Содержание к диссертации
Введение
I. Обзор литературы
1.1 Микробиоценозы организма птицы 10
1.2 Основные представители нормальной микрофлоры желудочно-кишечного тракта 16
1.3 Формирование микробиоценоза желудочно-кишечного тракта цыплят 23
1.4 Изменение микробиоценоза желудочно-кишечного тракта под действием различных факторов 25
1.5 Пробиотики - современные средства коррекции микробиоценоза желудочно-кишечного тракта 28
1.6 Применение пробиотиков в птицеводстве 33
II. Собственные исследования.
2.1 Материалы и методы исследования 46
2.2 Лабораторные исследования
2.2.1 Характеристика препаратов мультибактерин ветеринарный и коммерческого препарата «Пробиотик-1» 50
2.2.2 Антагонистическая активность in vitro штаммов лактобактерий, входящих в состав мультибактерина ветеринарного 54
2.2.3 Влияние различных доз мультибактерина ветеринарного в жидкой форме на формирование кишечного микробиоценоза цыплят 5?
2.2.4 Влияние мультибактерина ветеринарного в сухой форме на формирование кишечного микробиоценоза цыплят 62
2.2.5 Влияние пробиотиков различного состава на формирование кишечного микробиоценоза цыплят 65
2.2.6 Сравнительная оценка ростостимулирующего эффекта мультибактерина ветеринарного в жидкой форме и коммерческого препарата «Пробиотик-1» 70
2.3 Производственные испытания
2.3.1 Технологический цикл выращивания цыплят-бройлеров и схема применения пробиотиков в птицеводческих хозяйствах 74
2.3.2 Влияние пробиотических препаратов различного состава на восстановление кишечного микробиоценоза цыплят-бройлеров после курса антибиотикотерапии при колибактериозе 82
2.3.3 Влияние мультибактерина ветеринарного в жидкой форме на микробиоценоз кишечника ослабленных цыплят, нарушенный1 применением антибиотиков М 92
2.3.4 Влияние мультибактерина ветеринарного в жидкой форме на частоту выделения условно-патогенных микроорганизмов из внутренних органов павшей и вынужденно-убитой птицы 98
2.3.5 Влияние мультибактерина ветеринарного на производственные показатели при выращивании цыплят-бройлеров в хозяйствах благополучных и неблагополучных по колибактериозу 101
2.4 Разработка схемы применения мультибактерина ветеринарного в птицеводческих хозяйствах 110
2.5 Определение экономической эффективности применения пробиотиков различного состава в птицеводстве 114
III. Обсуждение полученных результатов 121
IV. Выводы 139
V. Практические предложения 141
VI. Список литературы
VII. Приложения
- Микробиоценозы организма птицы
- Характеристика препаратов мультибактерин ветеринарный и коммерческого препарата «Пробиотик-1»
- Влияние мультибактерина ветеринарного на производственные показатели при выращивании цыплят-бройлеров в хозяйствах благополучных и неблагополучных по колибактериозу
Введение к работе
Актуальность проблемы. В промышленном птицеводстве желудочно-кишечные заболевания заразной и незаразной этиологии занимают второе место после вирусных заболеваний и являются основной причиной гибели молодняка птицы, нанося значительный экономический ущерб промышленному птицеводству (Логунов В.И., 1998; Яременко Н.А., Яковлев С.С., 1998; Яковлев С.С., 2000; Венгеренко Л.А., 2003).
Попытки перевести проблему желудочно-кишечных заболеваний животных и птицы, вызываемых условно-патогенными кишечными микроорганизмами, в плоскость инфекционной патологии, усилили роль антибактериальной терапии, благодаря чему при лечении желудочно-кишечных болезней молодняка стали широко использовать антибиотики, мировой опыт применения которых показал, что в данной ситуации они не обладают должной эффективностью (Микельсаар М.Э. 1990; Карпуть И.Н., 1996; Тулемисова Ж.К., 2003; Fielding J., 1986;). Бесконтрольное применение антибактериальных средств, вызвало усиление изменчивости циркулирующих в хозяйстве бактерий и развитие у них множественной лекарственной резистентности (Никитин В.Я. с соавт., 1999; Тараканов Б.В., Николичева Т.А., 2000 и др.). Штаммы эшерихий, сальмонелл, пастерелл, шигелл, псевдомонад, циркулирующие в птицеводческих хозяйствах, приобрели множественную лекарственную резистентность к стрептомицину, мономицину, канамицину, ампиц-лилину, левомицетину, гентамицину, тетрациклину, карбенициллину. Циркуляция в хозяйствах таких микроорганизмов представляет серьезную угрозу благополучию птицы промышленного стада. Поэтому в течение двух последних десятилетий в мире резко вырос интерес к использованию препаратов, содержащих естественную микрофлору кишечника - пробиотиков, которые обладают разнообразным фармакологическим действием, в том числе антагонистической активностью по отношению к патогенной и условно-патогенной микрофлоре (Тараканов Б.В., Николичева Т.А., 2000; Поспелова В.В, 2002;
Шевелева С.А. с соавт., 2002; Crawford J.S., 1979; Fuller R. et al., 1989; О'Sullivan D.J., 2001 и др.). Пробиотические препараты, разработанные на основе живых лактобактерий, бифидобактерий, стрептококков, являются эффективными средствами коррекции кишечного микробиоценоза (Запруднов A.M., Мазанкова Л.Н., 1999; Сидоров М.А. с соавт., 2000; Павлова Н.В., 2001; Малик Н.И., 2002).
Известно, что нормальная микрофлора пищеварительного тракта выполняет чрезвычайно сложную физиологическую, иммунологическую и антагонистическую функции. Одна из важнейших функций нормальной микрофлоры - обеспечение колонизационной резистентности макроорганизма, препятствующей заселению желудочно-кишечного тракта патогенной и условно-патогенной микрофлорой (Шендеров Б.А., 1987). В настоящее время на основе нормальной микрофлоры кишечника - лактобактерий, бифидобактерий, стрептококков разработан целый ряд препаратов, которые используют для поддержания и восстановления биоценоза пищеварительного тракта, а также в качестве эффективных лечебно-профилактических средств при желудочно-кишечных заболеваниях птиц (Мишурнова Н.В., Киржаев Ф.С., 1993; Малик Н.И., Панин А.Н., 1999, 2001; Бовкун Г.Ф. с соавт., 2002; Гаврилова Н.Н. с соавт., 2002; Лапинскайте Р., Бабонас И., 2003 и др.). Эти препараты проявляют антагонистическую активность в отношении патогенной микрофлоры, угнетая ее рост и снижая вирулентность. Они, в отличие от антибиотиков, не вызывают явления антибиотикорезистентности, не снижают качество животноводческой и птицеводческой продукции, не проявляют аллергического, эмбриотоксического и тератогенного действия (Зинченко Е.В., Панин А.Н., 2000).
«Мультибактерин ветеринарный ОМЕГА-10» (далее мультибакте-рин, мультибактерин ветеринарный, MB) представляет собой пробиотиче-ский препарат, в состав которого входит искусственная симбиотическая система штаммов Lactobacillus acidophilus. Общий методологический подход в
6 оценке эффективности пробиотиков предусматривает их испытание в лабораторных и производственных условиях. Это и послужило основанием при выборе цели и задач наших исследований.
Цель и задачи.
Целью работы является изучение возможности коррекции кишечного микробиоценоза птицы и снижения потерь от колибактериоза при использовании пробиотиков различного состава.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
Определить антагонистическую активность бикультуры, входящей в состав мультибактерина ветеринарного по отношению к культурам кишечной палочки, золотистого стафилококка, сальмонелл, выделенным в птицеводческих хозяйствах.
Выявить влияние пробиотиков различного состава (мультибакте-рин ветеринарный и коммерческий препарат «Пробиотик-1») на формирование кишечного микробиоценоза суточных цыплят.
Изучить динамику восстановления кишечного микробиоценоза цыплят-бройлеров с применением пробиотиков различного состава (мультибактерин ветеринарный и коммерческий препарат «Пробиотик-1») после курса антибиотикотерапии при лечении колибактериоза.
Определить влияние мультибактерина ветеринарного на санитарное качество убитой птицы.
Изучить ростостимулирующее действие пробиотиков различного состава, а также их влияние на производственные показатели (продуктивность и сохранность) при выращивании цыплят-бройлеров в хозяйствах, благополучных и неблагополучных по колибактериозу.
Определить экономический эффект от применения пробиотиков различного состава в условиях птицеводческих хозяйств.
7. Разработать схему применения мультибактерина ветеринарного при выращивании цыплят-бройлеров.
Научная новизна. Установлено положительное влияние мультибактерина в жидкой форме на формирование и восстановление нарушенного применением антибиотиков кишечного микробиоценоза цыплят-бройлеров. Определены количественные и качественные изменения микробиоценоза кишечника под действием различных антибиотиков. Показано, что симбионт-ные штаммы лактобактерий, входящие в состав мультибактерина, обладают антагонистическим действием по отношению к патогенным штаммам Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Salmonella enteritidis, выделенным в птицеводческих хозяйствах. Впервые предложена методика определения количества жизнеспособных клеток в мультибактерине ветеринарном, адсорбированном на отрубях. Модифицирован способ определения антагонистической активности лактобацилл методом отсроченного антагонизма. Впервые установлены различия в количественном составе микрофлоры фекалий и содержимого слепых отростков цыплят-бройлеров.
Практические результаты. Применение мультибактерина ветеринарного в промышленном птицеводстве для формирования и восстановления нарушенного при антибиотикотерапии кишечного микробиоценоза способствует профилактике колибактериоза. Продемонстрировано положительное влияние мультибактерина ветеринарного на сохранность, выявлен его росто-стимулирующий эффект при выращивании цыплят-бройлеров в хозяйствах благополучных и неблагополучных по колибактериозу. Установлена выраженная эффективность использования мультибактерина ветеринарного для формирования и нормализации кишечного микробиоценоза цыплят-бройлеров, а также для повышения сохранности и продуктивности по сравнению с коммерческим препаратом «Пробиотик-1».
По результатам исследований составлено «Временное наставление по применению кормовой добавки Мультибактерин ветеринарный ОМЕГА-
10», утвержденное на методическом совете Санкт-Петербургской государственной академии ветеринарной медицины (протокол № 1 от 08.09.1999 г.). Данные, полученные при выполнении диссертационной работы, используются ветеринарными специалистами хозяйств Ленинградской, Тюменской и Белгородской областей. Мультибактерин применяется в технологическом цикле выращивания цыплят-бройлеров в ЗАО «Тюменский бройлер». Результаты наших исследований используются в учебном процессе на кафедрах эпизоотологии и болезней птиц СПбГАВМ.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены, обсуждены и одобрены на научно-практическом конгрессе «Актуальные вопросы ветеринарии и зоотехнии» (2001 г.), XII и XIV международных межвузовских конференциях «Новые фармакологические средства в ветеринарии» (2001 и 2002 г.), научной конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов СПБГАВМ «К 300-летию Санкт-Петербурга» (2003 г.).
Основные положения, выносимые на защиту
Антагонистическая активность бикультуры Lactobacillus acidophilus, входящей в состав мультибактерина ветеринарного, по отношению к штаммам Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Salmonella enteritidis, выделенным в хозяйстве.
Влияние пробиотиков различного состава на формирование кишечного микробиоценоза суточных цыплят.
Динамика восстановления кишечного микробиоценоза цыплят-бройлеров после курса антибиотикотерапии с применением пробиотиков различного состава в неблагополучном по колибактериозу хозяйстве.
Влияние мультибактерина ветеринарного на санитарное качество убитой птицы.
Влияние пробиотиков различного состава на показатели продуктивности и сохранности при выращивании цыплят-бройлеров в благополучных и неблагополучных по колибактериозу хозяйствах.
Схема применения мультибактерина ветеринарного в условиях птицеводческих хозяйств.
Объем и структура работы.
Диссертация состоит из введения, обзора литературы, результатов собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов, практических предложений, списка литературы, приложения. Работа изложена на 142 страницах машинописного текста, содержит 26 таблиц, 13 рисунков. Список литературы включает 194 источника, из них - 92 иностранных авторов.
*
Микробиоценозы организма птицы
Под микробиоценозом понимается совокупность бактерий, грибов, вирусов, простейших, заселяющих организм человека, животных, птиц. Наиболее сложным по составу является микробиоценоз желудочно-кишечного тракта, в то же время симбиотические ассоциации микроорганизмов на коже и в дыхательной системе - более простые микробиоценозы (Шендеров Б.А., 1998).
Микроорганизмы, присутствующие в организме хозяина, находятся между собой в разнообразных взаимоотношениях: нейтрализм, конкуренция, мутуализм, синергизм, комменсализм, паразитизм. Недостаток или избыток того или иного субстрата или метаболита, также как и изменения окружающей среды, служат сигналом для адаптивных или необратимых изменений в соответствующем звене микроэкологической системы. Благодаря наличию сложной и разветвленной системы взаимодействия между населяющими макроорганизм популяциями, микроэкологическая система человека и животных выступает как единое целое, согласованно функционирующее в интересах всей системы и организма хозяина, в котором она локализована. Неся в себе элементы саморегуляции, система «макроорганизм - его микрофлора» способна противостоять, в известных пределах, изменениям условий среды и колебаниям плотности микробных популяций (Savage D.C., 1989).
Исследования взаимоотношений организма хозяина и его микрофлоры убедительно продемонстрировали, что последняя принимает активное участие в морфогенезе различных клеток и тканей макроорганизма, физиологических функциях и биохимических реакциях за счет продукции большого количества разнообразных ферментов, токсинов, а также образования метаболитов при микробной трансформации субстратов экзогенного и эндогенного происхождения. Основные доказательства участия микрофлоры, населяющей кожу и слизистые хозяина, в физиологических функциях и биохимических реакциях получены на безмикробных и конвенциональных (с обычной микрофлорой) животных, а также гнотобионтах с известными наборами микроорганизмов (Шендеров Б.А., 1998).
Уже в 70-е годы прошлого века было установлено, что «нормальная» («индигенная») микрофлора выполняет в организме разнообразные функции:
1. Формирует иммунобиологическую реактивность организма.
2. Предохраняет организм от внедрения и размножения патогенных микроорганизмов, благодаря продукции разнообразных антибиотических соединений и выраженной антагонистической активности.
3. Влияет на анатомическую структуру слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта.
4. Участвует в печеночно-кишечной циркуляции солей желчных кислот, холестерина и желчных пигментов.
5. В процессе жизнедеятельности синтезирует витамин К и ряд витаминов группы В, некоторые ферменты и другие биологически активные соединения, которые используются организмом хозяина.
6. Ферментные системы микрофлоры дистальной части кишечника инакти-вируют биологически активные соединения, выделяющиеся с пищеварительными соками.
7. Утилизирует непереваренные пищевые вещества, образуя при этом амины, органические кислоты и другие соединения, участвующие в обмене веществ макроорганизма (И.Б. Куваева, 1976).
Рассматривая иммуногенную функцию микрофлоры, следует отметить, что нормофлора играет важную роль в формировании иммунокомпе-тентных органов и тканей макроорганизма (Маннапова Р.Т. с соавт., 2001; Yasui Н. et al., 1999). Установлено, что у безмикробных животных недоразвиты лимфоидные органы, снижены фагоцитарная активность клеток ретикуло-эндотелиальной системы и число лимфоцитов по сравнению с обычными животными (Чахава О.В., 1982; Gerbers Jan-Olaf, Laissue J.А., 1984). Гистологическими и иммунологическими исследованиями Koshikawa Т. et al. (1983) установили слабое развитие фабрициевой сумки, недоразвитие всей В-лимфоцитарной системы и гуморального иммунитета у безмикробных цыплят 2-недельного возраста. В то же время оральное введение цыплятам представителей нормальной микрофлоры (Bifidobacterium globosum и Enterococcus faecium) по данным И.П. Степаненко (2001) усиливает Е-розеткообразующую активность лимфоцитов селезенки, фагоцитарную реакцию и способствует повышению активности сывороточного лизоцима.
Влияние на анатомическую структуру слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта. Сравнение конвенциональных (с нормальной микрофлорой) и безмикробных животных, проведенное зарубежными исследователями (Gebbers Jan-Olaf, Laissue J.А., 1984), показало, что общая поверхность кишечника у животных, полностью лишенных микроорганизмов, на 10-30% меньше, чем у конвенциональных особей. Собственная пластинка стенки тонкой кишки у безмикробных животных истончена за счет снижения числа клеточных элементов и гидратации тканей. Ворсинки кишечника у этих животных значительно тоньше, чем у конвенциональных. Эпителиальные клетки, покрывающие поверхность ворсинок, имеют более морфологически схожую форму, чем у обычных животных, а сами эти ворсинки более длинные. По данным G.D. Abrams (1977) при отсутствии микроорганизмов процесс обновления поверхностного эпителия резко замедлен, снижена ми-тотическая активность энтероцитов и скорость их миграции по микроворсинкам, поэтому у безмикробных животных средний возраст эпителиальных клеток увеличивается. Стимуляция роста эпителиальных клеток микроорганизмами обусловлена тем, что продукты микробнного метаболизма служат у конвенциональных животных важным дополнительным источником питания мукозных клеток (Roediger W.E.W., 1986; Ichikawa Н. et al., 1999).
Характеристика препаратов мультибактерин ветеринарный и коммерческого препарата «Пробиотик-1»
По мнению Б.А. Шендерова с соавт. (1997) наиболее соответствует современному уровню знаний следующее определение пробиотиков: это живые микроорганизмы и вещества микробного и иного происхождения, оказывающие при естественном способе введения благоприятные эффекты на физиологические функции, биохимические и поведенческие реакции организма хозяина через оптимизацию его микроэкологического статуса. Наиболее часто пробиотики изготавливают на основе живых микроорганизмов - представителей нормальной микрофлоры животных и птицы. Требования к микроорганизмам, используемым в качестве пробиотиков, разрабатывались и продолжают разрабатываться многими исследователями (Куваева И.Б., 1999; Малик Н.И., 2002; Fuller R., 1995; Rolfe R.D., 2000). Основными требованиями к микроорганизмам-пробионтам являются следующие (цит. по Зинченко Е.В., Панин А.Н., 2000): сохранение активности при высокой кислотности желудка, высокой концентрации желчных солей и пищеварительных ферментов в тонком отделе кишечника; способность колонизировать поверхность слизистой кишечника и неспособность к инвазии и системному распространению в организме; антимикробные свойства за счет продукции органических кислот и антибиотикоподобных субстанций; абсолютная безвредность при длительном применении. Лактобациллы полностью соответствуют данным требованиям, поэтому эта группа микроорганизмов чаще всего используется для изготовления пробиотических препаратов (Антипов В.А., 1981; Мирошник О.А., 1999; Поспелова В.В. с соавт., 1990, 1991 и др.).
Специалистами НИИ особо чистых биопрепаратов (Санкт-Петербург) найдены условия получения искусственной симбиотической системы на основе оригинальных штаммов Lactobacillus acidophilus. Бикультура характеризуется расширенным спектром и высоким уровнем антагонистической активности, устойчивостью к некоторым антибиотикам (см. приложение 1). На основе ацидофильной симбиотической бикультуры специалистами НИИ особо чистых биопрепаратов (Санкт-Петербург) и Санкт-Петербургской академии ветеринарной медицины разработан пробиотик «Мультибактерин ветеринарный ОМЕГА-10».
Сухая форма мультибактерина содержит в своем составе симбиоти-ческую ацидофильную бикультуру (ТУ 9197-001-0047941-97), ржаные или пшеничные отруби. Представляет собой порошок из мелких, частично слипшихся хлопьев от светло-песочного до коричневого цвета. Вкус и аромат мо-лочно-кислый с хлебным привкусом. Количество жизнеспособных микробных клеток составляет 1,8-2,0x106 в 1 г. Препарат получен контактно-сорбционным методом сушки биомассы с использованием отрубей в качестве носителей и одновременно адсорбентов. Включение в состав препарата отрубей способствует стимуляции роста и размножения нормальной микрофлоры кишечника, за счет обеспечения пищевыми волокнами, витаминами группы В и биотином. При хранении препарата при температуре до +25С количество жизнеспособных клеток не снижается в течение 12 мес.
Жидкая форма мультибактерина ветеринарного представляет собой сгусток белого цвета, при перемешивании имеет консистенцию жидкой сметаны. Вкус - кислый, запах - свойственный кисломолочным продуктам. Количество жизнеспособных клеток в 1 мл препарата составляет 1,2-2,0х109.
Влияние мультибактерина ветеринарного на производственные показатели при выращивании цыплят-бройлеров в хозяйствах благополучных и неблагополучных по колибактериозу
Влияние пробиотических препаратов на кишечную микрофлору, безусловно, является одним из важнейших механизмов их действия. Но, по мнению Е.В. Зинченко и А.Н. Панина (2000), действие этой группы препаратов не является простым атрибутом их качественного и количественного состава и его следует оценивать также и по влиянию на выход продукции животноводства и птицеводства. Многие отечественные и зарубежные авторы (Платонов А.В., 1985; Сафонов Г.А. с соавт., 1992; Бессарабов Б. с соавт., 1996; Малков А.В. с соавт., 2002; Jernigan М.А. et al., 1985) указывают на положительное влияние пробиотиков на производственные показатели при выращивании птицы. Увеличение сохранности птицы, повышение среднесуточного прироста массы тела, снижение затрат корма способствует повышению экономической эффективности производства птицеводческой продукции и снижению ее себестоимости.
В предыдущих главах мы рассматривали влияние мультибактерина на представителей кишечной микрофлоры (энтеро-, лакто-, бифидобактерий, энтерококков, стафилококков), но, как было сказано выше, это не является единственным критерием эффективности действия пробиотика. Поэтому следующим этапом наших исследований стало изучение влияния мультибактерина на производственные показатели при промышленном выращивании цыплят-бройлеров в хозяйствах благополучных и неблагополучных по колибак-териозу.
Определение влияния мультибактерина ветеринарного на производственные показатели при выращивании цыплят-бройлеров проводилось нами в условиях птицехозяйств Тюменской, Ленинградской и Белгородской областей.
В условиях птицефабрики «Тюменский бройлер», благополучной по колибактериозу, были проведены опыты по определению влияния мультибактерина ветеринарного в жидкой форме на производственные показатели при промышленном выращивании цыплят-бройлеров кросса Гибро-SP. Для эксперимента были выбраны 2 корпуса (№ 1-21 и № 1-17) - опытный и контрольный. Заселение корпусов происходило одновременно, с интервалом 7 дней. Кормление и ветеринарные обработки опытной и контрольной птицы были аналогичными. Цыплятам, содержавшимся в корпусе № 1-21 (опыт), после применения антибиотика энротила выпаивали пробиотический препарат мультибактерин ветеринарный в жидкой форме по схеме, представленной ниже.
Схема применения мультибактерина на птицефабрике «Тюменский бройлер»: выпаивание с водой ежедневно, один раз в день, начиная с 7-дневного возраста, в течение пяти дней, в дозе 8x106 микробных тел на голову в сутки. Расход пробиотика составил 340 мл в сутки, на весь курс - 1700 мл. Эффективность действия мультибактерина оценивали по сохранности поголовья, среднесуточному приросту массы тела, массе одной головы при убое, проценту выбраковки, выходу продукции. Производственные показатели по закрытым партиям представлены в табл. 22.
Как видно из данных табл. 22, применение цыплятам-бройлерам мультибактерина ветеринарного в жидкой форме в течение 5 дней положительно повлияло на сохранность и продуктивность птицы. В опытной группе процент сохранности был на 2,9% (Р 0,05) больше по сравнению с контролем, процент выбраковки птицы, получавшей мультибактерин, меньше на 1,4% (Р 0,05). Использование мультибактерина позволило увеличить среднесуточный прирост массы на 2,1 г или 5% (Р 0,01), а массу одной головы при убое на 131 г или 7,3% (Р 0,01) по сравнению с контрольной группой. Несмотря на то, что количество цыплят в опытной группе было на 440 голов меньше, чем в контрольной, выход продукции в группе птицы, получавшей Мультибактерин, на 7079 кг (10,3%) больше, по сравнению с контролем.
