Влияние синбиотической композиции на микробиоту кишечника лабораторных животных

УДК 619:615.:636.028
DOI 10.33861/2071-8020-2023-6-24-26

Живодерова А. И., Ожередова Н. А., Самойленко В. С., Дмитриев А. Ф., Заерко В. И., Светлакова Е. В. Федеральное
государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ставропольский государственный
аграрный университет», г. Ставрополь

Одним из наиболее распространённых факторов желудочно-кишечных заболеваний являются представители условно-патогенной микрофлоры. Это зачастую приводит к существенным экономическим потерям, возникновение которых сопровождается либо смертностью животных, либо большими затратами на лечение.

Среди всех заболеваний молодняка преимущество имеют болезни желудочно-кишечного тракта, а именно дисбактериоз, который проявляется за счет активной деятельности представителей нормофлоры бактерий из семейства Enterobacteriaceae и снижением популяции молочнокислых микроорганизмов. Микробиота кишечника обеспечивает стабильную внутреннюю среду для макроорганизмов, что заставляет организм проявлять неспецифическую защиту от бактерий, вызывающих кишечную инфекцию, и вырабатывать факторы иммунной защиты [1, 8].

Ведущим направлением в области животноводства является повышение качества ветеринарных препаратов с пробиотической основой, которые в дальнейшем будут использованы для профилактики заболеваний желудочно-кишечного тракта бактериальной этиологии [6, 7, 10, 13, 14].

Профилактика таких заболеваний включает улучшение условий выращивания и кормление пробиотическими и синбиотическими препаратами, способными нормализовать микробиоту кишечника и улучшить микробиологические показатели [5, 9, 12, 15].

Для стимуляции роста молочнокислых микроорганизмов можно использовать природные полисахариды, а именно инулин. На сегодняшний день данный компонент можно получить из топинамбура и цикория. Инулин является ценным метаболитом, пищевым растворимым волокном, обладает выраженными пребиотическими свойствами, способствует увеличению числа лактобактерий, что в свою очередь способствует угнетению специфической микрофлоры желудочно-кишечного тракта (далее, БГКП) [2, 4].

Было проведено сравнение количественного состава микрофлоры кишечника человека и лабораторных животных. Было установлено, что в кишечнике крыс содержание молочнокислых бактерий и кишечной палочки ниже, чем у человека, и это связано с образом жизни и рационом питания животных [11].

Неясно, как изменяется персистенция условно-патогенной микробиоты в условиях микробиоценоза. С другой стороны, в условиях развития и хронизации факторных заболеваний выявление условий, способствующих формированию патологического микробиоценоза, является одним из приоритетных направлений ветеринарной науки и практики [3].

При разработке синбиотических препаратов для животноводства первоначально испытания проводятся на лабораторных животных. Крысы являются хорошей моделью, изменение микробиоты кишечника которых дает четкое представление о правильности выбора компонентов.

Цель исследования - изучение влияния разработанной син-биотической композиции на микробиоту кишечника лабораторных животных (крыс).

Материалы и методы исследований. Исследования выполнялись в условиях вивария лабораторных животных ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный аграрный университет». Микробиологические исследования осуществлялись в научно-испытательной лаборатории базовой кафедры эпизоотологии и микробиологии ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный аграрный университет». Объектом исследований являлись фекалии лабораторных крыс линии Vistar в возрасте 1,5 месяцев, массой 280-300 г. В ходе эксперимента вводили крысам перед кормлением разработанную нами комплексную синбиотическую композицию на основе Lactobacillus acidophilus 13 (регистрационный номер в коллекции ВКПМ В-2585), Enterococcus faecium (Streptococcus faecium) К-50 (регистрационный номер в коллекции ВКПМ В-2579) и Инулина. Взятие фекалий для исследований проводили через 2 часа после кормления на 3, 7 и 10 сутки выпаивания синбиотиче-ской композицией. Микробиологическими исследованиями определяли качественный и количественный состав (общее микробное число (далее, ОМЧ) микрофлоры в фекалиях подопытных животных.

Результаты исследований и их обсуждение. Группы лабораторных животных опыта формировались по следующему принципу:

• 1 группа - контрольная - введение крысам перед кормлением 1 мл молочной сыворотки;
• 2 группа - опытная - введение крысам перед кормлением суспензии 1 мл молочной сыворотки с добавлением лиофилизированной культуры Lactobacillus acidophilus 13 и лиофилизированной культуры Enterococcus faecium К-50;
• 3 группа - опытная - введение крысам перед кормлением суспензии 1 мл молочной сыворотки с добавлением лиофилизированной культуры Lactobacillus acidophilus 13, лиофилизированной культуры Enterococcus faecium К-50 и Инулина.

Данные наших исследований представлены в таблице 1.

Из анализа данных таблицы 1 видно, что на 3 сутки выпаивания крысам пробиотических культур микроорганизмов (2 группа) наблюдается увеличение общее микробное число на 7,8% по сравнению с контрольной группой (1 группа); при добавлении инулина (3 группа) - увеличение ОМЧ на 12,7% по сравнению с контрольной группой. Наблюдается снижение БГКП на 23,4% по сравнению с контрольной группой (1 группа); при добавлении инулина (3 группа) - снижение БГКП на 26,4% по сравнению с контрольной группой. Увеличивается количество лактобацилл на 5,73% (2 группа) и на 5,72% (3 группа) по сравнению с контрольной группой.

Таблица 1 Микробиом толстого отдела кишечника крыс (фекалии), lg КОЕ/г

Примечание: * - Р <0,05 (достоверно по отношению к контролю)

На 8-ые сутки выпаивания крысам пробиотических культур микроорганизмов (2 группа) наблюдается увеличение ОМЧ на 9,8% по сравнению с контрольной группой (1 группа); при добавлении инулина (3 группа) - увеличение ОМЧ на 13,4% по сравнению с контрольной группой. Наблюдается снижение БГКП на 31,8% по сравнению с контрольной группой (1 группа); при добавлении инулина (3 группа) - снижение БГКП на 31,8% по сравнению с контрольной группой. Увеличивается количество лактобацилл на 13,5% (2 группа) и на 22,2% (3 группа) по сравнению с контрольной группой.

На 10-ые сутки выпаивания крысам пробиотических культур микроорганизмов (2 группа) наблюдается увеличение ОМЧ на 11,2% по сравнению с контрольной группой (1 группа); при добавлении инулина (3 группа) - увеличение ОМЧ на 13,7% по сравнению с контрольной группой. Наблюдается снижение БГКП на 31,5% по сравнению с контрольной группой (1 группа); при добавлении инулина (3 группа) - снижение БГКП на 43,5% по сравнению с контрольной группой. Увеличивается количество лактобацилл на 16,3% (2 группа) и на 28,4% (3 группа) по сравнению с контрольной группой.

Нормофлора живого организма формируется под влиянием условий внешней среды и оказывает воздействие на формирование иммунитета. Молочнокислые микроорганизмы, попадая с первым вздохом в дыхательные пути, разносятся по желудочно-кишечному тракту, локализуются, приживляются и остаются обитать, регулируя свое постоянное нахождение путем воспроизведения своего потомства. Разработанная нами комплексная синбиотическая композиция на основе лиофилизированной культуры Lactobacillus acidophilus 13 и лиофилизированной культуры Enterococcus faecium К-50 увеличивает количество пробиотических микроорганизмов, а инулин стимулирует их дальнейшее размножение.

Заключение. Исследование микробиоты фекалий из кишечника крыс показало, что синбиотическая композиция на основе лиофилизированной культуры Lactobacillus acidophilus 13, лиофилизированной культуры Enterococcus faecium К-50 с добавлением Инулина, благоприятно влияет на увеличение количества лактобацилл с 5,72% (3 сутки) до 28,4% (10 сутки) и снижает количество БГКП с 26,4% (3 сутки) до 43,5% (10 сутки), в сравнении с выпойкой крысам молочной сыворотки. Данные исследования показывают влияние разработанной нами синбиотической композиции на нормальную микробиоту кишечника и снижение риска возникновения расстройства желудочно-кишечного тракта, вызванного возможным эндогенным увеличением БГКП, входящих в нормофлору живого организма.

Список литературы:

1. Бурцева, Т. В. Экологические аспекты применения пробиотиков в ветеринарии / Т. В. Бурцева // Аграрный вестник Урала. 2013. № 7. С. 15-17.

2. Елисеева, Л. Г. Изучение пребиотических свойств кисломолочного продукта, обогащенного препаратами инулина и хрома / Л. Г. Елисеева, Н. И. Яценко // Хранение и переработка сельхозсырья. 2019. № 3. С. 90-99.

3. Инновационные синбиотики для сельскохозяйственных животных и птицы / Л.А. Неминущая, И.В. Павленко, А.А. Казаку [и др.] // Ветеринарный врач. 2023. № 1. С. 42-50.

4. Инулин: природные источники, особенности метаболизма в растениях и практическое применение / Э. Р. Сербаева, А. Б. Якупова, Ю. Р. Магасумова [и др.] // Биомика. 2020. Т. 12 (1). С. 57-79.

5. Новое направление в разработке ветеринарного препарата синбиотического типа / Н. А. Засыпкина, А. В. Айдакова, А. В. Чумак [и др.] // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2021. № 7. С. 30-36.

6. Пономарёва, Е. А. Нормализация микрофлоры кишечника пробиотическими препаратами / Е. А. Пономарёва, Ю. А. Воеводина // Наука сегодня: задачи и пути из решения: материалы международной научно-практической конференции. 2018. С. 122-125.

7. Пробиотики - альтернатива кормовым антибиотикам / Ю. Г. Афанасьева, Е. Р. Корбмахер, Е. В. Колодина [и др.] // Вестник АГАУ. 2023. № 2 (220). С. 65-72.

8. Пашкова, Т. Н Роль факторов персистенции условно-патогенных микроорганизмов в инфекционном процессе // Уфа. 2018. С. 42.

9. Системная реакция организма экспериментальных животных на длительный прием пробиотика / А. И. Калмыкова, Н. А. Пальчикова, Н. П. Бгатова [и др.] // Сибирский научный медицинский журнал. 2005. № 3. С. 97-101.

10. Филипьев, М. М. Современные биологически активные добавки в животноводстве / М. М. Филипьев // Сельскохозяйственный журнал. 2016. № 9. С. 334-337.

11. Характеристика микрофлоры кишечника у человека и лабораторных животных / М. Н. Макарова, К. Л. Крышень, А. А. Алякринская, В. Г. Макаров // Международный вестник ветеринарии. 2016. № 4. С. 86-94.

12. Bengmark S. Bioecological control of the gastrointestinal tract: the role of flora and supplemented probiotics and synbiotics / S. Bengmark // Gastroenterol Clin. North. Am. 2005. Vol. 34. P. 413-436.

13. Efficiency of a Lactobacillus plantarum-xylanase combination on growth performances, microflora populations, and nutrient digestibilities of broilers infected with Salmonella Typhimurium / S. Vandeplas, R. Dubois Dauphin, C. Thiry et al. // Poult Sci. 2009. Vol. 88. Pp. 1643-1654.

14. Influence of a complex of probiotic cultures oniIntensity of development the animals / N. A. Ozheredova, E. V. Svetlakova, M. N. Verevkina et al. // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2016. No. 7 (2). Pp. 1638-1642.

15. Rioux K. P. Madsen K. L., Fedorak R. N. The role of enteric microflora in inflammatory bowel disease: human and animal studies with probiotics and prebiotics // Gastroenterol Clin North Am. 2005. Vol. 34. P. 465-482.

Резюме. Нормофлора живого организма формируется под влиянием условий внешней среды и оказывает воздействие на формирование иммунитета. Анализ бактериологических исследований микробиоты кишечника животных на наличие нормальной микрофлоры бактерий семейства Enterobacteriaceae необходим для обоснования рисков расстройства желудочно-кишечного тракта. Авторами проведены исследования в условиях вивария лабораторных животных и в научно-испытательной лаборатории базовой кафедры эпизоотологии и микробиологии ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный аграрный университет». Объектом исследований являлись фекалии лабораторных крыс линии Vistar в возрасте 1,5 месяцев, массой 280-300 г. В ходе эксперимента крысам перед кормлением вводилась разработанная авторами синбиотическая композиция на основе Lactobacillus acidophilus 13, Enterococcus faecium К-50 и Инулина. В качестве контроля применяли молочную сыворотку и композицию пробиотических микроорганизмов. Микробиологическими исследованиями определяли качественный и количественный состав микрофлоры в фекалиях подопытных животных. Исследование микробиоты фекалий из кишечника крыс показало, что синбиотическая композиция на основе лиофилизированной культуры Lactobacillus acidophilus 13, лиофилизированной культуры Enterococcus faecium К-50 с добавлением Инулина благоприятно влияет на увеличение количества лактобацилл с 5,72% (3 сутки) до 28,4% (10 сутки) и снижает количество БГКП с 26,4% (3 сутки) до 43,5% (10 сутки), в сравнении с выпойкой крысам молочной сыворотки. Данные исследования показывают влияние разработанной авторами синбиотической композиции на нормальную микробиоту кишечника и снижение риска возникновения расстройства желудочно-кишечного тракта, вызванного возможным эндогенным увеличением БГКП, входящих в нормофлору живого организма.

Ключевые слова: крысы, микробиота, кишечник, бактериологическая диагностика, нормофлора, дисбактериоз, пробиотические микроорганизмы, инулин, синбиотическая композиция.

Сведения об авторах:

Живодерова Анастасия Игоревна, аспирант базовой кафедры эпизоотологии и микробиологии ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный аграрный университет»; 300017, г. Ставрополь, пер. Зоотехнический, 12.

Самойленко Виктор Сергеевич, кандидат ветеринарных наук, базовой кафедры эпизоотологии и микробиологии ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный аграрный университет»; 300017, г. Ставрополь, пер. Зоотехнический, 12; тел.: 8-999-3793214; e-mail: som2022@bk.ru.

Дмитриев Анатолий Федорович, доктор биологических наук, профессор, профессор базовой кафедры эпизоотологии и микробиологии ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный аграрный университет»; 300017, г. Ставрополь, пер. Зоотехнический, 12; тел.: 8-962-0187475; e-mail: anatolidmitriev@yandex.ru.

Заерко Виктор Иванович, доктор ветеринарных наук, профессор, профессор базовой кафедры эпизоотологии и микробиологии ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный аграрный университет»; 300017, г. Ставрополь, пер. Зоотехнический, 12; тел.: 8-919-1118962; e-mail: fvm-fvm@gmail.com.

Светлакова Елена Валентиновна, кандидат биологических наук, доцент, доцент кафедры эпизоотологии и микробиологии ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный аграрный университет»; 300017, г. Ставрополь, пер. Зоотехнический, 12; тел.: 8-903-4168355; e-mail: alenka61219@mail.ru.

Ответственный за переписку с редакцией: Ожередова Надежда Аркадьевна, доктор ветеринарных наук, доцент, заведующая базовой кафедрой эпизоотологии и микробиологии ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный аграрный университет»; 300017, г. Ставрополь, пер. Зоотехнический, 12; тел.: 8-918-7684066; e-mail: ogeredova-sgau@mail.ru.