Эффективность пробиотиков при микотоксикзах птицы

Потребление цыплятами корма, содержащего Т-2 токсин в концентрации 10 мг/кг, вызывало снижение среднесуточного привеса на 31%, увеличение относительной массы сердца, поджелудочной железы и почек, уменьшение относительной массы органов кроветворения — селезенки и бурсы, а также снижение концентрации общего белка и креатинина в плазме крови.

Наличие в корме для цыплят НТ-2 токсина в концентрации 16 мг/кг привело к снижению среднесуточного привеса на 14%, а также оказало негативное воздействие на состояние почек, которое выражалось в увеличении их относительной массы и повышении концентрации мочевой кислоты и креатинина в плазме крови. Пробиотический препарат «Моноспорин ПК5» на основе штамма Bacillus subtilis 090 оказывал положительное действие на величину среднесуточного привеса, относительную массу сердца, почек и концентрацию общего белка в плазме крови при Т-2 и НТ-2 токсикозах цыплят. Совместное применение пробиотического препарата «Моноспорин ПК5» и ферментно-пробиотического препарата «Бацелл» при Т-2 и НТ-2 токсикозах цыплят нормализовало значения живого веса, относительной массы сердца и содержания креатинина в плазме крови. 

Т-2 и НТ-2 токсикозы птицы возникают вследствие хронического воздействия трихотеценовых микотоксинов, содержащихся в недоброкачественных кормах. По данным анализов, проводимых в лаборатории микотокмикологии Института птицеводства УААН, около 20% зерна и комбикормов загрязнены Т-2 и НТ-2 токсинами. К признакам Т-2 токсикоза относятся некротический стоматит, снижение прироста живой массы, увеличение падежа, снижение мясной и яичной продуктивности, подавление биосинтеза белка, иммуносупрессия.

Наиболее эффективным средством профилактики микотокскозов является предотвращение загрязнения зерна микотоксинами на всех этапах его выращивания и хранения. Если все же контаминация зерна произошла и не удается избежать его использования в качестве корма для птицы, то необходимо применять препараты, снижающие интенсивность вредного воздействия микотоксинов. К таким препаратам относят сорбенты и пробиотические препараты. Действие сорбентов основано на связывании токсинов в кишечном тракте и выведении их из организма.

Хотя некоторые сорбенты достаточно эффективно связывают и удерживают отдельные микотоксины, все они обладают негативным побочным действием:

1. сорбция полезных для организма веществ — витаминов, незаменимых аминокислот, полиненасыщенных жирных кислот, лекарственных препаратов, а также полезных микроорганизмов;
2. механическое повреждение эпителия слизистой оболочки кишечника, вследствие чего патогенная микрофлора может проникнуть в организм;
3. высокая гигроскопичность;

Ввиду перечисленных выше недостатков кормовых адсорбентов их применение должно быть ограничено лишь теми случаями, когда наличие микотоксинов в кормах доказано. При этом нужно учитывать природу микотоксинов и их концентрацию, а также повысить норму ввода в корм тех веществ, которые могут быть связаны сорбентами.

Действие пробиотических препаратов основано на способности микроорганизмов вырабатывать ферменты, разрушающие микотоксины. В последние годы обнаружены микроорганизмы, синтезирующие карбоксилэстеразы и эпоксидгидролазы, трансфармирующие трихотеценовые микотоксины, лактонгдролазу (разрушает зеараленон), фумонизин гидролазу, УДФ-гликозилтрансферазы, снижающие токсичность дезоксиниваленола и прочие. Кроме того, пробиотические микроорганизмы продуцируют целый ряд биологически активных веществ, которые повышают устойчивость организма птицы к негативному действию микотоксинов.

К таким веществам относятся:

1. вещества, подавляющие развитие патогенных бактерий — органические кислоты и природные антибиотики;
2. факторы, повышающие биодоступность питательных веществ — гидролитические ферменты и поверхностно-активные вещества;
3. незаменимые компоненты рациона — витамины и аминокислоты

Одним из наиболее привлекательных микроорганизмов для создания пробиотических препаратов является Bacillus subtilis. Бактериям этого вида присуща способность продуцировать все перечисленные выше биологически активные вещества.

Созданный на основе бактерий штамма Bacillus subtilis 090 препарат «Моноспорин ПК5» с успехом применяют для лечения и профилактики инфекционных заболеваний сельскохозяйственных животных, получения привесов и повышения питательной ценности кормов. Кроме того, бактерии штаммов Bacillus subtilis 090 и Bacillus subtilis 8130, входящие в состав препаратов «Моноспорин ПК5» и «Бацелл», в несколько раз повышают интенсивность роста целлюлозолитических руминококков и лактобацилл.

Целью данной работы было изучение лечебно-профилактического эффекта выпаивания цыплят пробиотическим препаратом «Моноспорин ПК5» и включения в корм ферментно-пробиотического препарата «Бацелл» на протекание хронического Т-2 токсикоза и НТ-2 токсикоза.

Материалы и методы исследования

В работе использовали цыплят породы полтавская глинистая. Птицу содержали в клетках в стандартных условиях по 10 голов в секции. Было сформировано 7 групп по 10 голов в группе (табл.1). Первая группа — контрольная. В корм 2–4 групп вносили Т-2 токсин, 5–7 — НТ-2 токсин в концентрациях 10 и 16 мг/кг, соответственно. Цыплят третьей, четвертой, шестой и седьмой групп выпаивали пробиотическим препаратом «Моноспорин ПК5» с уровнем дозы 3 мл на 100 голов в сутки. В корм четвертой и седьмой групп включали ферментно-пробиотический препарат «Бацелл» в количестве 2 г на кг корма. Кормили кормовым концентратом для молодняка птицы в возрасте 5–30 дней КК 2–6 в соответствии с рекомендуемыми нормами, воду давали ad libitum после выпойки препаратом.

Таблица 1. Схема опыта.

Препараты «Моноспорин ПК5» и «Бацелл» были любезно предоставлены директором компании ООО «СХП «Нива» Карганяном Артуром Карленовичем. Т-2 токсин получали методом адсорбционной колоночной хроматографии по ранее описанному методу из экстракта культуры на зерне штамма Fusarium sporotrichioides 2m-15–206. НТ-2 токсин получали путем щелочного гидролиза Т-2 токсина. НТ-2 токсин экстрагировали из реакционной смеси хлороформом и очищали методом распределительной колоночной хроматографии. Опыт проводили в течение 31 дня, начиная с суточного возраста. Цыплят взвешивали в 1, 8, 16, 24 и 31 день. В течение опытного периода регистрировали появление некротического стоматита. В конце опыта цыплят усыпляли диэтиловым эфиром, декапитировали и проводили отбор крови. В плазме крови определяли концентрацию мочевой кислоты по реакции с фосфорно-вольфрамовым реактивом, креатинина методом Яффе-Поппера и общего белка по биуретовой реакции с использованием наборов реактивов «Реагент» в соответствии с инструкциями. Тушки вскрывали, регистрировали патолого-анатомические изменения, фотографировали и утилизировали в чешской яме. Внутренние органы взвешивали и рассчитывали относительную массу.

Статистическую обработку полученных данных проводили методом множественных сравнений Шеффе и путем нахождения критерия ранговых сумм Фридмана; группы 1–3 с группами 4–6 не сравнивали.

Результаты исследований

Результаты проведенного опыта представлены на графиках 1, 2, 3 и в таблицах 2 и 3.

Примечание: в графиках цифры над столбцами указывают на номера групп, отличия относительно которых статистически значимы (p<0,05).

Токсическое действие микотоксинов

У цыплят, которые получали Т-2 токсин, наблюдалось уменьшение живого веса (рис.1), снижение среднесуточного привеса на 31% (рис.3), увеличение относительной массы сердца на 16, поджелудочной железы на 27 и почек на 52%, уменьшение относительной массы селезенки на 62 и бурсы на 31% (табл.2), снижение концентрации общего белка на 39 и креатинина в плазме крови на 17% (табл.3). Цыплята, в корм которых был включен НТ-2 токсин, отставали в росте (среднесуточный привес был ниже на 14%, рис.3), отличались относительно небольшим живым весом, повышенной в 1,5 раза относительной массой почек, низкой относительной массой селезенки (ниже на 30%) и повышенным содержанием мочевой кислоты и креатинина в плазме крови (на 108 и 10%, соответственно).

Профилактическое действие «Моноспорина ПК5»

В результате выпаивания цыплят препаратом «Моноспорин ПК5» на фоне Т-2 токсикоза наблюдалась нормализация живого веса — на 16 и 24 день опыта статистически значимых отличий с аналогичным показателем контрольной группы не обнаружили. Относительная масса сердца и почек была на, соответственно, 9 и 21% ниже, чем в группе, получавшей только Т-2 токсин.

Рис. 1а. Динамика изменения живого веса цыплят.

Рис. 2а. Сравнение средних привесов различных групп цыплят.

У цыплят, которых выпаивали «Моноспорином ПК5» на фоне НТ-2 токсикоза средний прирост живого веса не отличался от контрольного показателя. Относительная масса почек у цыплят, получавших НТ-2 токсин и «Моноспорин ПК5», была на 21% ниже, а концентрация общего белка в плазме крови на 23% выше, чем у цыплят, получавших только НТ-2 токсин.

Рис. 1б. Динамика изменения живого веса цыплят.

Рис. 2б. Сравнение средних привесов различных групп цыплят.

Таблица 2. Влияние препаратов «Моноспорин ПК5» и «Бацелл» на относительные массы внутренних органов (мг%) цыплят при Т-2 и НТ-2 токсикозах.

Эффект одновременного применения «Моноспорина ПК5» и «Бацелла» при микотоксикозах

Применение сразу двух препаратов на фоне Т-2 токсикоза цыплят привело к увеличению живого веса на 31 день опыта на 13% относительно группы, получавшей только Т-2 токсин. Живой вес цыплят, получавших оба препарата при НТ-2 токсикозе, не отличался от значения этого показателя в контрольной группе на 16, 24 и 31 день. Средние привесы 4-й и 7-й групп за период с 24-го по 31-й день эксперимента не отличались от среднего привеса контрольной группы. Следует отметить нормализацию относительной массы сердца и содержания креатинина в плазме крови при комплексном применении препаратов.

Таблица 3. Влияние препаратов «Моноспорин ПК5» и «Бацелл» на диагностические показатели биохимического состава крови цыплят при Т-2 и НТ-2 токсикозах.

Как известно, механизм токсического действия трихотеценовых микотоксинов заключается в ингибировании синтеза белка на всех стадиях этого процесса. Одна молекула Т-2 токсина или НТ-2 токсина способна полностью «выключить» целую белоксинтезирующую фабрику клетки — рибосому. Данные о содержании общего белка в плазме крови являются подтверждением этому. На уровне организма птицы токсическое действие Т-2 и НТ-2 токсинов проявляется также в снижении скорости роста, снижении функциональной активности внутренних органов и подавлении иммунной системы.

Одной из причин повышения концентрации креатинина и мочевой кислоты в крови может быть недостаточная функциональная активность почек, о чем также свидетельствует компенсаторное увеличение их относительной массы. Следует отметить, что в результате воздействия НТ-2 токсина негативный эффект на почках выражен в большей степени, чем при воздействии Т-2 токсина. Причина этого различия, вероятно, кроется в более высокой растворимости НТ-2 токсина в воде, вследствие чего он не депонируется в тканях и органах с относительно высоким содержанием липидов, в т.ч. печени, где протекают реакции биотрансформации ксенобиотиков. В неизмененном виде НТ-2 токсин попадает в почки, где и оказывает токсическое действие, после чего элиминируется из организма посредством фильтрации.

На чем же основано профилактическое действие пробиотических препаратов «Моноспорин ПК5» и «Бацелл» при Т-2 и НТ-2 токсикозах? Секрет заключается в том, что бактерии Bacillus subtilis, входящие в состав препаратов, обладают уникальным семейством ферментов — α/β-гидролаз — активируемых при стрессе. Эти ферменты характеризуются широким спектром каталитической активности, т.е. способны метаболизировать самые разнообразные соединения.

Стрессовыми факторами, запускающими механизм синтеза этих ферментов, могут быть практические любые отклонения нормальных параметров среды обитания Bacillus subtilis. Например, в кишечнике цыпленка синтез α/β-гидролаз активируется относительно высокой температурой (42°С) и колебаниями кислотности. На рис. 4 показано, что эти факторы запускают синтез карбоксилэстеразы, которая катализирует гидролиз сложноэфирных групп Т-2 токсина, превращая его в гораздо менее токсичный метаболит — Т-2 тетраол, и эпоксидгидролазы, разрушающей наиболее токсигенную группу — эпоксидную — в результате чего образуется практически безвредный деэпокси Т-2 тетраол. Это соединение, во-первых, характеризуется высокой гидрофильностью, и следовательно, не депонируется в тканях и быстро выводится из организма, и во-вторых, не взаимодействует с рибосомами, т.е. не подавляет синтез белка. Таким образом, карбоксилэстеразы и эпоксидгидролазы, синтезируемые Bacillus subtilis, осуществляют детоксикацию Т-2 и НТ-2 токсинов, воздействуя на различные химические группы молекул микотоксинов.

Рис. 4. Механизм биотрансформации Т-2 токсина ферментами Bacillus subtilis.

Выводы

1. Потребление цыплятами корма, содержащего Т-2 токсин в концентрации 10 мг/кг, вызывает снижение среднесуточного привеса на 31%, увеличение относительной массы сердца, поджелудочной железы и почек, уменьшение относительной массы органов кроветворения — селезенки и бурсы, а также снижение концентрации общего белка и креатинина в сыворотке крови.
2. Наличие в корме для цыплят НТ-2 токсина в концентрации 16 мг/кг приводит к снижению среднесуточного привеса на 14%, а также оказывает негативное воздействие на состояние почек, которое выражатся в увеличении их относительной массы и повышении концентрации мочевой кислоты и креатинина в плазме крови.
3. Пробиотический препарат «Моноспорин ПК5» оказывает положительное действие на величину среднесуточного привеса, относительную массу сердца, почек и концентрацию общего белка в плазме крови при Т-2 и НТ-2 токсикозах цыплят.
4. Совместное применение пробиотического препарата «Моноспорин ПК5» и ферментно-пробиотического препарата «Бацелл» при Т-2 и НТ-2 токсикозах цыплят нормализует значения живого веса, относительной массы сердца и содержания креатинина в плазме крови.

О. В. Труфанов
А. Н. Котик
В. А. Труфанова Институт птицеводства УААН

Н. В. Бойко Ужгородский национальный университет