723

Введение. Нанотехнологии открыли новую эру в различных областях научных интересов - биотехнологии, биомедицине, ветеринарии и науках о животных, предоставив новые маломасштабные инструменты и материалы, полезные для живых организмов [1]. Разновидности наноматериалов, которые используются для диагностики заболеваний, лечения, доставки лекарств, питания животных, разведения животных, воспроизводства и придания дополнительной ценности продуктам животного происхождения и, наконец, безопасности пищевых продуктов включает использование

липосом, полимерных наночастиц, дендримеров, металлических наночастиц, углеродных наночастиц, квантовых точек, углеродных нанотрубок,магнитныхнаночастицифуллере-

нов [2].

Недавно нанотехнология внесла вклад в разработку нетоксичных противомикробных средств для снижения устойчивости к антибиотикам, используемым для борьбы с различными патогенами, вызывающими хронические инфекции у домашнего скота [2]. Кроме того, применение наноматериалы как противовирусные агенты, играют важную роль в обеспечении здоровья и воспроизводства животных.

Наконец, наноматериалы находят применение в пищевой промышленности [3].

Минеральные препараты в нано- и ультрадисперсных формах обладают высокой биологической активностью по сравнению с органической и неорганической формами этих веществ,атакжеоказываютиммуномодулирующее, антибактериальное воздействие и обладают отсутствием токсичного эффекта [4, 5]. Засчетбольшейактивнойповерхностиилиповерхностной функциональности УДЧ имеют высокуюпроникающуюспособностьилучшее всасывание в желудочно-кишечном тракте [5, 6].

Изучено влияние обогащения рациона бычков калмыцкой породы наноразмерными частицами микроэлементов в составе ультрадисперсных порошков металлов на мясное сырье. Введение в рацион добавки железа в дозировке 0,08 мг/кг веса способствовало улучшению нутриентного состава мяса и насыщению его эссенциальным железом для детского и функционального питания. В результате проведенногоисследованиязафиксированоувеличение содержания в мясе говядины железа более чем в два раза при сравнении с контрольной группой, при этом содержание железа в длиннейшей мышце туш опытных бычков составило 89,29 мг/кг [7].

Висследованияхпривключениинаночастиц железа на фоне использования в кормлениибычковжировойдобавкиустановленоувеличение переваримости сухого вещества рациона в рубце на 9 % и повышение интенсивности течения метаболических процессов [8]. Включение в жировые рационы ультрадисперсных частиц железа повышало переваримость питательных компонентов корма (сырого жира, органического вещества и БЭВ) [9]. Однако очень мало проведено работ по изучению влияния железа в чистом виде на обменные процессы в рубце.

Цель исследования: оценить в опыте in vitroвлияниеультрадисперсныхчастицжелеза

на течение обменных процессов в рубце жвачных животных.

Методика. В качестве объекта исследования использовалось рубцовое содержимое, полученное через хроническую фистулу рубца отбычков,n=4,породыказахскаябелоголовая, в возрасте 10 мес. Эксперимент проводился методом латинского квадрата 4 × 4 в лабораториибиологическихиспытанийиэкспертизФедерального научного центра биологических систем и агротехнологий Российской академии наук. Проведение экспериментальных исследований, содержание и обслуживание опытных животных осуществляли в соответствиисрекомендациями иинструкциямиквыполнению биологических исследований [10, 11]. Количество исследуемых образцов и опытныхживотныхбылисведеныкминимуму с целью уменьшения страдания животных. Кормление животных осуществляли по общепринятым нормам с учетом рекомендаций А.П. Калашникова и др. [12]. Структура и питательность рациона представлены в таблице

1.

Отборпробсодержимогорубцапроизводили, спустя 12 часов после кормления, через хроническую фистулу рубца (ANKOM, d=80 мм) резиновым шлангом длиной 200 см и наружным диаметром 40 мм в термос объемом 3 литра. Транспортировку осуществляли в термосах в течение 30 минут.

Схема эксперимента. Исследования производили методом in vitro c помощью установки - инкубатора «ANKOM DaisyII» (ANKOM Technology, США) (модификации

D200 и D200I) по специализированной методике [13]. Для исследования были приготовлены I контрольный образец (состав контрольного рациона не отличался от состава и структуры рациона для данного вида, пола, продуктивности и возраста животных (таблица 1)) и два опытных. В состав опытных образцов входилирационидополнительныекомпоненты:II

– подсолнечный жмых, III – подсолнечный жмых + 1,4 мг железа/кг СВ.

Для исследования были использованы ультрадисперсные частицы железа, полученные методом электрического взрыва проводника в атмосфере аргона («Передовые порошковые технологии», г. Томск). Препараты Fe НЧ (d=90 нм, Z-потенциал 7,7±0,5 мВ), содержали 99,8% Fe. Перед включением в рацион ультрадисперсные частицы железа диспергировали в физиологическом растворе с помощью УЗДН-2Т («НПП Академприбор», Россия) (35 кГц, 300 Вт, 10 мкА, 30 мин). Образцы корма взвешивали по 500 мг и помещали в полиамидные мешочки, затем мешочки помещались в инкубатор для инкубации при температуре +39,5 °С: 48 часов – в смеси буферного раствора с рубцовой жидкостью, По окончанию инкубации образцы промывались и высушивалисьпритемпературе+60°Сдоконстантноговеса.Коэффициентпереваримостисухого вещества in vitro вычисляли как разницу масс образца корма с мешочком до и после инкубации. После инкубирования производили отбор проб воздуха для определения уровня метана на приборе «Кристаллюкс-2000М» методом газовой хроматографии.

Уровень летучих жирных кислот (ЛЖК)

всодержимомрубцаопределялиметодомгазовой хроматографии с пламенно-ионизацион-

ном детектированием на хроматографе газовом «Кристаллюкс-4000М (СКБ Хроматек, Россия), определение форм азота – по ГОСТ

26180-84, ГОСТ 13496.4-2019.

Анализ микробного биоразнообразия со-

держимого рубца проводили с помощью

MiSeq («Illumina», США) методом секвениро-

вания нового поколения (NGS) с набором реа-

гентов MiSeq® Reagent Kit v3 (600 cycle) в

Центре коллективного пользования научным оборудованием «Персистенция микроорганизмов» (Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН).

Некоторые ОТЕ выравнивали c помощью алгоритма BLAST [14], используя базы данных нуклеотидных последовательностей nr/nt National Center for Biotechnological Information, NCBI [15] и выравненных после-

довательностей генов рибосомальной РНК

SILVA [16].

Для биоинформатической обработки результатовиспользуетсяпрограммаPEAR(PairEnd AssembeR, PEAR v0.9.8).

Результаты секвенирования обрабатывали с использованием пакета анализа данных Microsoft Excel 16, программного обеспечения

Microsoft Of-fice (США). Численные данные былиобработаныспомощьюпрограммыSPSS «Statistics 20» («IBM», США), рассчитывали

средние (М), среднеквадратичные отклонения (±σ), ошибки стандартного отклонения (±SE). Для сравнения вариантов использовали непараметрический метод анализа. Различия считали статистически значимыми при p≤0,05, p≤0,01,p≤0,001.Численныеданныебылиобработаны с помощью программы SPSS «Statistics 20» («IBM», США), рассчитывали средние (М), среднеквадратичные отклонения (±σ), ошибки стандартного отклонения (±SE). Для

сравнения вариантов использовали непараметрическийметоданализа.Различиясчиталистатистически значимыми при р≤0,05, р≤0,01,

р≤0,001.

Результаты. В группе, получавшей подсолнечный жмых, переваримость СВ относительно контроля повышалась на 1,8 %, при этом дополнительное включение УДЧ железа повышало переваримость СВ относительно контроля на 2% (рисунок 1).

Азотистые фракции, мг/%