CC BY
18
Ukrainian Journal of Ecology
Ukrainian Journal ofEcology, 2018, 8(2), 287-293 doi: 10.15421/2018_340
ORIGINAL ARTICLE UDC 619:614.9:612.336.3:636.033/.035
Microbiological and sanitary-hygienic significance of intestinal eubiozus in agricultural animals
M.D. Kucheruk, D.A. Zasekin, R.O. Dymko
Department of Hygiene and Sanitation named after A.K. Skorokhodko, Faculty of Veterinary Medicine, National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine Kyiv, Ukraine. Email: kucheruk md@nubip.edu.ua ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8048-533X
Received: 01.03.2018. Accepted: 02.04.2018
The article is devoted to the review of literature on the prevention of dysbiotic conditions and diseases of productive animals. The article deals with the problem of animal dysbacteriosis and the importance of intestinal microflora for their normal growth and productivity. Data on the use of therapeutic and prophylactic drugs such as prebiotics, probiotics, acidifying agents, phytobiotics are presented. Basic principles of correction of microbiocenosis of intestines of animals are formulated, the essential requirements and criteria of the choice of preparations are described. The expediency and relevance of the use of modern environmental and safe antibiotic drugs for obtaining high-quality livestock products has been substantiate. Keywords: eubiosis; microbiocenosis; dysbacteriosis; correction; agricultural animals
Мшробюлопчне та саштарно-ппешчне значення еубюзу кишечника продуктивних тварин
М.Д. Кучерук, Д.А. Засекш, Р.О. Димко
Нацюнальний унверситет б'юресурав i природокористування Украни, вул. ГероУв Оборони 15, Кию, 03041, Украна Email: kucheruk md@nubip.edu.ua https://orcid.org/0000-0002-8048-533X
Стаття присвячена огляду лтератури щодо профтактики дисбютичних станiB i захворювань продуктивних тварин. У статт висв^лено проблему дисбактер^в тварин та значення мкрофлори кишечника для Ух нормального росту i продуктивное^. Представлено дан щодо застосування лкувальних i профтактичних препаралв таких як пребютики, пробютики, пщкислювач^ фтобютики. Сформульовано основы принципи корегування мiкробiоценозу кишечника тварин, описано найважливш вимоги та критерп вибору препаралв. Обфунтовано доцтьнкть та актуальнкть застосування сучасних еколопчних та безпечних антибiактерiальних препаралв для отримання яюсноУ продукци тваринництва.
Ключов1 слова: еубюз; мкробюценоз; дисбактерюзи; корещя; стьськогосподарсью тварини
В сучасних умовах Ытенсифкаци виробництва продукци тваринництва виникла проблема значноУ концентраци поголiв'я тварин на обмежених територiях. А це передбачае використання значноУ кiлькостi ветеринарних засобiв з антимiкробним спектром ди', як призначенi для профiлактики захворювань тварин та тдвищення продуктивностi. Однак ряд антибютичних речовин вже забороненi у £вросоюзi до використання в годiвлi продуктивних тварин, тому виникае необхщнкть у розробцi альтернативних засобiв профтактики захворювань тварин, збереження здоров'я та полтшення якосп i безпечностi одержуваноУ продукци (Kucheruk, 2016).
Для пщтримки продуктивностi тварин та профтактики захворювань використовуеться значний спектр препаралв: стимуляторiв росту, антибiотикiв, гормонiв та ГМО, що знижуе якiсть та безпечнкть продукци тваринництва. Через поспйне Ух застосування тваринам у продукци тваринництва накопичуються залишки антибiотикiв, та розвиваеться
спйюсть до антибютиюв серед патогенних штамГв ммфооргаызмлв.
Cy4acHi високоiнтенсивнi системи вирощування тварин i птицi покликанi в м^мальн строки отримати максимальний прибуток. Однак, у гонитвi за суперпродуктивнiстю виробники створюють значне навантаження на органГзм тварин з боку хiмiчних, бюлопчно-активних добавок та генномодифiкованих продуктiв. КрГм того, самi тварини, що перебувають пiд впливом постiйних технологiчних стреав, страждають, )х неспецифiчна резистентнiсть пригнГчуеться, а отже заxворюванiсть i падiж зростають. Щоб запобiгти небажаним наслГдкам iнтенсифiкацiï, додаються ще й лкувальы та лiкувально-профiлактичнi препарати. М'ясо та ¡нша продукцiя, отримувана внаслiдок такого господарювання, мiстить у небезпечному поеднанн повний перелiк алергенiв, мутагенiв, токсичних чи антипоживних речовин, антибютикорезистентних мiкроорганiзмiв, гормонiв стресу та страху (McFarland, 2008; Andreeva, 2004). Вагоме наукове значення мають i показники комплексно)' оцiнки якостi та безпечностi отримано) продукцп.
Напротивагу, все 6Гльшого поширення набувають технологи виробництва екологiчно чисто' продукцп рослинництва i тваринництва. Однак висока варлсть таких «органГчних» продуклв, зумовлена витратами на виробництво, стримуе багатьох споживачГв.
На сьогоднГшнГй день вщомо багато речовин рослинного i мГкро6ного походження, якГ включають до складу кормГв для тварин з лкувальною метою чи задля )х бактерицидно' дм, з метою пщвищення продуктивностГ птицГ за рахунок полГпшення властивостей кормГв i стимуляцп росту тварин.
Вагоме наукове значення мае комплексна оцЫка якосп та безпечносп отримано) продукцп, тому серед велико)' кГлькосп здавна вГдомих сполук рослинного походження i новГтнГх розробок мкробюлопчного профГлю нами проводиться науковий пошук найдГевГших, економГчно доцГльних препаралв,
Важливим аспектом вирощування сГльськогосподарських тварин е профГлактика дисбактерюзГв. Для ефективно)' корекцГ'' мГкрофлори кишечнику тварин пробютичними культурами, на нашу думку, слГд пщготувати сам кишечник до цього.
Нормальна мкрофлора е бюлопчним фактором захисту макрооргаызму вщ патогенних мкрооргаызмГв (Ashraf, Shah, 2014). РГзн види мкрооргаызмГв колонвують рГзн бютопи тварин. За ф^^отно) норми видовий i ктьюсний склад мкробюти, зокрема кишечника, вщносно стабГльний - еубюз (Crouzet, 2015).
У процес росту й розвитку тварин роль мкробних популяцм травного каналу займае вагоме мкце. Мкроорганвми-симбюнти метаболГзують вуглеводи й ¡ншл поживн речовини корму до юнцевих продуклв, як засвоюються як мкробами, так i клГтинами макроорганГзму.
Дисбактерюзи призводять до значних втрат продуктивностГ тварин та )х збереженосл. Ще з минулого сторнчя i до тепер науковцями вивчаються питання значення кишково) мГкрофлори для нормального росту i розвитку тварин i птицк З життедтльнктю мГкрофлори пов'язан як фвюлопчний статус органГзму, так i стан його неспецифнних захисних сил. ВнаслГдок дм рГзних несприятливих чинниюв i патолопчних станГв можуть вГдбуватися яюсы i юльюсы змГни у складГ нормально) мГкрофлори кишечника, що може негативно позначитися на ефективност трансформування поживних речовин корму у продуктивнкть (Cash, 2014).
Високо) продуктивностГ тварин можна досягти лише при створены комфортних для них умов утримання у вщповщносп до видових, вГкових та фвюлопчних особливостей органвму. Продуктивнкть тварин залежить також вщ ряду санГтарно-ппеИчних та зоотехычних показниюв: способу утримання, розмГру груп, щтьносл посадки, мкроклГмату примГщень та вГд оргаызаци вчасно) i збалансовано) годГвлГ. За кожним зооппеИчним параметром встановлен певн дГапазони )х значень, за яких тварини витрачають м^мальну ктьюсть енергп для пГдтримки фвюлопчних процеав на оптимальному рГвн (Broom, 2004).
Якщо ж норми утримання порушуються - виникають стресовГ ситуаци, за яких знижуеться загальна резистенл-Мсть органГзму та його опГрнкть до збудниюв хвороб, попршуеться апетит та зменшуеться засвоюванкть кормГв, виникають розлади оргаыв травлення, втрачаються прирости маси тГла, збГльшуеться конверая корму, часто розвиваються дисбактерюзи кишечника, що може стати причиною загибелГ молодняку (Engering, 2013).
СтресовГ ситуаци призводять до змЫ ¡мунолоично) резистентносл органвму тварин, що призводить до прояву умовно патогенними мкроорганвмами, як колонвують, зокрема кишечник, фактор^ патогенносл. В наслГдок цього можуть розвинутись гнмно-запальы захворювання. Завдяки рГзноманГтним факторам i шляхам передач! ¡нфекци в умовах перебування тварин у обмеженому за розмфами середовищГ, збудники ¡нфекци можуть швидко розповсюджуватись, набуваючи детермГнант слйкосл до антибютиюв.
Одним з найпотужыших факторГв, як негативно впливають на мкроендоеколопю кишечнику тварин i птиц в промислових умовах, е значне накопичення мкрофлори у повГтрГ, на огороджувальних конструщях та технолопчному обладнаннк
У процес свое) життедГяльносл тварин, разом з послщом у навколишне середовище видГляеться значна кГльюсть мкроорганвмю. Встановлено також пряму залежнГсть накопичення мкроорганвмт у примГщенн ¡з пщвищенням температури та вологосл повГтря у пташнику. За рвних умов утримання тварин краплГ бактерГйного аерозолю оадають на навколишнГх предметах, пГдсихають i, змГшуючись з пилом, легко пщхоплюються повГтряним потоком при русГ тварин i обслуговуючого персоналу. Отже, величина обаменЫня повГтря i поверхонь в мкцях утримання тварин -взаемно пропорцмы. МГкроорганГзми з поверхонь примщення потрапляють у повГтря i навпаки, незалежно вщ того, е ¡нфекцт повГтряно-крапельною чи кишковою.
Тому не можна нехтувати дотриманням саытарних норм i правил розроблених для кожного виду господарств. А особливо слГд суворо контролювати накопичення мкрофлори в повГтрГ пташниюв й вживати захода для зменшення )) кГлькостГ (Mezentsev, 2002).
БтьшМсть науковцГв, що займаються даним питанням (Kocher, 2006; Iebba, 2016; Zoetendal, 2008) значну увагу справедливо придiляють дослГдженню видового складу мiкробiоценозу шлунково-кишкового тракту кожного виду та статево-вГкових груп тварин й оцЫц показникiв здоров'я i продуктивностi тварин за рiзних технологiй вирощування та утримання.
Нормофлора кишечника тварин. Для позначення мГкрофлори здорового органГзму використовують рiзноманiтнi термЫи: аутомiкрофлора, нормальна мiкрофлора (нормофлора) або просто мiкрофлора органiзму, мiкробiота, нормомiкробiоценоз, еубiоз, мiкроендоекологiя. Проте цi поняття дещо рiзняться за значенням (Kucheruk, Zasiekin, 2013).
Аутомiкрофлорою називають мiкробну флору будь-якого складу, що е у даного господаря в конкретнм ситуацГ'' (навiть за дисбактерiозу), а нормальною - мiкрофлору, характерну для здорових представниюв дано''' популяцГ'' (Cammarota et al., 2014).
В гуманнм медицинi частiше застосовують термiн «нормофлора» - це кГльюсне i яюсне спiввiдношення рiзноманiтних популяцГй мГкро6Гв окремих оргаыв i систем, що пГдтримують 6ГохГмГчну, метаболiчну i ГмунологГчну рiвновагу макроорганiзму, необхiдну для збереження здоров'я.
Пгд мiкробiоценозом розумГють сукупнГсть бактерм, гри6Гв, вГрусГв, найпростiших, що заселяють органiзм людини, тварини, птицГ. Нормальна мГкрофлора органiзму складаеться з рГзних за видовим та кГлькГсним складом асо^ацм мГкро6Гв. ВГд стану кишечника у велиюй мГрГ залежать здоров'я i клГнГчний стан тварин.
Медикаментозна терапя, що використовуеться для лкування, часто викликае дис6Гоз, який сприяе, з одного боку, загибелi найбГльш цЫноУ для тварин мГкрофлори i втратi ü' важливих функцГй та, з ¡ншого боку, штучнГй селекци хвороботворних бактерiй з множинною резистентна™ до лiкарських препаратiв (Kelley et al., 1998).
До представниюв нормально!' мГкрофлори кишечника, крГм сим6Готичних до органГзму тварин представникiв мГкрофлори, вГдносять також умовно-патогеннГ мГкроорганГзми, що за умов задовГльного стану неспецифГчних захисних сил органГзму не чинять жодного хвороботворного впливу. Проте, якщо Гмунна система пригнГчуеться або зменшуеться юльюсть симбГотичних мГкроорганГзмГв (наприклад, в результат хГмютерапп), то умовно-патогеннГ представники нормально' мГкрофлори можуть розмножитися i викликати хворобу. ТакГ випадки називаються опортунктичною шфекцкю (Mezentsev, 2002).
НайчастГшими причинами таких ГнфекцГй е ослаблення ¡мунно' системи, вГдоме як ГмунодефГцит або ¡муносупреая, внаслГдок рГзних причин: недо'дання, частих ¡нфекцГй, а також при наявносп хвороб неГнфекцГйно' природи (наприклад, курчата-бройлери на юнець перГоду вирощування страждають вГд безперервного болю внаслГдок проблем з юнцГвками, серцево-судинною та дихальною системами), технолопчних стресГв, вщсутносп задоволення певних потреб (наприклад, прояву нормально' поведГнки, постГйне обмеження в рус, неможливосп контакту з собГ подГбними), дм ¡муносупресорГв, генетичних хвороб, пошкодження шкГри, лГкуваннГ антибГотиками тощо.
Актуальним на сьогоднГ е пошук та обфунтування сучасних дезГнфГкуючих засобГв, що можуть використовуватись в присутносп тварин, легко утилГзуються, без шкоди навколишньому середовищу (наприклад на основГ органГчних кислот та наночастинок срГбла); корегування годГвлГ птицГ з використанням мГкробюлопчних препаратГв (таких як пробютики, пребютики, постбютики), застосуванням нутрГцевтикГв (Kucheruk, Zasiekin, 2013).
Протягом життя тварини патогены i умовно-патогеннГ мГкроорганГзми перюдично колонГзують рГзнГ бГотопи органГзму тварин, включаючись до складу загального комплексу 'х мГкрофлори. Якщо цГ мГкроорганГзми не викликають вГдразу захворювання, то спГвГснують з ¡ншою мГкрофлорою тГла деякий час, але частГше бувають транзиторними. Так, для порожнини рота з патогенних i умовно-патогенних транзиторних мГкроорганГзмГв можуть бути типовими Р. aeruginosa, S. perfringens, S. albicans, представники (родГв Esherichia, Klebsiella, Proteus; для кишечника ж вони ще бГльш патогены, нГж ентеробактерГ!, а також В. fragilis, В. tetani, В. sporogenes, Fusobacterium necrophorum, деяк представники роду Campylobacter, кишковГ спГрохети (в т.ч. i патогеннГ, умовно-патогеннГ) та багато ¡нших. Для шкГри i слизових оболонок характернГ S. aureus; для респГраторного тракту - S. aureus i пневмококи тощо (Hidaka, Eida, 2005). МГкрофлора травного каналу вГдГграе важливу роль в ¡мунному статусГ i загальному метаболГзмГ макроорганГзму. Завдяки цГлому ряду функцГй, як вона виконуе, порожнинна та приспнкова мГкрофлора грае роль захисного бар'еру на шляху проникнення рГзних ¡нфекцмних агенлв в органГзм господаря. КрГм того, завдяки сво'м ферментативним властивостям, вона бере участь у переробцГ значно' кГлькостГ органГчних речовин, синтезуе бГлки, полГпептиди, амГнокислоти, антибютики, вГтамГни та ¡ншГ цГннГ метаболии (Zoetendal, 2008). МГкрофлора кГлькГсно i якГсно дуже вГдрГзняеться залежно вГд виду тварини i вГддГлГв кишечника. КрГм того, на склад мГкрофлори кишечника впливають: фвюлопчний стан тварини, и вГк, склад рацГону тощо. Однак основу и бГльшостГ складають неспороутворюючГ облГгатно-анаеробнГ мГкроорганГзми: бГфГдобактери, лактобактерГ'', бактеро'ди, ентерококи, ешерГхГ'', дрГжджеподГбнГ гриби, тощо . Першим етапом корекцГ'' мГкробГоценозу кишечнику, на нашу думку е необхГднГсть «очищення» - елГмГнацГ'' патогенних мГкроорганГзмГв ¡з кишечника за допомогою спецГальних препаратГв. РанГше для цГе' мети застосовували антибютики, однак через появу антибютикорезистентних (McFarland, 2008) мГкроорганГзмГв та стурбованГсть громадськосп щодо накопичення залишкових кГлькостей антибютиюв у продукцГ'' тваринництва використовуються бГльш еколопчы препарати (зокрема для ведення органнного фермерства). Такими можуть виступати фiтобiотики. Фiтогеники (фiтобiотики, гербiотики) - продукти, що мГстять екстракти рослин, еффы масла, природнГ алкоголГ, алкало'ди. Вони стимулюють апетит, забезпечують антиоксидантний захист, пригнГчують розмноження шкГдливих мГкробГв, модифГкують рН кишечника, покращуючи перетравлюванГсть кормГв i ефективнГсть конверсГ'' корму (Steiner et al., 2011).
Ефiрнi масла e одними з найбiльш бюлопчно активних KOMnoHeHTiB рослин - чудовi антисептики з протизапальною активнiстю. ПротивГрусн ефекти деяких прeпаратiв, виготовлених з рослинно') сировини, пoв'язанi з наявнГстю таких бioлoгiчнo активних сполук, як пoлiфeнoли, токофероли, флавоно'ди, убiхiнoни, в^амЫи i т. д. Високий вмкт у рослинах фенольних сполук, зокрема дубильних речовин, флавоно'дГв, простих фeнoлiв та Ух глiкoзидiв, фенолокислот, фенолоспирлв, антoцiанiв зумовлюе ')х антимiкрoбну активнГсть. Пригoтoванi на oснoвi eфiрних олм, eкстрактiв трав i спeцiй фтобютичы препарати пoпулярнi в сучасному органычному тваринництвi. Адже це не тГльки антибактeрiальнi засоби, що знижують ризик захворювань травного каналу, але i природы ароматизатори, що стимулюють споживання корму i завдяки активна секрецп слини i травних фeрмeнтiв пщвищують його пeрeтравнiсть i засвoюванiсть ( Tolkunova, Krishtafovich, 2002).
Цi рослинн препарати зазвичай мiстять сумiш з рiзних речовин, наприклад, евгенолу, цЫнамальдепда (коричного альдeгiду), карвакрола або тимолу, що володГють спeцифiчним запахом, що дае можливГсть використовувати Ух для пГдвищення апетитно') привабливoстi кoмбiкoрмiв. Саме специфГчн запахи вiднoсяться до найбГльш вiдoмих властивостей фiтoгeнних речовин. З Гншого боку, фiтoгeники характеризуються широким спектром бюлопчно''' активнoстi, завдяки чому можливе Ух застосування для полГпшення стану епГтелГю травного тракту i, в юнцевому рeзультатi, прoдуктивнoстi тварин.
У численних наукових працях досить докладно описан антимiкрoбнi, прoтивiруснi, фунгщиды, антиoксидантнi та iншi ефекти фГтогенних сполук in vitro. У той же час, зростае юльюсть дослщжень, присвячених опису позитивно') дм фГтогенних речовин на мoрфoлoгiю кишечнику (довжину ворсинок, глибину крипт, товщину муринового шару тощо) i склад його мiкрoбioцeнoзу, активнiсть травних фeрмeнтiв в умовах in vivo.
ФГтогеники стимулюють травлення, покращують регулювання oбмiну речовин у травному каналу прoфiлактують дисбюз, прискорюють оновлення кишкового eпiтeлiю, пщвищуючи абсoрбцiйну здатнiсть поживних речовин i запобГгаючи розвитку шкiдливих мiкрooрганiзмiв у кишечнику. ФГтогеники також е стимуляторами iмунiтeту, так як вони покращують ефективнкть iмунoкoмпeтeнтних клiтин, що беруть участь в iмуннiй вiдпoвiдi, володГють антиоксидантними властивостями (Steiner et al., 2011).
Наступним етапом корекци eубioзу кишечника е створення умов за допомогою постбютиюв та пiдкислювачiв для кращого приживлення прoбioтичних мiкрooрганiзмiв та розвитку власноУ корисно') мГкрофлори.
Пдкислювачi - oрганiчнi кислоти й сoлi в синeргiчнiй комбЫаци. Вони oптимiзують процеси травлення, обмЫу i використання поживних речовин, пГдвищують природну рeзистeнтнiсть тварин i птиц, покращують юльюсы i якiснi показники |'х прoдуктивнoстi. При дoдаваннi в корм вони знижують рiвeнь кислотност в шлунку, тим самим покращуючи пeрeтравнiсть кoрмiв i попереджаючи виникнення дiарeï.
За кордоном вже кнуе запатентована нова тeхнoлoгiя здатна модулювати тип метаболтв, що утворюються при бактeрiальнiй ферментацГ''. Цi мeтабoлiти мають виразн iмунoмoдулюючi властивoстi. Вони здатн модулювати iмунну вiдпoвiдь oрганiзму для вГдновлення Гмунного гомеостазу (Kamruzzaman et. al., 2005 ). При додаванн в корм вони знижують рiвeнь кислотност в шлунку, тим самим покращуючи перетравысть кормГв i попереджаючи виникнення дГаре'''. Пiдкислювачi знижують значення рН корму, тим самим створюють оптимальн умови для перетравлення бГлюв i Гстотно зменшують навантаження на шлунок.
Корм, перетравлений в шлунку, мае кислу реакцю Його нeйтралiзацiя вiдбуваeться в кишечнику за рахунок панкреатичного соку, видГленого пГдшлунковою залозою. Чим менше значення рН у субстрата, тим бГльше виробляеться панкреатичного соку i вщповГдно бтьше ферменлв з п^шлунково)' залози. Це вирГшальний чинник оптимального перетравлення i засвоення оргаызмом поживних речовин, в результат якого залишки субстрата, доступного для розвитку патогенних бактерм в подальших вiддiлах кишечника мiнiмальнi.
Якщо в кишечнику прогресуе розмноження патогенних бактерм, площа його всмоктуючо)' пoвeрхнi зменшуеться, а значить, знижуеться надходження поживних речовин, ефективысть травлення. Завдяки тому, що до складу пiдкислювачiв входять органГчн кислоти (такi як мурашина кислота, молочна; пропюнова, фoрмiат амоыя; прoпioнат амoнiя та Гн.), що володГють бактерицидним ефектом навiть при високих значеннях рН (у нейтральному середовищО, пГдкислювачГ перешкоджають розмноженню патогенних бактерГй, покращують всмоктуючу здатнГсть кишечника i тим самим пГдвищують ефективнГсть вирощування тварин (Tolkunova, 2002).
Патогены бактерГ'' в цГлому вГддають перевагу pH близькому до нейтрального дГапазону (pH 6.5-7.5), тодГ як кориснГ бактерГ'', такГ як Lactobacilli i Bifidobacteria можуть витримувати бГльш кисле середовище.
ПГдкислювачГ виконують багато функцм, якГ не завжди безпосередньо вГдносяться до годГвлГ тварин, але важливГ для ïï оптимГзацГ'' i безпеки. Тому одним з ефективних способГв обмеження зростання патогенно' мГкрофлори е створення несприятливого середовища для патогенГв, тобто пГдвищення кислотностГ корму.
Преботики - Омуномодулятори) - це неперетравлюванГ вуглеводнГ компоненти ')жГ, що вибГрково стимулюють збГльшення та активнГсть корисно' мГкрофлори певних вГддГлГв кишечника, пригнГчують розвиток патогенно' i умовно-патогенно') мГкрофлори, полГпшуючи тим самим стан травного каналу. Пребютики володГють здатнГстю зв'язувати i виводити з органГзму частину токсичних речовин, що надходять з 'жею, викликають активацГю перистальтики кишечника, а також стимулюють Гмунну вГдповщь органГзму.
До пребГотикГв, в основному, вГдносять рГзновид харчових волокон, здатних розчинятися у водГ i травних соках. Вони подГляються на мананолГгоцукриди (МОС), моноцукриди (ксилГт, мелГбюза, ксГлобГоза, рафГноза, сорбГт тощо), олГгоцукриди (лактулоза, лацитол, соевий олГгоцукрид, лалтололГго-цукрид, фруктолГгоцукриди, галактолГгоцукрид, ГзомальтолГгоцукрид, диксилолГгоцукрид), полГцукриди (пектини, пулулан, декстрин, ГнулГн, хГтозан тощо). Вони можуть вироблятися i накопичуватися в рослинах як запасы вуглеводи природым шляхом, можуть вироблятися i промисловим шляхом (Jamroz, Wiliczkiewicz, 2004). ПребГотики знаходяться в молочних продуктах, кукурудзяних пласлвцях, крупах,
хлiбi, цибул^ KopeHi цикорiю польового, в часнику, квасол^ ropoci, артишоку, спаржi, ToniHaM6ypi, лопусi, кульбабi, бананах i багатьох Ыших продуктах.
Щоб компонент ixi чи корму був клаcифiкoваний як пpебioтик, BiH не повинен пщдаватися гiдpoлiзу травними ферментами макpoopганiзму, не повинен абсорбуватися у верхых вщдтах травного каналу. Проте вiн мае бути селективним субстратом для зростання або метабoлiчнoï активаци одного виду чи певноУ групи мiкpoopганiзмiв, що заселяють товстий кишечник, призводячи до нopмалiзацiï Ух cпiввiднoшення.
Механiзм Ух дм полягае в тому, що через вщсутысть у веpхнiх вщдтах травного каналу cпецифiчних ензимiв, негiдpoлiзoванi пoлiцукpиди в незмiненoму виглядi легко досягають товстого кишечника, де вибipкoвo стають промоутерами нopмoмiкpoфлopи. Вони е енергетичним субстратом для представниюв нормально)' мiкpoфлopи, що населяе кишечник: бiфiдoбактеpiй i лактобацил, кoтpi якраз i волод^ть cпецифiчними ферментами для гiдpoлiзу цього субстрату. Патoгеннi ж мiкpoopганiзми родини кишкових паличок, клостриди та ЫшМ патoгеннi й умoвнo-патoгеннi мiкpoopганiзми, не здатнi Ух утилiзувати (Hooge, 2004). Отже, надходження з Ужею пpебioтичних волокон активуе не вс кишкoвi мiкpoopганiзми, а тiльки корисы. Вiдпoвiднo, мoдифiкацiя мiкpoфлopи за рахунок cпецифiчнoгo посилення зростання бiфiдoбактеpiй i лактобацил призводить до нopмалiзацiï ïï порушеного балансу.
Зростання кiлькocтi бiфiдoбактеpiй викликае в свою чергу пригычення росту гнильних бактеpiй, вiдпoвiднo, зменшуеться вироблення ними токсичних пpoдуктiв, що утворюються при пеpетpавленнi бiлкiв i всмоктуються з пpocвiту кишечника в кров. До того ж пребютики волод^ть здатыстю зв'язувати i виводити з оргаызму частину токсичних речовин, що надходять з Ужею. В результат створюються cпpиятливi умови для функцюнування печiнки i пiдтpимки обмЫу речовин.
Пpебioтики захищають кишечник шляхом зниження адгезивноУ активнocтi (пpикpiплення) до еытелюцилв травного каналу, що може розглядатися як Ыпбування початкових стадм iнфекцiйнoгo процесу. Встановлено, що нав^ь велика кiлькicть патогенних бактеpiй у кишечнику не в змoзi спричинити захворювання до тих тр, поки вони не прикртляться до еттелю Хаpчoвi волокна викликають активацiю перистальтики кишечника i сприяють нормально евакуаци калових мас. Hooge D. зi cпiвавтopами встановив, що при пpийoмi харчових волокон пoлiпшуетьcя заcвoюванicть каль^ю i магнiю, як за рахунок зменшення Ух викиду з фекалiями так i за рахунок утворення засвоених форм з лактатом (молочною кислотою), що продукуеться пробютичною мiкpoфлopoю.
Пщготувавши таким чином кишечник можна починати заселення його корисними мiкpoopганiзмами (пробютиками), бажано аутопробютиками.
Проб/'отики (еубютики) - препарати, до складу яких входять живi мiкpoopганiзми i (або) Ух метабoлiти компоненти нормальноУ кишковоУ мiкpoфлopи. Вони нopмалiзують склад та бюлопчну активнicть мiкpoфлopи травного каналу. Видтяють пpoбioтичнi мiкpoopганiзми вiд здорових тварин з мкрофлори Ух кишечника.
До пробютиюв вiднocять, бактероУди, ацидофтьы i лактобактери, бiфiдoбактеpiУ, ентерококи та Ы. Вони е насамперед антагоыстами гнильноУ мiкpoфлopи. Пpoбioтичнi штами (штами мiкpoopганiзмiв, що входять до складу пробютиюв) кoлoнiзують травний канал, синтезують бюлопчно активнi метабoлiти. Цi метаболии проявляють антагoнicтичну активнicть до умовно патогенних i патогенних мiкpoopганiзмiв. А штами слйю до низьких значень pH i жовчк Загальна тенден^я боротьби з порушеннями мiкpoбнoгo балансу шлунково-кишкового тракту тварин та птиц полягае у широкому впровадженн пробютиюв у практику ветеринарноУ медицини, осюльки вони за ефективнicтю (за умов належного збер^ання та застосування) не в^зняються вiд антибioтикiв, але на вщмЫу вiд них не викликають пoбiчних pеакцiй, не мають протипоказань, не забруднюють довюлля (Tsilingiri, Barbosa, 2012).
Результатом ефективного застосування пробютиюв е висока життездатнicть i продуктивысть тварин, зниження Ух загибел^ пpoфiлактика захворювань, зменшення витрат на лкувальы заходи, покращення ефективнocтi гoдiвлi отримання безпечноУ пpoдукцiУ тваринництва.
У свгговм пpактицi масового застосування пробютиюв для потреб ветеринарноУ медицини негативних наслщюв не вiдмiченo, пpoбioтикoтеpапiя устшно виконуе ocнoвнi завдання ветеринарноУ медицини:
— профтактику i лiкування захворювань шлунково-кишкового тракту ЫфещйноУ природи;
— профтактику i лкування генеpалiзoваних Ыфекцм;
— cтимуляцiю неcпецифiчнoгo iмунiтету;
— корещю диcбактеpioзiв кишкового тракту;
— вщновлення нормальноУ мiкpoфлopи кишечника пкля iнтенcивнoгo лiкування антибioтиками та Ышими антибактеpiальними хiмioтеpапевтичними засобами;
— замщення антибioтикiв у кoмбiкopмах;
— регенерацю тканин;
— пiдвищення ефективнocтi використання кopмiв;
— cтимуляцiю росту i продуктивносп тварин та птицi.
Пробюнти (cимбioнти) характеризуються вираженою мopфoкiнетичнoю дiею i сприяють формуванню структури травного тракту. Вони стимулюють picr еттелщ покращують адcopбцiйну здатнicть i пщвищують фiзioлoгiчну активнicть епiтелiальних клiтин.
Набута мкрофлора стимулюе iмунну систему макрооргаызму i сприяе синтезу iмунних тт у тонкому кишечнику, беручи участь у створены загального пулу iмунoглoбулiнiв. Компоненти хiмуcа, що трансформуються i руйнуються, в^грають велику роль в обм^ речовин, особливо в обм^ жирних i жовчних кислот. Вважають, що за активыстю хiмiчних перетворень речовин корму мкрофлора не поступаеться робот печiнки.
БiфiдобактерiÏ пригычують ркт ентеропатогенних кишкових паличок, сальмонел, стафГлококГв за рахунок лiзоциму, який вони продукують, а зростання клостридм i грибiв - за рахунок звГльнення водню в процесi жил^яльносл. Вже починаючи з перших днГв життя молодняка, максимально раннe застосування пробютиюв сприяe нормалiзацiÏ кишкового бюценозу i забезпечуe баланс кишковоÍ, мГкрофлори в подальшому. За узагальненими даними для пГдвищення продуктивностi тварин кГлькГсть життeздатних мiкроорганiзмiв у складi пробютика (мiнiмально ефективна доза) повинна становити близько 1010-1011 КУО на 1 г корму, а перюд застосування - вщ кiлькох днiв до двох мкяцв. За своÏми пробютичними властивостями найбiльш характерними i широко вГдомими e такi види мiкроорганiзмiв: Bifidobacterium, Lactobacillus, Enterococcus, Bacillus, Streptococcus, Saccharomyces.
Мехаызм дм пробiотикiв поля^ в """х здатностi активно заселяти травний канал, виробляти бюлопчно активы метаболии, що забезпечують виживання корисно,| мiкрофлори в боротьбi з патогенами, слйкосл до дм шлункового соку та жовчГ Застосування про6ГотикГв ослабленим тваринам попереджаe проникнення умовно-патогенних мГкроорганГзмГв Гз шлунково-кишкового тракту в 1х органи i тканини. ЗгГдно з результатами бактерюлопчних дослiджень, у тварин, що отримували пробютичний препарат, знижувалась частота видГлення з внутрГшнГх органГв патогенних ешерГхГй, стафГлококГв i сальмонел (Vanderpool, 2008).
Однак рГзнГ пробютичы препарати мГстять у собГ рГзнГ види мГкроорганГзмГв, у рГзних концентрацГях та рГзних поeднаннях. Отже й ефект вГд використання може бути рГзним. До того ж, пробютики досить не стГйкГ при проходженнГ через верхнГ вГддГли травного каналу (внаслГдок дй" соляноÍ, кислоти i травних ферменлв) i не досягають товстого кишечника в юлькосл, достатнм для досягнення терапевтичного ефекту. НавГть та незначна кГлькГсть симбГотичних мГкроорганГзмГв, яка досягла товстого кишечника, погано приживаeться в конкурентному середовищГ патогенних мГкроорганГзмГв i не дося^ своа екологiчноÏ нГшГ на епГтелГальному шарГ кишечника. КрГм того, препарати не повиннГ бути контамГнованими стороннГми мкрооргаызмами.
Однак, застосування навГть нових вдосконалених пробютиюв другого та третього поколГнь, не надасть бажаного корегувального ефекту, якщо не буде належним чином придГлена увага вам попереднГм етапам пГдготовки кишечника, зазначеним вище.
Постбютики - продукти метаболГзму пробГотичних мГкроорганГзмГв, що впливають на бГологГчнГ функцм органГзму господаря (понад 100 бюлопчно активних есенцГальних речовин).
Одним з перспективних напрямюв створення постбютиюв e синегрГчне поeднання: органГчних кислот (таких як молочна чи пропюнова), як e продуктом життeдiяльностi бГльшостГ лакобактерГй i бактерГоцинГв, якГ на сьогоднГшнГй день вже e в промисловому виробництвГ, отриманГ природним шляхом з бюмаси пробГотичних бактерГй. ОбидвГ ц речовини e продуктом метаболГзму пробГотичних бактерГй. Поeднуючи двГ бГологГчно синтезованГ дГючГ речовини що можуть утворювати постбГотик.
БактерГоцини (Bacteriocins) - це природы антибГотичнГ речовини бiлковоÏ або пептидноÏ природи, якГ синтезуються представниками грамнегативних i грампозитивних бактерГй. Деяк з них мають досить широкий спектр антибактерiальноÏ дм. Наприклад бактерГоцин нГзин продукуeться штамами Str. lactis, якГ широко поширенГ в природГ. Пригнiчуe розвиток стафГлококГв, стрептококГв, сарцин, бацил i клостридм, проростання спор (Tsilingiri, Barbosa, 2012). Отже, для успГшного ведення тваринництва, а найголовнГше, для отримання якiсноÏ i безпечноÏ продукци необхГдний комплексний пГдхщ до пГдтримання здоров'я тварин, Ïх годГвлГ та утримання, системне дотримання санiтарно-гiгieнiчних норм. НайрозповсюдженГшою проблемою у тваринництвГ, зокрема й у птахГвництвГ e дисбактерГози. Розвиваються вони внаслГдок прикрГплення хвороботворних бактерГй до слнки кишечника. Отже, щоб цього не вГдбувалось, з кормом в кишечник повинна надходити достатня кГлькГсть пребютиюв та функцГонувати достатня кГлькГсть пробiотичноÏ мГкрофлори.
При проведеннГ лГкувально профГлактичних заходГв щодо дисбГозГв тварин слГд враховувати всГ особливостГ життeдiяльностi та механГзми взаeмодГ"" кишечноÏ мГкрофлори. В залежносл вГд проблеми що виникаe, можна застосовувати рГзноманГтнГ комбГнацп фггопрепаралв, пробГотикГв, пребГотикГв, органГчних кислот для профГлактики захворювань тварин. Адже легше хворобу попередити, нГж потГм лГкувати.
ЗапропонованГ препарати для пГдтримання еубюзу кишечнику тварин e натуральними, безпечними та дозволеними до використання навГть для органГчного тваринництва.
References
Andreeva, N.L., Dmitrieva, M.E. (2004) Izuchenie bakterialnyih infektsiy na ptitsefabrikah [The study of bacterial infections in poultry farms]. Veterinariya, 5, 14-16. (in Russian)
Ashraf, R., Shah, N.P. (2014) Immune system stimulation by probiotic microorganisms. Crit Rev Food Sci Nutr.54(7), 938-56. doi:10.1080/10408398.2011.619671.
Broom, D.M. (2004). Bienestar animal. Orihuela Trujillo.U.N.A.M.: Mexico City.
Cammarota, G., Ianiro, G., Bibbà, S., Gasbarrini, A. (2014). Fecal microbiota transplantation: a new old kid on the block for the management of gut microbiota-related disease. J. Clin. Gastroenterol, 48, 80-84.
Cash, B.D. (2014). Emerging Role of Probiotics and Antimicrobials in the Management of Irritable Bowel Syndrome. Curr Med Res Opin, 30(7), 1405-15. doi: 10.1185/03007995.2014.908278.
Crouzet, L., Rigottier-gois, L., Serror, P. (2015). Potential use of probiotic and commensal bacteria as non-antibiotic strategies against vancomycin-resistant enterococci. FEMS Microbiol. Lett., 362, fnv012.
Engering, A., Hogerwerf, L., Slingenbergh, J. (2013). Pathogen-Host-Environment Interplay and Disease Emergence. Emerging
293
Мiкро6iо^огi^не ma caHimapHO^&eHi'-iHe
Microbes & Infections, 2. doi:10.1038/emi.2013.5.
Gogineni, V.K., et al., (2013). Probiotics: Mechanisms of Action and Clinical Application., J. Prob Health, 1(1).
Hidaka, H., Eida T., Takizawa T. (2005). Bifidobacteria and microflora. Journal of Applied Microbiology, 5, 37-50.
Hooge, D.M. (2004). Performance evaluation of dietary mannan oligosaccharide for broiler chickens: ten years of field trials
analysed. In: XXII World Poultry Congress, 8-13. Istanbul, Turkey.
lebba, V., Totino, V., Gagliardi A. et al. (2016). Eubiosis and dysbiosis: the two sides of the microbiota New Microbiologica, 39, 1 -12.
Jamroz, D. A. Wiliczkiewicz, J. et al. (2004). Response of broiler chickens to the diets supplemented with feeding antibiotic or mannanoligosaccharides, 7(2), 06. http://www.ejpau.media.pl/volume7/issue2/animal/art-06.html .
Kamruzzaman, S.M. et al. (2005). Effect of probiotics and antibiotic supplementation on body weight and haemato-biochemical parameters in broilers. Bangl. J. Vet. Med, 3,100-104.
Kelley, T.R. et al. (1998). Antibiotic Resistance of Bacterial Litter Isolates. Poultry Science, 77, 243-247. Kocher, E. (2006). Intestinal microflora. Modern poultry breeding, 3, 14-16.
Kucheruk M.D., Zasekin D.A. (2017). Vliyaniye kolloidnogo rastvora nanochastits serebra na mikrobiotsenoz pishchevaritel'nogo trakta tsyplyat-broylerov [Effect of a colloidal solution of silver nanoparticles on the microbiocenosis of the digestive tract of broiler chickens].Ukrainian Journal of Ecology, 7(1), 71 -76, doi: 10.15421/201710
Kucheruk, M.D., Zasiekin, D.A. (2013). Mikroendoekologiya kyshechnyka tvaryn. Nutricevtyky [Mikroflora intestines of animals. Nutricevtics], Kiyb. Interservis (in Ukrainian).
McFarland L. (2008). Antibiotic-associated diarrhea: epidemiology, trends and treatment. Future Microbiol, 3: 563-578. Mezentsev, S. (2002). Depressivnyye faktory. snizhayushchiye immunitet ptitsy [Depressive factors reducing the immunity of the bird Poultry farming]. 6, 29-31 (in Russian).
Steiner, T., Lokhov, V., Zasekin, D. (2011). Fitogennyye veshchestva v kormlenii zhivotnykh. [Fitogenics in the feeding of animals]. Kiev (in Russian).
Tolkunova, N., Krishtafovich V., Zhebeleva, I. (2002). Bactericidal effectiveness of preservative additives based on fatty sage oil and compositions of essential oils of spicy aromatic plants. Storage and processing of agricultural raw materials, 3, 156-162. Tsilingiri, K., Barbosa, T. et al. (2012). Probiotic and postbiotic activity in health and disease: comparison on a novel polarised ex-vivo organ culture model. Gut, 61(7), 1007-15. doi: 10.1136/gutjnl-2011 -300971.
Vanderpool C, Yan F, Polk DB. (2008). Mechanisms of probiotic action: Implications for therapeutic applications in inflammatory bowel diseases. Inflamm Bowel Dis, 14(11), 1585-96. doi: 10.1002/ibd.20525.
Zoetendal, E.G., Rajilic-Stojanovic, M., de Vos, W.M. (2008). High-throughput diversity and functionality analysis of the gastrointestinal tract microbiota. Gut, 57, 1605-1615.
Citation:
Kucheruk, M.D., Zasekin, D.A., Dymko, R.O. (2018). Microbiological and sanitary-hygienic significance of intestinal eubiozus the agricultural animals. Ukrainian Journal of Ecology, 8(2), 287-293. I ("OE^^^MlThk work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0. License
