Сравнение биодоступности источников органического селена при их добавлении к рациону свиней в заключительном периоде откорма

Краткое содержание

Целью проведения данного эксперимента была оценка биодоступности различных источников органического селена (Se) при их добавлении к рациону свиней в заключительном периоде откорма. В рамках эксперимента в соответствии с рандомизированным полноблочным планом 48 растущих свиней со средней массой тела 47,6 ± 0,05 кг были распределены на четыре группы с различными рационами питания для каждой — в трех повторностях по 4 свиньи на загон.

В дополнение к основному рациону питания животных были использованы три различных органических селенсодержащих продукта: обогащенные селеном дрожжи (рационы А и В) и селена протеинат (рацион С), при этом в рацион животных из контрольной группы не добавляли никаких селенсодержащих продуктов. В период выращивания свиньи получали одинаковый рацион питания, а в заключительном периоде откорма свиньям в течение 6 недель скармливали исследуемые рационы питания, обогащенные органическими селенсодержащими продуктами. В ходе эксперимента проводили измерение потребления корма и массы тела животных, а также отбирали образцы крови для определения концентрации селена. В конце эксперимента для определения содержания селена в организме животных были забиты по 3 свиньи из каждой группы, получавшей отдельный исследуемый рацион питания, и отобраны образцы различных тканей (мышечная ткань из спинной части свиной туши, печень, почки, поджелудочная железа и селезенка). Группы, получавшие различные рационы питания, были сопоставимы по массе тела и среднесуточному потреблению корма (СПК), однако среднесуточный прирост массы тела (СПМТ) был выше у животных, получавших рацион с селена протеинатом (p < 0,01), а коэффициент усвоения корма возрос при включении в рацион питания селена протеината или селеновых дрожжей типа В (p < 0,01). Кроме того, добавление в рацион питания свиней органических источников селена сопровождалось повышением содержания селена в тканях, а использование селеновых дрожжей типа В обеспечивало эффективное удержание селена в мышцах спинной части (p < 0,01) и почках животных (p < 0,05). Добавление в корм органического селена привело к повышению концентрации селена в плазме крови, которое было особенно выражено на фоне использования селена протеината (p < 0,01); в дальнейшем применение именно этого рациона питания было сопряжено с наиболее высоким содержанием селена в печени. На фоне применения рациона питания, содержащего обогащенные селеном дрожжи типа А, не наблюдалось никакого повышения концентрации селена ни в плазме крови, ни в тканях животного. Полученные результаты свидетельствуют о том, что удержание селена в тканях и биодоступность различных форм селена, используемых в заключительном периоде откорма свиней, зависит от конкретного селенсодержащего продукта даже в случае использования только органических источников селена. Следовательно, перед добавлением в рацион кормления животных источников селена свойства каждого органического селенсодержащего продукта необходимо тщательно оценить. (Ключевые слова: селен, селена протеинат, дрожжи, обогащенные селеном, удержание селена, свинья)

Исследуемые рационы и селенсодержащие добавки

В течение 2 недель периода выращивания свиньи находились на одинаковом рационе (3 268 ккал ОЭ/кг с содержанием лизина 0,95 %), затем в течение 6 недель они получали исследуемые рационы как в I (при массе тела от 60 до 80 кг), так и во II (при массе тела от 80 до 100 кг) заключительном периоде откорма. Основной рацион содержал 3 291 и 3 314 ккал ОЭ/кг с содержанием лизина 0,75 % и 0,60 % в I и во II заключительном периоде откорма, соответственно (табл. 1). Содержание остальных питательных веществ соответствовало требованиям стандартов Национального исследовательского совета по питанию (NRC) или превышало их (1998 г.). Было определено содержание селена в основном рационе, которое составило 0,110 мг/кг. В каждый исследуемый рацион, используемый в заключительный период откорма, были добавлены три различных источника органического селена. Эти рационы включали: 1) контрольный рацион — основной рацион без добавления селена; 2) рацион А — основной рацион с добавлением обогащенных селеном дрожжей типа А; 3) рацион В — основной рацион с добавлением обогащенных селеном дрожжей типа В; 4) рацион С — основной рацион с добавлением селена протеината (препарат В-ТРАКСИМ СЕЛЕН швейцарской фирмы «Панкосма С.А.»). Селенсодержащие продукты были добавлены к основному рациону в дозе 0,3 мг селена/кг для каждого продукта за счет кукурузы. Оба типа обогащенных селеном дрожжей содержали селен в дозе 1000 мг/кг, а селена протеинат — 11 000 мг/кг селена, полученного из подвергнутого ферментативному гидролизу соевого белка. Для определения содержания селена в рационе, плазме крови и тканях использовали флуориметрический метод, утвержденный Ассоциацией аналитических сообществ АОАС (1995 г.).

Отбор образцов

Образцы крови для исследования брали из передней полой вены случайно отобранных свиней в количестве две свиньи на загон (по 6 свиней для каждого рациона). Полученные образцы крови подвергли центрифугированию на скорости 3 000 об/мин в течение 15 минут при температуре 4 °C, затем отделили и заморозили сыворотку для дальнейшего определения концентрации селена. В конце эксперимента были отобраны по 3 свиньи из каждой группы исследуемых рационов с учетом пола и массы тела (в среднем 106,3 ± 5,1 кг), затем был проведен забой животных методом обескровливания и отобраны образцы тканей — мышцы спинной части туши, печени, почек, поджелудочной железы и селезенки — для исследования на содержание селена.

Статистический анализ

При статистическом анализе полученных данных для оценки показателей роста (СПК, СПМТ и коэффициент усвоения корма) сравнение групповых средних проводили с помощью множественного рангового критерия методом наименьшего значимого различия с использованием общей линейной модели, реализованной в пакете прикладных статистических программ SAS (Институт SAS, 2004 г.). При оценке показателей роста за экспериментальную единицу принимали данные поголовья одного свиного загона.

Содержание селена в плазме крови

Кормление свиней органическими селенсодержащими продуктами вызвало повышение уровня селена в плазме крови, которое было наиболее выражено на фоне применения рациона с селена протеинатом по сравнению с контрольным рационом (табл. 3, p < 0,01). Интересно отметить, что включение в рацион свиней селеновых дрожжей типа А сопровождалось снижением уровня селена в крови. Однако в заключительный период откорма через 3 недели после добавления в свиной корм органического селена отмечалось повышение уровня сывороточного селена на фоне применения рациона, содержащего селена протеинат (заключительный период откорма I, p < 0,01). Наиболее высокий уровень селена в плазме крови в течение всего экспериментального периода был связан с использованием рациона с селена протеинатом, по сравнению с другими кормами (p < 0,01). В конце опыта уровень селена в плазме крови на фоне использования обогащенных селеном дрожжей типа А и В и контрольного рациона оказался сопоставимым. С другой стороны, включение в рацион селена протеината привело к повышению уровня селена в плазме крови на 23,1 % по сравнению с контрольным рационом (p < 0,01). Хорошо известно, что концентрация селена в плазме крови может быть использована как краткосрочный показатель селенового статуса растущих свиней (Kim, 2000 г.). Полученные результаты свидетельствуют о возможности кратковременного улучшения селенового статуса свиней благодаря добавлению в рацион селена протеината, в отличие от остальных органических селенсодержащих источников.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Показатели роста

Эффект применения различных органических селенсодержащих продуктов на показатели роста животных показан в табл. 2. В результате эксперимента не было обнаружено значимого различия в средней массе тела животных на каждой стадии опыта (начальный период, 47,6 кг; заключительный период откорма I, 60,3 кг; заключительный период откорма II, 81,2 кг; конечная масса тела 100,7 кг, соответственно). Добавление в свиной корм источников селена не повлияло на СПК в течение всего заключительного периода откорма, однако отмечалось повышение СПМТ в группе, получавшей селена протеинат (p < 0,05), а также увеличение коэффициента усвоения корма на фоне применения обогащенных селеном дрожжей типа В или селена протеината (p < 0,01).

Использование обогащенного селеном рациона не вызвало изменения конечного среднесуточного потребления корма, однако включение в рацион обогащенных селеном дрожжей типа В или селена протеината обеспечило улучшение коэффициента усвоения корма в заключительном периоде откорма II. Использование обогащенных селеном дрожжей типа А не вызвало улучшения показателей роста свиней (p < 0,01). Применение обогащенных селеном дрожжей типа В или селена протеината привело к повышению коэффициента усвоения корма на 5,5 % и 9,4 %, соответственно (p < 0,01). Улучшение коэффициента усвоения корма было отчасти связано с количественным снижением СПК на фоне потребления селеновых дрожжей типа В. Добавление в рацион животных органического селена вызывает повышение активности глутатионпероксидазы и иммунных клеток с последующей стимуляцией работы иммунной и антиоксидантной системы (Abd El Ghany и Tórtora-Pérez, 2010 г.). Однако ранее неоднократно сообщалось об отсутствии влияния селенсодержащих пищевых добавок на показатели роста(Mahan et al., 1999; Mateo et al., 2007). В данном исследовании также отмечается отсутствие улучшения показателей роста, однако включение селена в рацион привело к повышению его содержания в крови и тканях, что совпадает с ранее полученными данными (Kim и Mahan, 2001a, b, c; Tian et al., 2006a, b). Интересно, что улучшение коэффициента усвоения корма отмечалось на фоне применения свиного корма с селеновыми дрожжами типа В или с протеинатом селена, в отличие от селеновых дрожжей типа А. А включение в рацион селена протеината сопровождалось самым высоким СПМТ в течение всего экспериментального периода. По-видимому, этот результат указывает на различие в биодоступности селена в зависимости от используемого продукта, несмотря на то что в эксперименте применяли сходные органические селенсодержащие продукты.

Содержание селена в органах и тканях

При кормлении свиней основным рационом, не содержащим добавочных источников селена, наиболее высокая тканевая концентрация селена наблюдалась в почках, а затем в печени, поджелудочной железе, селезенке и мышцах спины животного (табл. 4). В исследовании Oh et al. (1976 г.) было показано, что увеличение потребления селена с пищей приводит к повышению концентрации селена в большей степени в печени, чем в почках.

При использовании рациона с селена протеинатом отмечалась самая низкая концентрация селена в почках. У свиней, получавших рацион с добавлением селена протеината, наблюдалось снижение содержание селена в почках на 7,0 % (p < 0,05). Как правило, концентрация селена в почках свиней выше, чем в печени или в мышцах (Milan, 1989 г.). При откорме свиней продуктами, обогащенными селеном, он выводится из организма с мочой, что и объясняет повышение содержания селена в почках (Thomson и Robinson, 1986 г.). Почки служат не только для выведения избытка селена из организма, но также играют важную роль в поддержании баланса селена и синтезе глутатионпероксидазы, которая обеспечивает защиту клеточных мембран, участвующих в процессе фильтрации крови и образовании мочи (Oster et al., 1988; Arthur, 1992; Chu et al., 1992). Почки — один из важнейших органов, обеспечивающих выведение и утилизацию селена, поэтому содержание селена в почках обычно превышает его концентрацию в других тканях. Следовательно, повышение уровня селена в плазме крови с одновременным снижением скорости экскреции микроэлемента, наблюдаемое на фоне использования в рационе свиней в заключительном периоде откорма селена протеината, отражает более высокую биодоступность селена. Содержание селена в печени нестабильно, так как после всасывания селен транспортируется и ненадолго задерживается в печени перед распределением в другие органы и ткани организма (Kim и Mahan, 2001b). Наиболее высокая концентрация селена в печени отмечалась на фоне применения рационов с обогащенными селеном дрожжами типа В или с селена протеинатом, однако использование селеновых дрожжей типа А не сопровождалось повышением содержания селена. При добавлении в рацион свиней органического селена, а именно на фоне применения обогащенных селеном дрожжей типа В и селена протеината отмечалось повышение содержания селена в печени приблизительно на 53,1 % и 57,1 %, соответственно, по сравнению с контрольным рационом, однако наивысшая концентрация селена в мышцах спинной части была достигнута при использовании рациона с обогащенными селеном дрожжами типа В (p < 0,01). Хотя применение рациона с селена протеинатом привело к наиболее значительному повышению содержания селена в печени и плазме крови, оно не вызвало пропорционального увеличения содержания селена в мышечной ткани спинной части туши. В то время как содержание селена в крови и моче быстро реагирует на кратковременные изменения потребления селена с пищей (Willett, 1987 г.), содержание селена в тканях отражает долговременную динамику уровня селена в организме животных (Kim и Mahan, 2001a). Полученные результаты свидетельствуют о том, что удержание селена в организме зависит от того, какой именно селенсодержащий продукт используется, независимо от источников микроэлемента. Это может быть связано с различным содержанием в каждом дрожжевом штамме селенсодержащих аминокислот, а также с различием в качестве продукта, вызванном особенностями производственного процесса (т. е. временем ферментации, методом очистки и (или) типом дрожжевого штамма) при получении обогащенных селеном дрожжей. Известно, что селенометионин — это основной компонент в составе обогащенных селеном дрожжей, на долю которого приходится около 40 % соединений селена; еще около 15 % селеновых соединений в селеновых дрожжах представлено селеноцистеином (Kelly и Power, 1995 г.). Селен, используемый в рационе на основе селена протеината, может отличаться по своей химической форме от селеновых соединений в составе органических селенсодержащих источников. Следовательно, для накопления этой формы селена в мышечных тканях спинной части свиньи может требоваться больше времени, чем для селена из органических селенсодержащих источников, несмотря на то что уровень селена в плазме крови и печени был выше именно при использовании селена протеината. Селен из депо в мышечных тканях спинной части свиньи редко используется для удовлетворения метаболических потребностей организма в связи с относительно низкой скоростью метаболизма, по сравнению с другими органами. Несмотря на крайне низкий уровень содержания селена в мышцах спины, в них сосредоточено наибольшее количество селена в организме, что отражает большую мышечную массу животного (Kim и Mahan, 2001b). Включение в рацион органических селенсодержащих источников приводило к повышению содержания селена в мышцах спины, которое было наиболее выражено при использовании при откорме свиней обогащенных селеном дрожжей типа В (p < 0,05). В последнем случае наблюдалась сильная корреляция между содержанием селена в рационе и в тканях. Концентрация селена в плазме крови может использоваться как показатель содержания селена в мышцах спины в заключительном периоде откорма I, однако в заключительном периоде откорма II уровень селена крови более достоверно отражает содержание селена в тканях. При кормлении свиней рационом, содержащим селена протеинат, самое высокое удержание селена наблюдалось в печени, а самое низкое — в почках. Полученный результат свидетельствует о том, что селена протеинат — это наиболее эффективная форма доставки селена для обеспечения метаболических потребностей организма растущих свиней, по сравнению с другими рационами. Тем не менее, содержание селена в мышечной ткани спины животных на фоне применения селена протеината не было выше, чем при использовании рационов с обогащенными селеном дрожжами. В исследовании Mahan et al. (2005 г.) было показано, что уровень селена в тканях организма находится в сильной зависимости от содержания селена в рационе, но самая сильная связь была обнаружена с содержанием эндогенного органического селена в злаках. Так как на фоне использования рациона, содержащего селеновые дрожжи типа А, наблюдались самые низкие уровни селена в плазме крови, мышечной ткани и печени, то в дальнейшем не было зарегистрировано никакого положительного эффекта от включения в рацион селена из данного источника. По-видимому, в этом продукте селен содержится в менее доступной форме, чем в остальных источниках.

Заключение

Результаты проведенного исследования свидетельствуют о том, что удержание селена в тканях зависит от конкретного селенсодержащего продукта даже в случае использования только органических источников селена. Включение в рацион селеновых дрожжей типа В улучшало насыщение селеном плазмы крови с последующим увеличением накопления селена в мышечной ткани.

Добавление в рацион свиней селена протеината улучшало эффективность потребления корма и селеновый статус как в плазме крови, так и в печени, в то время как использование в рационе растущих и откармливаемых свиней обогащенных селеном дрожжей типа А не сопровождалось никакими положительными эффектами. Результаты исследования подтверждают, что селена протеинат обладает наилучшей биодоступностью по сравнению с другими органическими селенсодержащими источниками. Таким образом, необходимо оценивать каждый органический селенсодержащий продукт перед его включением в корма для животных. Кроме того, необходимо определить продолжительность применения добавок селена с учетом химической формы и источников микроэлемента для оптимизации удержания селена в тканях или производства кормов для животных с повышенным содержанием селена, которые можно использовать в качестве функционального питания.