Аминокислотный состав крови откармливаемых бычков при применении кормовой добавки NCG-N-карбомил глутамат

Изучение вопроса аминокислотного синтеза представляет фундаментальный интерес, поскольку понимание процессов биохимических трансформаций соединений азота позволяет осуществлять направленный механизм изменения метаболических путей и оптимизировать потребность организма [10].

Процесс абсорбции аминокислот локализован преимущественно в тонком отделе кишечника и лимитируется комплексом факторов: химической структурой субстрата, градиентом pH, эндогенным соотношением мономеров в химусе и осмотическим давлением в просвете кишки. Нарушение данных факторов ведет к снижению биодоступности аминокислот [11].

Помимо пластической функции, аминокислоты выступают кофакторами в обмене макро и микроэлементов, а также участвуют в эндокринной регуляции, оказывая протективное действие и повышая неспецифическую резистентность организма [12].

Цель исследования заключается в изучение влияния кормовой добавки NCG - N - карбамил глутамат на аминокислотный состава крови откармливаемых бычков.

Условия, материалы и методы . Исследования проводили в условиях хозяйства Брянской области в зимне-стойловый период. Для исследования методом пар-аналогов были сформированы две группы бычков-кастратов (табл. 1) симментальской породы в возрасте 6 месяцев. Животные содержались на привязи. Рацион кормления для обеих групп был идентичным и включал: луговое разнотравное сено, зерносмесь (дерть) из пшеницы, овса, ячменя и кукурузы, подсолнечниковый жмых, премикс ПКК ПКР-2 супер (для откорма), витаминная кормовая смесь СВ-К-11 (для телят старше 5 месяцев). Кормление осуществляли три раза в сутки. Экспериментальной группе в зерносмесь добавляли кормовую добавку из расчёта 5 грамм на одно животное в сутки. Поение обеспечивали автоматическими поилками. Все санитарно-гигиенические требования строго соблюдались. Общая продолжительность опыта составила 120 суток, из которых 30 суток отводилось на предварительный адаптационный период для привыкания животных к кормовой добавке. Основной учётный период длился 90 суток.

Забор венозной крови осуществляли из яремной вены в утренние часы за час до начала кормления животных. Образцы отбирали в специализированные вакуумные пробирки с антикоагулянтом К3-ЭДТА, предназначенные для выполнения гематологических исследований. Анализ содержания аминокислот в сыворотке крови выполняли на автоматическом анализаторе Azura производства компании Knauer. Данное оборудование позволяет разделять аминокислоты методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ).

Таблица 1 – Схема проведения эксперимента

Группа	Количество животных	Условия кормления
Контрольная	5	Хозяйственный рацион
Опытная	5	Хозяйственный рацион (ХР) + NCG - N- карбамил глутамат 5 г на в сутки.

Полученные в ходе эксперимента цифровые данные подвергали биометрической обработке. Все математические и статистические вычисления проводили на персональном компьютере с использованием функциональных возможностей программного пакета Microsoft Excel.

Результаты и обсуждение. Известно, что незаменимые аминокислоты не синтезиру- ются самим организмом, соответственно чаще всего проявляется их дефицит. Если рацион не сбалансирован хотя бы по одной из незаменимых аминокислот, то она будет ограничивать использование всех остальных и протеина в целом [13, 14]. Концентрация незаменимых аминокислот в крови бычков представлена в таблице 2.

Таблица 2 – Концентрация незаменимых аминокислот в крови бычков, мг % (n=5 в каждой группе)

Показатель	Группы
	контрольная	опытная
1-й опытный период (после 30 суток скармливания)
Валин	0,82±0,04	0,98±0,10*
Гистидин	1,13±0,03	1,42±0,12*
Изолейцин	0,61±0,04	0,75±0,09*
Лейцин	0,84±0,02	1,04±0,09*
Лизин	1,30±0,05	1,50±0,10*
Метионин	0,18±0,05	0,25±0,09
Треонин	0,40±0,09	0,50±0,08
Триптофан	0,92±0,05	1,14±0,10*
Фенилаланин	0,57±0,08	0,73±0,09
Аргинин	0,75±0,09	0,93±0,04*
2-й опытный период (после 60 суток скармливания)
Валин	0,85±0,05	1,02±0,09*
Гистидин	1,21±0,04	1,60±0,10**
Изолейцин	0,65±0,08	0,85±0,05**
Лейцин	0,88±0,06	1,10±0,10*
Лизин	1,34±0,10	1,54±0,11
Метионин	0,22±0,08	0,32±0,09
Треонин	0,44±0,06	0,60±0,07**
Триптофан	0,99±0,04	1,26±0,08**
Фенилаланин	0,63±0,08	0,86±0,09**
Аргинин	0,82±0,05	1,05±0,06**
3-й опытный период (после 90 суток скармливания)
Валин	0,88±0,03	1,10±0,08*
Гистидин	1,27±0,06	1,74±0,14**
Изолейцин	0,75±0,06	1,00±0,09**
Лейцин	0,94±0,10	1,20±0,12*
Лизин	1,41±0,10	1,64±0,10*
Метионин	0,27±0,08	0,40±0,06
Треонин	0,50±0,05	0,72±0,08**
Триптофан	1,09±0,09	1,40±0,11*
Фенилаланин	0,67±0,05	0,94±0,09**
Аргинин	0,93±0,04	1,20±0,12**

Примечание: * - р<0,05; ** - р<0,01 по отношению к контрольной группе

Валин представляет собой незаменимую протеиногенную аминокислоту (табл. 2), выполняющую важную роль в процессах роста, дифференцировки и регенерации тканей, а также в поддержании структурной целостности органов. В ходе эксперимента было установлено статистически значимое повышение концентрации валина в сыворотке крови опытных бычков на 19,51; 20,00 и 25,00% относительно контрольной группы данного периода. Можно утверждать, что кормовая добавка способствовала более активному наращиванию микробной биомассы, которая синтезировала белок, который распадался до аминокислот, а последние в большем количестве всасывались в кровяное русло и использовались организмом в анаболических целях.

Гистидин, являясь незаменимой аминокислотой, выступает ключевым субстратом в биосинтезе белков и гистамина. У подопытных животных наблюдали достоверное увеличение уровня гистидина в сыворотки крови на 25,66; 32,23 и 37,00% по сравнению с контрольной группой данного периода. Кормовая добавка, оказала стимулирующее влияние на рост численности популяций полезных микроорганизмов, которые активнее синтезировали белки, что стимулировало процесс образования, всасывания и использования гистидина. Изолейцин, входящий в состав структурных белков, участвует в синтезе гемоглобина и регуляции углеводно-липидного метаболизма. За период исследования концентрация изолейцина в крови бычков опытной группы демонстрировала статистически значимый прирост на 22,95; 30,77 и 33,33% по сравнению с контрольной группой. Возможно рацион кормления был хорошо обеспечен ферментируемыми углеводами и доступным азотом. Микробная масса рубца активнее синтезировала белки корма, вследствие чего образовывалось большее количество доступных аминокислот, которые всасывались в кровяное русло.

Лейцин, являющийся компонентом природных белков, играет существенную роль в процессах протеолиза, протеосинтеза и клеточной регенерации. В крови бычков опытной группы зафиксировано увеличение концентрации лейцина на 23,80; 25,00 и 27,66% относительно контрольных показателей. Кормовая добавка способствовала активации ферментативно -микробиологических процессов бактерий рубца. Бактерии в свою очередь активнее наращивали микробный протеин, который расщеплялся с образованием незаменимых аминокислот, в том числе лейцина. Данная аминокислота использовалась организмом бычков в анаболических целях. Основная функция лизина заключается в участии биосинтеза белка. Он входит в состав всех белков тела. В крови подопытных бычков отмечен рост концентрации на 15,38; 14,92 и 18,44%, по сравнению с контрольными бычками. Повышение концентрации лизина в крови бычков связано с оптимизацией усвоения азотистых веществ рубцовой микрофлорой и защитой аминокислот от разрушения в рубце. Поскольку лизин является одной из лимитирующих аминокислот для роста откармливаемого молодняка, увеличение выхода микробной массы напрямую коррелирует с ростом концентрации лизина, поступающего в двенадцатиперстную кишку и далее в кровоток.

Метионин, классифицируемый как лимитирующая аминокислота, определяет эффективность использования белка и уровень продуктивности животных. Его концентрация в сыворотке крови опытных бычков имела увеличения на 38,88; 45,45 и 48,14% в сравнении с аналогами. Добавка оптимизировала азотистый обмен, улучшая условия для рубцовой микрофлоры и увеличивая производство микробной биомассы, которая является естественным источником метионина.

Треонин участвует в биосинтезе и катаболизме нуклеотидов, а также в метаболизме фосфолипидов. В опытной группе концентрация этой аминокислоты изменялась в сторону увеличения на 25,00; 36,36 и 44,00%. Скармливание добавки оказывает существенное влияние на метаболизм аминокислот и общий азотистый обмен. Рост уровня треонина в плазме крови связан с общим анаболическим эффектом кормовой добавки. Добавка стимулирует выработку эндогенного аргинина, который, в свою очередь, активирует внутриклеточный сигнальный путь (mTOR). Этот путь регулирует синтез белка и транспорт аминокислот в ткани.

Аргинин является важным субстратом, участвующим в биосинтезе протеинов, оксида азота и глутамата. В сыворотке крови бычков отмечен положительный рост концентрации на 24,00; 28,05 и 29,00% соответственно. Подобное изменение указывает на оптимизацию синтеза азотистых оснований в рубцовом содержимом.

Эффективное образование, абсорбция, последующая утилизация и использование промежуточных и конечных метаболитов, свидетельствуют об анаболическом течение метаболических процессов у бычков.

Заменимые аминокислоты, синтезируемые организмом из эндогенных предшественников, играют фундаментальную роль в поддержании гомеостаза и регуляции обмена веществ. Динамика концентрации заменимых аминокислот в крови бычков представлена в таблице 3.

Таблица 3 – Концентрация заменимых аминокислот в крови бычков, мг % (n=5 в каждой группе)

Показатель	Группы
	контрольная		опытная
1-й опытный период (после 30 суток скармливания)
Глицин	1,64±0,05	1,78±0,08*
Аланин	0,73±0,03	0,80±0,05*
Цистеин	0,54±0,05	0,68±0,09
Глутаминовая кислота	1,43±0,04	1,55±0,05*
Тирозин	0,57±0,05	0,73±0,09*
Пролин	0,54±0,05	0,69±0,10
Серин	0,61±0,04	0,74±0,09
Аспарагиновая кислота	0,77±0,04	0,95±0,10*
2-й опытный период (после 60 суток скармливания)
Глицин	1,77±0,04	1,95±0,06*
Аланин	0,80±0,06	0,95±0,09
Цистеин	0,61±0,04	0,84±0,09***
Глутаминовая кислота	1,55±0,05	1,70±0,05*
Тирозин	0,63±0,04	0,80±0,09**
Пролин	0,60±0,04	0,86±0,10**
Серин	0,71±0,05	0,94±0,09**
Аспарагиновая кислота	0,87±0,03	1,10±0,11**
3-й опытный период (после 90 суток скармливания)
Глицин	1,91±0,01	2,14±0,02*
Аланин	0,93±0,03	1,16±0,12**
Цистеин	0,71±0,06	1,04±0,10***
Глутаминовая кислота	1,64±0,08	1,83±0,10*
Тирозин	0,74±0,05	0,99±0,10**
Пролин	0,74±0,08	1,02±0,16**
Серин	0,78±0,06	1,08±0,12**
Аспарагиновая кислота	0,98±0,10	1,26±0,12*

Примечание: * - р<0,05; ** -р<0,01; *** - р<0,001 по отношению к контрольной группе

В частности, глицин (табл. 3), являясь универсальной протеиногенной аминокислотой, интегрирован в структуру всех клеточных элементов. За исследуемый период концентрация глицина в крови животных опытной группы демонстрировала статистически значимый рост на 8,54; 10,17 и 12,04% относительно контроля. Повышение концентрации глицина свидетельствует об усилении процессов биосинтеза белков и укреплении иммунного статуса организма. Учитывая роль глицина, как предшественника креатина, порфиринов и пуриновых оснований, его рост указывает на интенсификацию пластического обмена в тканях под воздействием добавки.

Аланин выполняет роль важного субстрата энергетического обмена и активно вовлекается в метаболизм углеводов и ряда органических кислот. В течение опытного периода концентрация аланина в крови бычков возрастала на 8,53; 10,17 и 12,04% соответственно. Можно предположить, что кормовая добавка способствовала повышению синтеза пирувата и аминогрупп, в результате образовывалась аминокислота аланин, она всасывалась в кровь, тем самым повышая уровень циркулирующего аланина.

Цистеин является серосодержащей аминокислотой, входящей в состав клеточных белков. Участвует в реакциях аминокислотного обмена, включая переаминирование, трансаминирование. За опытные периоды содержание цистеина в крови бычков увеличивалось на 25,92; 37,70 и 46,48% по сравнению с контрольной группой. Основным механизмом здесь выступает тесная связь уровней аргинина и метионина. Добавка является функциональным аналогом N-ацетилглутамата и активирует синтез эндогенного аргинина. Рост концентрации аргинина в плазме крови снижает потребность организма в использовании других аминокислот для энергетических нужд или синтеза промежуточных метаболитов. Это создает «сберегающий эффект» для метионина, поскольку метионин является основным предшественником цистеина в организме, улучшение его статуса напрямую ведет к повышению доступности и концентрации цистеина.

Глутаминовая кислота занимает центральное положение в азотистом обмене, выступая ключевым акцептором аминогрупп в трансаминазных реакциях, а также участвуя в регуляции нейромедиаторных процессов. Концентрация глутаминовой кислоты в крови подопытных бычков была достоверно выше контрольных значений на 8,39; 9,67 и 11,58%. Скармливание добавки оказывает заметное влияние на фонд свободных аминокислот в плазме крови бычков, включая значительный рост концентрации глутаминовой кислоты. В организме под действием данной добавки активирует фермент карбамилфосфатсинтетаза-1, тем самым запускается цикл мочевины. Эффективная работа этого цикла снижает токсическую нагрузку аммиака на печень. Когда аммиак эффективно утилизируется, замедляется распад аминокислот, в частности, подавляется избыточное дезаминирование глутамата, что способствует накоплению его свободной формы в кровотоке.

Тирозин - это ароматическая аминокислота, которая играет ключевую роль в синтезе катехоламинов (дофамин, норадреналин, адреналин), меланина и тиреоидных гормонов. В период скармливания добавки концентрация тирозина в крови животных достоверно увеличивалась на 28,07; 26,98 и 33,78% соответственно. Кормовая добавка способствует улучшению синтеза аргинина, который влияет на образование оксида азота и повышение доступности гуанозинтрифосфата. Это стимулирует высвобождение катехоламинов и обратную регуляцию - организм увеличивает синтез тирозина, как их предшественника. Действие тирозина заключается в усилении нейротрансмиттерного синтеза, что проявляется в улучшении аппетита, сосредоточенности и адаптацию к стрессу.

Пролин относится к условно заменимым аминокислотам и может синтезироваться в организме жвачных из ряда метаболических предшественников. За опытный период концентрация пролина увеличивалась на 27,77; 33,33 и 37,84% по сравнению с аналогами контрольной группы. Увеличение концентрации пролина под воздействием NCG - N- карбамил глутамат обусловлено его тесной метаболической связью с циклом мочевины и биосинтезом аминокислот группы глутамата. Пролин и аргинин имеют общий метаболический путь через промежуточное соединение - орнитин. Когда уровень орнитина в клетках возрастает благодаря стимуля- ции цикла мочевины, часть его перенаправляется на синтез пролина через фермент орнитинаминотрансферазу.

Серин участвует в синтезе белков и входит в состав активных центров ряда ферментов. В частности, он функционально значим для ферментов пищеварительного комплекса, включая пептидгидролазы и эстеразы. В течение опытного периода содержание серина в крови бычков увеличивалось на 21,00; 32,59 и 38,46% относительно контроля. Повышение уровня серина свидетельствует о более активном эндогенном синтезе аминокислот, необходимых для построения протеинов организма. Серин является важным компонентом для синтеза фосфолипидов клеточных мембран, что критично в период интенсивного роста бычков.

Аспарагиновая кислота играет существенную роль в азотистом обмене, участвуя в путях, связанных с образованием мочевины и синтезом пиримидиновых оснований. На фоне применения кормовой добавки в крови бычков отмечено повышение концентрации аспарагиновой кислоты на 23,37; 26,44 и 28,57% по сравнению с контрольной группой. Увеличение концентрации аспарагиновой кислоты в крови бычков при скармливании NCG (N‑карбамил глутамата) можно объяснить тем, что что NCG усиливает работу орнитинового цикла и, в целом, изменяет потоки азота и аминокислот в печени, из‑за чего аспартат более активнее всасывается в кровь.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют, что кормовая добавка способствует повышению метаболической активности рубцовой микрофлоры, интенсификации азотистого обмена, тем самым обеспечивает образование, всасывание и эффективное использование незаменимых аминокислот.

Выводы. Анализируя полученные данные, стоит отметить выраженное стимулирующие влияние кормовой добавки на азотистый обмен в организме. Достоверно установленный рост концентрации незаменимых аминокислот указывает на явную оптимизацию ферментативно - микробиального синтеза в рубцовом содержимом и повышение обеспечения организма откармливаемых бычков жизненно необходимым пластическим материалом.

Положительная динамика увеличения содержания заменимых и незаменимых аминокислот, свидетельствует об активизации процессов переноса аминогруппы с аминокислоты на кетокислоту, что способствует повышению синтеза ферментов, гормонов и роста энергетического метаболизма без дополнительных затрат энергии, тем самым создавая мощный анаболический эффект и формируя физиологическую основу для повышения продуктивных показателей.