06.11.2025
Защита птицы от глифосата: новый взгляд
Глифосат, широко используемый гербицид, представляет собой серьезную проблему для современного птицеводства. Присутствуя в виде остатков в основных компонентах кормов для птицы, таких как зерновые, кукуруза и соя, даже в концентрациях ниже предельно допустимых, глифосат оказывает негативное воздействие на ее здоровье, вызывая кормовой стресс. Это проявляется в дисбиозе микробиоты, разрушении стенок кишечника, поражениях суставов, хромоте, катаральном энтерите, дефиците пищеварительных ферментов, что приводит к снижению продуктивности и репродуктивного долголетия. Антибиотики в рационе, используемые, в частности, для борьбы с последствиями воздействия глифосата, могут усугублять дисбаланс микробиома кишечника.
В ходе выполнения трехлетнего гранта Российского научного фонда № 22-16-00128 (2022–2024 гг.) учеными НПК «БИОТРОФ+» (под руководством д-ра биол. наук Лаптева Г.Ю.) раскрыт механизм действия глифосата на птицу. При проведении высокопроизводительного RNA- seq тканей кишечника и печени цыплят выяснилось, что глифосат действует на молекулярном уровне. Он снижает экспрессию генов, связанных с продуктивностью, таких как кальций-связывающие белки, гены, отвечающие за функционирование электрон-транспортной цепи в митохондриях, и инсулинподобные факторы роста. Глифосат также повышает экспрессию генов апоптоза (клеточной гибели) (Casp1,2, Casp6, Casp8,9) и целого набора провоспалительных интерлейкинов (IL1β, IL4, IL7,8, IL10, IL15, IL18, IL22). Это приводит к увеличению проницаемости мембран эпителия кишечника, некрозу слизистой, диарее и проникновению патогенов в кровоток.
Кроме того, глифосат ускоряет процессы репродуктивного старения у родительского стада и несушек, повышая экспрессию генов, кодирующих различные субъединицы белка mTOR (mammalian target of rapamycin). Ген играет важную роль в процессах старения организмов. Известно, что «блокировка» активности mTOR продлевает репродуктивное долголетие сельскохозяйственной птицы.
Глифосат «состаривает» несушек, разрушая микробиом
Российским научным фондом в 2025 г. было принято решение продлить проект № 22-16-00128, исследующий влияние глифосата на бройлеров (присвоив ему обновленный номер № 22-16-00128- П). Наша команда ученых получила возможность углубленно изучить влияние глифосата на микробиом и репродуктивное долголетие кур-несушек.
На первом этапе мы провели молекулярно- генетический анализ состава микробиома слепых отростков кишечника — области пищеварительного тракта, населенной важнейшими представителями микробиома.
С целью установления взаимосвязи между микробиомом и репродуктивным долголетием было проведено масштабное исследование, включающее NGS-секвенирование кишечника несушек для анализа состава микробиоты. Выполнен сравнительный анализ микробиома несушек с высоким и низким репродуктивным потенциалом, а также изучена роль глифосата в изменении микробиома и влиянии этого ксенобиотика на репродуктивное долголетие птицы.
Мы обнаружили, что у несушек с высоким репродуктивным долголетием в микробиоме преобладали бактерии (бактероиды), отвечающие за переваривание сложных углеводов (включая клетчатку) и выработку противовоспалительных веществ (рис. 1). У птицы с низким долголетием было больше бактерий, расщепляющих простые сахара и липиды (фирмикуты). То есть ухудшение переваривания клетчатки вносит вклад в процессы преждевременного «старения» птицы.
Птицы с высоким репродуктивным долголетием имели больше молочнокислых бактерий (Lactobacillaceae), обеспечивающих естественный барьер против инфекций и поддерживающих иммунитет.
Далее, используя передовые биоинформатичес- кие методы, мы реконструировали метаболические процессы, происходящие в микробиоме. У несушек с высоким долголетием оказались более активными пути синтеза важных веществ: L-метионина, хоризмата, ацетилкоэнзима А и витамина K. L-метионин — это незаменимая аминокислота, необходимая для синтеза белков, формирования яиц, регуляции экспрессии генов и антиоксидантной защиты (рис. 2).
Метионин участвует в синтезе карнитина, который улучшает транспорт жирных кислот в митохондрии для производства энергии, необходимой для яйцекладки. Хоризмат — это предшественник ароматических аминокислот (фенилаланин, тирозин, триптофан), важных для синтеза белков, антиоксидантов и нейротрансмиттеров. Ацетилкоэнзим А — это ключевой участник анаэробного метаболизма и синтеза ацетата, источника энергии для птицы. Витамин K необходим для свертываемости крови и антиоксидантной защиты. Его дефицит может приводить к повреждению кровеносных сосудов и другим проблемам, связанным с процессом оплодотворения и формированием эмбрионов.
Эти различия в составе микробиома и метаболических путях могут отчасти объяснять, почему одни несушки несут яйца дольше и продуктивнее, чем другие.Глифосат, вводимый в корма, оказал существенное негативное воздействие как на состав микробиома слепых отростков кишечника, так и на метаболические пути микробиома несушек. Причем различия в ответе наблюдались в зависимости от уровня репродуктивного долголетия.
В группе с высоким репродуктивным долголетием введение глифосата привело к резкому снижению численности бактерий рода Lactobacillus. В то же время в группе с низким репродуктивным долголетием, где Lactobacillus и так были представлены в меньшем количестве, на фоне глифосата наблюдался значительный рост популяции бактерий рода Clostridium, известных своей патогенностью и способностью вызывать воспалительные процессы. Это, в свою очередь, привело к снижению усвоения питательных веществ и ухудшению общего состояния здоровья и продуктивности птицы.
На уровне метаболических путей глифосат значительно снизил активность путей биосинтеза ряда аминокислот в обеих группах (с низким и высоким долголетием), однако в группе с высоким репродуктивным долголетием на фоне глифосата снижение было более выраженным. Это негативно сказалось на синтезе белков, необходимых для формирования яиц. Кроме того, в данной группе наблюдалось подавление глиоксилатного цикла, что ухудшило способность птицы использовать альтернативные источники углерода и энергию. Все эти изменения на уровне микробиома и метаболических путей привели к усилению воспалительных процессов в кишечнике, снижению иммунитета и, в конечном итоге, к сокращению репродуктивного долголетия несушек.
Как победить глифосат
В ответ на вызовы, связанные с воздействием глифосата, в компании «БИОТРОФ+» был разработан Пробиоцид-Ультра — метапробиотик-антистресс, специально предназначенный для снижения негативного воздействия стрессов на организм птицы. Пробиоцид-Ультра содержит комбинацию естественных бактериальных метаболитов (фумаровая и лимонная кислоты), которые подкисляют кишечную среду, подавляя рост патогенной микробиоты, защищают печень и ускоряют метаболизм. Кроме того, в состав препарата входят два штамма Bacillus spp., которые стимулируют рост нормобиоты кишечника, обладают свойствами биодеструкции ксенобиотиков, включая глифосат, и оказывают воздействие на сам организм птицы, регулируя экспрессию генов иммунитета и снижая воспаление.
Эксперименты на цыплятах-бройлерах показали, что Пробиоцид-Ультра нивелирует негативное влияние глифосата на ростостимулирующий эффект антибиотиков (рис. 3), восстанавливает кишечный микробиом птицы и поддерживает иммунитет и продуктивность бройлеров в условиях стресса от глифосата. Препарат значительно снижает экспрессию провоспалительных генов (IL6, IL8 и PTGS2) и генов апоптоза, что приводит к подавлению воспалительных процессов в кишечнике, вызванных глифосатом.
Другой перспективный подход к снижению негативного влияния глифосата на птицу реализован в биопрепарате, разработанном на основе штаммов Bacillus spp. и Enterococcus spp. На цыплятах- бройлерах кросса «Кобб 500» нами был проведен эксперимент, который выявил степень влияния биопрепарата как самостоятельного средства, а также в комплексе с антибиотиками. Группа I (контроль) получала основной рацион без добавок, II группа — глифосат (20 мг/кг) в дополнение к основному рациону, III группа — глифосат и новый биопрепарат, IV группа — глифосат, антибиотики (энрофлоксацин; колистин) и биопрепарат.
Применение биопрепарата на основе Bacillus spp. и Enterococcus spp. приводило к восстановлению живой массы до уровня контрольной группы без ксенобиотика, увеличению живой массы на 4,6% по сравнению с птицей, получавшей глифосат в монорежиме (см. таблицу), снижению расхода корма, повышению устойчивости к заболеваниям, улучшению пищеварения и нормализации физиологического статуса.
Живая масса в опыте на цыплятах-бройлерах
|
Группа |
Средняя живая масса 1 гол.
на 35-е сутки, г
|
Изменение, % |
|
|
к группе I (контролю) |
к группе II |
||
|
I (контроль) |
2513,9±64,6 |
100 |
– |
|
II (глифосат) |
2408,3±59,9* |
97,1 |
100 |
|
III (глифосат + биопрепарат) |
2517,9±52,8 |
100,2 |
104,6 |
|
IV (глифосат + антибиотики + биопрепарат |
2403,3±63,1* |
95,6 |
99,8 |
Биопрепарат снижал экспрессию гена апоптоза (клеточной гибели) Casp6 на 7-е сутки выращивания в 3,18 раза, на 14-е сутки — в 35 раз, на 35-е сутки — до 4 раз, активировал экспрессию генов антиоксидантной защиты и продуктивности: гена GSH-Px — до 55,7 раз, CLDN-1 — до 55,7 раз, CAT — до 2,4 раз. Кроме того, отмечено восстановление микробиома кишечника: в 2–3 раза увеличивалось количество полезных бактерий и на 40–60% снижалось число патогенных бактерий по сравнению с группой, получавшей глифосат (данные NGS-секвенирования).
Использование биопрепарата позволило сократить случаи энтерита в 2–3 раза и уменьшить количество случаев поражений ног на 10–15% по сравнению с птицей, которая получала только глифосат. Применение новой кормовой добавки как отдельно, так и совместно с антибиотиками способствовало повышению активности амилазы в химусе бройлеров на 48,8% и 44,2% соответственно по сравнению с контрольной группой.
Подводя итоги
Глифосат, популярный гербицид, который регулярно обнаруживается в кормах для птицы, вызывает серьезные проблемы со здоровьем и снижает продуктивность. Даже при концентрациях ниже допустимых он дестабилизирует микробиом кишечника, нарушает пищеварение, ослабляет иммунитет и сокращает репродуктивное долголетие птицы. Особенно опасно его совместное действие с антибиотиками, что усугубляет дисбаланс микробиома и повышает риск заболеваний.
Ученые из НПК «БИОТРОФ+» нашли решение проблемы, разработав линейку натуральных препаратов-биодеструкторов. Метапробиотик Пробиоцид-Ультра содержит бактериальные метаболиты и штаммы Bacillus spp., способные разрушать глифосат и восстанавливать баланс кишечной микробиоты. Эксперименты показали, что Пробиоцид-Ультра снижает экспрессию провоспалительных генов и генов апоптоза, восстанавливает кишечный микробиом и повышает продуктивность птицы.
К числу эффективных инструментов для защиты птицы от глифосата относится биопрепарат, в состав которого входят штаммы Bacillus spp. и Enterococcus spp. Он также показал отличный результат в повышении продуктивности, снижении заболеваемости и улучшении пищеварения на фоне присутствия глифосата в кормах.
Эти разработки открывают новые перспективы для устойчивого и безопасного птицеводства.
Количество показов: 1059
Автор: Г. Лаптев, Д. Тюрина, Е. Йылдырым, В. Филиппова, Л. Ильина, Н. Новикова, К. Соколова, Е. Горфункель, А. Савичева, Е. Пономарева, В. Заикин
Компания: БИОТРОФ