Перспективы применения полиаминов в птицеводстве - мини-обзор
Автор: Маклецова М.Г., Зеленкова Г.А., Зеленков А.П., Чухряева Д.С.
Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology
Рубрика: Обзоры, проблемы
Статья в выпуске: 4 т.60, 2025 года.
Бесплатный доступ
Полиамины критически важны для сельскохозяйственных животных и птицы в условиях применения современных интенсивных технологий разведения и высоких стрессорных нагрузок. К основным представителям полиаминов относятся путресцин, спермидин и спермин. Выполняя важные физиологические функции в клетках птиц в процессе эмбриогенеза и дальнейшего развития, они обладают плейотропной биохимической активностью, включая регуляцию экспрессии генов, клеточную пролиферацию и модуляцию клеточной сигнализации (I.L.M.H. Aye с соавт., 2022; E. Stolarska с соавт., 2023; Ю.С. Колесников с соавт., 2024). Полиамины необходимы для стабилизации ДНК и мРНК при транскрипции генов и трансляции мРНК, для стимуляции пролиферации и апоптоза в процессе формирования органов и тканей, а также они участвуют в регуляции транспорта и метаболизма питательных веществ, витаминов, кальция и других метаболитов (U. Bachrach, 2005; H.L. Lightfoot с соавт., 2014; S. Nakanishi с соавт., 2021). В настоящее время спермидин обоснованно рассматривается как соединение, способное увеличивать продолжительность жизни благодаря его эффективному влиянию на аутофагию клеток и сохранность длины теломеров. Полиамины в организме птиц синтезируются из аминокислот - аргинина и пролина. Известно, что под действием аргиназы образуется орнитин, и лимитирующим ферментом в биосинтезе полиаминов служит орнитиндекарбоксилаза, образующая путресцин (A.E. Pegg с соавт., 1981). Следующие полиамины - спермидин и спермин образуются под действием синтетаз. Недавно с помощью введения меченных 14С аминокислот установлено, что в биосинтезе полиаминов может участвовать пролин (K. Furukawa с соавт., 2021). Процессы синтеза и распада полиаминов обратимы. При распаде спермина и спермидина образуются ацетильные производные (E. Stolarska с соавт., 2023). Источниками полиаминов в организме птиц также служит корма и микробиота кишечника. Введение полиаминов в рацион показало эффективность в отношении выживаемости, роста и развития птицы с повышением конверсии корма (K.T. Smith с соавт., 2000). Эффективность применения полиаминов показана не только для мясных пород, но и для яйценоских. На гусях установлено, что спермидин и путресцин регулируют пролиферацию клеток кишечника, оказывая при этом положительное влияние на микробиоту и активность пищеварительных ферментов. Введение путресцина в рацион птицы увеличивает яйценоскость, а у кур влияет на качество формирования скорлупы яиц и количественные характеристики оперения (S.R. Chowdhury с соавт., 2001). В настоящем обзоре освещены некоторые вопросы биохимии полиаминов в организме птицы. Рассмотрены данные о применении полиаминов в практике коррекции стресс-индуцированных патологий, таких как гипоксия. Полиамины могут функционировать как первичные молекулы стресса у бактерий, растений и животных, включая птиц (Т.Т. Березов с соавт., 2013; М.Г. Маклецова с соавт., 2022). Физиологическое действие полиаминов распространяется на все системы органов и тканей птиц, особенно на центральную нервную систему. Спермидин и спермин служат модуляторами нейромедиаторных систем мозга, что позволяет рассматривать их как перспективные препараты для коррекции поведения птицы, нарушение которого наблюдается при стрессе, а также как факторы увеличения продолжительности жизни. Очевидно, что изучение влияния стресса на метаболизм полиаминов в тканях позволит корректировать стресс-индуцированные изменения, которые оказывают негативное воздействие на развитие птицы и ограничивают применение интенсивных технологий.
Полиамины, путресцин, спермидин, спермин, птицеводство, птица, куры, гуси, скорлупа яиц
Короткий адрес: https://sciup.org/142246202
IDR: 142246202 | УДК: 636.5:636.084:636.085.13 | DOI: 10.15389/agrobiology.2025.4.627rus
Prospects for the use of polyamines in poultry farming - a mini review
Polyamines are critically important for farm animals and birds in conditions of application of modern intensive breeding technologies and high stress loads. The main representatives of polyamines include putrescine, spermidine and spermine. Performing important physiological functions in avian cells during embryogenesis and further development, they possess pleiotropic biochemical activity, including the regulation of gene expression, cell proliferation and modulation of cell signaling (I.L.M.H. Aye et al., 2022; E. Stolarska et al., 2023; Yu.S. Kolesnikov et al., 2024). Polyamines are necessary for the stabilization of DNA and mRNA during gene transcription and mRNA translation, for stimulation of proliferation and apoptosis during the formation of organs and tissues, and are also involved in the regulation of transport and metabolism of nutrients, vitamins, calcium and other metabolites (U. Bachrach 2005; H.L. Lightfoot et al., 2014; S. Nakanishi et al., 2021). Currently, spermidine is reasonably considered a compound capable of increasing life expectancy, due to its effective effect on cell autophagy and the preservation of telomere length. Polyamines in the body of birds are synthesized from amino acids - arginine and proline. It is known that ornithine is formed under the action of arginase and the limiting enzyme in the biosynthesis of polyamines is ornithine decarboxylase, which forms putrescine (A.E. Pegg et al., 1981). The spermidine and spermine are formed under the action of synthetases. Recently, by introducing 14C labeled amino acids, it was found that proline can participate in the biosynthesis of polyamines (K. Furukawa et al., 2021). The processes of synthesis and decomposition of polyamines are reversible. During the decomposition of spermine and spermidine, acetyl derivatives are formed (E. Stolarska et al., 2023). The sources of polyamines in the body of birds are also feed and intestinal microflora. The introduction of polyamines into the feeding diet of birds has shown effectiveness in terms of survival, growth and development of birds with increased feed conversion (K.T. Smith et al, 2000). The effectiveness of the use of polyamines is shown not only for meat breeds, but also for egg breeds. In geese, it was found that spermidine and putrescine regulate the proliferation of intestinal cells, while having a positive effect on the intestinal microflora and on the activity of digestive enzymes. Dietary putrescine increases egg production, and in chickens affects the quality of eggshell formation and quantitative characteristics of plumage (S.R. Chowdhury et al., 2001). This review highlights some issues of the biochemistry of polyamines in the poultry body. The data on the use of polyamines in the practice of correcting stress-induced pathologies, such as hypoxia, are considered. Polyamines can function as primary stress molecules in bacteria, plants, and animals, including birds (T.T. Berezov et al., 2013; M.G. Makletsova et al., 2022). The physiological effect of polyamines extends to all organ and tissue systems of birds, especially the central nervous system. Spermidine and spermine are modulators of neurotransmitter systems of the brain, which makes them promising drugs for correcting bird behavior, a violation of which is observed under stress, as well as factors for increasing life expectancy. It is obvious that studying the effect of stress on the metabolism of polyamines in poultry tissues will allow correcting stress-induced changes that have a negative impact on the course of poultry development and limits the use of intensive technologies.
