличение общей бактериальной массы в рубце (M. Wanapat с соавт., 2008). Более богатый и разнообразный микробиом улучшает ферментацию кормов, способствуя эффективному извлечению питательных веществ. Это приводит к более полному расщеплению клетчатки и других сложных углеводов, содержащихся в рационе, и, как следствие, повышает переваримость и усвояемость питательных веществ (M. Tajodini с соавт., 2014), темпы роста и иммунный статус животных (A. Rahal с соавт., 2012). Некоторые вторичные метаболиты могут регулировать гормональную продукцию в яичниках (R. Kumar с соавт., 2013), повышать производство молока, предотвращать инфекцию вымени (S. Kumar с соавт., 2008), а также улучшать репродуктивные показатели коров (R. Kumar с соавт., 2013). Более того, фитохимические вещества обладают противовоспалительными (F. Muanda с соавт., 2011) и антиоксидантными (C.A. Rice-Evans с соавт., 2003) свойствами. Они могут ингибировать перекисное окисление мембранных липидов, хелатировать металлы и стимулировать выработку антиоксидантных ферментов (S. Calsamiglia с соавт., 2007), способствуют борьбе со свободными радикалами и окислительным стрессом, который может негативно сказаться на здоровье и производительности животных. Однако эффективность и безопасность применения ФБ зависят от многих факторов (D.E. Cross с соавт., 2007; Y. Yang с соавт., 2009), что требует более детального и всестороннего изучения подобных растительных метаболитов.
Ключевые слова: крупный рогатый скот, кормление, фитохимические вещества, фитобиотики, антибиотикорезистентность, микробиоценоз.
USE OF PHYTOCHEMICALS IN CATTLE FEEDING (review)
D.E. Shoshin✉, K.N. Atlanderova
The use of feed antibiotics is the most common way to stimulate the growth and increase productivity of animals used for food production. However, the irrational use of antibacterial drugs in the feed industry is becoming a key reason for the persistence of residual amounts of antibiotics in animal products and the development of antibiotic resistance in pathogenic microorganisms. The problem of antibiotic resistance is one of the main ones in the world, since the emergence of bacterial resistance mechanisms to antibiotic compounds leads to a decrease in the effectiveness of treatment of infectious diseases in both animals and humans who consume animal products (H. Hao, et al., 2014). The use of phytochemicals (phytobiotics, PB), the secondary plant metabolites terpenoids, alkaloids, and phenolic compounds (A. Bernhoft, 2010) in feeding ruminants, especially cattle is an alternative to antibiotic growth stimulants (S. Reddy et al., 2022) and s the taste and attractiveness of the diet (S.F. Sukhanova et al., 2015). PB effectively affect the cell membranes of pathogenic microorganisms due to lipophilicity and small size of active molecules (S. Burt, 2004). This ability leads to disorganization of the cellular structures of prokaryotes and inhibition of quorum sensing processes, which prevents the spread of infections and improves the overall microbiota of the intestinal tract (A. Ultee et al., 2000; K.S. Kondrashova et al., 2020). The purpose of this work is analysis of the global practice of using phytobiotic drugs in cattle feeding and to summarize the metabolic effects they mediate in connection with the chemical structure of their constituent molecules. According to research data (M.J. Groot et al., 2011; M.E.N. Soroor et al., 2015), PB contribute to a decrease in the number of methanogenic and ammonia-producing bacteria in the rumen, resulting in a decrease in greenhouse gas emissions. PB has a positive effect on increasing the total bacterial mass in the rumen (M. Wanapat et al., 2008). A richer and more diverse microbiome improves the fermentation of feed, contributing to the efficient extraction of nutrients. This leads to a more complete breakdown of fiber and other complex carbohydrates contained in the diet, and, as a result, increases the digestibility and digestibility of nutrients (M. Tajodini et al., 2014), growth rates and immune status of animals (A. Rahal et al., 2012). Some secondary metabolites can regulate the hormonal production of the ovaries (R. Kumar et al., 2013), increase milk production, prevent udder infection (S. Kumar et al., 2008), and improve the reproductive performance of cows (R. Kumar et al., 2013). Moreover, phytochemicals have antiinflammatory properties (F. Muanda et al., 2011) and antioxidant properties (C.A. Rice-Evans et al., 2003). They can inhibit peroxidation of membrane lipids, chelate metals and stimulate the production of antioxidant enzymes (S. Calsamiglia et al., 2007), contribute to the fight against free radicals and oxidative stress, which can negatively affect the health and productivity of animals. However, the efficacy and safety of the use of PB depend on many factors (D. E. Cross et al., 2007; Y. Yang et al., 2009), which requires a more detailed and comprehensive study of such growth metabolites.
Keywords: cattle, feeding, phytochemicals, phytobiotics, antibiotic resistance, microbiocenosis.
ФГБНУ ФНЦ Биологических систем |
Поступила в редакцию Принята к публикации |
