CC BY
30Ветеринарный врач. 2023. № 3. С. 44 - 54. The Veterinarian. 2023; (3): 44 - 54
Научная статья
УДК 636:612.017.11/12
DOI: 10.33632/1998-698Х_2023_3_44
Иммуномодулирующий потенциал пробиотиков
Оксана Николаевна Николаева
Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования «Башкирский государственный аграрный университет», кафедра инфекционных болезней, зоогигиены и ветсанэкспертизы, Уфа, Россия
Автор, ответственный за переписку: Оксана Николаевна Николаева, оksananik83@mail.ru
Аннотация. Широкое применение пробиотиков в животноводстве началось после того, как использование противомикробных стимуляторов роста было ограничено из-за проблемы устойчивости к антибиотикам как у животных, так и у потребителей продуктов животного происхождения. Коррекция микробиома кишечника - важнейшая функция пробиотиков и фактор улучшения здоровья животного с учетом того, что именно здоровая микрофлора способствует снижению частоты и интенсивности кишечных инфекций, а это, в свою очередь, минимизирует использование антибиотиков. Пробиотики были предложены в качестве перспективной альтернативы профилактическим антимикробным препаратам, с потенциальным благоприятным воздействием на животное-хозяина путем улучшения баланса кишечной микробиоты и иммунитета хозяина. Всё больше фактов свидетельствует о том, что пробиотики могут прямо или косвенно влиять не только на микробиоту кишечника, но и на иммунные функции хозяина. В связи с этим, актуально изучение пробиотиков, понимание их эффективности при профилактике и лечении ассоциативных инфекций молодняка, использование как альтернативы антибиотикам и с целью иммуномодулирующего эффекта. Применение пробиотиков в животноводстве, сельском хозяйстве и ветеринарии является одним из наиболее перспективных направлений в ближайшем будущем. Настоящий обзор направлен на сбор и обобщение самых последних научных результатов и вытекающих из них выводов о том, как пробиотические бактерии и иммунная система взаимодействуют для улучшения иммунных функций. Нами была показана взаимосвязь между микробными изменениями и иммунной функцией хозяина у различных видов животных. Таким образом, представлено описание известных в настоящее время иммуномодулирующих механизмов пробиотических бактерий в улучшении иммунной системы хозяина.
Ключевые слова: пробиотики, иммунитет, животноводство, птицеводство, антибиотики, микрофлора
Immunomodulatory potential of probiotics
Oksana N. Nikolaeva
Federal State Budgetary Institution of Higher Education «The Bashkir State Agrarian University», Department of Infectious Di seases, Zoogygiene and Veterinary Sanitary, Expertise Ufa, Russia, Corresponding author: Oksana Nikolaevna Nikolaeva, оksananik83@mail.ru
Abstract. The widespread use of probiotics in animal production began after the use of antimicrobial growth stimulants was limited due to the problem of antibiotic resistance in both animals and consumers of animal products. The correction of the gut microbiome is the most important function of probiotics and a factor in improving animal health, given that it is a healthy microflora that helps to reduce the frequency and intensity of intestinal infections and this, in turn, minimizes the use of antibiotics. Probiotics have been proposed as a promising alternative to prophylactic antimicrobials, with potential beneficial effects on the host animal by improving the balance of the intestinal microbiota and host immunity. There is increasing evidence that probiotics can directly or indirectly influence not only the gut microbiota but also the host's immune functions. In this regard, it is relevant to study probiotics, understanding their effectiveness in the prevention and
treatment of associative infections of young animals, use as an alternative to antibiotics and for the purpose of immunomodulatory effect. The use of probiotics in animal husbandry, agriculture and veterinary medicine is one of the most promising areas in the near future. This review aims to collect and summarize the most recent scientific results and the resulting findings on how probiotic bacteria and the immune system interact to improve immune function. We have shown the relationship between microbial changes and host immune function in various animal species. Thus, a description of the currently known immunomodulatory mechanisms of probiotic bacteria in improving the host's immune system is presented.
Keywords: probiotics, immunity, livestock, poultry, antibiotics, microflora
Введение. Здоровье животных имеет жизненно важное значение для сельского хозяйства, так как оно определяет выращивание высокопродуктивного поголовья и экономическую эффективность животноводства. Экологические и эпизоотологические факторы в условиях интенсивных методов ведения животноводства делают актуальной профилактику и борьбу с наиболее часто встречаемой инфекционной и ассоциированной патологией. С переводом животноводства на промышленную основу ограничивается контакт животных с естественными донорами нормальной микрофлоры: почвой, растениями и на этом фоне формируется бактерионосительство, снижается резистентность. Негативные последствия неконтролируемого использования антибиотиков выражаются в нарастании быстрыми темпами множественной лекарственной резистентности условно-патогенных микроорганизмов, в адаптации бактерий к несвойственной им экологической нише, в появлении ранее неизвестных штаммов бактерий. Отмечается тенденция к расширению спектра патологических состояний, сопровождающихся нарушением микроэкологического равновесия различных полостей макроорганизма [20, 26].
С учётом мировых тенденций максимального ограничения применения синтетических фармакологических препаратов, восстановление нормобиоза с помощью пробиотических препаратов становится необходимым элементом современного производства. В последнее десятилетие использование пробиотиков в качестве кормовых добавок в животноводстве и птицеводстве значительно увеличилось из-за запрета на применение антибиотиков-стимуляторов роста. Исследователями было предложено использовать пробиотики в животноводстве для значительного улучшения здоровья животных, иммунитета, показателей роста, усвояемости питательных веществ и кишечного микробного баланса. Сообщалось, что использование пробиотиков для животных и птицы помогает сбалансировать полезную микробную популяцию за счет стимуляции иммунного ответа хозяина посредством специфических выделений и конкурентного исключения потенциально патогенных бактерий в пищеварительном тракте.В связи с этим, в настоящем литературном обзоре рассматриваются экспериментальные данные и научные исследования, указывающие на то, что пробиотические препараты способствуют развитию, созреванию и регуляции иммунной системы хозяина и опосредует защиту хозяина от патогенов [7, 25].
Для написания литературного обзора нами был проведён поиск данных в базах Agris, eLIBRARY, MEDLINE/PubMed Database (2018-2023 гг.).
Микробиом пищеварительной системы животных с присущим ему видовым спектром и количеством бактерий весьма важен для жизнеобеспечения жизнедеятельности организма в целом, он характерен для каждого вида животного и представляет собой нормальную микрофлору [21]. При изучении облигатной микрофлоры различных биотопов организма животных выявлено, что в основном состав микроорганизмов в них сходен, но имеются некоторые индивидуальные различия. По результатам многих исследований установлено, что микробиоту кишечника можно по праву считать автономным органом, так как в последнее время очевидна ее функциональная значимость, не уступающая другим органам. Одной из важнейших функций является участие в метаболических процессах. Микрофлора кишечника участвует в переваривании белков, жиров и углеводов, синтезирует витамины В1, В2, Вз, В5, Вб, В12, К, фолиевую кислоту. Кроме того, микроорганизмы, составляющие нормальный микробиоценоз, активно участвуют в создании колонизационной резистентности, основанной на способности отдельных бактерий избирательно адсорбироваться на рецепторах клеток эпителия слизистой оболочки кишечника, при этом адгезия транзиторной микрофлоры исключается или затрудняется. Антагонистическая активность проявляется в различных биохимических механизмах: продукции антимикробных соединений, бактериоцинов, короткоцепочных жирных кислот. Нормальная микробиота активизирует местный иммунитет кишечника, а также иммунную систему всего организма [18, 24, 25].
В работах ряда авторов [10, 15] показано, что в ранний постнатальный период для коррекции микробиома кишечника молодняка сельскохозяйственных животных и птицы целесообразно
применять пробиотические препараты, которые способствуют заселению кишечника полезной микрофлорой. Пробиотики обладают разнообразным стимулирующим действием на организм животных и птицы, в их числе - улучшение потребления кормов, повышение среднесуточных приростов и продуктивности, антимикробная эффективность и противовоспалительное действие. За счет нормализации кишечной микрофлоры и гомеостаза в целом пробиотики повышают естественную резистентность, а также нивелируют такие явления, как снижение иммунного и антиоксидантного статуса [11, 14, 23].
Существуют многочисленные исследования, которые иллюстрируют успешное применение пробиотиков в балансировании защитных механизмов резистентности птицы, включая врождённые и адаптивные иммунные ответы [19, 22, 26]. Ковайкина с соавт. (2022) изучали иммуномодулирующее действие пробиотика «ЗООЛАК+» на цыплятах-бройлерах кросса Кобб-500. Цыплят-бройлеров кросса Кобб-500 суточного возраста разделили на 2 группы: опытная, получавшая «ЗООЛАК+» (4,5х109 мкр. кл/мл L. acidophilus) с питьевой водой при свободном доступе в течение всего эксперимента, доза: 80 мг препарата на 1 л воды и контрольная группа, не получавшая пробиотик. Авторами установлено, что фагоцитарная активность лейкоцитов у цыплят, получавших добавку «ЗООЛАК+», превышала тот же показатель цыплят контрольной группы на 20 %. Также L. acidophilus, входящий в состав пробиотика, оказывал положительное влияние на лимфоидные органы птиц. Так в опытной группе цыплят наблюдалось сохранение складчатости и задержка инволюции бурсы, поскольку индекс их фабрициевой сумки оказался выше на 8,8-9,0 %. Пробиотик «ЗООЛАК+» способствовал развитию раннего гуморального ответа цыплят на живую вакцину против Mycoplasma synoviae из штамма MS-Н. Показано, что после вакцинации специфические антитела класса IgM удалось выявить, начиная с 5-7 суток, которые достигали пика на 7-14 сутки с последующим снижением в течение последующих двух недель. Одновременно, примерно с 14-21 дня у большинства цыплят обнаруживали антитела класса IgG, которые сохранялись на протяжении всего 44 производственного цикла (42 дня) и имели диагностическое значение в оценке устойчивости, напряженности и эффективности гуморального иммунного ответа против M. synoviae [1].
Wang et al. (2021) установили, что применение пробиотической ферментированной травяной смеси влияет на показатели роста, кишечную микробиоту и иммунную функцию новорожденных бройлеров, инфицированных S. pullorum. 120 однодневных цыплят были распределены на 4 группы: отрицательный контроль, положительный контроль, травяная смесь (40 % астрагала, 30 % P. notoginseng, 10 % солодки и 20 % нута) и ферментированная пробиотиками L. paracasei KL1 (CGMCC № 11533; 107 КОЕ/мл) и L. plantarum Zhang-LL (CGMCC № 6936; 107 КОЕ/мл) травяная смесь. Вся птица, кроме цыплят контрольной группы, были заражены S. pullorum (1,69*108 КОЕ) в 1-й день. Авторами установлено, что летальности после использования травяной смеси, ферментированной пробиотиками, не наблюдалось, меньше патологических изменений было в подвздошной, слепой кишке и печени у цыплят третьей и четвертой группы. Использование травяной смеси, ферментированной пробиотиками, значительно увеличивало популяцию лактобактерий в слепой кишке и уменьшало популяцию кишечной палочки и сальмонеллы. Также у четвертой группы цыплят повышался уровень sIgA слизистой оболочки слепой кишки по сравнению с положительным контролем (р<0,05). Фактор некроза опухоли, альфа и гамма-интерферон были самыми низкими (р<0,05), а интерлейкин-4 был самым высоким (р<0,05) в четвертой группе. Травяная смесь, ферментированная пробиотиками, значительно улучшала развитие тимуса и бурсы у цыплят, инфицированных S. pullorum [15].
Интересно исследование Jankowski et al. (2022), в котором они сравнивали влияние введения антибиотиков и пробиотиков цыплятам в первую неделю их жизни на отдельные показатели гуморального и клеточного иммунитета, индексы фабрициевой сумки и селезенки. Исследователями был проведён опыт на 90-суточных бройлерах-самцах. Контрольная группа не получала добавки в питьевую воду; вторая группа получала пробиотический препарат с питьевой водой в первые пять дней жизни, содержавший штамм Enterococcus faecium 4a1713 в дозе 1,0*107 КОЕ/л воды и Bacillus amyloliquefaciens 4b1822 в дозе 1,0*107 КОЕ/л воды; третья группа получала 10 % энрофлоксацин в количестве 0,5 мл/л в питьевой воде в первые пять дней жизни. В результате проведённых исследований авторами было установлено, что введение энрофлоксацина и пробиотика, содержащего Enterococcus faecium и Bacillus amyloliquefaciens, приводило к увеличению индекса фабрициевой сумки у цыплят. Результаты показывают, что как пробиотик, использованный в эксперименте, так и энрофлоксацин оказали благотворное влияние на размер этого органа в 6-дневном возрасте. Повышенный процент клеток CD3-Bu-1+ как в селезенке, так и в крови 6-дневных цыплят, получавших энрофлоксацин в течение первых 5 дней жизни, указывает на то, что антибиотик не оказывал
подавляющего действия на этот показатель субпопуляции лимфоцитов. Значительное увеличение процентного содержания В-лимфоцитов (CD3-Bu-1+) в крови и селезенке 6-дневных цыплят, вероятно, связано с отмечаемым в это время высоким уровнем ИЛ-2 в крови, так как он стимулирует пролиферацию как CD3+CD8+ клеток, так и В-клеток. Процент CD3+CD8a+ Т-клеток в крови 6-дневных цыплят был самым высоким в группе, получавшей энрофлоксацин. Данные согласуются с выводами многих исследований механизма иммуномодулирующего действия хинолонов. Исследование также показало увеличение субпопуляции клеток CD3-Bu-1+ как в крови, так и в селезенке 6-дневных цыплят, получавших пробиотик, содержащий Enterococcus ^faecium и Bacillus amyloliquefaciens. В то же время ни энрофлоксацин, ни пробиотик не влияли на индекс селезенки, наблюдалось достоверное снижение процентного содержания CD3+CD4+ Т-клеток в селезенке 6-дневных цыплят из групп, получавших пробиотик и энрофлоксацин. Значительное снижение субпопуляции Т-клеток, особенно выраженное в группе цыплят, получавших энрофлоксацин, скорее всего, связано с ингибирующим действием энрофлоксацина на пролиферацию этих лимфоцитов. Раннее введение пробиотика, содержащего Enterococcus^faecium и Bacillus amyloliquefaciens, цыплятам не влияли на уровни IgG или IgA в плазме. Однако это вызывало снижение уровня церулоплазмина, а также ИЛ-6 и ФНО в крови. Кроме того, в группе, получавшей пробиотик, отмечалось заметное увеличение процентного содержания CD3-Bu-1+ В-клеток в крови и селезенке 6-дневных цыплят по сравнению с контрольной группой. Не исключено, что период введения пробиотиков был слишком коротким для улучшения гуморального ответа иммунной системы, выраженного уровнем общего IgG и IgA в плазме крови, но достаточным для снижения уровня белков острой фазы ИЛ-6 и ФНО. Авторы приходят к выводу, что введение цыплятам в первую неделю жизни антибиотика энрофлоксацина или пробиотика, содержащего штаммы E. faecium и B. amyloliquefaciens, оказывает выраженное иммуномодулирующее действие на гуморальные и клеточные защитные механизмы у птиц. Однако, изменения субпопуляций В- и Т-клеток сразу после раннего введения энрофлоксацина или пробиотика в возрасте 35 дней не наблюдается. Также раннее введение энрофлоксацина может представлять риск угнетения гуморального иммунитета, на что указывает достоверное снижение концентрации общего IgG в сыворотке цыплят [17].
Заслуживают внимания работы, посвященные исследованиям использования пробиотиков в свиноводстве. Авторами показано, что пробиотики не только улучшали скорость роста поросят, но и стимулировали иммунные реакции поросят-отъемышей, облегчали диарею после отъема. Данные исследования представляет собой многообещающую стратегию иммунорегуляции для поддержания здоровья кишечника у поросят-отъемышей и является профилактикой послеотъемного стресса [8, 11]. Пилип с соавт. (2018) изучали иммунологические показатели крови поросят на фоне применения пробиотика «Руменофит» и кормовой добавки «Янтарь». Исследования проводились на супоросных свиноматках и поросятах, полученных от них. Авторами было установлено, что комплексное применение кормовой добавки «Янтарь» и пробиотика «Руменофит» вызывает повышение иммунологических показателей крови у животных опытных групп. Особенно хорошие показатели регистрировались у животных второй опытной группы, получавшей пробиотик «Руменофит» и кормовую добавку «Янтарь». Так, по сравнения с контрольной группой бактерицидная активность сыворотки крови увеличилась к 30-му дню на 15 % у опытной группы № 1 и на 23,75 % у опытной группы № 2; лизоцимная активность сыворотки крови возросла на 10,16 % у опытной группы № 1 и на 11,08 % у опытной группы № 2; фагоцитарная активность нейтрофилов увеличилась на 16,49 % у опытной группы № 1 и на 25,08 % у второй опытной группы. Таким образом, комплексное использование пробиотика «Руменофит» и кормовой добавки «Янтарь» увеличивает некоторые иммунологические показатели крови, что показывает перспективность применения данной схемы для повышения резистентности организма поросят подсосного периода [4].
В других исследованиях Максимов с соавт. (2020) изучали влияние комбинированного пробиотика, состоящего из Saccharomyces cerevisiae + Bacillus subtilis, на ростовые показатели и уровень иммунитета у поросят - отъемышей. Для этого были отобраны 40 поросят-отъемышей, которые были разделены на контрольную и опытные группы I, II и III по 10 голов в каждой. Во все опытные группы добавляли 0,10 %; 0,20 %; 0,30 % составных пробиотиков в основной рацион, а в контрольную группу пробиотики не добавляли. Установлено, что уровни интерлейкина-6 и интерлейкина-ф в опытных группах достоверно не отличались от показателей в контрольной группе. Уровни интерлейкина-6 в опытных группах II и III были значительно выше, чем в опытной группе I и контрольной группе. Уровень интерлейкина-ф не отличался существенно от контрольной группы. В течение 40 дней уровень интерлейкина-ф в опытных группах был выше, чем в контрольной группе, а уровень интерлейкина-6 был значительно выше, чем в контрольной группе [2].
Опубликованные Yang et al. (2021) результаты научных исследований продемонстрировали влияние Lactiplantibacillus plantarum (LP) на врождённый иммунитет кишечника при добавлении в жидкий рацион поросят, инфицированных Eschericha coli K88. Семьдесят два поросенка в возрасте 4 дней получали основной или жидкий рацион с добавлением LP (5*1010 КОЕ/мл). На 15-й день поросят из каждой группы перорально заражали либо Escherichia coli K88 (1*108 КОЕ/мл), либо таким же количеством фосфатно-солевого буфера. Слизистая кишечника, брыжеечный лимфатический узел, и образцы селезенки были собраны на 18-й день. Авторами эксперимента установлено, что использование пробиотического микроорганизма Lactiplantibacillus plantarum рационе поросят-отъемышей значительно снижала относительную экспрессию мРНК воспалительных цитокинов (интерлейкин IL-1Р, IL-8 и фактор некроза опухоли-а), Р-дефенсина (pBD-2) и муцинов (MUC1 и MUC4) слизистой оболочке тощей кишки у поросят, инфицированных Escherichia coli K88 (р<0,05). Кроме того, поросята из группы Lactiplantibacillus plantarum + Escherichia coli K88 имели более низкие уровни белка IL-8, секреторного иммуноглобулина A, pBD-2 и MUC4 в слизистой оболочке тощей кишки, чем поросята, зараженные Escherichia coli K8 (р<0,05). Кроме того, добавка Lactiplantibacillus plantarum снижала процент клеток рецептора гамма/дельта Т-клеток (ySTCR) и клеток CD172a+(SWC3+) в брыжеечном лимфатическом узле и процент клеток ySTCR в селезенке молодых поросят после заражения Escherichia coli K88. Также авторами установлено, что добавление Lactiplantibacillus plantarum в жидкий корм обладает противовоспалительной активностью и модулирует врожденный иммунитет кишечника в раннем возрасте молодых поросят, зараженных Escherichia coli K88, что может быть связано с подавлением TLR4-опосредованных митоген-активируемых сигнальных путей протеинкиназы [12].
В других исследованиях Geng et al. (2021) доказали, что пробиотики, в том числе Lacticaseibacillus rhamnosus GGATCC53103 и Lactiplantibacillus plantarum L01, могут улучшать показатели роста и иммунитета поросят, а также корректировать показатели иммунной системы при отъёмном стрессе и кишечных инфекциях. Исследование авторов было направлено на оценку способности совместного введения пробиотиков L. rhamnosus GG ATCC53103 и L. plantarum JL01 стимулировать иммунный ответ и улучшать здоровье кишечника в критический период отъема у поросят. Результаты показали, что комбинированное использование L. rhamnosus GG ATCC53103 и L. plantarum JL01 значительно повышало (p <0,05) показатели роста и экспрессию мРНК IL-10 и TGF-P1. Напротив, эта комбинация значительно снижала (p<0,05) уровень мРНК IL-1P в тощей, подвздошной и слепой кишках. Кроме того, секреция IL-6 в слепой кишке, IL-1P в тощей, подвздошной и слепой кишках и TNF-а в тощей и подвздошной кишках была значительно снижена (p<0,05). Авторы приходят к выводу, что L. rhamnosus GG ATCC53103 и L. plantarum JL01 могут регулировать уровни цитокинов за счет снижения накопления янтарной и пальмитиновой кислот и увеличения накопления докозагексаеновой кислоты и урсодезоксихолевой кислоты, тем самым повышая иммунитет поросят-отъемышей [22].
Многочисленные исследования показывают, что пробиотики безопасны и эффективны для клинического применения в животноводстве, в том числе при заболеваниях молодняка сельскохозяйственных животных, таких как диарея, воспалительное заболевание кишечника, ассоциативные инфекции [6, 16]. Опубликованные Трушкиным с соавт. (2018) результаты исследований продемонстрировали влияние пробиотика «Ветом 1.1» на некоторые гуморальные показатели врожденного иммунитета у телят при энтероколитах. Материалом исследований были новорожденные телята больные энтероколитом, подобранные по принципу аналогов. Для исследований были сформированы две группы телят. Первая группа (подопытная I, n=8) состояла из больных энтероколитом животных, которым для лечения применяли антибиотик «Байтрил 5 %» в виде подкожных инъекций в дозе 1 мл на 20 кг живой массы в течение 10 дней. Во второй группе (подопытная II, n=11) были больные энтероколитом телята, которые получали пробиотик «Ветом 1.1» внутрь с кормом в дозе 75 мг на 1 кг на протяжении 10 дней. Для оценки гуморальных факторов неспецифической защиты определяли бактерицидную активность сыворотки крови (БАСк), уровень системы бета-лизинов и лизоцимную активность сыворотки крови (ЛАСк). По результатам исследования можно сказать, что показатели неспецифической защиты у больных телят I и II подопытных групп в 1-2-дневном возрасте достоверных различий не отмечалось. Однако, в 10-дневном возрасте у телят исследуемые показатели отличались между собой - БАСк в I подопытной группе равнялась - (43,8±2,2) % - лизиса, у животных II подопытной группы - (49,5±2,4) % - лизиса (p<0,05), и была на уровне (4,5±0,3) % - лизиса (5,1±0,6) % - лизиса соответственно. В 20-дневном возрасте у телят I и II подопытных групп уровень БАСк достоверно не отличался - (39,40±1,6) % - лизиса и (40,9±1,2) % - лизиса соответственно (р>0,1). Лизоцимная активность сыворотки крови у телят,
которые получали антибиотик, равнялась - (2,9±0,3) % - лизиса, а у телят, которым давали пробиотик «Ветом 1.1» - (9,2±1,5) % - лизиса [5].
Масалов с соавт. (2018) провели обширное исследование по изучению влияния кормовой добавки «Био-20» на показатели функциональной активности нейтрофилов коров и телят, полученных от этих коров. Авторами установлено, что до начала скармливания пробиотика «Био-20» фагоцитарный показатель у коров в контрольной и экспериментальной группе достоверно не отличался и находился в пределах физиологических значений. Через 4 месяца в экспериментальной группе отмечалось заметное, на 26,7 %, увеличение числа нейтрофилов, способных проявлять фагоцитарную активность, тогда как в контрольной группе заметных изменений показателя фагоцитарной активности нейтрофилов не регистрировалось. Результаты оценки фагоцитарного показателя, полученные через месяц после окончания скармливания пробиотика «Био-20», позволяют говорить о сохранении положительного эффекта пробиотика у коров экспериментальной группы. Фагоцитарный индекс, как у экспериментальных, так и контрольных животных на протяжении эксперимента не изменялся и находился в пределах нормативных значений. Одновременно в экспериментальной группе регистрировалось достоверное увеличение индекса стимуляции нейтрофилов. У телят, полученных от стимулированных пробиотиком коров, оценивались показатели функционального состояния нейтрофилов в динамике сроков исследования. Перед началом выпаивания пробиотика телятам процентное содержание нейтрофилов, способных поглощать латекс, в контрольной и экспериментальной группах телят достоверно не отличалось и находилось в диапазоне нормативных значений. Через 2 месяца выпаивания и через месяц после прекращения выпаивания в экспериментальной группе отмечается достоверное, на 33,5 %, увеличение числа фагоцитирующих нейтрофилов. В контрольной группе в указанные сроки достоверного изменения фагоцитарного показателя не зарегистрировано. Поглотительная способность нейтрофилов, как показывают значения фагоцитарного индекса, перед началом эксперимента не имела существенных межгрупповых различий и в контрольной группе во все сроки наблюдения сохранялась на уровне первоначальных значений. В экспериментальной группе через 2 месяца выпаивания пробиотика отмечается достоверное на 47,5 % увеличение среднего числа поглощаемых нейтрофилом частиц латекса. При этом в экспериментальной группе через 2 месяца выпаивания препаратом «Био-20» отмечено достоверное (на 14,2 %) увеличение НСТ-позитивных клеток по сравнению с первоначальными значениями с сохранением указанного различия через месяц после окончания приема препарата. Одновременно выявлено достоверное увеличение индекса стимуляции нейтрофилов. В контрольной группе содержание НСТ-позитивных клеток не изменялось на протяжении всех сроков наблюдений. Не обнаружено также достоверных изменений индекса стимуляции нейтрофилов [3].
В научных исследованиях Yao et al. (2020) изучалось влияния Bacillus megaterium на показатели роста, биохимические параметры сыворотки, антиоксидантную способность и иммунную функцию у телят. 20-дневных телят голштинской породы были случайным образом разделены на две группы. Контрольная группа получала основной рацион, тогда как опытная группа получала основной рацион с добавлением 500 мг/день/голову B. megaterium (1010 КОЕ/г) в течение 28 дней. Установлено, что опытная группа показала увеличение массы тела, среднесуточного привеса и соотношения корм/привес (p<0,05) и снижение частоты диареи. Более того, концентрации сывороточного холестерина и липопротеинов высокой плотности снизились (p<0,05) в опытной группе по сравнению с контрольной группой через 28 дней. Уровень глутатиона в сыворотке был выше (p<0,05) в опытной группе, чем в контрольной группечерез 14 дней, тогда как уровень малонового диальдегида в сыворотке снизился (р<0,01) в опытной группе через 28 дней. Кроме того, по сравнению с контрольной группой (р<0,05), концентрации IgA, IgM, IgG и IL-4 в сыворотке были выше, тогда как концентрация TNF-a в сыворотке снизилась в опытной группе через 28 дней [13].
Karamzadeh-Dehaghani et al. (2020) проводили исследование по комбинированному действию пробиотиков и специфического иммуноглобулина Y (антитела яичного желтка) к Escherichia coli, на показатели роста, заболеваемость диареей и иммунную систему телят. 120 новорожденных телят были случайным образом разделены на 4 группы (n=30 в группе), получавших молозиво/молоко без каких-либо добавок (контрольная группа) или с добавлением порошка яичного желтка, содержащего E. coli К99-специфическое антитело (группа Ab; 1 г/день), коммерческий пробиотик, Hypro-teles (группа Pro; 3 г/день) и их комбинация (группа Ab+Pro), с 1-го по 28-й день возраста. Анализы параметров роста, эффективности кормления, микробиома и иммунологических показателей проводили на 0; 14; 21 и 28 день эксперимента. Телята в группах Ab или Ab+Pro имели более высокий (р<0,05) среднесуточный привес по сравнению с контрольной группой и группами Pro в течение 0-14 дней. Распространенность диареи в группе Ab+Pro были ниже, чем в контрольной группе (р<0,05). У телят в группе Ab+Pro было
самое низкое количество фекальных кишечных палочек по сравнению с другими группами на 28-й день (p<0,05). Кормление добавкой Ab+Pro повышало (р<0,05) концентрацию IgA в крови и CD4 в сыворотке по сравнению с контрольной группой. Точно так же телята в группе Pro имели более высокие уровни CD4 по сравнению с телятами контрольной группы (р<0,05). Концентрация интерферона-гамма в сыворотке крови в контрольной группе была ниже, чем в других группах (р<0,05). В целом, эти данные свидетельствуют о том, что скармливание комбинации пробиотиков и специфических антител против E. coli K99 новорожденным телятам голштинской породы повышает эффективность кормления, повышает иммунитет и снижает распространенность диареи [9].
Заключение. Широкое использование антимикробных препаратов в сельском хозяйстве привело к появлению устойчивых к антимикробным препаратам патогенов, которые являются потенциальной угрозой для здоровья человека и животных. Пробиотики были предложены в качестве перспективной альтернативы профилактическим и лечебным антимикробным препаратам, с потенциальным благоприятным воздействием на животное-хозяина путем улучшения баланса кишечной микробиоты. Эти положительные эффекты пробиотиков во многом связаны с ингибированием роста патогенных бактерий и стимулированием роста полезной флоры в желудочно-кишечном тракте. В последние годы было предложено использовать пробиотики для значительного улучшения здоровья, иммунитета, показателей роста, усвояемости питательных веществ и кишечного микробного баланса сельскохозяйственных животных и птицы. В настоящем литературном обзоре мы рассмотрели актуальные сведения, указывающие на то, что пробиотические препараты способствует развитию, созреванию и регуляции иммунной системы хозяина и опосредует защиту хозяина от патогенов. Растущее количество данных показывает, что пробиотические бактерии могут взаимодействовать и стимулировать иммунные клетки кишечника и комменсальную микрофлору, модулируя специфические иммунные функции и иммунный гомеостаз. Использование пробиотиков у животных помогает уравновесить их полезную микробную популяцию и микробный оборот за счет стимуляции иммунного ответа хозяина посредством специфических выделений и конкурентного исключения потенциально патогенных бактерий в пищеварительном тракте. Эти научные достижения могут помочь в выборе оптимальной стратегии для максимизации эффективности пробиотиков для улучшения здоровья кишечника, повышения естественной резистентности, иммунологической реактивностии продуктивности сельскохозяйственных животных и птицы.
Литература
1. Иммуномодулирующее действие пробиотика «ЗООЛАК+» на цыплятах-бройлерах кросса Кобб-500 / В. М. Ковайкина, И. Ю. Ездакова, О. В. Капустина, С. В. Вальциферова // Актуальные проблемы ветеринарной медицины, товароведения и экспертизы сырья и продуктов животного и растительного происхождения, зоотехнии и биотехнологии : материалы X научно-практической конференции в рамках XII Всероссийского фестиваля науки : сборник научных трудов студентов и молодых ученых, Москва, 30 ноября 2022 года / Министерство сельского хозяйства Российской Федерации; ФГБОУ ВО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии - МВА имени К. И. Скрябина». - Москва: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии - МВА имени К. И. Скрябина», 2022. - С. 41-44.
2. Максимов, Н. И. Влияние комбинированного пробиотика на ростовые показатели и уровень иммунитета у поросят-отъемышей / Н. И. Максимов, А. П. Лашин // Дальневосточный аграрный вестник. - 2020. - № 1 (53). - С. 56-61. - DOI 10.24411/1999-6837-2020-11008.
3. Масалов, В. Н. Влияние пробиотика «Био-20» на показатели фагоцитарной и бактерицидной активности нейтрофилов коров и телят / В. Н. Масалов, О. Л. Ляхова, Л. А. Сысоева // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2018. - № 12-1. - С. 88-92.
4. Пилип, Л. В. Иммунологические показатели крови на фоне применения пробиотика и кормовой добавки у поросят / Л. В. Пилип, О. В. Бякова // Аграрная наука - сельскому хозяйству: сборник материалов XIII Международной научно-практической конференции: в 2 кн., Барнаул, 15-16 февраля 2018 года / ФГБОУ ВО «Алтайский государственный аграрный университет». - Барнаул: Алтайский государственный аграрный университет, 2018. - С. 423-424.
5. Трушкин, В. А. Влияние пробиотика «Ветом 1.1» на некоторые гуморальные показатели врожденного иммунитета у телят при энтероколитах / В. А. Трушкин, А. А. Воинова, С. В. Васильева // Инновационное развитие. - 2018. - № 1 (18). - С. 106-107.
6. Эленшлегер, А. А. Влияние пробиотика «Ветом 1.2» на уровень колострального иммунитета в молозиве коров и в крови новорожденных телят / А. А. Эленшлегер, С. А. Утц // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2020. - № 5 (187). - С. 129-138.
7. Beneficial Effects of Probiotic Consumption on the Immune System / Maldonado Galdeano C.[et al.] // AnnNutrMetab. - 2019. - Vol. 74 (2). - P. 115-124. - DOI: 10.1159/000496426.
8. Changes in Gut Microbiota by the Lactobacillus casei Anchoring the K88 Fimbrial Protein Prevented Newborn Piglets From Clinical Diarrhea. / Qin D. [et al.] // Front Cell Infect Microbiol. - 2022. -Vol. 12. - P. 842007. - doi: 10.3389/fcimb.2022.842007. PMID: 35372106; PMCID: PMC8972131.
9. Combined effect of probiotics and specific immunoglobulin Y directed against Escherichia coli on growth performance, diarrhea incidence, and immune system in calves / Karamzadeh-Dehaghani A.[et al.] // Animal. - 2021. - Vol. 15 (2). - P. 100124. - DOI: 10.1016/j.animal.2020.100124.
10. Comparative Effects of L. plantarum CGMCC 1258 and L. reuteri LR1 on Growth Performance, Antioxidant Function, and Intestinal Immunity in Weaned Pigs / Tang Q. [et al.] // Front Vet Sci. - 2021. -Vol.8. - P. 728849. DOI: 10.3389/fVets.2021.728849. PMID: 34859082; PMCID: PMC8632148.
11. Dietary Yeast Cell Wall Improves Growth Performance and Prevents of Diarrhea of Weaned Pigs by Enhancing Gut Health and Anti-Inflammatory Immune Responses. / Lee J.J. [et al.] // Animals (Basel). -2021. - Vol. 11 (8). - P. 2269. - DOI: 10.3390/ani 11082269.
12. Early supplementation with Lactobacillus plantarum in liquid diet modulates intestinal innate immunity through toll-like receptor 4-mediated mitogen-activated protein kinase signaling pathways in young piglets challenged with Escherichia coli K88 / Yang K.M. [et al.] // J. Anim. Sci. - 2021. - Vol. 99 (6). - P. 128. DOI: 10.1093/jas/skab128.
13. Effects of Bacillus megaterium on growth performance, serum biochemical parameters, antioxidant capacity, and immune function in suckling calves / Yao J. [et al.] // J. Open Life Sci. - 2020. - Vol. 15(1). -P. 1033-1041. DOI: 10.1515/biol-2020-0106.
14. Effects of dietary inactivated probiotics on growth performance and immune responses of weaned pigs / Kang J. [et al.] // J. Anim. Sci. Technol. - 2021. - Vol. 63(3). - P. 520-530. doi: 10.5187/jast.2021.e44.
15. Effects of a probiotic-fermented herbal blend on the growth performance, intestinal flora and immune function of chicks infected with Salmonella pullorum / Wang Y. [et al.] / Poult Sci. - 2021. -Vol. 100(7). P. 101196. - DOI: 10.1016/j.psj.2021.101196.
16. Influence of an immune-modulatory feed supplement on performance and immune function of beef cows and calves preweaning / Crook T.S. [et al.] // J. Anim. Sci.- 2020. - Vol. 98 (3). - skaa073. DOI: 10.1093/jas/skaa073.
17. Immune Parameters in Chickens Treated with Antibiotics and Probiotics during Early Life. / Jankowski J. [et al.] // Animals (Basel). - 2022. - Vol. 12 (9). - P. 1133. - DOI: 10.3390/ani12091133.
18. Immunomodulation Potential of Probiotics: A Novel Strategy for Improving Livestock Health, Immunity, and Productivity / Kober A.K.M.H. [et al.] //Microorganisms. - 2022. - Vol. 10 (2). - P. 388. -DOI: 10.3390/microorganisms10020388.
19. Krysiak, K. Overview of the Use of Probiotics in Poultry Production / Krysiak K., Konkol D., Korczynski M. // Animals (Basel). - 2021. - Vol. 11(6). - P. 1620. - DOI: 10.3390/ani11061620.
20. Mingmongkolchai, S. Bacillus probiotics: an alternative to antibiotics for livestock production / Mingmongkolchai S, Panbangred W. // J. Appl.Microbiol. - 2018. - Vol. 124 (6). - P. 1334-1346. -DOI: 10.1111/jam.13690.
21. Probiotics Lactobacillus rhamnosus GG ATCC53103 and Lactobacillus plantarum JL01 induce cytokine alterations by the production of TCDA, DHA, and succinic and palmitic acids, and enhance immunity of weaned piglets / Geng T. [et al.] // Res. Vet. Sci. - 2021. - Vol. 137. - P. 56-67. DOI: 10.1016/j.rvsc.2021.04.011.
22. Probiotics and potential applications for alternative poultry production systems / Jeni R.E. [et al.] // Poult Sci. - 2021. - Vol. 100(7). - P. 101156. - DOI: 10.1016/j.psj.2021.101156.
23. Probiotic drugs impact on the innate immunity factors / O. Nikolaeva, A. Andreeva, O. Altynbekov [et al.] // Journal of Global Pharma Technology. - 2020. - Vol. 12. - No 1. - P. 38-45.
24. Probiotics Mechanism of Action on Immune Cells and Beneficial Effects on Human Health / Mazziotta C. [et al.]. // Cells. - 2023. - Vol. 12(1). - P. 184. - DOI: 10.3390/cells12010184.
25. Role of probiotics in ruminant nutrition as natural modulators of health and productivity of animals in tropical countries: an overview / Kulkarni N.A. [et al.] // Trop Anim Health Prod. - 2022. - Vol. 54 (2). -P. 110.- DOI: 10.1007/s11250-022-03112.
26. The use of probiotics as eco-friendly alternatives for antibiotics in poultry nutrition. / Alagawany M. [et al.] //Environ SciPollut Res Int. - 2018. - Vol. 25 (11). - P. 10611-10618. -DOI: 10.1007/s11356-018-1687-x.
27.Vitetta L., Vitetta G., Hall S. Immunological Tolerance and Function: Associations Between Intestinal Bacteria, Probiotics, Prebiotics, and Phages / Front Immunol. - 2018. - Vol. 9. - P. 2240. DOI: 10.3389/fimmu.2018.02240.
References
1. Immunomodulatory effect of probiotic «ZOOLAK +» on broiler chickens cross Cobb-500 / V. M. Kovaykina, I. Yu Ezdkova, O. V. Kapustina, S. V. Valtsiferova // Actual problems of veterinary medicine, commodity science and examination of raw materials and products of animal and plant origin, zootechnology and biotechnology : materials X scientific-practical conference in the XII All-Russian Science Festival : collection of scientific papers of students and young scientists, Moscow, November 30, 2022 / Ministry of Agriculture of the Russian Federation, FGBOU VO "Moscow State Academy of Veterinary Medicine and Biotechnology - MBA K. I. Skryabin. - Moscow: Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Moscow State Academy of Veterinary Medicine and Biotechnology - MBA named after K.I. Skryabin», 2022. - C. 41-44.
2. Maksimov N. I. Influence of combined probiotic on growth performance and immunity in weaned piglets / N. I. Maksimov, AP Lashin // Far Eastern Agrarian Herald. - 2020. - № 1 (53). - C. 56-61. - DOI 10.24411/1999-6837-2020-11008.
3. Masalov, V. N. The effect of probiotic «Bio-20» on indicators of phagocytic and bactericidal activity of neutrophils of cows and calves / V. N. Masalov, OL Lyakhova, LA Sysoeva // International Journal of Applied and Fundamental Research. - 2018. - № 12-1. - C. 88-92.
4. Pilip, L. V. Immunological blood parameters on the background of probiotic and feed additive application in piglets / L. V. Pilip, O. V. Byakova // Agrarian science - agriculture : collection of materials of XIII International Scientific and Practical Conference: in 2 k., Barnaul, 15-16 February 2018 / FSBEI VPO «Altai State Agrarian University». - Barnaul: Altai State Agrarian University, 2018. - C. 423-424.
5. Trushkin, V. A. The effect of probiotic «Vetom 1.1» on some humoral indicators of innate immunity in calves at enterocolitis / V. A. Trushkin, A. A. Voinova, S. V. Vasilyeva // Innovative Development. - 2018. - № 1 (18). - C. 106-107.
6. Elenschleger, A. A. Effect of probiotic «Vetom 1.2» on the level of colostral immunity in colostrum of cows and in the blood of newborn calves / A. A. Elenschleger, S. A. Utz // Bulletin of Altai State Agrarian University. - 2020. - № 5 (187). - C. 129-138.
7. Beneficial Effects of Probiotic Consumption on the Immune System / Maldonado Galdeano C. [et al.] // Ann NutrMetab. - 2019. - Vol. 74 (2). - P. 115-124. - DOI: 10.1159/000496426.
8. Changes in Gut Microbiota by the Lactobacillus casei Anchoring the K88 Fimbrial Protein Prevented Newborn Piglets From Clinical Diarrhea. / Qin D. [et al.] // Front Cell Infect Microbiol. - 2022. -Vol. 12. - P. 842007. - DOI: 10.3389/fcimb.2022.842007. PMID: 35372106; PMCID: PMC8972131.
9. Combined effect of probiotics and specific immunoglobulin Y directed against Escherichia coli on growth performance, diarrhea incidence, and immune system in calves / Karamzadeh-Dehaghani A. [et al.] // Animal. - 2021. - Vol. 15(2). - P. 100124. - DOI: 10.1016/j.animal.2020.100124.
10. Comparative Effects of L. plantarum CGMCC 1258 and L. reuteri LR1 on Growth Performance, Antioxidant Function, and Intestinal Immunity in Weaned Pigs / Tang Q. [et al.] // Front Vet Sci. - 2021. -Vol.8. - P. 728849. DOI: 10.3389/fvets.2021.728849. PMID: 34859082; PMCID: PMC8632148.
11. Dietary Yeast Cell Wall Improves Growth Performance and Prevents of Diarrhea of Weaned Pigs by Enhancing Gut Health and Anti-Inflammatory Immune Responses. / Lee J.J. [et al.] // Animals (Basel). -2021. - Vol. 11 (8). - P. 2269. - DOI: 10.3390/ani11082269.
12. Early supplementation with Lactobacillus plantarum in liquid diet modulates intestinal innate immunity through toll-like receptor 4-mediated mitogen-activated protein kinase signaling pathways in young piglets challenged with Escherichia coli K88 / Yang K M. [et al.] // J. Anim. Sci. - 2021. - Vol. 99 (6). - P. 128. DOI: 10.1093/jas/skab128.
13. Effects of Bacillus megaterium on growth performance, serum biochemical parameters, antioxidant capacity, and immune function in suckling calves / Yao J. [et al.] // J. Open Life Sci. - 2020. - Vol. 15 (1). -P. 1033-1041. DOI: 10.1515/biol-2020-0106.
14. Effects of dietary inactivated probiotics on growth performance and immune responses of weaned pigs / Kang J. [et al.] // J. Anim. Sci. Technol. - 2021. - Vol. 63 (3). - P. 520-530. DOI: 10.5187/jast.2021.e44.
15. Effects of a probiotic-fermented herbal blend on the growth performance, intestinal flora and immune function of chicks infected with Salmonella pullorum / Wang Y. [et al.] / Poult Sci. - 2021. - Vol. 100(7). P. 101196. - DOI: 10.1016/j.psj.2021.101196.
16. Influence of an immune-modulatory feed supplement on performance and immune function of beef cows and calves preweaning / Crook T.S. [et al.] // J. Anim. Sci.- 2020. - Vol. 98 (3). - skaa073. DOI: 10.1093/jas/skaa073.
17. Immune Parameters in Chickens Treated with Antibiotics and Probiotics during Early Life. / Jankowski J. [et al.] // Animals (Basel). - 2022. - Vol. 12 (9). - P. 1133. - doi: 10.3390/ani12091133.
18. Immunomodulation Potential of Probiotics: A Novel Strategy for Improving Livestock Health, Immunity, and Productivity / Kober A.K.M.H. [et al.] // Microorganisms. - 2022. - Vol. 10 (2). - P. 388. -DOI: 10.3390/microorganisms10020388.
19. Krysiak, K. Overview of the Use of Probiotics in Poultry Production / Krysiak K., Konkol D., Korczynski M. // Animals (Basel). - 2021. - Vol. 11 (6). - P. 1620. - doi: 10.3390/ani11061620.
20. Mingmongkolchai, S. Bacillus probiotics: an alternative to antibiotics for livestock production / Mingmongkolchai S, Panbangred W. // J. Appl. Microbiol. - 2018. - Vol. 124(6). - P. 1334-1346. -DOI: 10.1111/jam.13690.
21. Probiotics Lactobacillus rhamnosus GG ATCC53103 and Lactobacillus plantarum JL01 induce cytokine alterations by the production of TCDA, DHA, and succinic and palmitic acids, and enhance immunity of weaned piglets / Geng T. [et al.] // Res. Vet. Sci. - 2021. - Vol. 137. - P. 56-67. DOI: 10.1016/j.rvsc.2021.04.011.
22. Probiotics and potential applications for alternative poultry production systems / R. E. Jeni [et al.] // Poult Sci. - 2021. - Vol. 100 (7). - P. 101156. - DOI: 10.1016/j.psj .2021.101156.
23. Probiotic drugs impact on the innate immunity factors / O. Nikolaeva, A. Andreeva, O. Altynbekov [et al.] // Journal of Global Pharma Technology. - 2020. - Vol. 12, No 1. - P. 38-45.
24. Probiotics Mechanism of Action on Immune Cells and Beneficial Effects on Human Health / C. Mazziotta [et al.] // Cells. - 2023. - Vol. 12(1). - P. 184. - DOI: 10.3390/cells12010184.
25. Role of probiotics in ruminant nutrition as natural modulators of health and productivity of animals in tropical countries: an overview / N. A. Kulkarni [et al.] // Trop Anim Health Prod. - 2022. - Vol. 54 (2). -P. 110. - DOI: 10.1007/s11250-022-03112.
26. The use of probiotics as eco-friendly alternatives for antibiotics in poultry nutrition. / M. Alagawany [et al.] //Environ SciPollut Res Int. - 2018. - Vol. 25(11). - P. 10611-10618. -DOI: 10.1007/s11356-018-1687-x.
27.Vitetta L., Vitetta G., Hall S. Immunological Tolerance and Function: Associations Between Intestinal Bacteria, Probiotics, Prebiotics, and Phages / Front Immunol. - 2018. - Vol. 9. - P. 2240. -DOI: 10.3389/fimmu.2018.02240.
© HHKonaeBa O.H. 2023
