Обсуждение вопросов кормления собак и кошек невозможно без знания о микрофлоре кишечника. На состав микробиоты оказывает влияние ряд факторов: вид животного, условия окружающей среды и особенности кормления, возраст и состояние здоровья. Коммерческие пробиотики содержат специально подобранные культуры микроорганизмов, способствующие улучшению кишечной микробиоты, иммунного статуса и обменных процессов в организме животных.
Отношения организма-хозяина и его микробиоты — это симбиоз, основанный на сложных физиологических и биохимических процессах. Микроорганизмы кишечника не только помогают ферментировать корм до легкоусвояемых соединений, но и способствуют восстановлению и защите слизистых, регулируют рН, составляют конкуренцию патогенным микробам, участвуют в метаболизме и иммунных процессах.
Нарушение равновесия в кишечнике происходит при различных стрессах, в том числе при смене корма, и часто требует применения корректирующих средств, особенно для животных с чувствительным пищеварением.
Профилактика болезни всегда лучше лечения.
Становление здоровой микрофлоры начинается уже в первые часы жизни щенков и котят. Новорожденные и растущие щенки, а также котята характеризуются слабо развитым пищеварительным трактом и высоким риском инфекций ЖКТ, поэтому нуждаются в пробиотиках и субстратах для их размножения (пребиотиках). Чем раньше полезная флора заселит кишечник животного, тем меньше он будет подвержен воздействию патогенной микрофлоры.
Следовательно, эффективность применения пробиотиков (особенно в целях профилактики заболеваний кишечника животных) возрастает, если назначать их с юного возраста.
Факторами риска заболеваний желудочно-кишечного тракта являются смена рациона, пристройство щенков и котят, вакцинация, воздействие низких и высоких температур и другие причины. Любые стрессы негативно сказываются на микробиоте.
Пробиотики для животных представляют собой кормовые добавки либо ветеринарные препараты, которые содержат штаммы микроорганизмов, препятствующие размножению в желудочно-кишечном тракте условно-патогенной микрофлоры. Они могут применяться как периодически, так и постоянно. Последнее определение понятия «пробиотики», сформулированное в 2002 году экспертами рабочей группы ФАО и ВОЗ, гласит, что это «живые штаммы строго отобранных микроорганизмов, которые при введении в достаточных количествах приносят пользу здоровью хозяина».
Следует только соблюдать дозировки, рекомендуемые производителем, а также учитывать возможную индивидуальную непереносимость.
Помимо защиты органов желудочно-кишечного тракта пробиотики назначают для лечения и профилактики широкого спектра заболеваний, в том числе органов размножения, дыхания, а также кожи. Включение в схемы лечения бактериальных и вирусных заболеваний пробиотиков наряду с иммунными препаратами и антибиотиками способно ускорить выздоровление питомца в том числе при смешанных инфекциях.
Одно из направлений внедрения в практику пробиотиков — сектор гигиены для домашних животных: санация помещений, а также изготовление наполнителей для кошачьих туалетов, так как некоторые пробиотики во внешней среде проявляют бактериостатический эффект. Также выпускаются специализированные зоошампуни.
В составе средств на основе пробиотиков может присутствовать один или несколько штаммов микроорганизмов. Важно, чтобы выбранные культуры усиливали действие друг друга, а не конкурировали за питательные субстраты в кишечнике. Перечислим основные требования при выборе микроорганизмов в составе пробиотиков для животных:
1) антагонистическое действие в отношении болезнетворных агентов (благодаря методам генной инженерии и селекции можно добиться создания препаратов направленного действия);
2) отсутствие вирулентности (пробиотики не должны размножаться в других органах и тканях при попадании в кровяное русло);
3) способность выдерживать агрессивную среду желудочного сока и высокие концентрации желчных кислот;
4) промышленный штамм должен хорошо переносить процессы производства, транспортировки, хранения и применения, сохраняя свою жизнеспособность и желательные характеристики;
5) способность к адгезии («прилипанию») к кишечному эпителию, что позволяет пробиотическим микроорганизмам колонизировать кишечник;
6) низкие затраты при культивации;
7) отсутствие генов резистентности к антибиотикам;
8) надлежащее число микробных клеток для «заселения» кишечника. Профилактическая доза пробиотиков для собак в среднем составляет 1–5 млрд КОЕ (колониеобразующих единиц, то есть живых бактерий, способных размножаться) в день. Начальная доза составляет 1–2 млрд КОЕ в день. Для кошек — около 0,5 млрд КОЕ в день.
Избыток поступления пробиотиков может вызывать послабляющий эффект; в этом случае нужно уменьшить индивидуальную дозировку. Корма для животных обязательно проходят асептическую тепловую обработку. Споровые микроорганизмы рода Bacillus могут выдерживать ультрафиолетовое излучение, высушивание и воздействие высоких температур, при этом способны стимулировать рост собственной полезной микрофлоры кишечника, поэтому перспективны для производства кормов для собак и кошек.
Чтобы не убить полезные бактерии, важно соблюдать инструкцию производителя. При введении пробиотиков путем выпаивания важно, чтобы вода не была горячей и не содержала хлора. Некоторые добавки допустимо выпаивать животным с молоком.
Классификация пробиотиков
Согласно международной классификации FAO, пробиотики, используемые в составе кормов и прикормок для животных, делятся на 4 обширные группы:
1. Бактериальные или небактериальные. Большинство используемых микроорганизмов составляют бактерии. Примерами бактериальных пробиотиков являются культуры Lactobacillus, Bacillus, Streptococcus, Bifidobacterium, Pediococcus acidilactici.
Небактериальные (дрожжевые или грибковые) пробиотики включают культуры Aspergillus oryzae, Candida pintolopesii, Saccharomyces bourlardii и Saccharomyces cerevisiae.
2. Спорообразующие или неспорообразующие пробиотики. К неспорообразующим пробиотикам относятся бифидобактерии и лактобактерии. Для продуктивных и непродуктивных животных достаточно широко используются спорообразующие бактерии, например, Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis и др.
3. Поливидовые средства или монопробиотики. Микробный состав пробиотических продуктов колеблется от одного штамма определенного вида до нескольких штаммов микроорганизмов нескольких видов.
4. Аллохтонные либо автохтонные пробиотики. Микроорганизмы, используемые в качестве пробиотиков, которые обычно не присутствуют в ЖКТ животных, называются аллохтонными (например, дрожжи), в то время как микроорганизмы, которые присутствуют как коренные обитатели ЖКТ, называются автохтонными пробиотиками (например лактобациллы и бифидобактерии).
Механизм действия
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, используемых для изучения микробиомов, значительно облегчит наше понимание того, каким образом действуют те или иные элементы микрофлоры.
Известно, что пробиотические микроорганизмы могут вырабатывать пищеварительные ферменты. В частности, определенные штаммы спорообразующих бактерий способны продуцировать a-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. Лакто-бактерии 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, муко-пептидов 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 выделить 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, «БИОТРОФ», 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.).
Ученые молекулярно-генетического центра компании «БИОТРОФ» разработали инновационный метод, который позволяет измерять и наблюдать, как меняется состояние микробиома животного того или иного вида. Одна из наиболее сложных и дорогостоящих технологий, используемых в ООО «БИОТРОФ», — это NGS-секвенирование, которое позволяет выявить полный видовой состав всех 100% микробных сообществ кишечника и других экосистем.
Также на эту тему:
«Оценка эффективности пробиотика Профорт®»
«Зачем применяют пробиотики собакам и кошкам?»
«Пробиотики – альтернатива антибиотикам. Пробиотик от «Зоонорм»
«Пробиотик «Профорт» от «Биотроф»
«Биопротектин — инновационный пробиотик-гепатопротектор»
«СУБ-ПРО — современный российский высокоэффективный пробиотик»
