Экзокринная функция поджелудочной железы при добавлении синтетических аминокислот в рацион кур-несушек

Выявлено, что отдельные аминокислоты способны участвовать в регуляции метаболических процессов у птицы, включая экспрессию генов, связанных с транспортом аминокислот и белковым обменом [2]. Учитывая регуляторное значение аминокислот, измене- ние их количественного и качественного состава в рационе потенциально способно модифицировать функциональное состояние поджелудочной железы. В последние десятилетия в птицеводстве активно развивается концепция низкобелковых рационов, аминокислотный профиль которых корректируют за счёт включения синтетических аминокислот [3]. Под синтетическими (кристаллическими, свободными) аминокислотами понимают промышленно полученные аминокислоты, которые вводят в корм в виде отдельных соединений, а не в составе белка кормового сырья. Их использование позволяет точнее балансировать рацион по лимитирующим аминокислотам при снижении общего уровня сырого протеина [3]. Показано, что включение свободных аминокислот позволяет частично заменить традиционные белковые компоненты, в частности соевый шрот, и в ряде случаев снизить содержание сырого протеина без существенного ухудшения продуктивных показателей птицы [4]. Однако в работе R. Barekatain et al. (2023) выявлено, что значительное снижение содержания сырого протеина в рационе у бройлеров, даже при компенсации рациона синтетическими аминокислотами, может сопровождаться ухудшением продуктивности и состояния кишечного барьера [5].

Существенной особенностью синтетических аминокислот, вводимых в рацион в свободной форме, является отличие их пищеварительной и абсорбционной динамики от белково-связанных форм. Свободные аминокислоты не требуют предварительного протеолитического расщепления, вследствие чего их постпрандиальное появление в плазме может происходить быстрее, чем у аминокислот, поступающих в составе интактного белка [6]. В работе H. Liu et al. (2024) показано, что форма поступления аминокислот влияет не только на продуктивные показатели, но и на состояние кишечного барьера у кур-несушек, что подчёркивает физиологическое значение характера их поступления [7].

Переход к рациону с пониженным уровнем сырого протеина требует точного определения лимитирующих аминокислот, то есть аминокислот, дефицит которых в наибольшей степени ограничивает синтез белка и продуктивный ответ птицы. Следует учитывать, что набор таких аминокислот зависит от состава рациона и физиологического состояния птицы. В исследованиях с поэтапным исключением аминокислот из низкопротеинового рациона установлено, что дефицит валина, аргинина, изолейцина и глицинового эквивалента существенно влияет на мясную продуктивность бройлеров [8]. В связи с этим расширение перечня промышленно доступных кормовых аминокислот стало важной предпосылкой для более точной балансировки низкопротеиновых рационов и рассматривается как один из ключевых инструментов современных стратегий кормления [9].

При этом в хронических опытах на фисту-лированных курах показано, что баланс и качество аминокислотного питания способны непосредственно влиять на экзокринную функцию поджелудочной железы. В работе В. Г. Вертипрахова (2015) показано, что коррекция аминокислотного состава рациона за счет метионина, а также сочетанного введения лизина и метионина до нормативного уровня сопровождалась усилением экзокринной активности поджелудочной железы у птицы [10]. В отдельном исследовании на курах-несушках показано, что изменение уровня валина в рационе сопровождалось повышением активности трипсина в дуоденальном химусе и изменением показателей кишечного всасывания аминокислот, что подтверждает участие отдельных аминокислот в регуляции пищеварительных и абсорбционных процессов у птицы [11].

Несмотря на значительное количество исследований, посвящённых использованию синтетических аминокислот в рационах птицы, большинство из них ориентировано преимущественно на оценку продуктивности, переваримости корма и показателей обмена веществ. В то же время влияние формы поступления аминокислот на динамику ферментативной активности поджелудочной железы в ранний постпрандиальный период остаётся недостаточно изученным. Особенно ограничены данные, полученные в условиях хронического физиологического эксперимента на фистулированных курах, позволяющего непо- средственно оценивать изменения ферментативной активности дуоденального химуса.

Цель исследования: изучить влияние низкопротеинового рациона, сбалансированного синтетическими лимитирующими аминокислотами, на динамику экзокринной функции поджелудочной железы.

Условия, материалы и методы. Эксперимент проведён на базе вивария ФГБОУ ВО «РГАУ–МСХА имени К.А. Тимирязева» в 2026 году с соблюдением принципов гуманного обращения с животными. Объектом исследования служили 12 клинически здоровых кур -несушек кросса «Хайсекс Уайт» в возрасте 40 недель и старше со стабильной яйценоскостью. Птиц содержали в одинаковых условиях, соответствующих зоогигиеническим нормам.

Были сформированы две группы кур-несушек по 6 голов в каждой согласно рекомендациям ВНИТИП (И.А Егоров. и др. Методика проведения научных и производственных исследований по кормлению сельскохозяйственной птицы. Молекулярно-генетические методы определения микрофлоры кишечника. Сергиев Посад: ВНИТИП, 2013. 51 с.).

Контрольная группа получала полнорационный комбикорм, содержащий источники животного белка (рыбную и мясокостную муку) и концентрированные растительные белковые компоненты (подсолнечный жмых и соевый шрот). Уровень сырого протеина в рационе составлял 17%. Опытная группа получала экспериментальный низкопротеиновый рацион на основе пшеницы, лишённый белков животного происхождения и концентрированных растительных белковых компонентов. Рацион дополнительно обогащали лимитирующими синтетическими аминокислотами (лизин, метионин, треонин, триптофан, аргинин, валин и изолейцин) в соответствии с нормами потребности. Содержание сырого протеина в рационе составляло 14%. Формирование опытного рациона осуществляли за счёт увеличения доли зерновых компонентов при исключении концентрированных белковых кормов.

Для изучения влияния опытного рациона на экзокринную функцию поджелудочной железы использовали фистульные технологии. Фистулу устанавливали в начальный отдел двенадцатиперстной кишки напротив впадения панкреатических протоков. Состояние птицы контролировали по поведению и поедаемости корма. Послеоперационный период составлял 5 суток.

Физиологические опыты проводили в утренние часы. Пробы дуоденального химуса отбирали в состоянии натощак, через 1 и 2 часа после кормления. Пробы крови получали из подкрыльцовой вены в состоянии натощак. Продолжительность опыта составила 21 день.

Химус центрифугировали при 7000 оборотов в минуту в течение 5 минут, после чего определяли активность ферментов (трипсина, щелочной фосфатазы) и содержание кальция и фосфора в надосадочной жидкости, предварительно разбавляя её физиологическим раствором в соотношении 1:10. Активность трипсина в дуоденальном химусе и плазме крови определяли, используя в качестве субстрата нитроанилид бензоил DL-аргинина (BAPNA), кинетическим методом (Вертипрахов В.Г., Грозина А.А., 2018). Активность щелочной фосфатазы, а также концентрации кальция и фосфора в дуоденальном химусе определяли с использованием стандартных диагностических наборов («ДиаВет», Россия) на полуавтоматическом биохимическом анализаторе BS-3000M (Sinnowa, КНР).

В сыворотке крови определяли следующие биохимические показатели: общий белок, глюкозу, триглицериды, холестерин, желчные кислоты, неорганический фосфор и мочевую кислоту с использованием реагентов BioSystems на автоматическом биохимическом анализаторе BioSystems A-15 (Испания). Концентрацию электролитов (калий, натрий, хлор, ионизированный кальций) определяли на анализаторе электролитов i- Smart 30 Vet (Корея).

Клинический анализ крови проводили с использованием цельной крови, стабилизированной гепарином. Гематологические показатели определяли с использованием автоматического ветеринарного гематологического анализатора Mindray BC-60 R Vet (Mindray, КНР). Определяли количество эритроцитов, концентрацию гемоглобина, гематокрит, средний объём эритроцита, среднее содержание гемоглобина в эритроците, среднюю концентрацию гемоглобина в эритроците и ширину распределения эритроцитов по объёму. Общее количество лейкоцитов определяли при микроскопии окрашенных мазков крови. Для этого готовили мазки крови, которые фиксировали в красителе-фиксаторе эозинметиленовый синий по Май-Грюнвальду (ООО «МиниМед», Россия) с экспозицией 4 минуты, после чего окрашивали азур-эозином по Романовскому (ООО «МиниМед», Россия) с экспозицией 4–6 минут. Микроскопию проводили с использованием микроскопа Olympus CX31 (Olympus, Япония). Подсчёт общего количества лейкоцитов проводили при увеличении ×400 в 10 полях зрения.

Статистическую обработку данных проводили с применением методов вариационной статистики. Достоверность различий между опытной и контрольной группами оценивали с использованием t-критерия Стьюдента. Различия считали достоверными при p<0,05.

Результаты и обсуждение. Результаты исследования продемонстрировали, что применение у кур-несушек рациона со сниженным уровнем белка, сбалансированного лимитирующими синтетическими аминокислотами, оказывает выраженное влияние на изменение протеолитической активности поджелудочной железы (табл. 1).

Таблица 1 – Активность ферментов и содержание минеральных веществ в дуоденальном химусе кур-несушек (n=12)

Показатель	Период взятия химуса	Группа
		контрольная	опытная
Активность трипсина, ед/л	натощак	749,3±22,2	808,8±26,4
	через 1 час после кормления	943,5±40,6	1303,9±30,8*
	через 2 часа после кормления	972,0±85,2	1045,7±74,1
Активность щелочной фосфатазы, ед/л	натощак	14635,4±1654,4	13739,6±1373,2
	через 1 час после кормления	13800,8±1861,2	15206,4±1545,5
	через 2 часа после кормления	12658,1±1768,6	12100,5±1692,5
Кальций, ммоль/л	натощак	57,4±3,3	57,0±3,3
	через 1 час после кормления	51,9±3,1	57,4±3,5
	через 2 часа после кормления	52,9±2,4	51,8±2,6
Фосфор, ммоль/л	натощак	11,8±0,4	11,9±0,5
	через 1 час после кормления	13,0±0,5	11,5±0,4
	через 2 часа после кормления	8,7±0,4	8,3±0,4

Примечание: * — различия между группами достоверны при p<0,05

Через 1 час после кормления активность трипсина в дуоденальном химусе кур-несушек опытной группы статистически значимо превышала показатель контрольной группы на 38,2% (p<0,05). В состоянии натощак и через 2 часа после кормления достоверные межгрупповые различия не выявлены. Эти результаты указывают на то, что наблюдаемое усиление протеолитической активности носило кратковременный характер и проявлялось преимущественно в ранний пост-прандиальный период.

Одним из возможных механизмов данного эффекта может быть более высокая скорость абсорбции свободных аминокислот по сравнению с белково-связанными формами, что обусловливает их более раннюю доступность для всасывания в проксимальных отделах тонкой кишки и может изменять кинетику взаимодействия с энтероэндокринной регуляцией [3]. Похожие результаты были получены и в работе V. G. Vertiprakhov (2015), где коррекция аминокислотного состава рациона метионином и сочетанием лизина и метионина сопровождалась повышением активности протеолитических ферментов поджелудочной железы птицы [10].

При анализе показателей в пределах каждой группы выявлено, что после кормления активность трипсина в дуоденальном химусе кур-несушек увеличивалась по сравнению с уровнем натощак как в контроле, так и в опыте. Через 2 часа после кормления активность фермента в дуоденальном химусе кур -несушек обеих групп оставалась выше исходного уровня, однако у птиц опытной группы по сравнению с 1-м часом после кормления отмечалось её снижение, что указывает на транзиторный характер усиления ферментативной активности.

Активность щелочной фосфатазы, концентрации кальция и фосфора в дуоденальном химусе кур-несушек статистически значимо не различались между группами во все исследованные интервалы. Это показывает, что изменение аминокислотного профиля рациона преимущественно затрагивает протеолитическое звено пищеварения и не сопровождается выраженными сдвигами минерального состава химуса в ранний постпрандиальный период.

Внутригрупповая динамика содержания фосфора в дуоденальном химусе кур-несушек имела разнонаправленный характер. В химусе птиц контрольной группы после кормления отмечалось кратковременное повышение показателя с последующим снижением через 2 часа, тогда как в опытной группе через 1 час выраженных изменений не наблюдалось, а через 2 часа отмечалось уменьшение концентрации фосфора по сравнению с исходным уровнем. Вероятно, эти изменения отражают постпран-диальную динамику поступления и всасывания фосфора в проксимальных отделах кишечника.

Следует учитывать, что выявленные изменения могут быть обусловлены не только присутствием свободных аминокислот в рационе, но и общим снижением уровня сырого протеина в опытном рационе. Поэтому полученные результаты могут отражать и адаптационную реакцию пищеварительной системы на низкопротеиновый рацион, сбалансированный синтетическими аминокислотами в соответствии с нормами потребности.

Морфологические показатели крови, включая количество эритроцитов, концентрацию гемоглобина, гематокрит, количество лейкоцитов и эритроцитарные индексы (средний объём эритроцита, среднее содержание гемоглобина в эритроците, средняя концентрация гемоглобина в эритроците, ширина распределения эритроцитов по объёму) не различались между группами, что указывает на отсутствие выраженного влияния экспериментального рациона на систему крови птицы (табл. 2).

Таблица 2 - Морфологические показатели крови кур-несушек (n=12)

Показатель	Ед. изм.	Группа
		контрольная	опытная
Эритроциты	1012/л	2,34±0,09	2,52±0,04
Гемоглобин	г/л	79,0±1,3	82,0±1,7
Гематокрит	%	24,7±0,4	26,3±0,7
Средний объём эритроцита	фл	103,7±1,4	104,5±0,3
Среднее содержание гемоглобина в эритроците	пг	33,7±0,7	32,5±0,3
Средняя концентрация гемоглобина в эритроците	г/л	323±4,0	309,6±5,8
Ширина распределения эритроцитов по объёму	%	9,9±0,4	9,25±0,3
Лейкоциты	109/л	11,9±0,7	13,5±0,6

Примечание: достоверных межгрупповых различий не выявлено (p>0,05)

В биохимическом анализе крови птиц выявлено статистически значимое повышение щелочной фосфатазы, а также снижение уровня триглицеридов и ионизированного кальция в опытной группе (табл. 3).

Таблица 3 - Биохимические показатели крови кур-несушек (n=12)

Показатель	Ед. изм.	Группа
		контрольная	опытная
Активность трипсина	ед/л	102,4±4,5	93,1±3,0
Активность щелочной фосфатазы	ед/л	131,7±2,0	147,9±1,6*
Кальций ионизированный	ммоль/л	1,53±0,02	1,22±0,04*
Фосфор	ммоль/л	0,86±0,03	0,88±0,02
Хлориды	ммоль/л	120,0±0,7	121,3±2,0
Натрий	ммоль/л	151,0±0,7	154,0±2,7
Калий	ммоль/л	3,77±0,05	3,84±0,01
Желчные кислоты	мкмоль/л	25,1±1,0	24,2±0,8
Глюкоза	ммоль/л	11,7±0,3	12,0±0,3
Мочевая кислота	мкмоль/л	212,8±2,2	206,0±2,7
Общий белок	г/л	51,3±1,2	51,3±1,0
Триглицериды	ммоль/л	5,1±0,3	3,9±0,3*
Холестерин	ммоль/л	2,9±0,2	2,7±0,1

Примечание: * — различия между группами достоверны при p<0,05

При этом достоверных различий не было выявлено между контрольной и опытной группами по показателям крови, отвечающим за белковый и углеводный обмен (общий белок, мочевая кислота, глюкоза).

Повышение активности щелочной фосфатазы, а также уменьшение концентрации ионизированного кальция и триглицеридов в крови в опытной группе может отражать особенности минерального и липидного обмена у кур-несушек. Снижение уровня кальция и триглицеридов в крови, вероятно, обусловлено их перераспределением в организме кур-несушек для формирования компонентов яйца. Кроме того, аминокислотный состав рациона может косвенно влиять на метаболические процессы, так как аминокислоты выполняют в организме еще и регуляторную функцию [12].

Современные данные указывают на тесную взаимосвязь белкового и липидного обмена у птицы и возможность перераспределения энергетических потоков при оптимизации аминокислотного профиля [4]. Показано, что у несушек позднего возраста модификация белкового уровня рациона сопровождается снижением печёночных триглицеридов и изменением направленности липидного метаболизма без признаков функциональной декомпенсации [13]. В этих условиях оптимизация аминокислотного профиля способствует более эффективному использованию азота и перераспределению энергетических потоков, что может сопровождаться уменьшением циркулирующих липидных фракций.

В совокупности полученные результаты указывают на то, что использование низкопротеинового рациона, сбалансированного свободными синтетическими аминокислотами, изменяет характер ранней постпрандиальной ферментативной реакции поджелудочной железы без признаков системной метаболической дестабилизации. Это согласуется с современными данными по физиологии пищеварения птицы, согласно которым экзокринная функция поджелудочной железы характеризуется выраженной динамичностью и зависит от фазы пищеварения и доступности субстратов в просвете кишечника. При этом изменения активности панкреатических ферментов могут проявляться как кратковременные сдвиги во времени, а не как устойчивое повышение на всём протяжении постпрандиального периода [14].

Выводы. В условиях хронического физиологического эксперимента установлено, что использование низкопротеинового пшеничного рациона, сбалансированного по лимитирующим аминокислотам за счёт добавления их синтетических (кристаллических) форм, сопровождается статистически значимым увеличением активности трипсина в дуоденальном химусе кур-несушек через 1 час после кормления. Выявленные изменения носят фазный характер и отражают усиление ранней постпран-диальной реакции поджелудочной железы.

Минеральные показатели и активность щелочной фосфатазы дуоденального химуса кур-несушек статистически значимо не изменялись, что указывает на преимущественное влияние опытного рациона на протеолитическое звено пищеварения.