Профессор, директор по науке ООО «НПФ «ЭЛЕСТ» Марк Абович Малков точно знает, что нужно делать, чтобы коровы были здоровы и давали много молока. Уверенности ему придают результаты многолетних исследований и практических экспериментов.
- Марк Абович, расскажите, пожалуйста, о себе.
- По образованию я микробиолог, причем мой стаж в этой области настолько велик, что, вероятно, сегодня в России нет других специалистов с таким опытом. А ещё я биотехнолог, специализирующийся на управляемом биосинтезе. В течение многих лет я занимался ферментацией антибиотиков, участвовал в становлении микробиологической промышленности в СССР. У меня более 150 патентов, большинство из которых связаны с Институтом антибиотиков.
Около 15 лет назад я осознал, что ситуация с коровами – это область микробиологических знаний. Это помогло мне лучше понять суть проблемы.
Всем известно, что рубец коровы – это своего рода ферментёр. Однако, несмотря на это, никто не знает всех закономерностей, которые там происходят. Это парадокс. Сейчас я полностью готов к решению проблем, связанных с современным животноводством.
- И в чём же состоит главная проблема животноводства?
- К сожалению, в настоящее время практически не существует здоровых коров. Это результат того образа жизни, который люди создали для них. Дело в том, что коровы получают избыточное питание. Причем при таком питании они не получают достаточно энергии, её не хватает для всех органов и тканей.
В результате снижается иммунитет, ухудшается работа печени, что в свою очередь приводит к проблемам с почками, кровоснабжением и функционированием иммунной системы. Всё приводит к метаболическим синдромам и появлениям признаков диабета второго типа.
- Диабет у коровы?
- Еще 10 лет назад мы установили, что у коров присутствуют все признаки этого заболевания. В жаркую погоду эти симптомы становятся особенно заметны. Из-за теплового стресса, который приводит к острой нехватке энергии, усиливаются процессы атеросклероза и сердечной недостаточности. Сегодня каждая вторая статья в мире посвящена этой теме, и я внимательно слежу за публикациями, пытаясь понять причины возникновения инсулиновой резистентности у коров и найти способы борьбы с ней.
- Вы считаете, что именно это является причиной отрицательного энергетического баланса?
- Существует большая путаница между энергией, глюкозой рациона и глюкозой в крови. Важно понимать, что существует два вида глюкозы: первая образуется из крахмала и поступает в рубец, а вторая – в печени в процессе глюконеогенеза. Именно второй вид глюкозы является источником молока и обеспечивает энергией весь организм. Для этого печень сама должна быть обеспечена энергией. Это объясняет так называемый отрицательный энергетический баланс.
- То есть всё дело в дефиците энергии?
- Да, все проблемы связаны с тем, что корове не хватает энергии. Глюкоза, образующаяся с высокой скоростью из крахмала, используется для производства молока через лактозу. Однако для этого процесса обязательно должен образоваться прекурсор для ацетата.
Ацетат является источником энергии, которая высвобождается в цикле Кребса, приводя к образованию АТФ (аденозинтрифосфат). Но в этой схеме ацетату не хватает прекурсора, известного как оксалоацетат, поскольку нарушен так называемый «челночный» механизм.
Оксалоацетат должен оставаться и включаться в цикл Кребса, но если цель – получить «огромное молоко», например, 50 литров в день, то этот процесс нарушается. Ацетат не может включиться в цикл Кребса, а инсулину не хватает энергии для проведения глюкозы через ткани. В результате кривая «персистентности» (устойчивости) коров, которую необходимо отслеживать ежедневно, идет вниз.
Таким образом, отрицательный энергетический баланс у коров напрямую связан с инсулинорезистентностью и не зависит от количества потребляемых килокалорий.
- Какие же ошибки приводят к данной ситуации?
- Можно выделить как минимум две ключевые ошибки.
Первая из них заключается в неправильно подобранном для коровы рационе, составленном по принципу нормированного кормления. Корм – это питательная среда для микробиоты рубца. Для коровы же корм представляет собой комплекс органических кислот, образующихся в рубце. Этот комплекс включает пропионат, лактат и бутират, которые в определённых пропорциях должны поступать в организм коровы для обеспечения производства молока и выработки энергии для всех тканей и органов.
Известно, что активность рубца обеспечивают около 200 штаммов бактерий, из которых около 15 являются наиболее значимыми. Это означает, что в рубце происходит совместное культивирование различных видов микробиоты. Однако все ведущие виды растут с разной скоростью, конкурируя за субстраты. У каждого из них свои потребности как в углеводных, так и в белковых субстратах. Поэтому не существует универсальной среды даже для узкой группы микроорганизмов.
Вторая ошибка связана с разработкой программ кормления, которые не учитывали уникальные особенности культур. Один из важнейших законов микробиологии – это «катаболитная репрессия», который описывает роль глюкозы в микробной среде. Микробиом коровы получает из крахмала огромное количество глюкозы, которая играет ключевую роль и устанавливает свои правила. Глюкоза как бы говорит другим микроорганизмам: «Пока я здесь, никто из вас не имеет права образовывать катаболиты, которые я сама создаю». Это своего рода режим экономии, который возник в процессе эволюции.
- То есть глюкоза тормозит процесс, замедляя рост и активность лактат-утилизаторов и синтез пропионата?
- Вот именно! Однако мы заинтересованы в том, чтобы активировались лактат-синтезаторы, обеспечивая быстрое образование молочной кислоты из глюкозы. Если правильно управлять активностью микробиоты рубца, то молочной кислоты будет образовываться столько, сколько нужно, и не будет избытка лактата (ацидоза). В рубце здоровой коровы не должно быть молочной кислоты, она должна идти на синтез пропионата и пировиноградной кислоты. Молочная кислота, как и пропионат, является вторичным метаболитом, то есть образуется после того, как рост микробиома замедлился.
- Возможно, стоит отказаться от нормированного кормления и найти другие решения?
- Я провёл эксперимент и создал питательную среду, ориентируясь на потребности микробиоты. В качестве углеводной части субстрата я использовал крахмал. Белковую часть создал, зная потребность в белке. Эта уникальная среда была успешно испытана в одном из хозяйств Нижегородской области.
В принципе опытный зоотехник знает, как избежать избытка глюкозы, регулируя дозировку сена, соломы или силоса. Однако даже он не может увеличить количество концентрированных кормов, поскольку это только усугубит проблему. Поэтому он тратит много времени и усилий, добавляя витамины и другие добавки, чтобы ускорить рост микробиоты и адаптировать её к большому количеству глюкозы. Однако эта адаптация не всегда успешна, так как необходимо минимизировать давление глюкозы на единицу биомассы.
Для решения проблемы необходимо найти факторы роста, которые позволят преодолеть феномен «катаболитной репрессии». К сожалению, пока такие факторы не найдены. Поэтому отказаться от нормированного кормления пока невозможно.
- Вы разработали поистине эффективные регуляторы, и это можно считать историческим решением проблемы.
- Да, мы выбрали иной подход и создали условия, способствующие свободному поступлению необходимого количества прекурсоров через пропионат. Нам удалось найти баланс между высоким уровнем глюкозы в крови и потребностью в энергии, которая необходима не только для транспортировки глюкозы в ткани, но и для обеспечения энергией всех органов и систем.
Это была сложная задача, над которой я работал около пятнадцати лет.
- В кормах, таких как сено и силос, содержится большое количество микотоксинов и патогенных клостридий. Как с этим бороться?
- Пока существует эта проблема, бесполезно пытаться активировать и «воспитывать» микробиоту рубца. Поэтому мы разработали специальные нейтрализаторы токсинов на молочной основе. У нас есть собственные реакторы и штамм, которые позволяют нам производить такие продукты.
- Расскажите об использовании ацидофильных лактобактерий.
- Даже при тщательном удалении верхнего плесневелого слоя силоса токсины всё равно остаются внутри корма. Наши эксперименты показали, что даже в небольших дозах лактобактерии (Lactobacillus acidophilus) могут полностью остановить рост бактерий, продуцирующих токсины.
В результате мы предложили новые продукты под названием «Полис». Эти регуляторы способны активировать группы микробиоты, ответственные за синтез пропионата и лактата.
- И вы доказали, что эти регуляторы очень эффективны?
- Безусловно, но для достижения желаемого результата необходимо точно подобрать дозировку. При правильном использовании регуляторов исчезают маститы, снижается уровень соматических клеток в молоке, не будет эндометритов и ламинитов.
У нас есть успешный опыт применения регуляторов. За короткий срок нам удавалось увеличить удои с 6-6,5 тыс. до 12 тыс. кг молока. В течение первой и второй лактации эти коровы постоянно получали регуляторы, которые обеспечивали их необходимыми прекурсорами и энергией. Почему бы всем не идти этим путём?
При современном способе кормления 50-70% корма уходит в навоз. Наши же технологии позволяют полностью усваивать корм.
- Влияют ли регуляторы на качество молока?
- В молоке коров с нормированным кормлением содержится много трансжиров, пальметиновой и стеариновой кислот. Мы провели специальные исследования, чтобы сравнить молоко, полученное по традиционной технологии, и молоко, полученное с использованием нашей технологии с регуляторами. Результаты показали, что в молоке, полученном по нашей технологии, значительно меньше насыщенных жирных кислот и трансизомеров.
- Высокая продуктивность опасна для коровы?
- Если корова даёт 11-12 тонн молока в год, это означает, что у неё высокая скорость глюконеогенеза, и в её крови постоянно циркулирует большое количество глюкозы. Возможно, периоды между инсулинорезистентностью могут стать длиннее, но это не спасёт корову от дефицита энергии. У неё всё равно будут метаболические нарушения, от которых ей не уйти. Её будут лечить, затраты на содержание возрастут, но в конце концов она всё равно не сможет долго жить. Этот путь мне кажется тупиковым.
- Так что же всё-таки нужно, чтобы коровы были здоровы и давали много молока?
- Чтобы контролировать ситуацию, необходимо тщательно изучить схему биогенеза. Без понимания её работы будет сложно достичь желаемого результата. У нас есть свой уникальный подход, собственные ноу-хау и схема регуляции. Мы точно знаем, что нужно делать, и это наше главное преимущество.
