Стан антиоксидантної системи та неспецифічна резистентність у тварин за дії пробіотиків БПС-44 та БПС-Л

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Вступ

Актуальність теми. За постійного впливу факторів довкілля в організмі тварин активуються процеси пероксидного окиснення ліпідів (ПОЛ). Протидіє цьому антиоксидантна система, яка включає низку ферментів та інших біологічно активних речовин. У практиці ведення тваринництва для корекції антиоксидантного стану тварин застосовують препарати на основі селену, низку інших синтетичних речовин та вітаміни з антиоксидантними властивостями. Введення до раціону тварин антиоксидантів позитивно впливає на біохімічні процеси в організмі.

Мета роботи: з'ясувати вплив пробіотичних препаратів БПС_44 та БПС_Л на стан антиоксидантної системи та неспецифічну резистентність молодняку великої рогатої худоби (ВРХ) та свиней; встановити фактори антагоністичної дії штамів бактерій -- компонентів пробіотиків.

Для досягнення цієї мети були поставлені такі завдання:

- вивчити вплив пробіотичних препаратів БПС_44 та БПС_Л на стан антиоксидантної системи молодняку ВРХ та свиней;

- з'ясувати дію зазначених пробіотиків на неспецифічну резистентність тварин;

- дослідити антагоністичні властивості пробіотичних штамів бактерій -- компонентів препаратів БПС_44 та БПС_Л -- по відношенню до патогенних та умовно-патогенних мікроорганізмів.

1. Матеріали і методи досліджень

У дослідах використовували однокомпонентний бацилярний препарат субтиліс БПС_44 (реєстраційне посвідчення № 2154_04_0254_06 від 24.11.2006 р.), виготовлений на основі штаму бактерій Bacillus subtilis 44_р (депонований у Депозитарії Державного науково-контрольного інституту біотехнології і штамів мікроорганізмів 17.05.2002 р. за № 141) та двокомпонентний бацилярний препарат субтиліс-лакто БПС_Л, до складу якого входять штами бактерій B. subtilis В3 та Lactobacillus plantarum L5 (депоновані у Депозитарії ДНКІБШМ 23.06.2009 р. за № 480 та 479 відповідно). При дослідженні фагоцитарної активності клітин крові і визначенні концентрації лізоциму як тест-культури використовували штами бактерій Staphylococcus aureus 23 і Micrococcus lysodeikticus 4/7 з колекції Інституту сільськогосподарської мікробіології НААН. При визначенні концентрації інтерферону використовували перещеплювану культуру клітин нирки ембріону свині (СНЕВ) та чутливий до інтерферону штам вірусу везикулярного стоматиту (ВВС) Indiana № 7, для стимуляції інтерфероногенезу in vitro -- вірус хвороби Ньюкасла (ВХН) штаму «Канзас» з колекції Інституту мікробіології і вірусології імені Д. К. Заболотного НАН України.

У дослідах було використано 36 телят віком 6-8 місяців, 36 поросят віком 2-3 місяці та 120 білих мишей. Дослідження впливу пробіотичних препаратів на ан-тиоксидантну систему та неспецифічну резистентність сільськогосподарських тва-рин проводили на молодняку ВРХ української червоно-рябої молочної породи віком 6-8 місяців (досліди І і ІІ) та на молодняку свиней породи велика біла віком 2-3 місяці (досліди ІІІ і ІV). Інтерфероногенні та лізоцимстимулювальні властивості пробіотичних штамів бактерій вивчали на самцях білих мишей вагою 14-16 г (досліди V і VІ).

У кожному з дослідів на молодняку ВРХ та свиней формували 3 групи-аналоги по 6 тварин у кожній: контрольна група та 2 дослідних. Тварини дослідних груп разом з кормом отримували препарати БПС_44 та БПС_Л у добових дозах: для телят -- 20 млрд., для поросят -- 4 млрд. життєздатних клітин на тварину, 7 днів поспіль з наступною 7_денною перервою. Досліди тривали по 6 тижнів. На початку та наприкінці дослідів проводили зважування тварин та відбір зразків крові (у телят кров відбирали з яремної вени, у поросят -- з вушної). У дослідах на білих мишах формували 4 групи по 15 тварин у кожній: контрольна (інтактні) та три дослідних (одноразово перорально вводили досліджувані штами бактерій у дозі 5 · 108 клітин). Через 6, 24 та 48 год. після введення бактерій у 5 тварин з кожної групи брали зразки крові та отримували сироватку.

Активність супероксиддисмутази (СОД) визначали за ступенем гальмування реакції відновлення нітросинього тетразолію (Дубинина Е.Е., 1983), активність каталази -- за комплексоутворенням гідроген пероксиду з амоній молібдатом (Королюк М.А., 1988). Визначення вмісту білкових сульфгідрильних груп здійснювали методом йодометрії (Фоломеев В.Ф., 1981). Вміст гідропероксидів ліпідів (ГПЛ) визначали за їх здатністю окислювати іони Fe2+ (Романова Л. ., 1977), концентрацію кінцевих продуктів ПОЛ -- за їх реакцією з тіобарбітуровою кислотою (ТБК; Стальная И.Д., 1977). Значення фактору антиоксидантного стану (показника, що відображає загальні тенденції зміщення окисно-відновної рівноваги в організмі у бік відновлення) розраховували за формулою (Чевари С., 1991). Концентрацію білка визначали за біуретовою реакцією (Кондрахин И.П., 1985).

Активність фагоцитозу клітин крові визначали з використанням золотистого стафілококу (Кост Е.А., 1974). Співвідношення білкових фракцій сироватки крові визначали нефелометричним методом (Блинов Н. И., 1985), загальну концентрацію імунних білків сироватки крові -- у цинк-сульфатному тесті (ЦСТ; Блинов Н.И., 1985). Рівень інтерферону визначали за інгібуванням цитопатичної дії ВВС (Вихоть Н.Е., 1989), концентрацію лізоциму у сироватці крові та центрифугаті культуральної рідини -- нефелометричним методом (Лабинская А.С., 1978). Антагоністичну активність пробіотичних штамів бактерій визначали методом перпендикулярних штрихів (Егоров Н.С., 1986), загальну концентрацію кислот у культуральній рідині -- методом прямого кислотно-лужного титрування, вміст органічних кислот -- методом диференційної відгонки (Петухова Е.А., 1989).

Для статистичної обробки результатів та визначення економічної ефективності застосовували математичні методи (Лакин Г.Ф., 1990).

2. Результати досліджень та їх обговорення

Стан антиоксидантної системи молодняку сільськогосподарських тварин за впливу пробіотиків БПС_44 і БПС_Л. За дії обох пробіотиків у плазмі крові молодняку ВРХ зростає активність СОД відносно контролю на 45 та 25 % (p < 0,01), в еритроцитах -- на 55 та 45 % (p < 0,001) відповідно. Підвищена активність цього ферменту блокує ініціацію нових ланцюгів реакцій ПОЛ.

Встановлена відмінність впливу препаратів БПС_44 та БПС_Л на активність каталази: якщо однокомпонентний препарат БПС_44 не призводить до істотних змін її активності, то двокомпонентний пробіотик БПС_Л викликає зростання активності каталази плазми крові на 45 % (p < 0,001). На відміну від плазми крові, в еритроцитах телят, які отримували обидва пробіотичні препарати, спостерігається деяке зниження активності каталази.

Щодо первинних продуктів ПОЛ -- ГПЛ -- то їх вміст вірогідно зменшується порівняно з контролем за дії як однокомпонентного препарату БПС-44, так і двокомпонентного БПС_Л на 0,011-0,015 одиниць оптичної густини у плазмі (p < 0,05) та на 0,080-0,085 одиниць -- в еритроцитах (p < 0,01) порівняно з контролем. Обидва досліджувані пробіотики сприяють суттєвому зниженню концентрації кінцевих продуктів пероксидації ліпідів -- МДА та інших ТБК_активних продуктів -- у плазмі крові телят на 28 і 44 %, в еритроцитах -- у 2,4 та 3,5 раза відповідно (p < 0,05).

Зазнає змін фактор антиоксидантного стану, який у плазмі та в еритроцитах тварин дослідної групи, які отримували препарат БПС_44, вірогідно перевищує контроль у 2-2,5 рази (p < 0,01), препарат БПС_Л -- у 3-3,5 рази (p < 0,05).

У дослідах на молодняку свиней показані особливості впливу пробіотичних препаратів БПС_44 та БПС_Л на окисно-відновну рівновагу у крові.

Так, порівняно з контролем обидва пробіотики обумовлюють підвищення активності СОД у плазмі крові на 16 і 34 % та концентрації HS_груп -- у 2,5-4,5 рази; а в еритроцитах відзначається зростання її активності на 28 % лише за дії препарату БПС_Л (p < 0,05). Така динаміка HS_груп опосередковано свідчить про активацію інших захисних ферментних систем, зокрема системи глутатіону.

За введення двокомпонентного препарату БПС_Л поросятам відбувається вірогідне зниження рівня ТБК-активних продуктів у плазмі та еритроцитах -- на 24 та 41 %; концентрації ГПЛ -- на 31 та 51 % відповідно (p < 0,05), що сприяє зменшенню додаткового стресового навантаження на клітини макроорганізму. Застосування однокомпонентного препарату БПС_44 суттєво не позначилося на вмісті продуктів пероксидації ліпідів у крові молодняку свиней.

Як наслідок підвищення активності антиоксидантних ферментів та зниження концентрації продуктів ПОЛ, значення фактора антиоксидантного стану у плазмі тварин обох дослідних груп перевищує контроль у 1,5-2,5 рази; в еритроцитах -- на 40 % лише за дії двокомпонентного препарату БПС_Л.

Отже, у наших дослідженнях показано, що обидва пробіотичні препарати БПС_44 та БПС_Л сприяють ефективному функціонуванню антиоксидантної системи крові молодняку ВРХ, на антиоксидантну систему молодняку свиней позитивно впливає лише двокомпонентний пробіотичний препарат БПС_Л. Отже, використання зазначених пробіотиків дозволяє не лише отримати більш здоровий та вгодований молодняк, але й запобігти несприятливому впливу на тварин таких факторів, як зміни умов утримання та годівлі, що досягається за рахунок підвищення адаптогенних можливостей організму шляхом модулюючого впливу пробіотиків на стан антиоксидантної системи тварин.

Неспецифічна резистентність та білковий склад крові тварин за впливу пробіотиків БПС_44 та БПС_Л. У дослідах, проведених на молодняку ВРХ, було встановлено суттєвий позитивний вплив пробіотичних препаратів на показники, що відображають загальну активність фагоцитозу клітин крові.

Так, препарат БПС_44 сприяє зростанню фагоцитарної активності крові телят на 12 %, індексу перебігу фагоцитозу -- на 15 %, елімінуючої здатності крові -- на 19 % та інтенсивності поглинальної функції фагоцитів -- на 11 % порівняно з контролем. Препарат БПС_Л зумовлює зростання фагоцитарної активності та індексу перебігу фагоцитозу на 9 % та елімінуючої здатності крові на 17 % порівняно з контролем (p < 0,05).

Фагоцитарна активність клітин крові поросят та інтенсивність їх поглинальної функції за впливу обох пробіотичних препаратів перевищують контрольні значення на 30 %, індекс перебігу фагоцитозу -- на 50 %, елімінуюча здатність крові -- на 38-43 % (p < 0,01). Більш вираженим впливом на систему фагоцитозу молодняку свиней характеризується двокомпонентний пробіотик БПС_Л.

У дослідах на самцях білих мишей встановлено, що одноразове введення per os штамів бактерій -- компонентів досліджуваних пробіотиків -- у дозі 5·108 клітин викликало зростання рівня інтерферону в сироватці крові тварин усіх дослідних груп. Максимальний титр інтерферону (1:8-1:16) відмічався через 6 год. після введення, упродовж 24 год. він поступово знижувався (до 1:2-1:4), а через 2 доби після введення дослідним тваринам пробіотичних штамів не реєструвався.

Також отримані дані, які свідчать про неоднаковий лізоцимстимулювальний вплив досліджуваних штамів бактерій на організм тварин. Штам аеробних бацил, що є основою препарату БПС_44, стимулює синтез лізоциму впродовж перших годин після застосування, проте його рівень зберігається менше 1 доби. Разом з тим, у пробіотичному препараті БПС_Л суттєвим стимулювальним впливом на лізоцимну активність крові тварин характеризується штам бактерій L. plantarum L5, який підвищує рівень лізоциму у крові тварин більше, ніж у 2 рази (p < 0,01) і цей ефект зберігається довше за 2 доби після введення.

При вивченні впливу пробіотичних препаратів БПС_44 та БПС_Л на вміст білкових фракцій та загальну концентрацію імунних білків сироватки крові молодняку ВРХ встановлено, що пробіотик БПС_44 зумовлює вірогідне зниження у сироватці крові частки г_глобулінів на 18,6 %, б_глобулінів -- на 46,2 %, зростання альбумінів на 13,7 % порівняно з контролем. Препарат БПС_Л не призводить до суттєвих змін у співвідношенні глобулінів, окрім в_глобулінів, які зростають на 16 % порівняно з контролем. Як наслідок таких змін за дії обох пробіотиків у сироватці крові телят спостерігається певне зниження загальної концентрації імунних білків -- на 9,1-12,5 % порівняно з контролем.

Аналогічну тенденцію спостерігали і в дослідах на молодняку свиней. Так, у сироватці крові поросят, які отримували пробіотичний препарат БПС-44, вірогідно знижувалася частка г_глобулінів на 21,8 % порівняно з контрольною групою тварин. Частка б_глобулінів зростає на 26,9 %, а рівень в_глобулінів та альбумінів суттєво не відрізняється від контролю. Двокомпонентний пробіотичний препарат БПС_Л не викликає суттєвих змін у частках альбумінів, в- та г_глобулінів, зумовлюючи збільшення відносно контролю частки б_глобулінів на 13,9 % (p < 0,05). Як наслідок, за дії пробіотику БПС_44 у сироватці крові поросят спостерігається певне зниження загальної концентрації імунних білків -- на 9,0 %, а за дії препарату БПС_Л -- зростання на 11,5 % порівняно з їх концентрацією у сироватці крові тварин контрольної групи.

Зниження концентрації імунних білків опосередковано може свідчити про зменшення у макроорганізмі, зокрема у кров'яному руслі, кількості антигенів, проти яких переважно виробляються імунні білки -- особливо із врахуванням того, що зниження вмісту імунних білків відбувається на фоні суттєвого стимулювання клітинної та гуморальної ланок неспецифічної резистентності.

Крім того, такі зміни показників гуморальної ланки (імунних білків) можуть бути обумовлені тим, що до складу досліджуваних пробіотичних препаратів входять штами бактерій, які продукують речовини з антибіотичними властивостями. Адже відомо, що потрапляння будь-яким шляхом до організму тварин антибіотиків призводить до зниження вмісту у крові імунних білків (Зажарська Н. Н., 2000; Смирнов В. В., 2001).

Отже, нашими дослідженнями розкрито суттєвий модулюючий вплив пробіотичних препаратів БПС_44 та БПС_Л на неспецифічну резистентність молодняку сільськогосподарських тварин.

За застосування обох досліджуваних пробіотичних препаратів для молодняку як ВРХ, так і свиней, нами виявлена зворотна кореляція (-0,48 < r < -0,30) між неспецифічною резистентністю (активність фагоцитозу, інтерфероногенез, лізоцимна активність) та вмістом імунних білків, що узгоджується з літературними даними (Пінський О. В., 2004). Також виявлено кореляцію (0,27 < |r| < 0,99) між показниками клітинної ланки неспецифічної резистентності та стану антиоксидантної системи (активністю СОД і каталази, вмістом продуктів ПОЛ) молодняку сільськогосподарських тварин за дії досліджуваних пробіотиків.

Антагоністична активність пробіотичних штамів бактерій -- компонентів пробіотиків. Пробіотичний штам молочнокислих бактерій Lactobacillus planta-rum L5, що входить до складу препарату БПС_Л, на живильному середовищі з 2 % глюкози проявляє високу антагоністичну активність до патогенних тест-культур, зона затримки росту останніх становить від 14,5 до 18,6 мм. Разом з тим, на середовищі без глюкози він виявляє нижчу антагоністичну активність (p < 0,001), що свідчить про те, що його антагонізм зумовлений переважно утворенням органічних кислот. Щодо пробіотичних штамів Bacillus subtilis 44_р та В3, то на середовищі без глюкози вони виявляють значну антагоністичну активність до патогенних культур із зонами затримки росту останніх 5-10 мм, що у 2-5 разів більше (p < 0,05), ніж на середовищі з 2 %_ним вмістом глюкози, що вказує на обумовленість їх антагоністичної активності антибіотичними речовинами, для синтезу яких не потрібно великої кількості легкодоступних джерел вуглеводів.

Встановлено, що склад середовища для культивування аеробних бацил практично не впливає на концентрацію лізоциму у культуральній рідині. Разом з тим, досліджуваний штам молочнокислих бактерій на середовищі з 2 %_ним вмістом глюкози продукує лізоцим у 2,4 рази активніше, ніж на аналогічному середовищі без глюкози (p < 0,01), чим теж пояснюється висока антагоністична активність штаму саме на МПА з 2 % глюкози.

Прирости живої маси та економічна ефективність за застосування пробіотиків БПС_44 та БПС_Л. Середньодобові прирости живої маси телят, які отримували пробіотик БПС_44, були на 19,4 % більші (p < 0,05), ніж у тварин контрольної групи, а пробіотик БПС_Л -- на 23,3 % (p < 0,01). У поросят, яким згодовували препарат БПС_44, середньодобові прирости були на 15,4 % (p < 0,05) більшими порівняно з контролем, а за застосування препарату БПС_Л -- перевищували контроль на 21,4 % (p < 0,05).

Використання пробіотиків БПС_44 та БПС_Л у вирощуванні телят сприяє значному росту показників прибутковості виробництва. Показники окупності додаткових витрат становили: для препарату БПС_44 -- 142,5 %, для препарату БПС_Л -- 146,6 %. Щодо аналогічних розрахунків для молодняку свиней, то у цьому випадку прибуток від застосування препарату БПС_44 становить 36,6 грн./гол., а окупність витрат, пов'язаних із його застосуванням у вирощуванні поросят становить 554,5 %. За застосування препарату БПС_Л прибуток від згодовування препарату молодняку свиней становив 53,7 грн./гол., а окупність додаткових витрат -- 716,0 %.

Висновки

пробіотичний антиоксидантний патогенний молодняк

1. З'ясовано особливості стану антиоксидантної системи крові та неспецифічної резистентності молодняку тварин за впливу пробіотичних препаратів БПС_44 та БПС_Л, визначено фактори, що обумовлюють антагоністичну активність штамів бактерій -- компонентів пробіотиків.

2. Пробіотичні препарати БПС_44 та БПС_Л викликають підвищення активності антиоксидантних ферментів крові молодняку ВРХ та свиней на 30-55 % (p < 0,01) за одночасного зниження вмісту токсичних продуктів пероксидного окиснення ліпідів у 1,5-3,5 рази (p < 0,05).

3. Обидва пробіотичні препарати на 10-50 % (p < 0,01) активують фагоцитарну активність клітин крові молодняку сільськогосподарських тварин та сприяють продукції ендогенного інтерферону і лізоциму.

4. Пробіотики БПС_44 та БПС_Л викликають зниження концентрації г_глобулінів та загальних імунних білків у сироватці крові молодняку дослідних тварин на 9-22 % (p < 0,05).

5. Вперше виявлено кореляцію між показниками стану антиоксидантної системи крові (активністю СОД і каталази, вмістом продуктів ПОЛ) та факторами неспецифічної резистентності організму тварин за впливу обох досліджуваних пробіотичних препаратів (0,27 < |r| < 0,99).

6. Встановлено, що антагоністична активність молочнокислих бактерій штаму Lactobacillus plantarum L5 зумовлюється продукцією молочної кислоти та лізоциму, штамів аеробних бацил Bacillus subtilis В3 та 44_р -- антибіотичних речовин та частково органічних кислот і лізоциму.

7. Виявлено збільшення приростів живої маси молодняку ВРХ та свиней за дії досліджуваних препаратів на 15,4-23,3 %, що забезпечує високу окупність пов'язаних із застосуванням пробіотиків БПС_44 та БПС_Л додаткових витрат: 142,5-146,6 % для телят та 554,5-716,0 % для поросят.

Пропозиції виробництву.

Рекомендовано застосування у тваринництві пробіотичних препаратів БПС_44 та БПС_Л для підвищення резистентності молодняку сільськогосподарських тварин, його збереженості та здатності до адаптації за зміни умов утримання чи годівлі. Препарати згодовуються впродовж 4-6 тижнів, 7 днів поспіль з наступною 7_денною перервою, один раз на добу у дозах: для телят -- 20 млрд., для поросят -- 4 млрд. життєздатних клітин. Пропонується при вирощуванні молодняку свиней використовувати пробіотичний препарат БПС_Л, а молодняку великої рогатої худоби -- обидва пробіотики.

Література

1. Вплив пробіотичних препаратів БПС-44 та БПС-Л на вміст імунних білків крові сільськогосподарських тварин / Агеєв В.О., Дерев'янко С.В., Дяченко Г.М., Божок Л.В., Прокопенко О.І. // Науковий вісник Львівського національного університету ветеринарної медицини та біотехнологій імені С.З. Ґжицького. -- 2007. -- Т. 9, № 3. -- Ч. 2. -- С. 3-8.

2. Антиоксидантний та імунний статус молодняку ВРХ за дії пробіотичних препаратів БПС-44 та БПС-Л / Агеєв В.О., Дерев'янко С.В., Дяченко Г.М., Божок Л.В., Прокопенко О.І. // Науковий вісник Львівського національного університету ветеринарної медицини та біотехнологій імені С.З. Ґжицького. -- 2008. -- Т. 10, № 3. -- Ч. 1. -- С. 10-17.

3. Стан антиоксидантної та імунної систем молодняку свиней за дії пробіотичних препаратів / Агеєв В.О., Дерев'янко С.В., Божок Л.В., Прокопенко О.І. // Науковий вісник Львівського національного університету ветеринарної медицини та біотехнологій імені С.З. Ґжицького. -- 2009. -- Т. 11, № 2. -- Ч. 1. -- С. 3-8.

4. Вплив пробіотичних препаратів БПС-44 та БПС-Л на окисно-відновну рівновагу у крові телят / В.О. Агеєв, Г.М. Дяченко, С.В. Дерев'янко, Л.В. Божок // Мікробіол. журн. -- 2010. -- Т. 72, № 1. -- С. 24-28.

5. Агеєв В.О. Фактори антагоністичної активності штамів бактерій -- компонентів пробіотичних препаратів БПС_44 та БПС_Л / Агеєв В.О., Дерев'янко С.В. // Науковий вісник Львівського національного університету ветеринарної медицини та біотехнологій імені С.З. Ґжицького. -- 2010. -- Т. 12, № 2. -- Ч. 1. -- С. 3-9.

Размещено на Allbest.ru