Пробиотики — это дружественные организму бактерии и другие микроорганизмы, которые могут восстанавливать нормальную микрофлору слизистых оболочек животного в случае ее нарушения
Пробиотики состоят из биологически однородных штаммов одного или нескольких видов микроорганизмов с хорошо известными свойствами. На сегодняшний день источниками пробиотических штаммов являются 9 родов микроорганизмов. Это лактобациллы (Lb. acidophilus, Lb. plantarum, Lb. casei, L. paracasei, L. bulgaricus, Lb. fermentum, Lb. salivarius, Lb. lactis, Lb. reuteri, Lb. rhamnosus, Lb. fermentum, Lb. jonsonii, Lb. gasseri), бифидобактерии (Bif. bifidum, Bif. infantis, Bif. longum, Bif. breve, Bif. adolescents, B. animalis), энтерококки (E. faecium), стрептококки (Str. salivarius, Str. thermophylus), непатогенные штаммы кишечной палочки (E. coli М-17), некоторые виды спорообразующих бацилл (B. subtilis, B. licheniformis, B. lentus, В. pumilus, В. circulans, штамм IP 5832 B. cereus) и клостридий (Cl. butiricum Miyairisan), а также дрожжевые грибы (Saccharomyces boulardii, Saccharomyces cerevisiae) и пропионовокислые бактерии (Propionibacterium freudenreichii).
Лактобактерии — факультативно анаэробные или микроаэрофильные бактерии из семейства Lactobacillaceae. Они способны превращать лактозу и другие углеводы в молочную кислоту. Эти бактерии живут во всем кишечном тракте, на слизистых влагалища и обладают высокой антагонистической активностью, иммуномодулирующим и антиканцерогенным действием.
Бифидобактерии — род анаэробных бактерий из семейства Bifidobacteriaceae, которые часто преобладают в кишечнике детей.
В процессе жизнедеятельности они вырабатывают уксусную, молочную, муравьиную и янтарную кислоты, аминокислоты, белки, витамины В1, В2, В6, В12 и викасол.
Бациллы — распространенные аэробные спорообразующие бактерии. Бациллы могут синтезировать разнообразные биологически активные вещества, в том числе около двух сотен антибиотиков. В качестве основы спорообразующих пробиотиков используют непатогенные разновидности штаммов Bacillus — B. subtilis (шт. ВКПМ В 7048, 534), B. licheniformis (шт. ВКПМ В 7038), B. lentus, В. pumilus, В. circulans и B. cereus IP 5832. Поскольку в семействе Bacillасеае есть чрезвычайно агрессивные виды (B. anthracis, B. cereus), то все пробиотические штаммы должны подвергаться строгому контролю.
Энтерококки — бактерии семейства Enterococcaceae. У животных они обитают в кишечнике, генитальном тракте, реже в уретре, могут заселять слизистые оболочки рта и кожу. Основными симбионтами кишечника человека и животных являются два вида — Enterococcus faecalis (90–95%) и E. faecium (5–10%).
В качестве основы пробиотиков наиболее часто используют штаммы E. faecium SF68, E. faecium L3, E. faecium Walthers ECOFLOR, E. faecium CRL 183 и E. faecium PR88. Другие штаммы энтерококков могут быть опасны как возбудители инфекционных заболеваний.
Бактерии кишечной палочки — большая группа (около 100 видов) микроорганизмов, которые присутствуют в нормальной микрофлоре кишечника с самого рождения теплокровного животного. Безвредный штамм Escherichia coli М-17, применяемый в качестве пробиотика колибактерина, вырабатывает ряд витаминов (В1, В2, В6, B12, K, никотиновую, фолиевую, пантотеновую кислоты), участвует в обмене холестерина, билирубина, холина, желчных кислот. В норме этот микроорганизм присутствует только в кишечнике, в других органах его не должно быть.
Дрожжи. Штамм гриба Sacch. bоulardii, являющийся основой дрожжевого пробиотика Энтерол®, был выделен из тропических растений. Он обладает устойчивостью почти ко всем группам антибиотиков и сульфаниламидам. Пробиотическими штаммами являются Sacch. cerevisiae CNCM I-3856 и Sacch. cerevisiae var. boulardii CNCM I-3799.
При применении пробиотиков в животноводстве увеличивается сохранность молодняка и возрастает конверсия корма. Наиболее сильное действие пробиотики, не уничтожающие кишечную нормофлору, оказывают именно на молодняк.
Из-за не успевшего сформироваться иммунитета смертность у новорожденных телят от желудочно-кишечных заболеваний в первые недели жизни может доходить до 40%. Поэтому особое внимание уделяется выпойке молодняка непосредственно с первых дней жизни, что способствует формированию здорового и устойчивого к заболеваниям поголовья. Взрослые животные менее чувствительны к колонизации кишечными патогенами, так как их микрофлора уже сформирована. Перспективным направлением является применение пробиотиков для беременных и лактирующих коров и свиней для передачи здоровой микрофлоры
приплоду.
Использование пробиотиков в разведении животных становится неотъемлемой частью этого процесса, так как 80% иммунитета животных зависит от работы кишечника, синтеза витаминов и аминокислот, переваривания пищи и усвоения всех необходимых витаминов и минералов из корма, утилизации продуктов обмена.
Обеззараживание навоза, опрыскивание мест содержания для формирования нормального биоценоза помещений, предотвращения неприятных запахов и пр. — еще одно направление использования пробиотиков в животноводстве.
Бациллярные пробиотики как альтернатива кормовым антибиотикам
Пробиотики не только не уступают кормовым антибиотикам, но даже более предпочтительны. Пробиотики из бацилл проявляют антагонизм даже в отношении патогенных штаммов, утративших чувствительность к антибиотикам. Бациллы продуцируют не отдельные антибиотики, а «семейства» пептидных антибиотиков, сходных по базовой структуре, но отличающихся по концевым группировкам. Поэтому к споровым пробиотикам, в отличие от антибиотиков, не возникает привыкания. Преимуществами споровых пробиотиков перед антибиотиками являются также возможность получения экологически чистой и вкусной продукции, отсутствие побочных реакций со стороны животного, поддержание иммунитета и нормальной микрофлоры кишечника.
Механизм действия пробиотиков на основе спорообразующих бактерий
Споры бацилл после попадания в желудочно-кишечный тракт инициируются и в процессе прорастания начинают продуцировать комплекс биологически активных веществ (БАВ) — антибиотиков (полимиксины, колистин), бактериоцинов и сурфактантов. Указанные вещества лизируют чувствительные к ним патогенные и условно-патогенные микроорганизмы, особенно грамотрицательные бактерии, освобождая сайты адгезии для представителей нормофлоры. Бациллы в процессе деления синтезируют амилазу, протеазу, липазу, гемицеллюлазу, регуляторные пептиды, за счет чего желудочный секрет дополнительно обогащается ферментами, другими БАВ, которые способствуют нормализации процессов пищеварения и укрепления организма в целом. Стимулируется размножение лакто- и бифидобактерий, других представителей индигенной микрофлоры, в свою очередь, синтезирующих аминокислоты (в том числе незаменимые), витамины, которые на микроэкологическом уровне усиливают комплексное лечебно-профилактическое действие спорообразующих пробиотиков. Кроме того, пробиотические бациллы при пероральном применении существенно повышают неспецифическую и специфическую резистентность макроорганизма, т.е. восстанавливают нарушенный патологией иммунный статус, увеличивают продукцию эндогенного интерферона, усиливают функциональную активность макрофагальных клеток, повышают фагоцитарную активность моноцитов и нейтрофилов.
Таким образом, на животное в условиях терапии споровыми пробиотиками действует комплекс факторов, которые способствуют улучшению здоровья организма в целом. Это проявляется в улучшении качества его пищеварения, создании конкурентного преимущества для симбиотической микрофлоры, деятельность которой в составе микробиомы обогащает организм аминокислотами и витаминами. Укрепляются также механизмы иммунитета: с помощью специализированных клеток выводятся вредные для организма атипичные клетки и вещества. В целом имеет место качественно новый уровень саморегуляции организма путем экологически точного и постоянного воздействия на его микробиоту.
Преимущества применения в животноводстве пробиотиков из бацилл
Бактерии рода Bacillus, как сапрофиты, способны длительно существовать в окружающей среде за счет их генетически детерминированной способности к продукции различных групп ферментов, антибиотиков, а также спорообразования. Такими способностями не обладают ни лакто-, ни бифидобактерии.
Пробиотики на основе бактерий рода Bacillus обладают антагонистической активностью к широкому кругу патогенных и условно-патогенных микроорганизмов: стафилококкам, протеям, кандидам, шигеллам, эшерихиям, псевдомонадам, стрептококкам. Применение споровых пробиотиков предупреждает развитие дисбактериозов, способствует стимуляции клеточных и гуморальных факторов иммунитета, повышает неспецифическую резистентность организма, стимулирует регенерационные процессы в организме, нормализует обмен веществ.
По этой причине антимикробный и стимулирующий потенциал пробиотиков на основе безвредных и эффективных штаммов бацилл B. subtilis и B. licheniformis существенно выше, чем пробиотиков на основе лакто- и бифидобактерий. Следует особенно отметить, что таким потенциалом обладают специально селектированные штаммы, представленные лишь в некоторых препаратах.
Проблемы и решения
Результаты исследований, проведенных в ЕС, показали, что в 28% случаев микроорганизмы, используемые в пробиотических препаратах в качестве действующей основы, не соответствовали паспортным данным. Зарегистрировав препарат и получив разрешение на его выпуск, компании-производители могли подменить заявленные штаммы на иные, близкие по свойствам, но должным образом не сертифицированные. Причинами могли быть как потеря оригинальных штаммов, так и стремление получить более высокие выходы препарата. Отсутствие эффективного контроля в этой области допускает существование подобной ситуации и в России.
Главной причиной такой недобросовестности является отсутствие налаженной работы со штаммами по селекции и проверке продуцентов, поддержанию рабочих культур в неизменном состоянии, предоставлению кондиционных посевных материалов для производственной ферментации и пр. Работа со штаммами бацилл в силу специфичности их свойств (обмен генетическим материалом, схожесть характеристик, спорообразование) усложняется высокой вероятностью контаминации близкородственными организмами, трудностью последующей очистки и стабильного поддержания фенотипических характеристик. Существуют и другие факторы, связанные с технологией производства препаратов, которые в той или иной мере отражаются на их эффективности.
По материалам статьи В. Похиленко, д.т.н., в.н.с. отдела биотехнологий ГНЦ прикладной микробиологии и биотехнологии
http://www.agritimes.ru/articles/2006/probiotiki-v-zhivotnovodstve/
