Влияние различных уровней содержания соевого шрота в рационе на иммунитет тощей кишки поросят-отъёмышей в разные дни после отъёма

Влияние различных уровней содержания соевого шрота в рационе на иммунитет тощей кишки поросят-отъёмышей в разные дни после отъёма

Отъём является критическим периодом в свиноводстве, сопровождающимся комплексным стрессом, который негативно сказывается на здоровье кишечника и росте поросят. Соевый шрот (SBM), являясь основным источником белка в рационах, содержит антипитательные вещества (АНВ), способные усугублять постотъёмные нарушения. Целью данного исследования было оценить влияние рационов с низким и высоким содержанием SBM на состояние иммунитета, микробиоту и морфологию тощей кишки у поросят-отъёмышей на 20-й и 42-й день после отъёма. Эксперимент проводился по схеме 2×2 с участием 48 поросят. Результаты показали, что высокий уровень SBM в рационе приводит к увеличению относительной численности условно-патогенного Staphylococcus и Prevotella, усилению локального иммунного ответа (тенденция к росту IgA) и ухудшению морфологии кишечника (увеличение глубины крипт и снижение соотношения высоты ворсинок к глубине крипт). Поросята на 20-й день после отъёма демонстрировали более выраженные признаки воспаления (повышенные IL-8, карбонилы белков), окислительного стресса и пролиферации клеток крипт, а также сниженное микробное разнообразие по сравнению с животными на 42-й день, что свидетельствует о повышенной уязвимости кишечника в ранний постотъёмный период. При этом негативное влияние высоких уровней SBM на параметры воспаления и целостности кишечника было сопоставимым на обеих стадиях исследования, что может указывать на частичную адаптацию животных к АНВ уже к 20-му дню. Полученные данные подчёркивают необходимость осторожного использования соевого шрота в стартовых рационах поросят и важность учёта возрастной динамики созревания кишечного барьера и иммунитета при разработке кормовых стратегий.

Введение

Соевый шрот — экономически выгодный и широко распространённый источник протеина в рационах сельскохозяйственных животных благодаря сбалансированному аминокислотному профилю и высокой питательной ценности. Однако его использование в кормлении поросят-отъёмышей сопряжено с рисками, обусловленными присутствием антипитательных соединений: аллергенных белков (глицинин, β-конглицинин), олигосахаридов раффинозного ряда и некрахмальных полисахаридов (НПС). Эти компоненты могут провоцировать иммунные реакции, нарушать целостность кишечного барьера и негативно влиять на микробный баланс, особенно в уязвимый период после отъёма.

Тощая кишка играет ключевую роль в усвоении нутриентов и служит важным иммунологическим интерфейсом между организмом хозяина и содержимым просвета кишечника. Микробиота, ассоциированная со слизистой оболочкой (МАСО), напрямую взаимодействует с эпителием и иммунными клетками, формируя локальный гомеостаз. Стресс, связанный с отъёмом (резкий переход на твёрдый корм, социальные изменения), вызывает транзиторное воспаление, дисбиоз и атрофические изменения ворсинок, что делает кишечник особо восприимчивым к диетическим факторам.

Гипотеза исследования состояла в том, что рационы с высоким содержанием SBM будут индуцировать более выраженный иммунный ответ и структурные изменения в тощей кишке по сравнению с рационами с низким содержанием SBM, причём эти эффекты будут сильнее проявляться в ранний постотъёмный период (20 дней) из-за незрелости пищеварительной и иммунной систем.

Материалы и методы

Для проверки гипотезы был проведён эксперимент с участием 48 поросят (возраст отъёма — 21 день, живая масса 6.2 ± 0.3 кг), распределённых по двум диетологическим группам (низкий и высокий уровень SBM) согласно рандомизированному полному блочному плану. Рационы были сбалансированы по питательным веществам и скармливались в три фазы в течение 42 дней. На 20-й и 42-й дни отбирались образцы слизистой оболочки, тканей и содержимого тощей кишки для комплексного анализа.

Оценивались следующие параметры:

1. Вязкость химуса тощей кишки как индикатор влияния растворимых НПС.

2. Микробиота МАСО методом секвенирования гена 16S рРНК с оценкой альфа- и бета-разнообразия, относительной численности таксонов.

3. Иммунный ответ и окислительный стресс: уровни цитокинов (IL-8, IL-6, TNF-α), иммуноглобулинов (IgA, IgG), маркеров окислительного повреждения (карбонилы белков, малоновый диальдегид) в гомогенате слизистой.

4. Морфология и пролиферация: высота ворсинок (В), глубина крипт (Г), их соотношение (В:Г), доля и количество пролиферирующих клеток (Ki-67+) в криптах.

Статистический анализ проводили с использованием модели смешанных эффектов с учётом уровня SBM, дня после отъёма и их взаимодействия как фиксированных факторов.

Результаты

1. Микробиота и вязкость. Диета с высоким SBM привела к снижению доли Firmicutes и тенденции к снижению Staphylococcaceae, но увеличению доли рода Prevotella и вида Prevotella copri. Альфа-разнообразие (индексы Чао1, Шеннона, Симпсона) было достоверно ниже, а состав микробного сообщества (бета-разнообразие) отличался на 20-й день по сравнению с 42-м днём. Вязкость химуса не зависела от уровня SBM, но была ниже на ранней стадии.

2. Иммунный ответ и окислительный стресс. Уровень IL-8 и карбонилов белков в тощей кишке был значительно выше на 20-й день. У животных на рационе с высоким SBM наблюдалась тенденция к повышению концентрации IgA. Системные провоспалительные маркеры (IL-6, TNF-α) и MDA значимо не изменялись.

3. Морфология и пролиферация. Высокий уровень SBM в рационе вызывал увеличение глубины крипт и тенденцию к снижению В:Г. Доля пролиферирующих клеток Ki-67+ в криптах была выше на 20-й день после отъёма независимо от диеты.

Обсуждение

Полученные результаты подтверждают, что включение в рацион высоких уровней соевого шрота модулирует микробный ландшафт тощей кишки в сторону увеличения доли бактерий, способных утилизировать сложные полисахариды (Prevotella) и процветать в условиях повышенного поступления непереваренного протеина. Повышение доли Prevotella, часто ассоциируемой с ферментацией клетчатки, может быть следствием высокого содержания НПС в SBM. Увеличение глубины крипт при высоком SBM, вероятно, отражает компенсаторную гиперплазию, направленную на восстановление эпителия, потенциально повреждаемого АНВ или изменённой микробиотой, что согласуется с данными других исследований.

Отсутствие ожидаемого роста численности Staphylococcus на фоне высокого SBM, вопреки гипотезе, может объясняться конкурентными взаимоотношениями в микробном сообществе или влиянием других компонентов рациона. Однако тенденция к повышению уровня IgA указывает на активацию локального гуморального иммунитета слизистых, что является типичным ответом на антигенную стимуляцию соевыми белками.

Наиболее выраженные различия были связаны с фактором времени. Сниженное альфа-разнообразие, повышенные уровни IL-8, карбонилов белков и пролиферативная активность крипт на 20-й день после отъёма объективно характеризуют этот период как состояние повышенной воспалительной нагрузки и окислительного стресса в кишечнике. Это коррелирует с физиологической незрелостью барьерных функций и иммунной регуляции. К 42-му дню наблюдается нормализация большинства параметров, свидетельствующая о постнатальном созревании кишечника и адаптации к твёрдому корму.

Ключевым выводом является отсутствие значимого взаимодействия между факторами диеты и времени для большинства изучавшихся параметров иммунитета и целостности кишечника. Это означает, что негативное влияние высокого SBM, хотя и присутствует, не было статистически более сильным в уязвимый ранний период (20 дней) по сравнению с более поздним (42 дня). Возможно, к 20-му дню после отъёма у поросят уже происходит частичная адаптация и толерантность к антигенной нагрузке соевого шрота, либо негативные эффекты высокого SBM настолько существенны, что проявляются стабильно на обеих стадиях.

Заключение

1. Рационы с высоким содержанием соевого шрота вызывают изменения в микробиоте слизистой оболочки тощей кишки (рост Prevotella), стимулируют локальный иммунный ответ (тенденция к росту IgA) и ухудшают морфологию кишечника (увеличение глубины крипт), что может потенциально снижать его всасывательную функцию.

2. Ранний постотъёмный период (20 дней) характеризуется более выраженным воспалением, окислительным стрессом и сниженным микробным разнообразием в тощей кишке по сравнению с более поздней стадией (42 дня), что подтверждает его как критически уязвимую фазу для здоровья кишечника.

3. Негативное влияние высоких уровней SBM на иммунологические и морфологические параметры тощей кишки было устойчивым и не усугублялось дополнительно в ранний постотъёмный период. Это указывает на то, что потенциальный риск от высокого содержания SBM в рационе сохраняется на протяжении всего периода доращивания, а не только в его начале.

Практическая значимость. Результаты исследования свидетельствуют о необходимости взвешенного подхода к нормированию соевого шрота в рационах поросят-отъёмышей. Для минимизации рисков в наиболее чувствительные периоды целесообразно рассмотреть использование специализированных кормовых добавок (ферменты, пробиотики, функциональные аминокислоты), методов технологической обработки SBM для снижения уровня АНВ, а также частичной замены на другие источники легкоусвояемого протеина. Дальнейшие исследования следует сосредоточить на изучении механизмов адаптации кишечника к АНВ и поиске оптимальных уровней и форм включения соевых продуктов в корма для разных возрастных категорий поросят.


Исследование: Journal of Animal Science and Biotechnology