CC BY
151
УДК 636.5: 611.3
Б1ОТЕХНОЛОГ1ЧН1 АСПЕКТИ АНАЛ1ЗУ М1КРОФЛОРИ С1ЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКО1 ПТИЦ1
С. О. ГАРДА1, С. Г. ДАНИЛЕНКО2, Г. С. ЛИТВИНОВ1
^ацюнальний техшчний ушверситет Укра'ши «Кшвський полiтехнiчний шститут» 21нститут продовольчих ресурс1в НААН Укра'ши, Ки1в
E-mail: Garda.svetlana@yandex.ru
Отримано 21.11.2013
Для лшування i профшактики дисбактермзу в птах1вництв1 дедал1 б1льшо1 популярносм набувае застосування пробiотикiв на основi нормально! мiкрофлори птахiв з використанням перспективних штамiв.
Метою роботи був б^технолопчний аналiз даних щодо складу i функцiй мiкрофлори рiзних б^-топiв мльськогосподарсько! птицi. Одним i3 бiотехнологiчних методiв для вивчення бактерiальноl мiкрофлори птахiв е метод прижиттевого бактер^лопчного контролю — дослiдження групових проб свiжого послiду. Пiд час анаизу мiкрофлори кишечника птицi щентифшують лише 60-70% мшро-органiзмiв. Показано, що нормальна мiкрофлора птицi виконуе захисну функщю, оскiльки колонь зуеться на приепiтелiальнiй кишковiй зонi, активно конкуруе за джерела живлення, мае ширший набiр ензимiв, а також синтезуе низку екзометаболтв, що виявляють антагонiстичну дiю щодо пато-генних i умовно патогенних транзиторних мiкроорганiзмiв.
Для полiпшення сучасно! технологи вирощування рiзних кросiв птахiв iз високим генетичним потенщалом необхiдним е повне розумшня ролi ендогенно! мiкрофлори в органiзмi ильськогосподар-сько! птицi. Було з'ясовано, що як джерело пробмтичних штамiв краще використовувати шлунково-кишковий тракт курей-несучок та/або здiйснювати вiдбiр групових проб з !хнього свiжого послiду. При цьому найкращими пробмтичними властивостями характеризуються мiкроорганiзми родiв Bifidobacterium та Lactobacillus. Щ результати можна використовувати для вщбору перспективних штамiв з метою створення комплексного проб^тика.
Ключовi слова: птахiвництво, мiкрофлора, мльськогосподарська птиця, мiкроорганiзми, бiоценоз, пробiотик.
Використання MiKpoopraHi3MiB з метою створення пробютишв для альськогосподарсь-ких птахiв е перспективним напрямом сучас-но'1 бютехнологи, що постiйно розвиваеться.
У природних умовах становлення мь крофлори травного тракту теплокровних тварин, у тому числi й птищ, вiдбуваеться од разу тсля народження. Найважливiше джерело вйх мiкроорганiзмiв для новона-родженого — мати, пiд час контакту з якою вщбуваеться колонiзацiя рiзних бютотв потомства 11 мiкрофлорою. У птахiв через осо-бливостi вщтворення особин вiдсутнiй етап передачi материнсько'1 мiкрофлори. Це спри-чинюе високий ступшь ризику контамiнацii новонародженого небажаною мшрофлорою, зокрема й патогенною. Особливо гостро ця проблема постае за умов штенсивного птахiв-ництва, коли на обмежених площах концен-труеться велике поголiв'я птицi. Окрiм того, постшне застосування кормових антибюти-кiв призводить до селекцп та подальшо'1 цир-
куляцii в господарствах умовно-патогенних i патогенних мiкроорганiзмiв з резистентнь стю до цих препаратав. Результатом багато-рiчного застосування кормових антибiотикiв у промисловому птахiвництвi стало поши-рення шлунково-кишкових захворювань, яш посiдають друге мiсце пiсля вiрусних i е основною причиною втрат молодняку в пта-хiвничих господарствах [1].
Щ та iншi обставини спонукали до розро-блення нового поколшня безпечних i ефек-тивних препарайв, спрямованих на ко-рекцiю кишкового бюценозу i пiдвищення колонiзацiйноi резистентност слизово'1 обо-лонки кишечника. Св^овий досвiд свiдчить, що у виршенш цих проблем дедалi бiльшого значення набувае замена терапiя, спрямова-на на вщновлення кишкового мiкробiоцено-зу шляхом введення в шлунково-кишковий тракт (ШКТ) спецiальних живих бактерiй з водою або кормом. Це тдтверджують науково-господарчi дослiди застосування
пробютичних препарайв моноспорин, про-лам та бацел (виробник ООО «Биотехагро», Росiя), бiфiдин (Укра'на) [2].
Пробники застосовують для пiдтримання i вiдновлення нормально'' мiкрофлори кишечника; стимуляцп iмунiтету та загально'' резис-тентностi органiзму; пiдвищення росту i про-дуктивностi птицi; профiлактики i лiкування хвороб ШКТ птахiв, спричинених умовно-па-тогенними мiкроорганiзмами (УПМ). За ефек-тивнiстю вони не поступаються деяким анти-бiотикам i хiмiотерапевтичним препаратам, при цьому не пригшчують рiст нормально'' мi-крофлори травного тракту, не мають негативного впливу на продукти птахiвництва та навко-лишне середовище, тобто е еколопчно чистими.
Для виготовлення пробiотикiв на сьогодш використовують представникiв рiзних таксоно-мiчних груп мiкроорганiзмiв (Bacillus subtilis, Bifidobacterium adolescentis, B. bifidum, B. breve, B. infantis, B. longum, Enteroccus faecalis, E. faecium, Esherichia coli, Lactobacillus acidophilus, L. casei, L. delbrueckii subsp. bulgasricus, L. felventicus, L. fermentum, L. plantarum, Lac-tococcus, Lac. cremoris, Lac. lactis та ш.) [3].
Найб^ьший ефект досягаеться у раз1 використання складних пробютишв поль видового складу — мультипробютишв. До складу мультипробютишв входять бактерп рiзних таксономiчних груп, ям тдсилюють дiю один одного.
1снують певнi особливi правила тдбору пробiотичних культур для створення бюпре-паратiв. За допомогою бiотехнологiчних мето-дiв мiкроорганiзми перевiряють на стшкють до агресивних метаболiтiв макроорганiзму, низько'' кислотностi (це необхiдна умова здшснення транзиту через верхнi вiддiли шлунка). Крiм того, вони мають вщзначати-ся високою колонiзацiйною резистентнiстю, тобто бути здатними до адгезп, виявляти ан-тагонiстичну активнiсть стосовно патогенних мiкроорганiзмiв, бути безпечними та не справ-ляти побiчних дiй на макрооргашзм тощо.
Усе це потребуе ретельного дослщження складу ендогенно'' мшрофлори птахiв для видiлення перспективних пробютичних шта-мiв бактерiй iз зазначеними властивостями. Хоча роботи в цьому напрямi проводили, од-нак на сучасному етат це питання потребуе подальшого з'ясування [4].
Бактерiальна флора кишечника ыль-ськогосподарськог птищ: основт eidoMocmi
Починаючи з 60-70 рр. ХХ ст. вчеш на-голошують на важливiй ролi мiкрофлори шлунково-кишкового тракту птахiв у про-цесах травлення та засвоення компоненйв
корму [3, 5-8] i вивчають 11 якiсний та шль-кiсний склад [9, 10].
Нормальну мшрофлору оргашзму, яку пов'язують iз його здоров'ям, умовно подь ляють на двi групи: облiгатну (постiйну, iн-дигенну, автохтонну) i факультативну (тран-зиторну).
Основш групи облiгатноi мiкрофлори можуть юнувати як у просвiтi кишечника (порожнинна), так i утворювати бiоплiвки на поверхш ентероцитiв, тiсно зв'язуючись iз рецепторами епiтелiю у глiкокалiксi (при-стiнкова) [11]. Вже з першого дня кишечник курчат колонiзують так мiкроорганiзми: E. coli, бактерп родiв Lactobacillus, Bacillus, Streptococcus, Bifidobacterium [12]. Процес становлення стабiльного кишкового мшро-бiоценозу у тонких кишках курчат тривае 14-17 дiб, у слших кишках — 30 дiб.
Загалом змши видового складу мшроор-ганiзмiв та ''х спiввiдношення вiдбуваються впродовж 42 дiб пiсля вилуплення [13]. Це вщбуваеться в iмунодепресивнi перюди, як1 у постембрiогенезi курчат-бройлерiв припа-дають на: 3-5-ту, 12-20-ту та 42-45-ту добу [14, 15]. Так, концентращя лакто- i бiфiдо-бактерш, кiлькiсть яких у кишечнику курчат найб!льша, до 28-'' доби зменшуеться, i дуже важливо, щоб тут не домшували умовно-патогеннi види [16, 17]. Шлькють ешерихiй зi зниженою ензиматичною активнiстю може досягати 30-40% [18].
Умовно-патогенна мшрофлора присут-ня в органiзмi здорово'' птищ та тае!, що перехворала, багато мiкроорганiзмiв широко розповсюдженi i довго зберiгаються у зов-шшньому середовищi. Заселяючи спочатку макроорганiзм, мшрооргашзми перебувають у симбiотичному зв'язку з ним, створюючи на певний час iмунологiчну рiвновагу. Однак за стрейв, що супроводжуються ослаблен-ням загального стану органiзму i зниженням його природних захисних функцш, «мшроб-ний тиск» посилюеться, що зумовлюе виник-нення автоiнфекцiй, якi, у свою чергу, при-зводять до масово'' загибелi птахiв, особливо молодняку.
У процей еволюцп склалася мшроеколо-гiчна система кооперацп мiкрофлори кишечника з одночасною ч^кою диференцiацiею функцiй мiж окремими видами мшроорга-нiзмiв, що дае змогу мiкрофлорi травного тракту виступати як едине щле. Це забез-печуе не тiльки стаб^ьнють мiкробiоценозу вйе'' еколопчно'' системи оргашзму, а й потреби макрооргашзму. Нормальна мшрофлора мае елементи саморегуляцп i в певних межах здатна протистояти впливу шкщливих
умов, збер^аючи чисельшсть мiкробних по-пуляцiй.
Особливо слiд вiдзначити одну з найваж-ливiших функцiй нормально! мшрофлори — 11 участь у забезпеченш високого рiвня при-родно! резистентностi макроорганiзму. У разi втрати або зниження ще! функцii ШКТ колонiзуеться патогенними i умовно-патогенними мшрооргашзмами [19, 20].
Деякi закономiрностi динамiки колонь зацi'i ШКТ птахiв мiкроорганiзмами добре вивчено. У складi кишечно! мiкрофлори здо-рових птахiв завжди наявнi УПМ, видовий склад яких залежить вщ зовнiшнiх i вну-трiшнiх чинникiв. Так, зменшення шлько-стi анаеробних представникiв шдигенно! мiкрофлори створюе умови для розвитку умовно патогенних мiкроорганiзмiв, якi по-стiйно потрапляють в органiзм птищ з кормом: ентеробактерiй, стаф^окошв, грибiв, клостридiй тощо. Ця транзиторна мшрофло-ра за певних умов здатна спричинювати сер-йознi захворювання птахiв, що можуть при-звести до !х загибелi.
Результати численних дослiджень рол1 нормально! кишково! мiкрофлори у тдтри-маннi гомеостазу макроорганiзму свiдчать про те, що вона бере участь у функщонуванш серцево-судинно!, ендокринно!, кровотвор-но!, нервово! та iнших систем хазя!на; про-дукуе амiнокислоти, полшептиди, проте!ни, ензими, антибiотики, вiтамiни та iншi ме-таболiти; вiдiграе винятково важливу роль у тдтриманш природно! резистентностi ор-ганiзму.
Важливою е роль нормально! мшрофлори кишечника i в детоксикаци. Нормальна мшрофлора кишечника виступае в ролi природного бюсорбента ендо- та екзогенних ан-тигенiв i токсичних продуктав.
Механiзми взаемоди мiкроорганiзмiв i макрооргашзму, що забезпечують стаб^ь-нiсть властивого йому мшробюценозу, ос-таточно не з'ясовано. Але безсумшвно мож-на сказати, що важливе значення в цьому вщшрае адгезивна здатшсть мшрофлори. Однак за певних стресових i фiзiологiчних сташв склад бактерiальноi популяцп в бю-плiвцi змiнюеться, у результата обл^атна мiкрофлора може замшюватися популящ-ею iнших мiкроорганiзмiв, що призводить до розвитку дисбактерюзу або шфекцп.
Склад мшрофлори пльськогосподарськог птищ
Склад мшрофлори травного тракту е рiз-номаштним i формуеться вщразу пiсля на-родження птахiв (табл. 1).
Для вивчення бактерiальноi контамша-цп птахiв застосовують метод прижиттевого бактерюлопчного контролю — дослщжен-ня групових проб свiжого послiду. Так, тд час дослiдження 625 проб [21], у тому числ1 315 — в господарствах з виробництва яець, 210 — у господарствах з виробництва м'яса бройлерiв, 80 — вщ шдичок, 20 — вщ гусей, було отримано так результати: з поойду всiх видiв птахiв було видiлено 14 видiв мь кроорганiзмiв, найбiльше з яких Escherichia coli — 41,9%, Proteus vulgaris — 14,05%, Citrobacter freundii — 12,5% (рисунок). Видовий склад вид^ено! мшрофлори зумовлений етзоотичною ситуащею в кожному окремому господарств^ наслщком чого е рiзне вщсотко-ве спiввiдношення домiнуючих видiв.
я i Я2 ш з Я4 Я5 те Я7 '8
Склад мiкрофлори птицi:
i — Providencia stuartii; 2 — Salmonella enteriti-dis; 3 — Campylobacter jejuni; 4 — Melissococcus;
5 — Proteus vulgaris; 6 — Citrobacter freundii;
7 — Staphylococcus aureus; 8 — Klebsiella pneu-moniae; 9 — Escherichia coli
У першi години життя кишечник пташе-няти швидко колошзуеться переважно бiфi-до- й лактобактерiями, кишковою паличкою та ентерококами [22-25]. Це призводить до перевитрат кисню та зниження окисно-вщ-новного потенщалу у просвт кишок, що в свою чергу стимулюе розмноження анаеробних бактерш. Оскiльки у доросло! птищ в травний тракт з кормом потрапляе незна-чна шлькють кисню, впродовж усього життя у складi мшробюценозу переважають облшатш анаероби (95-99%), а аеробш та факультативно анаеробнi види становлять 1-5% вщ загально! шлькост мшроорга-нiзмiв [26-29]. Встановлено, що основни-ми базисними мiкроорганiзмами для птищ е факультативн та обл^атно анаеробш мiкроорганiзми: бiфiдобактерii, лактобаци-ли i лактатферментуючi бактерп, бактеро!ди
Таблиця 1. Основш представники мжрофлори травного тракту птахiв
Мшрооргашзми М^цезнаходження Функцп
ЫАёоЬа^впит Основн1 представники бактерш у кишечнику, становлять 90-98% в1д загально' кшькост мшроб1в. Мiсгягься переважно в товстому кишечнику i е основою пристшко-во' та порожнинно' мiкрофлори У процеи жиггедiяльносгi утворюють оргашчш кислоти i створюють несприятливi умови для розмноження патогешв, продукують вiгамiни В6 та В12
ЬасЬоЬасШив Заселяють рiзнi вiддiли травного тракту, починаючи з ротово' порожнини i закiнчуючи прямою кишкою Продукують молочну кислоту, лактозу, пероксид водню, лiзоцим та рiзноманiгнi антибютикопо-дiбнi сполуки, якi пригнiчуюгь р^т гнилiсних умовно-патогенних мiкробiв та збуднишв гострих кишкових iнфекцiй, стимулюють фагоцитоз i синтез iмуноглобулiнiв, формують колошзацш-ну резисгенгнiсгь
Е. соИ Заселяють рiзнi вiддiли травного тракту Кiлькiсгь не перевищуе 1% вщ загального вмiсгу мiкробiв, однак 'хня роль е надзвичайно важли-вою. Вони перешкоджають патогеннш мшрофло-рi заселяти сгiнки кишечника. Як активш аеро-би, кишковi палички використовують кисень порожнини кишечника, створюючи тим самим необхiднi умови життедiяльностi для основних предсгавникiв кишково' мiкрофлори, видiляюгь колiцини, якi пригшчують р^т патогенних мiкроорганiзмiв
ЬаМососсив Анаеробш неспороугворювальнi мiкроорганiзми, присугнi пере-важно в товстому кишечнику Беруть участь у процесах травлення, декон'юга-цп жовчних кислот, угилiзуюгь полiсахариди
ЕиЬвгососсив Перебувають в основному в тов-сто му кишечнику Не перевищують за кiлькiсгю кишкову паличку, утворюють водень, що перетворюеться в порожниш кишечника на пероксид водню та шдтримують рiвень рН 5,5 i нижче, видiляюгь ангибiогичнi спо-луки
[30]. Близько 99% вщ загально' шлькоста мiкроорганiзмiв слiпоi чи товсто' кишок рiз-них видiв птахiв становлять бiфiдо- та лак-тобактери [31]. Факультативна мшрофлора кишечника здорово'' птищ представлена умовно-патогенними стаф^ококами, стреп-тококами, гемолiзуючими кишковими па-личками, протеем та грибками.
У рiзних вщд^ах шлунково-кишкового тракту птахiв кiлькiсть мiкроорганiзмiв рiз-на. Так, у залозистому та м'язовому шлунках 'х менше (102-103 КУО/г) у зв'язку з наявшс-тю в ньому шлункових сокiв, якi пригшчу-ють розмноження. У дванадцятипалш киш-цi виявлено незначну шльшсть мiкрофлори (103 КУО/г) через присутшсть жовчi, однак з не'' вид^яють кишковi палички, ентероко-ки i споровi бактерп. Тонкий кишечник заселений кишковими паличками, ентерокока-ми, споровими та лактобактерiями. Загальна кiлькiсть мiкроорганiзмiв у ньому становить 105-106 КУО/г. Найб^ьше мiкроорганiзмiв у кiнцевих вiддiлах тонких кишок, слшш та прямiй кишках (107-109 КУО/г). За видовим складом це представники тих самих родiв,
що й у тонкому кишечнику, однак у значно больших шлькостях [32-34].
Найб^ьша кiлькiсть мiкроорганiзмiв е в шлунково-кишковому тракта курей-несу-чок. Для них рiзнi групи мiкроорганiзмiв за чисельнiстю зменшуються в такому порядку: бiфiдобактерii, лактобактерii, кишкова паличка, ентерококи, стрептококи, стаф^о-коки та грибки.
Мшробш асоцiацii кишечника е субстрат-специфiчними i тому 'х якiсний склад зале-жить вщ присутностi поживних речовин у зон заселення. У птахiв, що використову-ють рацiон з тдвищеним вмiстом кл^кови-ни, спостерiгаеться б^ьша кiлькiсть целю-лозолiтичних та шших мiкроорганiзмiв, що утилiзують полiсахариди, наприклад бакте-роiдiв. Зi зростанням у ращош вмiсту вугле-водiв зб^ьшуеться кiлькiсний склад популя-цiй ам^олггичних мiкроорганiзмiв, бактерiй та стрептококiв [35-38].
Шшра (шкiрнi придатки i покрив) багата на рiзнi бактерп i гриби. Певною мiрою вона вщдзеркалюе мiкрофлору зовнiшнього сере-довища i предметiв, з якими контактуе птах.
На шкiрi переважають стаф^ококи, стрепто-коки, диплококи, мiкрококи, сарцини, а з паличкоподiбних — кишкова, синьогншна i сiнна бактерii. Цi мшрооргашзми формують мiкрофлору рани у разi пошкодження шкiри.
У дихальних шляхах найб!льше мшроор-ганiзмiв мiститься в передшх дiлянках.
Через порушення складу нормально' мь кробно' асоцiацii в травному тракта розвива-ються гастроентерити, ентерити, унаслщок чого виникають гострi чи хронiчнi штокси-кацii отруйними речовинами мшробного по-ходження та шшдливими продуктами роз-щеплення кормових речовин [39].
Основт функци мтрофлори пльсько-господарськог птищ, причини та наслiдки порушень
Життедiяльнiсть оргашзму птищ тасно по-в'язана з актившстю його мiкрофлори [40-44]. У макроорганiзмi вона виконуе такi функци:
- морфокшетичну;
- участь в обмШ речовин та пiдтриманнi рН;
- продукування бiологiчно активних сполук;
- iмуногенну;
- забезпечення колошзацшно' резистент-ностi;
- детоксикацiйну.
Морфокшетична функцiя розпочина-еться з моменту вилуплення пташеняти та заселення кишечника мшрооргашзмами до-вкiлля. Доведено, що диференщащя еште-лiальних клiтин кишечника та формування рецепторiв, специфiчних до непатогенно' мь крофлори, залежать вiд присутноста мшро-органiзмiв, якi взаемодiють з ентероцитами [22]. Мшрооргашзми впливають на морфо-метрт та розмiр кишок, стимулюють роз-виток крипт та ворсинок, моторну функщю травного тракту [17, 36, 39, 45]. Окрiм того, вщомо, що вони здатш впливати i на розмiри та функци шдшлунково', щитоподiбноi за-лоз та наднирковишв [9, 40].
Важливою е роль мiкроорганiзмiв у про-цесах травлення, обмiну речовин, шдтри-маннi складу газiв кровi та рiвня рН внут-рiшнiх рщин [1, 42].
Мiкроорганiзми продукують велику кьльшсть рiзноманiтних ензимiв: протео-л^ичних, амiлолiтичних, целюлозолiтич-них [45]. Вони безпосередньо беруть участь у метаболiзмi проте'шв, жирiв, вуглеводiв, нукле'нових та жовчних кислот, холесте-ролу [5-8]. Бiфiдо- та лактобактерii беруть участь в ензимному розкладi кормових ком-понентав. Неперетравленi залишки в слiпiй кишщ пiддаються розщепленню кишковою паличкою та анаеробами.
Мiкроорганiзми впливають на всмокту-вання кальцiю, залiза, вiтамiну Д, синтез амiнокислот, в^ам^в, iнших бiологiчно активних сполук [9]. Наприклад, кишкова паличка синтезуе 9 в^амШв: таамш, ри-бофлавiн, пантотенову та ншотинову кисло-ти, шридоксин, бiотин, фолiеву кислоту, щ-анокобаламш та вiтамiн К [5]. Бiфiдобактерii синтезують аскорбiнову кислоту, а також разом iз лактобактерiями сприяють засвоенню в^амшу Д та солей кальщю. Лактобактерii утворюють специфiчнi антимшробш речови-ни — лактолiн, лактоцидш, ацидофiлiн [24], а кишкова паличка в процей життедiяльнос-тi вид^яе колiцини.
У разi змiни яшсного та/або шльшсно-го складу нормально'' мшрофлори у кишечнику порушуються вищезазначеш функцii. Це призводить до зниження продуктивноста птицi та, в певних випадках, до и загибель Тому мiкробiоценоз кишечника мае бути у сташ рiвноваги, а порушення цього стану називають дисбактерюзом або дисбюзом кишечника [12]. Вш характеризуеться змiною динамiчноi рiвноваги кишково'' мiкрофлори в якiсному та шльшсному складi.
Змiни у кiлькiсному складi мiкрофлори птахiв зумовленi багатьма чинниками, як1 подiляють на екзогеннi та ендогенш (табл. 2).
Екзогенш 1. Потрапляння в оргашзм пгицi значно' кiлькосгi патогенних мiкроорганiзмiв (сальмонел, шигел, кишкових паличок), що можуть викликати iнфекцiйнi захворювання
2. Алiментарнi фактори, пов'язанi зi змiною складу рацiону, спiввiдношенням окремих компоненив корму, режимними змiнами в годiвлi
3. Екологiчнi фактори, пов'язан iз забрудненням навколишнього середовища, кормiв, води
4. Сгресовi фактори (вакцинащя, переселення, надмiрна конценграцiя поголiв'я на одиницю плошД, змiна температурного режиму тощо).
Ендогеннi 1. Захворювання шлунково-кишкового тракту птахiв
2. 1мунодефщитш стани
3. Гормональний дисбаланс
Таблиця 2. Фактори, що впливають на змши кшьшсного складу мiкрофлори птахiв
На здоров'я птищ та ошршсть оргашзму патогенн1й м1крофлор1 впливае склад корму, адже в1домо, що залежно в1д окремих компонентав формуеться м1крофлора, яка забезпечуе повне розщеплення та засвоення поживних речовин [17, 32]. Порушення ев-бюзу призводить до порушення всмоктуван-ня поживних речовин, подразнення станок кишечника, що спричинюе посилення перистальтики, зменшення поглинання води з порожнини кишок, перетравноста корму та д1аре'1. Часто складаеться парадоксальна ситуац1я, коли збалансована год1вля не дае бажаних результатав саме через дисбаланс кишково'1 м1крофлори.
У раз1 зм1ни складу мшрофлори киш-кового тракту птах1в бактер1альш токсини та 1нш1 метаболии (бюгенш ам1ни, феноли) можуть зв'язувати в1тамш В12 i тим самим створювати його деф1цит в оргашзм1, пору-шувати всмоктування в1там1н1в А, Д i К та мшеральних речовин [38].
Надлишкова к1льк1сть мшрофлори, що розвиваеться в оргашзм1 за певних умов, може призводити до ушкоджень ештел1ю тонко! кишки за рахунок проду-кування метабол1т1в з цитотоксичною д1ею. Унасл1док цього зменшуеться висота ворсинок, поглиблюються крипти та вщбуваеться дегенерац1я м1кроворсинок. За таких умов порушуеться всмоктування лш1д1в i виникае синдром мальтабсорбцп [37]. Водночас поси-лений р1ст мшрооргашзм1в у товст1й кишщ зумовлюе поширення !х у тонкий кишечник, змшюючи склад його м1крофлори [26].
Змши сп1вв1дношень м1ж обл1гатною та факультативною мшрофлорою шлунково-киш-кового тракту птах1в та окремих !х асощацш спричинюють зм1ну складу м1кробних ензим1в, що порушуе процес травлення, спочатку роз-щеплення пол1сахарид1в, а пот1м i проте!н1в та жир1в. У результат! цього в кишечнику птах1в посилюеться газоутворення та розпочинаються процеси брод1ння, а частково i гниття, що при-зводять до токсичного отруення оргашзму за-галом [5]. Основними причинами пог1ршення процейв травлення е ушкодження поверхш кишечника паразитами, в1русами, токсинами, бактер1ями та пригшчення перетравност1 за надм1рного росту деяких вид1в бактер1й [3]. Усе це призводить до зб1льшення часу перебування корму в травному тракта птищ та, вщповщно, до розмноження у тонкому вщдШ кишечника умовно-патогенних та патогенних вид1в м1крооргашзм1в.
Таким чином, на основ1 анал1зу даних, наведених у цш частин1 роботи, можна зро-бити такий висновок:
- нормальну м1крофлору орган1зму птищ, яку пов'язують 1з його здоров'ям, умов-но под1ляють на дв1 групи: обл1гатну (пост1йну, 1ндигенну, автохтонну) i фа-культативну (транзиторну);
- основними базисними мшрооргашзмами для птищ е факультативш та строп анаероби: б1ф1добактерп, лактобацили i лактатферментуюч1 бактерп, бакте-ро!ди;
- найб1льше м1кроорган1зм1в м1ститься у к1нцевих в1дд1лах тонких кишок, сль п1й та прямш кишках (107-109 КУО/г);
- одшею з найважлив1ших функц1й нормально! мшрофлори е !! участь у забезпеченш високого р1вня природ-но! резистентност1 макроорган1зму. У раз1 втрати або зниження ще! функцп оргашзм заселяеться патогенними i умовно-патогенними мшрооргашзмами;
- основш функцп мшрофлори шлун-ково-кишкового тракту птиц1 св1д-чать про надзвичайно важливу роль мшробюценозу кишечника у забезпеченш життед1яльност1 живого макрооргашзму, шдтриманш його здоров'я та високо! продуктивност1;
- збереження стаб1льного складу мшро-флори шлунково-кишкового тракту птах1в забезпечить повнощнне функ-ц1онування травно!, гормонально! та 1мунно! систем орган1зму, здоров'я птищ та !! продуктивн1сть.
БЬотехнологЬчнЬ аспекти аналЬзу мшрофлори
Отже, здоров'я йльськогосподарсько! птищ залежить в1д балансу м1ж нормальною i потенц1йно патогенною мшрофлорою кишечника. Будь-як1 зм1ни в цш р1вноваз1 супроводжуються функц1ональними пору-шеннями, як1, у свою чергу, призводять до зниження продуктивность Використання пробютишв дае змогу уникнути дисбалансу кишечника та загибел1 молодняку.
Ученими було встановлено, що викори-стання пробютишв на основ1 живих культур стимулюе бюсинтетичш процеси в травному тракта й сприяе зб1льшенню продуктивноста птиц1 [46, 47].
Анал1зуючи даш л1тератури, можна зробити висновок, що найб1льш перспек-тивними е пробютики, створен1 на основ1 м1кроорган1зм1в, як1 належать до род1в Bacillus, Bifidobacterium та Lactobacillus, а серед них — та види, яш е складовою частиною
мшро6ющнозГв рубця жуйних тварин, зобу nTaxiB, ШКТ поросят тощо. Даш ветеринар-них фахiвцiв, якi використовують про-бiотики для профiлактики i лшування дисбактерiозiв, свiдчать, що максимальна актившсть притаманна комплексним препаратам, до складу яких входять мшрооргашзми рiзних таксономiчних груп. Окрiм того, пробiотики сприяють збереженню поголiв'я велико! рогато! худоби, овець, свиней та птищ [48].
На сьогодш найбьльшого застосування набули так пробiотики. У Францiï запропо-новано препарат, до складу якого входять антибютикостшк штами молочнокислих бактерiй — L. acidophilus, L. bulgaricus, Lactococcus lactis. Окрiм того, в цш кра'ш1 використовують препарат «Лю^ф^ус» i «Бiфiдаген», в Австрiï — «Сугалон», у Нiмеччинi — «Омнiфлора», як становлять сумiш чистих люфШзованих культур бiфiдобактерiй, ацидофiльноï i кишково'1 паличок. В Угорщинi для боротьби з дизентерieю застосовують «Лактомiкс», який складаеться iз сумiшi ентерококiв i лак-тобацил. У Швецiï користуються великою популяршстю пробiотики фiрми Medifarm, основою яких е ентерококи i лактобацили, — «Лактиферм», «Лактомiкс», «Пробiоз», «Пiгфегс», «Лако», «Ферлак», «Галако», «Овiкарб», «Бовiферм» та ш. У Росп в практику йльського господарства впровадже-но низку бюпрепаратав на основi бактерш-симбiонтiв ШКТ, таких як «Лактовгг», що мiстить молочнокислi бактерп та вгтамш В. У США для проф^актики дiарей молодняку застосовують ацидофiльно-дрiжджове молоко (L. acidophilus + S. cerevisiae ). В 1нститута мшробюлогп i вГрусологп НААН Украши створено три пробютичш препа-рати на основГ лактобацил i ентерокошв — «Бовiлакт», «Лактосан», «Лактин-К» — для йльськогосподарських тварин [49, 50].
Великого розповсюдження у ветери-наршй практицi набули пробттики на основГ бацил. Для стимуляци росту курчат у Швденнш Коре! застосовують штами спо-роутворювальних мiкроорганiзмiв. Вщомий пробютичний препарат на основГ B. subtilis i B. licheniformis — «Бактерин SL», розроб-лений в 1нститута мшробюлогп i вГрусологп НАН Украши. Препарат впроваджено у вете-ринарну практику, i вш е високоефективним для проф^актики та лшування дiарей телят. Також у цьому шститутГ розроблено новий пробютик «Ендоспорин», призначений для лiкування i профилактики шсляпологових захворювань сiльськогосподарських тварин.
Представнишв роду Bacillus використовують для проф^актики i терапп стафь лококово!, сальмонельозно!, колiбaктepi-озно! i синьогншно! iнфeкцiй (препарат «Qiangsite»). Новий бацилярний пробютик для поросят «Biomate 2B Plus», який складаеться i3 B. subtilis i B. ulicheniformis, по-кращуе засвоення iжi, сприяе зб^ьшенню приросту живо! маси, позитивно впливае на вс показники стану здоров'я тварин. Уведення бацил до складу комплексних препарайв i спещальних кормових сумь шей, призначених для профилактики саль-монельозу домашньо! птищ, показало !хню високу eфeктивнiсть на пpиклaдi застосування пpобiотикiв «Primalas» i «Protexin». Також вiдомий препарат «БСП», створений Украшським iнститутом с^ьськогоспо-дарсько! мшробюлогп (Чepнiгiв) та «Бовь токс» — 1нститутом ветеринарно! медицини (Ки!в). Препарат «Уробактерин» (Казахстан) мютить уробактерп, якi стимулюють проду-кування в^амшу В в оpгaнiзмi тварин. Фа-хiвцями компанп «ГОПБЗ Т1ММ УААН» (Ки!в) розроблено кормовий лшуваль-но-пpофiлaктичний продукт для молодняку йльськогосподарських тварин «Бiокоpм», який виготовляють на основi вторинно! мо-лочно! сировини (сироватки), збагачено! композицiею молочнокислих, пропюново-кислих та бiфiдобaктepiй видiв, вщповщно, L. acidophilus, B. animalis та P. freudenreichii subsp. shermanii, що е характерними пред-ставниками кишечника телят [51].
Пробштики широко застосовують у твapинництвi не тальки як препарати для лшування piзних захворювань, але й як стимулятори росту. Бaгaтоpiчний досвщ свщчить про ефективне використання !х як кормових зaсобiв (коpмовi дpiжджi, препарати гpибiв i т. д.), бiологiчних peгулятоpiв мeтaболiчних пpоцeсiв в оpгaнiзмi тварин i птицi (пpобiотики, препарати eнзимiв, вiтaмiни). Також пpобiотики застосовують як альтернативу антибштикам для проф^актики i лiкувaння шлунко-во-кишкових хвороб шфекщйно! при-роди та шших видiв диспeпсiй молодняку йльськогосподарських тварин i птищ [52, 53].
Використовують !х i для ноpмaлiзaцii мiкpофлоpи оpгaнiзму тварин, особливо за умов промислового ведення тваринництва, птaхiвництвa, свинарництва. Це — еколо-гiчно чистi препарати, якi е фiзiологiчними i безпечними для йльськогосподарсько! птицi [54].
REFERENCES
1. Danilevskaya N. V. Farmakostimulation of animal productivity probiotic preparations: Avtoref. dis. doktora.vet. nauk. 2007, 48 p. (In Russian).
2. Kletykova L. V., Kozlov A. B. Clinical and laboratory evaluation of the impact of probiotics on the body of chickens. Shuya: GOU VPO «ShGPU». 2010, 2 (4), 78. (In Russian).
3. Mechnykov I. I. Nature of Man. Moskow: Izdatel'stvo akademii nauk SSSR, 1961. 290 p. (In Russian).
4. Chekmarev A., Danylevskaya N, Abdullaev A. Application of laktobifidol in conjunction with lysine in broiler fattening. Ptitsevodstvo. 2005, N 2, P. 15-16. (In Russian).
5. Babyn V. N. Molecular aspects of symbiosis in host-system microflora. Gastroenterologiia, Hepatologiia, Coloproctologiia. 1998, N 6, P. 76-81. (In Russian).
6. Gerasymenko V. V. Morfokinetic effect of the microflora of the gastrointestinal tract of geese on the body. Vestnik OGU. 2005, N 2, P. 133-137. (In Russian).
7. Gudkova A. U., Muhammedov Z. R, Vyat-kin A. P., Shishkarev S. A., Kuzmichyova O. V. Features of formation of immunity in birds to Newcastle disease ascariasis. Uch. zapiski Kazan. GAVM. 2006, V. 184, P. 83-88. (In Russian).
8. Gunchak A. V., Kaminska M. V., Ratich I. B, Stoyanovska G. M. Effect of different levels of iodine in diet of laying hens on performance and mikrobotsenoz in blind and colon. Proceedings of the IX Conference on Ukrainian poultry industry with international participation Actual problems of modern poultry, Alushta, 15-18 September 2008. V. 1, P. 37-46. (In Russian).
9. Donnyk I. M. Analysis of the dysbiotic disturbances in the gut of poultry flocks industrial. Agrarnyj vestnik Urala. 2007, N 6, P. 36-38 (In Russian).
10. Kaminska M. V., Ratich I. B, Stoyanovs-ka G. M. Effect of different levels of iodine in diet of laying hens on performance and mikrobotsenoz in blind and colon. Proceedings of the IX Conference on Ukrainian poultry industry with international participation Actual problems of modern poultry, Alushta, 15-18 September 2008. V. 1, P. 37-46. (In Russian).
11. Donnyk I. M. Analysis of the dysbiotic disturbances in the gut of poultry flocks industrial. Agrarnyj vestnik Urala. 2007, N 6, P. 36-38 (In Russian).
12. Kablucheeva T. I. Influence of microflora on the digestion of carbohydrates in the intestines of birds at different levels of protein in the diet. Vestnik Ros. akad. s.-kh. nauk. 2007, N 3, P. 82-84. (In Russian).
13. Kaminska M. V., Kolysnik G. V., Kulaj U. V., Boretska, N. I., Tenacious N.I., Gural S. V., Nebilovsky Y. V., Nechay G.I. Changes in the composition of intestinal microflora of Japanese quail when using probiotic supplements. Naukovo-tehnichnyj bjuleten'. 2009, 10(2), 270-274. (In Russian).
14. Kamynskaya M. V., Kolysnik G. V., Nechaj G. I., Boretskaya N. I., Gural S. V. Using yeast biomass correction microbocenosis animal bowels. Tezisy dokladov Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferentsii, Respub-lika Belarus', Zholdino, 9-10 October 2008. P. 280-281. (In Russian).
15. Kuvaeva I. B. Body metabolism and intestinal microflora. Moscow: Medicina, 1976. 248 p. (In Russian).
16. Nasonova T. A. Modern ideas about the importance of the normal microflora of the body in health and disease. Uspekhi sovr. biologii. 1983, 96, 1(4), 139-151. (In Russian).
17. Nikolicheva T. A. The role of microflora in the assimilation nebelkovogoazota and fermentation processes in the digestive tract of laying hens: Avtoref. diss. na soiskanie uchjon. stepeni kand. biol. nauk. / T. A. Nikolicheva. Borovsk: 03.00.20., 1975. 23 p. (In Russian).
18. Parfenov A. I. Intestinal microbial flora and dysbiosis. Rus. med. zh., 1998, 6(18), 11701173. (In Russian).
19. Sydorenko S. V. Infectious process as a dialogue between the host and parasite. Klin. mikrobiol. antimikrob. khimioterapiia. 2001, 3(4), 301-315. (In Russian).
20. Tymoshko M. A. Microflora of the digestive tract of young farm animals. Kishinev: Shtiintsa, 1990. 189 p. (In Russian).
21. Havkin A. I. Microbiocenosis intestinal and immunity. Ros. med. zhurnal. 2003, 11(3), 33-40 (In Russian).
22. Shilov S. O. Immune status, natural microbiocenosis intestines of birds and methods of their correction: Avtoref. diss. na soiskanie uchjon. stepeni kand. biol. nauk. Ufa, 2000. 22 p. (In Russian).
23. Rojdenstvenskaya T. N., Borisenkova A. N., Novikova O. B. Control and reduce the possibility of contamination of carcases pathogenic and epidemiologically dangerous microflora. New global trends in the production of poultry meat and eggs: mat. scientific-practical. conf., Rzhavki, 22-24 October 2006. P. 202-205. (In Russian).
24. Abrams G. D. Microbial effect on mucosal structure and function. Amer. J. Clin. Nutr. 1977, V. 30, P. 415-419.
25. Ahmad I. Effect of probiotics on broilers performance. J. Poult. Sci. 2006, 5(6), 593-597.
26. Ayasan T., Ozcan B., Baylan M. The effect of dietary inclusion of probiotic protexin on egg yieldparameters of Japanese quails (Coturnixcoturnix japonica). Int. J. Poult. Sci. 2006, 5(8), 776-779.
27. Bandaru S. R. Effect of intestinal microflora on calcium, phosphorus and magnesium metabolism in. J. Nutr. 1969, N 99, P. 353-362.
28. Barnes E. M. The isolation and properties of the predominantana erobic bacteria in the caeca of chickens and turkeys. Brit. Poultry Sci. 1970, 11(4), 467-481.
29. Bordello S. P. Bacteria and gastrointestinal secretion and motility. Scand. J. Gastroenterology. 1986, N 93, P. 342-348.
30. Bruno M. E. Common mechanistic action of bacteriocins fromlactic acidbacteria. Appl. Environ. Microbiol. 1993, V. 59, P. 3003-3010.
31. Clemens E. T. Sites of organic acid production and pattern of digesta movement in the gastrointestinal tract of. Nutr. 1975, N 105, P. 1341-1350.
32. Corrier D. E., Snodgrass J. D., Hinton A. J. Effect of anaerobic cecal microflora and dietary lactose on Salmonella colonization in bobwhite quail (Colinusvirginianus). Poult. Sci. 1992, 71(12), 2022-2026.
33. De Pablo M. A., Gafortio J. J., Gallego A. Evaluation of immunomodulatory effects of nisin-containing dietson mice. FEMS Immunol. Med. Microbiol. 1999, V. 24, P. 35-42.
34. De Simone C., Ciardi A., Grassi A. Effect of Bifidobacterium bifidum and Lactobacillus acidophilus gut mucosa and peripheral blood B lymphocytes. Immunopharm. Immunotoxicol. 1992, 14(1-2), 331-340.
35. Edwards C. A. Intestinal flora during the first months of life: newpers pectives. Brit. J. Nutr. 2002, V. 88, P. 11-18.
36. Fioramonti J. Probiotics and their effect on gut. Best Pract. Res. Clin. Gastroenterol. 2003,V. 17, P. 711-724.
37. Fuller R. Ecological studies on the lactobacillus flora associated with the crop epithelium of the fowl. J. Appl. Bacteriol. 1973, V. 36, P. 131-139.
38. Fuller R. Microbial activity in the alimentary tract of birds. Proc. Nutr. Soc. 1984, V. 43, P. 55-61.
39. Furuse M. Gut microflora modify fatty acid composition in liverand egg yolk lipids of laying Japanese quail (Coturnixcoturnix japonica). Comp. Biochem. Physiol. 1992, 103(3), 569-571.
40. Gabriel I. La microflore digestive des volailles: facteurs devariation et consequences pour l'animal. INRAProd. Anim. 2005, V. 18, P. 309-322.
41. Gardiner K. R., Erwin P. J., Anderson N. H. Lactulose as an antiendotoxin in experimental colitis. Brit. J. Surg. 1995, V. 82, P. 469-472.
42. Gebbers J. O. Functional morphology of the mucosal barrier. Microecol. Terapy. 1984, V. 14, P. 117-123.
43. German A. J., Day M. J., Ruaux C. G. Comparison of direct and indirect tests for small intestinal bacterialovergrowth and antibiotic-responsive diarrhea in dogs. J. Vet. Intern. Med. 2003, V. 17, P. 33-43.
44. Gibson G. R. Regulatory effects of bifido-bacteria on the growth ofother colonic bacteria. J. Appl. Bacteriol. 1994, 77(4), 412-420.
45. Gokce I. Production of an E. coli toxin protein; colicin A in E. coliusing an inducible system. Turk. J. Chem. 2003, V. 27, P. 323-332.
46. Gordon H. A. The gnotobiotic animal as a tool in the study ofhostmicrobiol relationships. Bact. Rev. 1971, V. 35, P. 611-619.
47. Heaton K. W. The role of the large intestine in cholesterol gallstoneformation. Bile acids in hepatobiliary diseases. 2000, V. 3, P. 192-199.
48. Riddel C. The influence of diet on necrotic enteritis in broiler chickens. Avian Dis. 1992, V.36, P.499-503.
49. Rolfe R. D. Interactions among microorganisms of the indigenous intestinal flora and their influence on the host. Rev. Infect. Dis. 1984, V. 6, Suppl. 1, P. 73-79.
50. Salanitro J. P., Blake I. G., Muirhead P. A. Studies of the cecal microflora of commercial broiler chickens. J. Appl. Microbiol. 1974, 28(3), 439-447.
51. Scupham A. J. Succession in the intestinal microbiota of preadolescent turkeys. FEMS Mikrobiologicheskaia ekologiia. 2007, 60(1), 136-147. (In Russian).
52. Soderholm J. D. Stress and gastrointestinal tract II. Stress and intestinal barrier function. Fiziologiia. 2001, N 280, P. 7-13. (In Russian).
53. Kigel N. F. New Bacterial drug «Bifidyn» animal and its biological properties. Veterinarnaia medicina. 1999, N 10, P. 8-9. (In Russian).
54. Kalashnikova A. P. Norms and animal feeding rations: Spravochnoe posobie. 3-e izdanie, pererabotannoe i dopolnennoe. Moscow, 2003, N 3, P. 456. (In Russian).
55. Danylevskaya N. V. Pharmacological aspects of probiotics. Veterinariia. 2005, N 11, P. 6-9. (In Russian).
56. Strompfova V. Effect of Bacteriocin-Like Substance Produced by Enterococcus faecium EF55 on the Composition of Avian Gastrointestinal Microflora. Acta Vet. BRNO. 2003, N 72, P. 559-564. (In Russian).
БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
АНАЛИЗА МИКРОФЛОРЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПТИЦЫ
Гарда С. А.1 Даниленко С. Г.2 Литвинов Г. С.1
Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт» 2Институт продовольственных ресурсов НААН Украины, Киев
E-mail: Garda.svetlana @ yandex.ru
Для лечения и профилактики дисбактери-оза в птицеводстве все большую популярность приобретает применение пробиотиков на основе нормальной микрофлоры птиц c использованием перспективных штаммов.
Целью работы был биотехнологический анализ данных состава и функций микрофлоры различных биотопов сельскохозяйственной птицы. Одним из биотехнологических методов для изучения бактериальной микрофлоры птиц является метод прижизненного бактериологического контроля — исследование групповых проб свежего помета. При анализе микрофлоры кишечника птицы идентифицируют лишь 60-70% микроорганизмов. Показано, что нормальная микрофлора птицы выполняет защитную функцию, поскольку колонизируется на приэпителиальной кишечной зоне, активно конкурирует за источники питания, имеет более широкий набор энзимов, а также синтезирует ряд экзометаболитов, оказывающих антагонистическое действие на патогенные и условно патогенные транзиторные микроорганизмы.
Для улучшения современной технологии выращивания различных кроссов птиц с высоким генетическим потенциалом необходимо полное понимание роли эндогенной микрофлоры в организме птицы. В качестве источника пробиотических штаммов лучше использовать ЖКТ кур-несушек и / или осуществлять отбор групповых проб с их свежего помета. При этом лучшими пробиотическими свойствами характеризуются микроорганизмы родов Bifidobacterium и Lactobacillus. Эти результаты можно использовать при отборе перспективных штаммов для создания комплексного пробиотика.
Ключевые слова: птицеводство, микрофлора, птица, микроорганизмы, биоценоз, пробиотик.
BIOTECHNOLOGICAL ASPECTS ANALYSIS OF AGRICULTURAL POULTRY MICROFLORA
Garda S. A.1 S. G. Danilenko2 G. S. Litvinov1
1National Technical University of Ukraine
«Kyiv Polytechnic Institute» 2Institute of Food Resources of the National Academy of Agricultural Sciences of Ukraine, Kyiv
E-mail: Garda.svetlana @ yandex.ru
Probiotics based on normal microflora of the birds using perspective strains become increasingly popular for treatment and prophylaxis of dysbacteriosis in poultry.
The purpose of the work is the biotechno-logical data analysis of the composition and functions of the microflora of different birds' biotopes. One of biotechnological methods for the study of bacterial flora in the birds is a method of in vivo bacteriological control — analysis of group samples of fresh droppings. To study bird bacterial microflora the method based on vital bacteriological control (group sample study of fresh brood) is the most effective. Only 60-70% of microorganisms are identified during the analysis of bowels bird microflora. It is shown that the normal microflora of the birds has a protective function because it is colonized on epithelial intestinal area and competes for power sources, has a wider set of enzymes, and also produces a wide range of exometabolites that determine their antagonistic action on pathogenic and conditionally pathogenic transient microorganisms.
To improve modern technologies concerning cultivation of various breeds of birds with high genetic potential it needs full understanding of endogenous microflora role in a bird body. We found that as a source of probiotic strains it is better to use gastrointestinal tract laying hens and/or to make a selection of group tests of their fresh litter. Thus the best probiotic properties are characterized by microorganisms genera Bifidobacterium and Lactobacillus. The results could be used for selection of promising strains to create a acomplex probiotic.
Key words: poultry, flora, birds, microorganisms, biocenosis, probiotic.
