Пробиотические препараты и кормовые добавки содержат специально подобранные культуры микроорганизмов, которые улучшают кишечную микробиоту, иммунный статус и обменные процесс ы в организме животных. При этом они конкурируют с патогенно й микро флорой, вытесняя ее из кишечника.
Помимо защиты органов желудочно-кишечного тракта пробиотики возможно применять в целях лечения и профилактики болезней органов размножения, дыхания, при болезнях кожи. Культуры микроорганизмов, обладающих бактериостатическим действием, также возможно использовать для санации помещений, в том числе в составе наполнителей для кошачьих туалетов. Помимо бактериальных заболеваний, вред животным наносят вирусные болезни, которые осложняются бактериальной инфекцией. В этом случае включение в схемы лечения пробиотиков наряду с иммунными препаратами и антибиотиками способно ускорить выздоровление питомца.
В составе средств на основе пробиотиков может присутствовать как один штамм микроорганизма, так и несколько. В последнем случае важно, чтобы выбранные культуры усиливали действие друг друга, а не конкурировали за питательные субстраты в кишечнике.
В связи с особенностями производства кормов и кормовых добавок для мелких домашних животных сегодня актуальны споровые микроорганизмы рода Bacillus, способные выдерживать ультрафиолетовое излучение, высушивание и воздействие высоких температур и стимулирующие рост собственной полезной микрофлоры животных.
Эффективность применения пробиотиков повышается, если использовать их до возникновения риска болезни, то есть на постоянной основе в составе кормовых добавок, причем с юного возраста (оптимально — уже в первые часы жизни). Новорожденные и растущие щенки, а также котята характеризуются слабо развитым пищеварительным трактом и высоким риском инфекций пищеварительного тракта, поэтому нуждаются в пробиотиках и субстратах для их размножения (так называемых пребиотиках). Чем раньше полезная флора заселит кишечник животного, тем меньше он будет подвержен воздействию патогенной микрофлоры. Фактором риска заболеваний желудочно-кишечного тракта является смена рациона, пристройство щенков и котят, вакцинация, воздействие низких и высоких температур и другие причины.
Как действуют пробитотики?
Механизмы действия пробиотических микроорганизмов еще до конца не изучены и обусловлены их генетическим разнообразием. Известно, что пробиотики могут изменять динамику микробной популяции в ЖКТ, создавая более благоприятную среду из-за сдвига баланса полезных и вредных микробов.
Такие условия способствуют усвоению кормов и повышению иммунного статуса животных. Ожидается, что научный прогресс в молекулярных методах и секвенировании ДНК, исполь зуемых для изучения микробиомов, значительно облегчит наше понимание того, каким образом действуют те или иные элементымикрофлоры.
Известно, что пробиотические микроорганизмы могут вырабатывать пищеварительные ферменты. В частности, определенные штаммы спорообразующих бактерий способны продуцировать α-амилазу, целлюлазу, протеазы и металлопротеазы.
В свою очередь, лактобациллы способны создавать условия для повышения активности амилаз. Существуют исследования, говорящие о том, что под действием пребиотиков у птиц и млекопитающих увеличивается высота кишечных ворсинок, благодаря чему увеличивается площадь поверхности для всасывания питательных веществ.
Уменьшение количества патогенных микроорганизмов в ЖКТ при вводе в рацион пробиотиков может быть также связано с производством антимикробных веществ (бактериоцинов), ингибирующих развитие патогенов органических кислот и ферментов, адгезией пробиотических микробов к кишечному эпителию (тем самым осуществляется их конкуренция с патогенными микроорганизмами), а также за счет активирования иммунного ответа организма.
Стимулирование развития собственной микрофлоры
В ряде исследований отмечено, что пробиотики способствуют увеличению популяции в кишечнике моногастричных лакто- и бифидобактерий. Лактобактерии и бифидобактерии продуцируют белки или полипептидные бактериоцины, которые уменьшают рост близкородственных видов бактерий, что может снизить количество вредных микроорганизмов в ЖКТ.
Конкурентное прикрепление к эпителию кишечника
Некоторые штаммы лактобактерий и бифидобактерий обладают гидрофобными белками поверхностного слоя, помогающими бактериям неспецифически прикрепляться к поверхности клеток животных. Лактобациллы прилипают к эпителиальным клеткам кишечника, в том числе подвздошной кишки цыплят. Это может конкурентно исключать патогенные микроорганизмы из желудочно-кишечного тракта.
Ингибирование патогенной микрофлоры
Пробиотические бактерии являются природными конкурентами ряда возбудителей болезней животных. Благодаря выработке органических кислот (в том числе короткоцепочечных жирных кислот) они способны сдвигать pH, создавая неблагоприятные условия для размножения сальмонелл, клостридий, патогенных штаммов кишечных палочек и других возбудителей заболеваний.
Антибактериальные ферменты
Лизоцим обнаруживается в кишечнике, слюне, слезной жидкости, на слизистых органов дыхания и репродукции, плазме крови, лейкоцитах, молозиве. Помимо собственной продукции организмом животного, лизоцим способны вырабатывать также пробиотическая микрофлора (в том числе лакто- и бифидобактерии, а также энтерококки).
Лизоцим частично или полностью расщепляет клеточные оболочки микробов, состоящие из хитинов, мукопептидов и глюкозаминопептидов. Он активен в отношении грамположительных микроорганизмов, стимулирует выработку интерферонов в организме животного, а также регенерацию тканей.
Бактериоцины
Благодаря выработке защитных противовирусных, антибактериальных и антигрибковых соединений бактериальная клетка способна выживать в неблагоприятных условиях. Бактериоцинами называются специфические белки, вырабатываемые некоторыми бактериями и подавляющие жизнедеятельность клеток других штаммов того же вида или родственных видов бактерий. Уровень их продукции зависит от конкретного штамма микроорганизма.
Антибактериальные вещества широкого спектра действия вырабатывают молочнокислые бактерии, бифидобактерии и спорообразующие бактерии рода Bacillus.
Например, культуры Str. lactis, B. acidophilum, L. bulgaricum, L. casei способны подавлять развитие гемолитических стрептококков, протея, пневмококков, патогенных кишечных палочек, сальмонелл, коринебактерий, стрептококков, микрококков, микобактерий, стафилококков и других возбудителей.
Выработка специфических молекул позволяет бактериям конкурировать за субстрат между бактериями одного вида (колицины, вырабатываемые кишечными палочками нормальной микрофлоры кишечника животных, подавляют размножение своих патогенных сородичей).
Путем методов генной инженерии и селекции возможно вы-делить штаммы микроорганизмов, продуцирующих антигрибковые, противококцидийные и антибактериальные молекулы в повышенных концентрациях.
Активация иммунного ответа
Здоровый эпителий слизистой оболочки кишечника обладает защитной функцией, включающей анатомические структуры, иммунологические выделения (состоящие из слизи, иммуноглобулинов, например IgA, противомикробных молекул), пептиды и комплекс адгезии эпителиальных соединений.
Пробиотики относятся к разнообразным видам микроорганизмов, поэтому механизмы воздействия их на иммунитет животных могут различаться. Некоторые из них способны повысить в сыворотке крови содержание отдельных иммуноглобулинов (IgA, IgM), другие активизируют выработку лимфоидной тканью кишечника цитокинов, Т-лимфоцитов.
Установлено, что пробиотики способны влиять как на врожденный, так и на приобретенный иммунитет. Во многом улучшение врожденного иммунитета кишечника осуществляется за счет восстановления его барьерной функции. Патологические состояния, вызывающие иммунологические нарушения, разрушают этот барьер, провоцируя воспаление кишечной стенки и кишечные расстройства.
Разрушение чувства кворума
Одним из факторов защиты бактерий против негативных факторов среды (в том числе антибиотиков) является чувство кворума — способность к передаче химических сигналов внутри одного вида микроорганизмов. Это явление описано как для грамположительных, так и для грамотрицательных бактерий. Благодаря этому взаимодействию болезнетворные микроорганизмы биопленки препятствуют воздействию антибиотиков, а также синтезируют факторы вирулентности.
Чем больше клеток находится вместе, тем больше сигнальных молекул они производят, в результате клетки совместно концентрируются на выработке защитных белков.
Пробиотики способны нарушать передачу сигналов между бактериальными клетками, разрушая у них чувство кворума (групповой химической коммуникации) путем подавления экспрессии гена вирулентности и белков, необходимых для образования биопленки. Следовательно, они могут быть эффективным инструментом в борьбе с возникновением лекарственной резистентности и применяться не только для профилактики, но и в составе схем лечения бактериальных болезней животных.
ПРОБИОТИКИ ДЛЯ СОБАК И КОШЕК
Пробиотики для мелких домашних животных представлены в России продукцией компаний Purina, Probiotics International, Istituto Farmaceutico Candioli, Veda, НПФ «Исследовательский Центр», БФ «Компонент», НИИ Пробиотиков, НПО «Пробио», «ПроБиофарм», НПП «Фармакс» и некоторых других производителей.
Среди российской продукции достаточно много инновационных разработок. Это не только достижения в селекции штаммов пробиотических микроорганизмов, но и внедрение современных технологий (двойное капсулирование, микрокапсулирование, сорбирование на субстратах, генная инженерия и др.).