CC BY
73
Обязательное условие эффективного ведения современного промышленного животноводства, птицеводства, рыбоводства -повышение продуктивности, неотъемлемыми характеристиками которого считаются не только увеличение объемов продукции, но и обеспечение общей резистентности организма при высокой конверсии корма и экологическая безопасность выпускаемых продуктов питания.
Концентрация большого количества животных на ограниченном пространстве обостряет проблемы борьбы с вирусными, бактериальными, грибковыми заболеваниями. Дисбактериозы свиней,скота и птиц в условиях промышленного производства - практически постоянное явление. В известной мере эта проблема решается благодаря применению соответствующих ветеринарных препаратов профилактического и лечебного направлений, в основном антибиотиков.
В животноводстве используют лечебные и кормовые антибиотики, самые крупные изготовители и потребители которых - США и Китай. В качестве кормовых добавок антибиотики применяют примерно для 80% птицы,в рационах 75% свиней и молочного скота, 60% мясного скота.
Обоснованную озабоченность вызывает широкое распространение резистентных форм патогенных микроорганизмов, устойчивых к действию современных препаратов антибиотического назначения, и накопление активных веществ лекарственных средств в сельскохозяйственной продукции. Продукты убоя животных при определенных условиях могут быть источником возникновения не только
типичных инфекционных и инвазионных болезней у людей, но и пищевых токсикоин-фекций и токсикозов. Именно это и послужило одной из основных причин запрета на использование антибиотиков в качестве кормовых добавок в странах Европейского союза в 2006 г.
В соответствии с проектом Технического регламента Таможенного союза России, Беларуси, Казахстана «О безопасности кормов и кормовых добавок» (ТР 201_/00_/ТС) в рамках единого таможенного пространства не допускается применение в составе кормов для животных антибиотиков и других лекарственных средств.
В связи с этим востребованными становятся пробиотики -живые микробные добавки, которые оказывают благоприятное действие на организм человека и животного путем улучшения кишечного микробного баланса, стимулируют обменные и иммунные процессы. Широкому кругу потребителей доступны сотни пробиотических продуктов питания и пищевых добавок, а производители кормов для сельскохозяйственных и домашних животных, птицы и рыбы используют пробиоти-ческие препараты в их составе. Применение этих добавок связано с решением различных проблем со здоровьем, повышением эффективности пищеварения, стимуляцией роста и развития. Пробиотики перспективны для профилактики и сопутствующей терапии, но не являются основным средством для лечения заболеваний. Они могут оказывать противоин-фекционное, иммуномодули-рующее воздействие, повышать барьерные функции организма (запускать физиологические механизмы, защищающие его от влияния окружающей среды,
Наталья Сверчкова,
ведущий научный сотрудник
лаборатории средств биологического контроля Института микробиологии НАН Беларуси, кандидат
биологических наук
Эмилия Коломиец,
директор Института микробиологии НАН Беларуси, член-корреспондент
препятствующие проникновению в него бактерий, вирусов и вредных веществ), стимулировать моторику и экскреторную функцию кишечника. Введенные с препаратами пробиотические штаммы взаимодействуют с сообществом бактерий кишечника, выделяют метаболиты, влияющие на активность иммунной, гормональной, пищеварительной систем организма-хозяина.
В настоящее время про-биотики - актуальное и бурно развивающееся направление биотехнологических исследований. Мировой рынок продуктов и препаратов на их основе оценивается в сумму около 30 млрд долл., а к 2020 г., по прогнозам аналитиков, ожидается его удвоение. Научно-исследовательские разработки новых экологически безопасных пре-паратов-пробиотиков необходимы для повышения качества и конкурентоспособности продукции сельскохозяйственного производства, пищевой и медицинской отраслей промышленности.
Эффективность пробио-тиков во многом определяют технологии их получения. Современный подход к разработке этих препаратов подразумевает, во-первых, применение различных видов микроорганизмов в определенных сочетаниях, во-вторых, выпуск их в форме, допускающей длительное хранение при обычной температуре, и, в-третьих, сбережение полезных свойств при внесении их в процессе производства комбикормов и кормовых добавок.
Поиск микроорганизмов, которые можно использовать в качестве пробиотиков, представляет собой базу для разработки препаратов на их основе. Лекарственные средства с лактобациллами и бифидо-бактериями хорошо известны положительным эффектом
в поддержании микробного баланса кишечника. В последние годы установлено, что не менее важны в микробиоценозе желудочно-кишечного тракта животных и некоторые транзи-торные бактерии, например рода Bacillus, которые применяются во многих кормовых пробиоти-ческих препаратах, оказывая позитивное влияние на здоровье и продуктивность животного. Оценивая перспективы использования этих бактерий для создания биопрепаратов, важно отметить следующие их преимущества перед другими представителями экзогенной микрофлоры: безвредность подавляющего большинства представителей рода для макроорганизма даже в высоких концентрациях; способность повышать неспецифическую резистентность организма-хозяина; антагонистическая активность в отношении различных патогенных и условно-патогенных микроорганизмов; высокая ферментативная активность; устойчивость к литическим ферментам и обусловленная этим высокая жизнеспособность при прохождении всего желудочно-кишечного тракта; технологичность в производстве; стабильность при хранении; экологическая безопасность.
При обсуждении вопросов биологической активности бацилл можно отметить их способность выделять в культу-ральную жидкость сигнальные молекулы, иммуноактивные протеины и биоактивные пептиды, в число которых входят не только пептидные антибиотики, но и гормоно-подобные вещества - сома-тостатин-подобные пептиды. Некоторые синтетические аналоги соматостатина выступают опосредованными антагонистами по отношению к нему, поскольку вызывают аутоиммунную нейтрализацию
эндогенного соматостатина, в результате чего снижается его ингибирующее действие на гормон роста, инсулин и гастрин и появляется ростостимулиру-ющий эффект.
Обеспечение потребности нашей страны в пробиотиках требует разработки широкого спектра препаратов с высокой антимикробной, противовирусной, иммуностимулирующей, антиоксидантной активностью. Их использование в промышленном животноводстве, птицеводстве, рыбоводстве позволит обеспечить отрасли отечественными эффективными средствами профилактики и лечения заболеваний, улучшить эпизоотическую ситуацию в хозяйствах Беларуси на всех этапах выращивания животных, птицы, рыбы и получать качественную, экологически чистую товарную продукцию, конкурентоспособную на внешних рынках.
Применение полнорационных комбикормов в сочетании с пробиотиками и ферментными препаратами позволит значительно расширить базу комбикормовой промышленности и повысить эффективность производства животноводческой продукции. Потребность в пробиотиках для кормопроизводства в республике составляет около 3 тыс. т в год (для обогащения 3 млн т комбикормов), для использования в качестве лечебно-профилактических средств - порядка 50 млн доз и удовлетворяется в основном за счет импорта.
В Беларуси в ходе реализации Государственной научно-технической программы «Промышленные биотехнологии», Межгосударственной целевой программы Евразийского экономического сообщества «Инновационные биотехнологии» проводятся работы по замещению импортируемых
пробиотических препаратов отечественными. Активно трудится над их созданием лаборатория средств биологического контроля Института микробиологии НАН Беларуси.
На основе спорообразую-щих бактерий Bacillus subtilis БИМ В-454 Д разработана энергосберегающая, безотходная, конкурентоспособная технология получения пробио-тического препарата «Бацинил» в клеточной и бесклеточной формах, предназначенного для коррекции микробоценоза желудочно-кишечного тракта и стимуляции иммунной системы при заболеваниях крупного рогатого скота, свиней и птицы (рис. 1). Лекарственное средство характеризуется высокой антагонистической активностью в отношении патогенных и условно-патогенных бактерий -возбудителей инфекционных болезней животных, включая Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Streptococcus sp., Salmonella и др.
В соответствии с производственными испытаниями профилактическая эффективность препарата составляет 93,3%, лечебная - 96%, длительность течения желудочно-кишечных и респираторных заболеваний животных сокращается в 1,9-2,4 раза, среднесуточный прирост живой массы достигает 15-20%. Бацинил используется на различных сельскохозяйственных предприятиях и животноводческих комплексах, специализирующихся на выращивании и откорме молодняка крупного рогатого скота и свиней, а также на производстве мяса цыплят-бройлеров. Правильное употребление пробиотиков в животноводстве дает высокий экономический эффект. Так, от применения бацинила на одном животном (теленке) можно получить прибыль до 7 долл.
Пробиотический препарат «Ветоспорин» в жидкой и геле-вой формах, предназначенный для профилактики и лечения гнойно-некротических поражений кожных покровов животных, разработан на основе спорообразующих бактерий B. subtilis БИМ В-497-Д. Жидкая форма получена путем глубинного культивирования бактерий (рис. 1). Ее применяют наружно методом орошения или путем нанесения на стерильную салфетку с последующей иммобилизацией на пораженные ткани. Для предупреждения и терапии заболеваний копыт ветоспорин также помещают в ванну и осуществляют прогон животных 1 раз в день в теплое время года. Гелевая форма образуется при смешивании жидкого препарата с формообразующими компонентами.
Ветоспорин эффективен в борьбе с патогенными и условно-патогенными микроорганизмами, способствует ускоренному заживлению ран при гнойно-некротических поражениях, восстанавливает функции дистальной части конечности животного в среднем на 8 дней раньше по сравнению с контролем.
Разработана и внедрена в производство технология получения и применения препарата «Энатин» на основе спорообразующих бактерий Bacilluspumilus, предназначенного для профилактической дезинфекции животноводческих помещений (рис. 2).
Лучший результат отмечается при комплексном действии биологических препаратов. Так, в производственных условиях установлена высокая эффективность действия от комбинированного использования энатина в аэрозольной форме (санация мест пребывания животных) и бацинила, при-
tfTtCflOftf
меняемого орально. При таком подходе снижается количество больных животных (5,7% в опыте против 27,0% в контроле) и ускоряется процесс их выздоровления.
Лекарственные средства зарегистрированы в Беларуси и внесены в реестр ветпре-
Рис. 1.
Пробиотические препараты для ветеринарии на основе спорообразующих бактерий р. Bacillus
а) Бацинил (Бацинил-К),
б) Ветоспорин
Рис. 2. Микробный дезинфектант «Энатин»
Рис. 3.
Пробиотическая кормовая добавка «Споробакт»
паратов, разрешенных к использованию в ветеринарной практике.
На основе двух штаммов спорообразующих бактерий В. с высокой антагони-
стической и ферментативной
активностями разработана технология получения и применения в составе кормов для сельскохозяйственных животных и птицы пробиотической кормовой добавки «Споробакт» комплексного действия, предназначенной для повышения биологической доступности кормов, иммунокоррекции и активизации процессов метаболизма (рис. 3).
Споробакт способствует активизации обменных и окислительно-восстановительных процессов в организме, улучшению усвоения питательных веществ корма, увеличению живой массы на 6,8-8,4%, среднесуточного прироста - на 9,018,0%, снижению затрат корма на 1 кг прироста на 12,5-18,4%, повышению продуктивности животных и птиц на 7,6-8,5%.
Всего за 2010-2014 гг. по указанным разработкам произведено и реализовано свыше 10 т экологически безопасных биопрепаратов, использование которых обеспечило получение высококачественной животноводческой продукции, свободной от антибиотиков и химиоте-рапевтических средств.
Известно, что значительную часть инфекционной патологии животных составляют заболевания вирусной и ви-русно-бактериальной этиологии. Вирусные инфекции, как правило, осложняются бактериальными и наоборот. Поэтому представляется актуальной проблема разработки средств, характеризующихся одновременно антибактериальными и антивирусными свойствами. Для ее решения пробиоти-ки используют в сочетании с различными иммуностимуляторами, антивирусными веществами и цитокининами, среди которых наиболее широко представлены препараты интерферона. Также пробиоти-ческие штаммы бактерий моди-
фицируют путем клонирования генов антивирусных белков.
Институт микробиологии НАН Беларуси совместно с другими организациями разрабатывает технологии получения и применения про-биотиков: с БГУ и Институтом экспериментальной ветеринарии им. С. Н. Вышелесского -кормовой добавки с комплексной иммуномодулирующей, антибактериальной и противовирусной активностью для использования в промышленном птицеводстве, с Институтом рыбного хозяйства - препарата для профилактики и лечения бактериальных болезней рыб.
Как за рубежом, так и в нашей стране появляются предприятия, которые ограничивают антибиотикотерапию или полностью отказываются от нее и применяют пробиотики с кормом, выпойкой и в аэрозольной форме (интраназальный ввод, санация помещений, обработка подстилки). Получаемая продукция не содержит остаточных количеств антибиотиков, сульфаниламидных и хлорсодержащих препаратов. Она экологически безопасна, пользуется повышенным спросом у населения.
Зарубежные исследователи Т.П. Лайонс и Р.Дж. Фэллон назвали наше время «наступающей эпохой пробиотиков». Интенсивно разрабатываются новые биопрепараты и изучаются механизмы их лечебно-профилактического действия, и это дает основания утверждать, что в XXI в. пробиотики в значительной степени потеснят на рынке традиционные и небезопасные для организма препараты, особенно те из них, которые применяются с профилактической целью, и что они могут рассматриваться как реальная альтернатива антибиотикам кормового и ветеринарного назначения.
