CC BY
12
DOI: 10.24412/2074-5036-2023-2-27-31 УДК: 579.62:616-093/-098:636.52/.58:636.087.7
Ключевые слова: фитогенные препараты, фитобиотики, антимикробная активность, микробиота кишечника, условно-патогенные бактерии, куры
Key words: phytogenic drugs, phytobiotics, antimicrobial activity, intestinal microbiota, opportunistic bacteria, chickens
хТамбиев Т. С., *Тамбиева Ю. Г., хДулетов Е. Г., хФедоров В. Х., хТазаян А. Н., хФедюк В. В., 2Шлычков А. Е.
АНТИМИКРОБНАЯ АКТИВНОСТЬ ФИТОГЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ В ОТНОШЕНИИ УСЛОВНО-ПАТОГЕННОЙ МИКРОФЛОРЫ КИШЕЧНИКА КУР
ANTIMICROBIAL ACTIVITY OF PHYTOGENIC DRUGS AGAINST CONDITIONALLY PATHOGENIC INTESTINAL MICROFLORA OF CHICKENS
'ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» Адрес: 346493, Россия, п. Персиановский, ул. Кривошлыкова, 24
1Don State Agrarian University, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education. Address: 346493, Russia, Persianovsky, Krivoshlykov st., 24 2ФГБОУ ВО «Ростовский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации. Адрес: 344022, Россия, г. Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, 29
2Rostov State Medical University, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation. Address: 344022, Russia, Rostov-on-Don, Nahichevansky av., 29
Тамбиев Тимур Сергеевич, кандидат ветеринарных наук, доцент, и. о. заведующего кафедрой паразитологии, ветсанэкспертизы и эпизоотологии. E-mail: tim.tambieif-earl@yandex.ru
Tambiev Timur Sergeevich, PhD of Veterinary Science, Associate Professor, Acting Head of Parasitology, Veterinary
and Sanitary Examination and Epizootology Dept. E-mail: tim.tambieff-earl@yandex.ru Тамбиева Юлия Геннадьевна, аспирант кафедры разведения с.-х. животных, частной зоотехнии и зоогигиены
им. ак. П. Е. Ладана. E-mail: yg.yulia@yandex.ru Tambieva Yulia Gennadievna, a Post-graduate Sstudent of Farm Animal Breeding, Private Zootechnics
and Zooh Hygiene named after academician P.E. Ladan Dept. E-mail: yg.yulia@yandex.ru Дулетов Евгений Георгиевич, кандидат ветеринарных наук, доцент кафедры биологии, морфологии
и вирусологии. E-mail: eduletov@yandex.ru Duletov Evgenii Georgievich, PhD of Veterinary Science, Associate Professor of Biology, Morphology and Virology Dept. E-mail: eduletov@yandex.ru Федоров Владимир Христофорович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий кафедрой биологии, морфологии и вирусологии. E-mail: 9286109975@mail.ru Fedorov Vladimir Khristoforovich, Doctor of Agriculture Science, Professor, Head of Biology, Morphology
and Virology Dept. E-mail: 9286109975@mail.ru Тазаян Артур Ноярович, кандидат ветеринарных наук, доцент, декан факультета ветеринарной медицины.
E-mail: arthyr_61@mail.ru Tazayan Arthur Noyarovich, PhD of Veterinary Science, Associate Professor, Dean of the Faculty of Veterinary Medicine. E-mail: arthyr_61@mail.ru Федюк Виктор Владимирович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий кафедрой разведения с.-х. животных, частной зоотехнии и зоогигиены им. ак. П.Е. Ладана. E-mail: dgau-fedyuk@mail.ru Fedyuk Viktor Vladimirovich, Doctor of Agriculture Science, Professor, Head of Farm Animal Breeding, Private Zootechnics and Zooh Hygiene named after academician P.E. Ladan Dept. E-mail: dgau-fedyuk@mail.ru Шлычков Андрей Евгеньевич, студент лечебно-профилактического факультета. E-mail: shlychkov_a00@bk.ru Shlychkov Andrey Evgenievich, a student of the Faculty of Medico-prophylactics. E-mail: shlychkov_a00@bk.ru
Аннотация. Работа посвящена изучению антибактериальной активности фитогенных препаратов Activo и Activo Liquid в отношении условно-патогенной микрофлоры кишечника кур. По результатам проведенных бактериологических исследований установлено, что в тонком отделе кишечника кур обитает ассоциация условно-патогенных бактерий: Escherichia coli (100%), Enterococcus faecalis (85%), Proteus vulgaris (55%), Pantoea agglomerans (25%), Citrobacter freundii (15%) и Klebsiella pneumoniae (10%). Изучение антибиоткочувствительности выделенных штаммов микроорганизмов выявило их чувствительность к тилфлотриму, цефтриоксону и левомицетину. Результаты изучения антимикробной активности фитогенных препаратов Activo и Activo Liquid в отношении условно-патогенной микрофлоры доказали их достаточно высокую антибактериальную эффективность. Данные фитодобавки не уступают по своей активности антибиотикам, в связи с чем их можно рекомендовать к примене-
нию в птицеводстве в качестве альтернативы традиционным антибактериальным средствам. Подавляя развитие условно-патогенной микрофлоры, фитогенные препараты способствуют нормализации кишечного микробиоценоза и повышению колонизационной резистентности кишечника у кур.
Summary. The work is devoted to the study of the antibacterial activity of the phytogenic drugs "Activo" and "Activo Liquid" in relation to the opportunistic intestinal microflora of chickens. According to the results of bacteriological studies, it was found that an association of opportunistic bacteria lives in the small intestine of chickens: Escherichia coli (100%), Enterococcus faecalis (85%), Proteus vulgaris (55%), Pantoea agglomerans (25%), Citrobacter freundii (15%) and Klebsiella pneumoniae (10%). The study of antibiotic sensitivity of isolated strains of microorganisms showed their sensitivity to Tilflotrim, Ceftrioxone and Chloramphenicol. The results of the study of the antimicrobial activity of the phytogenic drugs "Activo" and "Activo Liquid" in relation to opportunistic microflora proved their rather high antibacterial efficacy. These herbal supplements are not inferior in their activity to antibiotics, and therefore they can be recommended for use in poultry farming as an alternative to traditional antibacterial drugs. By suppressing the development of opportunistic microflora, phytogenic drugs contribute to the normalization of intestinal microbiocenosis and increase colonization resistance of the intestine in chickens.
Введение
В последние годы многие ученые и птицеводы-практики обратили внимание на фитогенные препараты, содержащие фитобиотики - биологически активные вещества, образующиеся в растениях. Они обладают разнообразным действием на организм птицы и используются при ее кормлении с целью повышения продуктивности и улучшения качества птицеводческой продукции [1, 10].
Значительное внимание уделяется антимикробным свойствам фитогенных препаратов. Установлено, что их антимикробная активность не определяется единственным механизмом действия и направлена на несколько различных целей в микробной клетке. Фитобиотики способны дестабилизировать и изменять проницаемость клеточных мембран. Эти изменения приводят к высвобождению ионов из бактериальной клетки в окружающую среду, изменению протонного градиента, истощению внутриклеточных запасов АТФ и в конечном итоге гибели микроба [6-9].
В отличие от антибиотиков, общее воздействие фитогенных препаратов на организм птицы связано не только с антимикробным эффектом, но и с их положительным влиянием на процессы пищеварения. Фитобиотики относятся к природным стимуляторам роста и могут стать многообещающей заменой антибиотических кормовых добавок в современном животноводстве. Доказано, что применение фитогенных кормовых добавок эффективно противостоит размножению условно-патогенных бактерий в организме птицы и последствиям неблагоприятных условий содержания [1].
В настоящее время производство и применение фитобиотиков в странах Европейского союза достигло значительных объемов. К крупнейшим производителям фитогенных кормовых добавок в мире относятся компании Phytobiotics Futterzusatzstoffe GmbH и EW Nutrition. Основные продукты данных компаний - фитогенные препараты Sangrovit, Activo и Activo Liquid. Незначительные масштабы использования фи-
тобиотиков в российском животноводстве обусловлены неразвитостью рынка отечественных препаратов этой группы, дороговизной импортных фитобиотических кормовых добавок, отсутствием запрета на кормовые антибиотики в России [5].
В связи с тем, что техническим регламентом таможенного союза содержание антибиотиков в продукции птицеводства не допускается, то использование фитогенных препаратов для повышения продуктивности и сохранности птицы в качестве альтернативы кормовым антибиотикам является весьма актуальным в настоящее время. Таким образом, всестороннее изучение свойств препаратов, содержащих фитобиотические компоненты; а также их экспериментальная и производственная апробация являются перспективным направлением научных исследований в нашей стране [2-4].
Целью наших исследований являлось изучение антибактериальной активности фитогенных препаратов Act^ и Activo Liquid в отношении условно-патогенной микрофлоры, выделенной из тонкого отдела кишечника кур.
Материалы и методы
Микробиологические исследования по изучению видового состава микробиоты кишечника кур и изучению антимикробной активности фи-тогенных препаратов в отношении условно-патогенной микрофлоры проводили в 2022-2023 гг. в условиях лаборатории кафедры биологии, морфологии и вирусологии Донского государственного аграрного университета. С этой целью из неблагополучных по желудочно-кишечным инфекциям кур крестьянско-фермерских и личных подсобных хозяйств для проведения бактериологических исследований направляли тушки убитой с диагностической целью птицы, не подвергавшейся антибиотикотерапии. Всего в лабораторию для микробиологических исследований было отправлено 20 голов кур.
Рис. 1. Колонии Escherichia coli на МПА (слева) и агаре Эндо (лактозонегативные штаммы, без металлического блеска) (справа)
Бактериологическое исследование проводили согласно «Методическим рекомендациям по бактериологической диагностике смешанной кишечной инфекции молодняка животных, вызываемой патогенными энтеробактериями» (1999) и «Методическим указаниям по бактериологической диагностике колибактериоза (эшерихи-оза) животных» (2000). При проведении бактериологического исследования были проведены: микроскопия мазков с целью изучения морфологических и тинкториальных свойств микроорганизмов, посев на жидкие и твердые питательные среды, видовая идентификация выросших микроорганизмов по культуральным и биохимическим свойствам.
Антимикробную активность фитогенных препаратов в отношении условно-патогенной микрофлоры определяли методом диффузии в агар согласно Методическим указаниям МУК 4.2.1890-04 «Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам». С этой целью использовали диски, пропитанные фитогенными препаратами Activo и Activo Liquid. Для сравнения применяли стандартные диски с антибиотиками (цефазолин, левофлоксацин, цефтриоксон, левомицетин, пенициллин-G, тилфлотрим). Измерение диаметров зон задержки бактериального роста прово-
Рис. 3. Колонии Proteus vulgaris на МПА (слева) и агаре Эндо (справа)
Рис. 2. Колонии Enterococcus faecalis на МПА (слева) и агаре Эндо (справа)
дили с точностью до 1 мм с помощью линейки. Отсутствие зоны задержки роста вокруг диска указывало на устойчивость возбудителей к данному антимикробному препарату. При зоне лизиса диаметром до 10 мм штамм расценивали, как нечувствительный. Зоны диаметром 10-14 мм указывали на слабую чувствительность штаммов к противомикробному препарату. Зоны диаметром 15-20 мм указывали на чувствительность бактерий к данной концентрации антимикробного средства. Зоны свыше 20 мм - на высокую чувствительность микроорганизмов к антибактериальному препарату.
Результаты исследований и обсуждение
На первом этапе исследований провели выделение из тонкого отдела кишечника птицы условно-патогенной микрофлоры и видовую идентификацию выделенных бактерий по куль-туральным, биохимическим и морфологическим свойствам. При изучении микробиоты желудочно-кишечного тракта кур установлено, что из всех проб доставленного в лабораторию патологического материала была выделена кишечная палочка (Escherichia coli) (рисунок 1).
В 85% исследованных проб был обнаружен фекальный энтерококк (Enterococcus faecalis) (рисунок 2).
Рис. 4. Чувствительность выделенных из тонкого кишечника кур условно-патогенных микроорганизмов к фитогенным препаратам Activo (слева) и Activo Liquid (справа)
Таблица 1
Результаты бактериологических исследований по выделению условно-патогенной микрофлоры
из тонкого отдела кишечника кур
Выделенные условно-патогенные бактерии Номер пробы патологического материала Всего выделено
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 пробы %
Citrobacter freundii - - - + - - - + - - - + - - - - - - - - 3 15
Enterococcus faecalis + - + + + + + - + + + + + + + + + + - + 17 85
Escherichia coli + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 20 100
Klebsiella pneumoniae - - - - - - + - - - - - - - + - - - - - 2 10
Pantoea agglomerans - + - - - - - + - - + - - + - - - + - - 5 25
Proteus vulgaris + + + - + + - - - + + - - + - + + - - + 11 55
В 55% проб был идентифицирован Proteus vulgaris, характерной особенностью которого являлся так называемый «роящийся» рост на твердых питательных средах (рисунок 3).
Другие условно-патогенные микроорганизмы выделяли значительно реже. В 25% исследованных проб патологического материала была обнаружена относящаяся к семейству Erwiniaceae гра-мотрицательная бактерия Pantoea agglomerans. Крайне редко выявляли представителей семейства - Citrobacterfreundii и Klebsiella pneumoniae, которые были идентифицированы соответственно в 15% и 10% отобранных проб (таблица 1).
На втором этапе микробиологических исследований провели определение чувствительности выделенных из тонкого отдела кишечника культур штаммов условно-патогенных микроорганизмов (Escherichia coli, Enterococcus faecalis, Proteus vulgaris, Pantoea agglomerans, Citrobacter
freundii и Klebsiella pneumoniae) к различным антибиотикам и фитогенным препаратам Activo и Activo Liquid. При этом были получены следующие результаты (таблица 2).
Как видно из таблицы, наибольшую чувствительность показал комплексный антибиотик тилфлотрим (зона задержки роста - 30 мм). Также была высокой антимикробная активность антибиотика цефалоспоринового ряда цефтриаксон (зона задержки роста - 24 мм) и левомицетина (зона задержки роста - 19 мм). К пеницилину-G выделенные культуры были нечувствительны.
Что касается влияния на условно-патогенную микрофлору фитогенных препаратов, то они также показали достаточно высокую антимикробную эффективность. При этом наиболее чувствительны выделенные микроорганизмы оказались к фитогенному препарату Activo Liquid (средняя зона задержки роста - 21 мм), менее чувстви-
Таблица 2
Антимикробная активность различных препаратов в отношении условно-патогенной микрофлоры,
выделенной из тонкого отдела кишечника кур
Антибактериальные препараты Зона задержки роста (мм) Чувствительность выделенных микроорганизмов
Activo 15 чувствительные
Activo Liquid 21 высокочувствительные
Левомицетин 19 чувствительные
Левофлоксацин 12 слабо чувствительные
Пенициллин-G, 0 нечувствительные
Тилфлотрим 30 высокочувствительные
Цефтриоксон 24 высокочувствительные
тельны - к препарату Activo (средняя зона задержки роста - 15 мм) (рисунок 4).
Проведенные исследования доказывают, что, подавляя развитие условно-патогенной микрофлоры, фитопрепараты Activo и Activo Liquid способствуют нормализации микробиоценоза желудочно-кишечного тракта и тем самым повышают колонизационную резистентность кишечника у кур. В связи с этим данные кормовые добавки можно рекомендовать для повышения продуктивности и естественной резистентности птицы в качестве альтернативы кормовым антибиотикам. Тем более, что в соответствии с Техническим регламентом Таможенного союза «О безопасности пищевой продукции» содержание антибиотиков в продукции птицеводства не допускается.
Выводы
1. В результате проведенных бактериологических исследований из тонкого отдела кишечника кур была выделена условно-патогенная микрофлора, которая по культуральным, морфологическим и биохимическим свойствам была отнесена к следующим видам бактерий: Escherichia coli (100%), Enterococcus faecalis (85%), Proteus vulgaris (55%), Pantoea agglomerans (25%), Citrobacter freundii (15%) и Klebsiella pneumoniae (10%).
2. Результаты изучения антибиоткочувстви-тельности выделенных культур микроорганизмов установили чувствительность выявленных штаммов к тилфлотриму, цефтриоксону и лево-мицетину, низкую чувствительность - к левоф-локсацину, антибиотикорезистентность - к пенициллину.
3. Результаты изучения антимикробной активности фитогенных препаратов «Activo» и «Activo Liquid» в отношении условно-патогенной микрофлоры показали их достаточно высокую антибактериальную эффективность, в связи с чем мы рекомендуем данные препараты к применению в птицеводстве в качестве альтернативы антибиотикам.
Исследования проведены в рамках выполнения научно-исследовательской работы по внутривузовскому научному гранту по теме: «Изучение влияния фитогенных препаратов на формирование кишечного микробиоценоза, колонизационную резистентность и биологическую безопасность продуктов убоя у кур». Полученные результаты дополняют имеющуюся теоретическую базу знаний и использованы при разработке научно-практических рекомендаций для птицеводческих хозяйств
по сохранению и восстановлению нормальной микрофлоры кишечника у кур с использованием эффективных биологически активных препаратов.
Коллектив авторов выражает благодарность руководству ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» за помощь и содействие в проведении научных исследований.
Список литературы
1. Багно О. А. Фитобиотики в кормлении сельскохозяйственных животных / О. А. Багно, О. Н. Прохоров, С. А. Шевченко [и др.] // Сельскохозяйственная биология. 2018. Т. 53. № 4. С. 687-697. DOI 10.15389/ agrobiology.2018.4.687rus.
2. Меднова В. В. Использование фитобиотиков в животноводстве (обзор) / В. В. Меднова, А. Р. Ляшук, В. С. Буяров // Биология в сельском хозяйстве. 2021. № 1(30). С. 11-16.
3. Тамбиева Ю. Г. Влияние фитогенных кормовых добавок на сохранность, показатели роста и эффективность кормления кур мясных пород / Ю. Г. Тамбиева, Т. С. Там-биев, В. В. Федюк // Современные наукоемкие технологии производства продукции животноводства: Материалы международной научно-практической конференции, 09 февраля 2022 года. Пос. Персиановский: Донской ГАУ, 2022. С. 50-53.
4. Тамбиева Ю. Г. Влияние фитогенных препаратов на сохранность и продуктивность цыплят-бройлеров / Ю. Г. Тамбиева, Т. С. Тамбиев // Актуальные направления инновационного развития животноводства, современные технологии производства продуктов питания и их безопасность: Материалы международной научно-практической конференции, 26 ноября 2021 года. Пос. Персиановский: Донской ГАУ, 2021. С. 80-84.
5. Тамбиева Ю. Г. О целесообразности применения фитогенных препаратов в птицеводстве / Ю. Г. Тамбиева, Т. С. Тамбиев // Актуальные направления инновационного развития животноводства, современные технологии производства продуктов питания и их безопасность: Материалы международной научно-практической конференции, 26 ноября 2021 года. Пос. Персиановский: Донской ГАУ, 2021. С. 79-83.
6. Cox S. D. The mode of antimicrobial action of essential oil of Melaleuca alternifola (tea tree oil) / S. D. Cox, C. M. Mann, J. L. Markham [et al.] // Journal of Applied Microbiology. 2000. Vol. 88. No. 1. Р. 170-175. DOI 10.1046/j.1365-2672.2000.00943.x.
7. Dorman H. J. D. Antimicrobial agents from plants: antibacterial activity of plant volatile oils / H. J. D. Dorman, S. G. Deans // Journal of Applied Microbiology. 2000. Vol. 88. No. 2. Р. 308-316. DOI 10.1046/j.1365-2672.2000.00969.x.
8. Si W. Antimicrobial activity of essential oils and structurally related synthetic food additives towards selected pathogenic and beneficial gut bacteria / W. Si, J. Gong, R. Tsao [et al.] // Journal of Applied Microbiology. 2006. Vol. 100. No. 2. Р. 296-305. DOI 10.1111/j.1365-2672.2005.02789.x.
9. Ultee A. The phenolic hydroxyl group of carvacrol is essential for action against the food-borne pathogen Bacillus cereus / A. Ultee, M. H. J. Bennink, R. Moezelaar // Applied and Environmental Microbiology. 2002. Vol. 68. No. 4. Р. 15611568. DOI 10.1128/AEM.68.4.1561-1568.2002.
10. Windisch W. Use of phytogenic products as feed additives for swine and poultry / W. Windisch, K. Schedle, C. Plitzner, A. Kroismayr // Journal of animal science. Vol. 86. No. 14. P. 140-148. DOI 10.2527/jas.2007-0459.
