CC BY
41
УДК 636.085.16:612.336.3:636.4.083.37
ВЛИЯНИЕ НАНОКОМПОЗИТА СЕРЕБРА НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ПОРОСЯТ, СОСТАВ И АКТИВНОСТЬ ИХ КИШЕЧНОЙ МИКРОФЛОРЫ
Д.Д. ГОМБОЕВ1, кандидат ветеринарных наук, старший научный сотрудник
Н.А. НОСЕНКО1, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
В.Ю. КОПТЕВ2, кандидат ветеринарных наук, старший научный сотрудник
А.А. АРИШИН3, доктор сельскохозяйственных наук, директор
1Сибирский НИИ животноводства Россельхозакаде-мии, Россия, Новосибирская область, Краснообск
2Институтэкспериментальной ветеринарии Сибири и Дальнего Востока Россельхозакадемии, Россия, Новосибирская область, Краснообск
3ООО СПК «Чистогорский», Россия, Кемеровская область, г. Новокузнецк E-mail: [email protected]
Реферат. Нанотехнологическое направление в фармакологии выявляет новые свойства традиционных препаратов, что позволяет не только снизить их дозы, но и найти новые сферы применения. При таком подходе, в частности, кроме известных свойств соединений серебра (антисептические, прижигающие), обнаруживается общетерапевтический эффект. В работе изучена эффективность применения одного из препаратов наносеребра - арговита (соединение наносеребра с поливинилпирролидоном) в качестве терапевтического средства и особенности его действия на кишечную микрофлору поросят. Исследования проводили в ООО СПК «Чистогорский» Кемеровской области на 120 поросятах крупной белой породы, которых разделили на 4 равноценные группы: контрольная и три опытные. В опытных группах в рацион животных дополнительно вводили агровит в количестве 100, 200 и 400 мкг/кг корма. Скармливание самой высокой дозы способствовало интенсификации процессов роста поросят-сосунов и отъемышей, по сравнению с контролем, на 19,5%, снижению заболеваемости и падежа. Введение в рацион наносеребра в составе арговита во всех изученных дозах сопровождалось увеличением числа колониеобразующих единиц (КОЕ) энтеробактерий в фекалиях до 6 порядков, одновременно число КОЕ кокковых форм снижалось до 2 раз, бифидобактерий - на порядок. Изменение численности лактобактерий носило разнонаправленный характер: у животных, получавших 100 и 200 мкг/кг препарата она увеличивалась, 400 мкг - снижалась. Повышение уровня биохимической активности микробио-ты кишечника в мультисубстратном тесте, в сравнении с контролем, наблюдалось при использовании препарата в дозах 100 и 400 мкг/кг корма. Применение 400 мкг арговита достоверно увеличивало среднесуточный прирост поросят
на 60 г. Таким образом, нанокомпозит серебра оказывает стимулирующее воздействие на рост и продуктивность животных, оптимизирует состава и активность кишечной микрофлоры.
Ключевые слова: нанокомпозит серебра, арговит, нано-серебро, кишечная микрофлора, мультисубстратный тест (МСТ), биохимическая активность микрофлоры, продуктивность животных.
Нанотехнологическое направление предполагает выявление новых свойств у традиционных материалов и химических веществ. В фармакологии это позволяет снизить терапевтические и токсические дозы, а также определить новую область их применения. При использовании нанокомпозитов серебра, наряду с традиционными свойствами соединений этого элемента (антисептические, вяжущие, прижигающие), выявлено усиление общетерапевтического эффекта [1...5].
Один из препаратов наносеребра - арговит (соединение наносеребрас поливинилпирролидоном)разрешен ветеринарной службой для применения в качестве профилактического и терапевтического средства [2, 3]. При этом особенности его действия на микрофлору животных изучены недостаточно. В то же время именно кишечная микрофлора отражает морфофункциональ-ные изменения пищеварительного тракта и организма в целом, что в итоге влияет на рост молодняка и его продуктивность [6.8].
Цель наших исследований заключалась в оценке особенностей действия арговита на показатели продуктивности и состояние микробиоценоза толстого отдела кишечника поросят.
Условия, материал и методы. Научно-хозяйственный опыт проведен в ООО СПК «Чистогорский» Кемеровской области на поросятах-сосунах с 5.6 до 57.59-дневного возраста согласно общепринятым методикам [9]. Кормление животных в соответствии с принятой на предприятии технологии осуществляли сухим комбикормом СК-3 и СК-4, поение - вволю из автопоилок. Взвешивание проводили в первый день жизни, при достижении 21-дневного возраста и при переводе в цех доращивания. Ежедневно учитывали количество заданного корма, оценивали состояние здоровья животных.
Таблица 1. Показатели продуктивности поросят-отъёмышей, (M ± m)
Показатель Группа
I II III 1 IV
Живая масса при рождении, кг 1,73 ± 0,04 1,86 ± 0,02 1,75 ± 0,03 1,99 ± 0,02
Живая масса при достижении 60 дн. возраста, кг 16,98 ± 0,55 16,51 ± 0,40 17,59 ± 0,47 20,60 ± 0,42****
Валовый прирост живой массы, кг 15,25 ±0,52 14,65 ± 0,39 15,84 ± 0,45 18,61 ± 0,40****
Среднесуточный прирост за 60 дн., г 254,7 ± 8,6 243,9 ± 6,5 264,1 ± 7,6 304,4 ± 6,9****
Коэффициент вариации по живой массе 22,83 17,13 18,76 14,27
Число поросят в возрасте 60 дн., гол./%:
отстающих в росте 5 / 13,2 3 / 9,4 4 / 12,9 - / -
класса элита 5 / 13,2 - / - 2 / 6,3 16 / 43,2
I класса 6 / 15,8 5 / 16,1 9 / 28,1 10 / 27,0
Сохранность, % 100,0 86,1 88,9 97,4
Всего заболело поросят, гол. 36 36 24 24
Бактерицидная активность, % 112,8+1,61 107+1,59* 107,9+0,81** 106,1+0,61**
Лизоцимная активность, % 61,4+0,78 68,2+0,36*** 73,7+0,69**** 68,8+0,61***
* разница с контролем достоверна при р < 0,05;** - р<0,01;*
- р<0,001;**** - р<0,0001.
Достижения науки и техники АПК, №9-2014
Таблица 2. Число КОЕ микроорганизмов в содержимом толстого отдела кишечника (прямая кишка)
у поросят-отъёмышей в конце опыта
Показатель Группа
I II 1 III 1 IV
Кокковая флора Энтеробактерии Бифидобактерии Лактобактерии 1,3х107±0,008 1,3х105±0,01 1,2х108±0,65 3,4х106±0,40 2,3х105+0,2** 4,1х106±0,7*** 1,9х107±0,26**** 6,8х106±1,62 1х105±0,00** 8х106±2,03*** 3,2х107±0,12**** 4,6х106±0,71 3,7х105±0,5** 2,2х106±0,20*** 3,8х107±0,1**** 1,8х106±0,24**
** - разница с контролем достоверна при р < 0,01; *** - при р < 0,001; **** - при р < 0,0001.
В опыте задействовали 4 группы молочных поросят по 30 гол. Первая группа служила контролем, животным давали общий для фермы рацион. Кормление поросят опытных групп различалось по дозе применяемого наносеребра: во второй группе в рацион вводили по 100 мкг препарата на 1 кг корма; в третьей - 200 мкг; в четвертой - 400 мкг. Учитывали валовой и среднесуточный прирост живой массы, массу при отъеме, затраты комбикорма на 1 кг живой массы и на 1 голову, уровень сохранности и падежа в группах, заболеваемость органов пищеварения. В конце опыта отбирали кровь для морфологических исследований, определения бактерицидной и лизо-цимной активности [10].
В пробах фекалий определяли содержание представителей кокковой микрофлоры, энтеробактерий, бифидо- и лактофлоры без учета видового состава.
Функциональный спектр кишечной микрофлоры в фекалиях изучали при помощи мультисубстратного теста (МСТ). В качестве субстратов использовали сорбит, инозит, маннит, дульцит, мальтозу, сахарозу, лактозу, глюкозу, фруктозу, арабинозу, маннозу, галактозу, раффинозу, рамнозу, ксилозу, целлюлозу, глицерин, крахмал, мочевину, цитрат калия, тартрат калия, твин-80. Уровень их утилизации определяли по развитию цветной реакции с солями тетразолия [10...12].
Полученный экспериментальный материал обрабатывали с помощью пакета прикладных программ Statistica 6.0.
Результаты и обсуждение. По живой массе в возрасте 60 дн. наиболее выровненными оказались поросята IV группе, в которой не было особей отстающих в росте, а общее количество высококлассных животных (элита + 1 класс) составило 70,2% (табл. 1). Это, на наш взгляд, свидетельствует об улучшении состояния животных при скармливании арговита.
Небольшое достоверное снижение бактерицидной активности сыворотки крови в опытных группах на 4,9. 6,7% на фоне ее достаточно высокого уровня, скорее всего, характеризует нестабильность естественного иммунитета. Одновременно отмечено повышение ли-зоцимной активности на 6,8.12,3%, что подтверждает стимулирующее действие препарата.
Наилучшая сохранность отмечена в контроле, самая низкая - в группе II. При этом, несмотря на более высокую сохранность, в контрольной группе расстройствами пищеварения переболело 36 особей (против 24 гол. в III и IV группах), что привело к замедлению их роста и развития.
Некоторое увеличение падежа в опытных группах, вероятно, можно объяснить следствием адаптационной реакции животных на новый препарат. В то же время резкое снижение заболеваемости в сочетании с ростом показателей продуктивности в III и IV группах, свидетельствуют о перспективности его дальнейшего изучения и применения.
Влияние арговита на состав кишечной микрофлоры было неоднозначным (табл. 2). Количество коло-ниеобразующих единиц (КОЕ) кокковой микрофлоры при всех испытанных дозах достоверно снизилось на 2 порядка. Число КОЕ энтеробактерий во II группе увеличилось, по сравнению с контролем, в 30 раз, в III - в 60 раз и в IV - в 20 раз.
Количество бифидобактерий во всех опытных группах уменьшилось на порядок. Обсемененность лактоф-лорой при использовании 100 и 200 мкг/кг наносеребра увеличивалась, в дозе 400 мкг - снижалась.
Таким образом, изучаемый препарат нельзя назвать однозначно бактерицидным и ингибирующим. Повышение числа КОЕ одних групп (энтеробактерии) в сочетании со снижением других (кокковые формы и бифидобактерии), а также разнонаправленное изменение величины этого показателя в зависимости от дозы (лактобактерий) в опытных группах, по сравнении с контролем, свидетельствует только о том, что нанокомпозит серебра вызывает достоверную перестройку в составе кишечной микрофлоры поросят и возможно влияет на ферментативную активность слизистой оболочки кишечника. В целом установленный состав микроорганизмов, заселяющих толстый отдел кишечника, мало отличался от обычных показателей, характерных для послеотъ-ёмного периода [13].
Добавление в рацион поросят наносеребра во II и IV группах способствовало повышению функциональной активности микрофлоры, по сравнению с контролем, до 4 раз (табл. 3). При этом препарат способствовал выравниванию функционального спектра микрофло-
Таблица 3. Функциональный спектр кишечной микрофлоры поросят
Субстрат Активность утилизации, баллы Коэффициент вариации активности, %
группы I и III* группы II и IV группы I и III группы II и IV
Маннит 2,1 5,2 85 11
Сорбит 0,1 2,1 200 35
Мальтоза 0,5 4,1 200 19
Лактоза 1,9 4,2 85 20
Сахароза 0,7 2,2 177 66
Рафиноза 0,0 1,1 64
Глюкоза 1,7 5,0 99 12
Арабиноза 0,0 2,8 43
Рамноза 0,0 0,2 142
Ксилоза 0,0 2,0 70
Галактоза 0,1 2,3 200 61
Глицерин 0,0 1,9 65
Крахмал 3,3 5,1 22 18
Фруктоза 0,1 3,9 200 42
Манноза 0,6 3,6 151 37
Суммарная 11 46
активность
Выравнен-
ность спектра 9,1-9,8 11,3-12,7
*объединение групп проведено на основе результатов кластерного анализа.
ры, о чем свидетельствует снижение коэффициента вариации активности по субстратам. При использовании арговита в дозе 200 мкг/кг достоверных различий с контролем не обнаружено.
На наш взгляд, изменение состава микрофлоры при увеличении заболеваемости и падежа во II опытной группе стало первичной приспособительной реакцией на ингиби-рующие свойства препарата в дозе 100 мкг/кг корма. На это указывает и ферментативная активность микробного сообщества кишечника животных этой группы, которая резко возросла, по сравнению с контролем.
В III группе, где поросята получали по 200 мкг наносеребра активность микробиоты снизилась до уровня контроля. При одновременном сокращении заболеваемости и падежа, а также увеличении показателей продуктивности. Это, скорее всего, свидетельствует об углублении процессов адаптации микробиоты и макроорганизма к среде и к такому ее фактору как применяемый препарат.
В группе, животным которой давали 400 мкг наносеребра, ферментативная активность микробного
сообщества увеличилась до уровня II группы. При этом наилучшие продуктивные показатели таких поросят (см. табл. 1) свидетельствуют о том, что такая доза арговита лучше всего подходит для адаптации поросят в первые недели жизни.
Выводы. Скармливание препарата арговит, в состав которого входит чистое наносеребро, в дозе 400 мкг/кг корма способствовало интенсификации процессов роста поросят сосунов и отъемышей, по сравнению с контролем, на 19,5%, а также снижению уровня заболеваемости и падежа.
Введение в рацион поросят арговита в дозах 100, 200, 400 мкг/кг корма, сопровождалось достоверными разнонаправленными колебаниями численности энте-ро- и лактобактерий, кокковых форм и бифидобактерий в пределах нормы.
Показатели активности микрофлоры кишечника (суммарная активность утилизации пищевых субстратов, выровненность функционального спектра) превышали контроль при дозах арговита 100 и 400 мкг/кг.
Литература.
1. Гомбоев Д.Д., Носенко Н.А., Рогачев В.А. Действие нанокомпозита серебра на организм животных// Производство продуктов животноводства в Сибири: Сб. науч. тр. Новосибирск, 2011. с.175-178.
2. Соколов М.Ю. Эффективность препарата «Арговит» при гастроэнтеритах, вызываемых патогенными энтеробактериями у новорожденных телят: автореф. дис. ... канд. вет. наук. Новосибирск, 2004. 20 с.
3. Родионов П.П., Одегова Г.В., Бурмистров В.А. и др. Лекарственные препараты серебра на органических и неорганических носителях. // Серебро и висмут в медицине: мат. науч. - практ. конф. Новосибирск: СибУПК, 2005. С. 87-104.
4. Гугля В.Г., Мерзлякова О.Г. Влияние скармливания нанокомпозита серебра несушкам перепелов на их продуктивные и воспроизводительные качества //Достижения науки и техники АПК. 2012. №3. С. 36-39.
5. Мирошникова Е.П., Аринжанов А.Е., Килякова Ю.В. Изменение гематологических параметров карпа под влиянием на-ночастиц металлов //Достижения науки и техники АПК. 2013. №5. С. 55-57
6. Significance of microflora in proteolisys in the colon / S.A. Gibbson, C. MacFarlan, S. Hay, C.T. MacFarlan // Appl. Environ. Microbiol. 1989. vol. 55. №3. p.679-683.
Killian M., Reinhold J., Lomholdt H. e.a. Biological significans of the Ig-proteases in bacterial colonization and pathogenesis: critical evalution of experimental evidence //ARMIS. 1996. vol. 104. p.321-338.
Практическое обоснование низкой диагностической ценности микробиологического исследования кала на дисбактериоз /А.Л. Барсук, А.В. Сумина, В.Б.Кузин, Р.С.Козлов // Вопросы диагностики в педиатрии. 2009. №2. с.7-11.
Василенко Д.Я., Ноздрин Н.Т., Горилей С.И. Методика проведения опытов по кормлению свиней на крупных промышленных комплексах// Методики исследований по свиноводству. Харьков: ПНИИС, 1977. С. 103-107.
Воронин Е.С. Иммунология. Е.С.Воронин, А.И.Петров, М.М.Серых, Д.А.Девришов / под ред. Е.С.Воронина. М.: Колос-Пресс, 2002. С. 134-146.
Garland J.L., Mills A.L. Classification and characterization of heterotropic microbial communities on the basis of patterns of community level sole-carbon-sourse utilization //Appl. Environ. Microbiol. 1991. Vol. 57. P.2351-2359.
Горленко М.В., Кожевин П.А. Мультисубстратное тестирование природных микробных сообществ. М.: МАКС Пресс, 2005. 88 с.
13. Гомбоев Д.Д., Данилова А.А. Пребиотическое действие католита ЭХАР при экспериментальном дисбиозе // Сиб. вестник с/х науки. 2008. №4. С.85-90.
14. Генотипирование микроорганизмов семейства Lactobacillaceae родов Streptococcus, Lactococcus, Enterococcus, Weissella методом ПЦР-ПДРФ/В.Н. Афонюшкин, В.М. Титова, В.Ю. Коптев, Н.А. Шкиль, М.Л. Филиппенко, Е.В. Дударева// Вестник биотехнологии и физико-химической биологии им. Ю.А. Овчинникова. 2010. №6. С. 13-18.
INFLUENCE OF SILVER NANOCOMPOSITE ON PIGLETS PRODUCTIVITY, COMPOSITION AND ACTIVITY OF THEIR GUT ORGANISMS
D.D. Gomboev1, N.A. Nosenko 1, V.U. Koptev2, A.A. Arishin3
Siberian Research Institute of Animal Husbandry, Russia, Novosibirian region, Krasnoobsk 2Institut of experimental veterinary of Sibirian and Far East, Russia, Novosibirian region, Krasnoobsk 3OOO SPK «Chistogorskii», Russia, Kemerovo region, Novokuznetsk
Summary. Nanotechnological direction in pharmacology reveals new properties of conventional drugs, which makes it possible not only to reduce the therapeutic doses, but also to find new areas of application. This approach, in particular, in addition to known properties, such as antiseptic and amyctic, reveals general therapeutic effect of silver compounds. The application efficiency of one of the nano-silver drugs, argovit (the compound of nanosilver with polyvinylpyrrolidone), as a therapeutic agent and characteristics of his actions on the intestinal microflora of piglets was studied. Investigations were carried out in "Chistogorsky", OOO APC in Kemerovo region; 120 piglets of large white breed, divided in 4 groups in equal number: one control and three experimental groups. In experimental groups in animal diets it was add the preparation argovit in doses of 100, 200 and 400 mcg/kg of feed. Feeding by argovit in the maximal dose promoted the intensification of growth processes of suckling piglets and weaners by 19.5% in comparison to the control, the reduction of morbidity and mortality. Introduction of argovit in the diet in all studied doses followed by increase in colony forming units (CFU) of enterobacteria up to 6 orders, simultaneously the number of CFU of coccal forms reduced up to 2 times and bifidobacteria - ten times. The change in the number of lactic acid bacteria had differently directed nature: in the animals, obtained 100 and 200 mcg/kg it raised, 400 mcg/kg - decreased. Increase in the level of biochemical activity of bowel microbiota in multisubstrate test (MCT) was observed in comparison with the control in doses of preparation of 100 and 400 mg/kg of feed. Application of argovit in a dose of 400 mcg significantly increased average daily gain of piglets at 60 g. Thus, the nanocomposite of silver stimulates growth and productivity of animals, optimizes the composition and activity of the intestinal microflora.
Keywords: silver nanocomposite - argovit, nanosilver, intestinal microflora, multisubstrate test (MST), biochemical activity of microflora, animal productivity.
