Влияние различных классов танинов на метаногенез у жвачных животных (обзор)

К источникам парниковых газов часто относят жвачных животных, что становится актуальной экологической проблемой. Среди газов, с которыми связывают глобальное потепление, наибольшим потенциалом обладает метан (R.A. Muller с соавт., 2017). Сокращение эмиссии CН4 с кишечными газами поможет повысить эффективность использования энергии и снизить нагрузку на окружающую среду от сельского хозяйства (И.В. Петрунина с соавт., 2022). Существует несколько стратегий по снижению выбросов парниковых газов от жвачных животных, в частности через изменение рационов и использование различных кормовых добавок (Н.В. Боголюбова с соавт., 2022), включая жировые. Ненасыщенные жирные кислоты подавляют развитие метаногенов и простейших и снижают соотношение ацетат:пропионат в рубце, что приводит к уменьшению выработки метана (J.O. Zeitz с соавт., 2013). Другая многообещающая стратегией для сокращения выбросов метана жвачными - использование в качестве кормовой добавки вторичных метаболитов растений, в частности танинов, обладающих антиметаногенным потенциалом, выраженными антиоксидантными, антимикробными свойствами, а также способностью образовывать комплексы преимущественно с белками и некоторыми микроэлементами благодаря наличию большого количества фенольных гидроксильных групп (A.I. Roca-Fernández с соавт., 2020, P.R. Lima с соавт., 2019). Это высокомолекулярные полифенольные соединения, которые можно разделить на две группы - конденсированные и гидролизуемые танины (A.K. Patra с соавт., 2010). Их биологическая активность во многом зависит от химической структуры и дозировки. Гидролизуемые танины в отличие от конденсированных при высоких концентрациях обладают токсическим эффектом. Механизм их действия до конца не изучен. Одна из гипотез заключается в том, что танины воздействуют непосредственно на метаногены в рубце, изменяя проницаемость мембран некоторых микроорганизмов рубца и ингибируя их ферментативную активность (M.И. Caetano с соавт., 2019). Другая гипотеза предполагает ингибирование за счет уменьшения доступности питательных веществ для микроорганизмов рубца, что впоследствии снижает усвояемость субстрата и косвенно ингибирует микробные популяции (H.D. Naumann с соавт., 2017). Согласно еще одной гипотезе о том, как танины, а именно конденсированные танины, ингибируют CH4, они действуют как поглотитель протонов (H.D. Naumann с соавт., 2017). В настоящее время изучается влияние различных классов танинов на рубцовую микробиоту и процесс метаногенеза. Многочисленные исследования in vitro и in vivo показывают, что включение танинов в рацион жвачных животных (с растениями или в виде растительных экстрактов) приводит к снижению выделения CH4 (F. Hassanat с соавт., 2013, H.M. El-Zaiat с соавт., 2020). В некоторых работах также оценивается влияние смеси конденсированных и гидролизуемых танинов на характер ферментации в рубце (C.J. Marshall с соавт., 2022).