Будущее эффективного животноводства и птицеводств за стабильным обменом веществ под контролем фитобиотиков

Сафонов А.П., кандидат с.-х. наук, Подобед Л.И. профессор.

Успехи современной генетики в животноводстве подняли возможность повышения продуктивности животных до немыслимых ранее уровней: удой коров до 12-14000 кг молока за лактацию, прирост массы КРС до 1200 г в сутки, прирост массы свиней до 800г/сут, прирост массы мясной птицы до 70г/сут, яйценоскость птицы до 96%. Закономерно, что ответной реакцией на такую интенсивность синтеза продукции в организме животных явилось снижение иммунитета и повышение частоты и тяжести течения инфекционных процессов. В результате получить запланированный уровень продуктивности в рамках указанные выше генетически возможных показателей стало проблематичным.

Постепенно ученые, а затем и производственники пришли к выводу, что повышать резистентность организма к инфекциям надо постоянно весь период выращивания и эксплуатации животных. И только при этом условии возможен реальный успех достижения генетически обусловленных показателей продуктивности.

Наука и практика многих десятилетий доказала эффективность систем антимикробного противодействия при помощи специфических добавок в корм - кормовых антибиотиков. Их постоянное применение на протяжении продуктивной жизни животных гарантировало мощную антимикробную защиту и параллельно с этим повышало эффективность пищеварения и вследствие этого снижение затрат корма на единицу продукции. Только на рубеже 20-21 века стало понятной порочность такого подхода. Кормовые антибиотики породили острую проблему антибиотикорезистентности, которая привела к падению антибиотической силы ряда медикаментозных препаратов для людей и животных и обусловила мощный поиск новых дорогостоящих антибиотических препаратов. Однако на этом проблемы указанного замкнутого круга не заканчиваются. Антибиотики накапливаются в продукции выращивания- мясе, молоке и яйце и попадают с пищей в организм людей. Далее их путь лежит во внутренние органы и ткани с формированием четко установленного эффекта накопления канцерогенов, заканчивающимся многократным ростом частоты раковых заболеваний у людей. Кроме того, доказано, что кормовые антибиотики вызывают интенсивное отложение подкожного жира вместо пищевого белка в теле животных, что существенно ухудшает вкусовые качества мясной продукции. В яйце и молоке может формироваться неприятный привкус на фоне скармливания кормов, содержащих кормовые антибиотики

В результате с началом 21 века на государственном уровне применение кормовых форм антибиотиков стали запрещать. Уже сейчас такое полное запрещение действует в США, практически по всем странам ЕС, в ряде стран Азии, Африки. В РоссийскойФедерации, к сожалению, существует список кормовых антибиотиков, применение которых все ещё разрешено к кормовому использованию.

Порочность применения кормовых антибиотиков стимулировало поиск иных путей антимикробной защиты организма продуктивных животных.

С конца 20 века активно начали создаваться способы антимикробной защиты продуктивных животных при помощи препаратов подкислителей. Совершенствование систем защиты организма от патогенов при помощи органических кислот продолжается и сейчас. Оказалось, что кислоты создают существенный эффект бактериостатичности, к ним нет привыкания организма и микроорганизмов, живущих в нем, они не оказывают вредного влияния на качество пищевой продукции животноводства.

Однако постепенно кислоты перестали использовать в чистом виде из-за ограничения эффекта защиты от микроорганизмов только при помощи их бактериостатичности. Их стали включать в буферные системы, приготавливать при помощи микрокапсул, формировать комплексы кислот с защитной оболочкой в виде липидов. В результате антимикробная защита расширила спектр действия с эффекта бактериостатики до эффекта бактерицидности.

В тоже время оказалось, что кислоты часто поражают не только патогенную, но и полезную микрофлору ЖКТ, создавая негативный эффект дисбактериоза в организме. Кроме того, отельные препарат создают нежелательные химически реакции с компонентами корма при смешивании. Поэтому к проблеме антимикробной защиты стали подходить с другой стороны- при помощи препаратов пробиотиков.

Микробиологической наукой найдены, испытаны и массово внедрены в производственную практику концентраты живых микробиологических культур, хорошо приживающиеся в организме и выступающих антагонистами патогенной микрофлоре (сальмонеллам, кишечной палочки, стрепто- и стафилококкам и др.).Такая привнесенная флора попадая я в ЖКТ формирует мощный защитный механизм от патогенов. Однако и эта система не лишена недостатков. Есть проблемы преодоления микрофлорой пробиотиков кислотного бартера желудка, иногда микрофлора рассматриваемых добавок вступает в антагонистическое противоборство с собственной микрофлорой кишечного тракта с потерей ожидаемого антимикробного эффекта. Так же, как и антибиотики пробиотики не могут бороться с вирусными патогенами. Тем не менее, и эта направление антимикробной защиты организма активно развивается и совершенствуется в настоящее время.

В последние 10-15 лет появилось еще одно весьма перспективное направление формирования системы постоянной антипатогенной защиты организма продуктивных животных при помощи препаратов- фитобиотиков.

Фитобиотики (фитогеники, фитогенные кормовые добавки) это натуральные концентрированные кормовые добавки растительного происхождения, обладающие выраженным антимикробным, противовирусным, иммуномодулирующим, противогрибковым, противовоспалительным действием на организм и используемые в кормлении животных в постоянном режиме с целью повышения их продуктивности и улучшения качества пищевых продуктов животного происхождения.

По биологическому происхождению, химическому составу и другим признакам выделяют следующие группы фитобиотиков: травы (цветковые, недревесные и недолговечные растения), специи (травы с интенсивным запахом или вкусом, обычно добавляемые в пищу), эфирные масла (летучие липофильные соединения, которые получают холодным отжимом, паровой или спиртовой дистилляцией) и смолы (живицы, экстракты, получаемые с помощью неводных растворителей).

Основой всех этих фитобиотических составляющих являются эфирные (частоароматические) масла в разной степени концентрации. Эти масла соприкасаясь с Грам отрицательной микробной клеткой быстро и беспрепятственно проникают в мембрану её оболочки и разрушают таковую, что вызывает паралич работы этой оболочки с массовой утечкой ионов внутренней среды микроорганизма.В результате нарушается все нормальные клеточные процессы- транспорт электронов, транслокация белков, окислительное фосфорилирование, падает осмотическое давление внутри клетки.

В дополнение к этому под действием фитогенных веществ происходит ферментативное ингибирование синтеза ДНК и РНК, что приводит к полному прекращению процесса деления микробной клетки. Под действием фитогеников, проникших внутрь клетки возникает массовый расход энергии микроба, что приводит к быстрому истощению внутриклеточного пула АТФ с формированием эффекта острого энергетического голодания микроорганизма.

Примерно по такому же механизму происходит разрушение оболочки клеток патогенных вирусов, если она имеется и паралич их деления за счет ингибирования синтеза ДНК или РНК.

При этом Грам позитивная микрофлора (молочнокислые, бифидобактерии, некоторые виды энтерококков) остаются устойчивыми к действию эфирных масел и сохраняют свою активность в желудочно-кишечном тракте продуктивных животных. Это означает, что фитогеники как бы сортируют микрофлору ценоза ЖКТ на позитивную и негативную, дают возможность позитивной флоре интенсивно развиваться и побеждать флору негативную. В этом проявляется опосредованный пребиотический эффект таких добавок, схожий с эффектом пробиотиков.

Под действием фитогенных кормовых добавок практически всегда отмечается улучшение микробиологических характеристик мясной, молочной и яичной продукции животноводства и птицеводства.

Кроме того, обнаружен позитивный эффект фотогеников относительно стимуляции эндокринной системы продуктивных животных, что существенно и позитивно влияет на межуточный обмен белков, жиров и БАВ с ростом степени фосфорилирующего окисления в организме и сдвигом увеличения расхода энергии на формирование пищевой продукции.

Противовоспалительное и иммуномодулирующее действие фитобиотиков проявляется благодаря их влиянию на активность лимфоцитов и макрофагов крови, активации выработки NK-клеток (натуральных киллеров, являющихся главной частью иммунной системы). Под действием фитогенных веществ интенсифицируется процесс клеточного фагоцитоза, стимулируется синтез интерферонов, что быстро купирует воспалительные процессы и улучшает в целом характер иммунного ответа на введение вакцин в организм.

Фитобиотики способны вызывать положительные изменения слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки, что повышает ее ферментативную активность ( в частности ферментов трипсина и амилазы). Кроме того, предполагается, что под их действием стимулируется секреция слюны, желчи и слизи в кишечнике. Это является предпосылкой повышения переваримости питательных веществ и улучшение сохранности слизистой оболочки кишечника, предотвращения кишечных энтеритов под влиянием фитобиотиков.

Конкретным примером качественного фитобиотика, обладающего всеми приведенными выше позитивными характеристиками рассмотренной группы фитогенных добавок может служит препарат производства фирмы Апекс Плюс Фри Фарм.

Нами применена классическая схема формирования фитобиотика Фри Фарм. В его состав включены четыре группы фитогенных веществ:

• экстракты трав (таволга, тимьян, орегано)

• эфирные масла (хвои, тимьяна, аниса)

• буферная система ( фумаровая кислота + бензоат натрия)

• антиоксидант (бутилгидрокситолуол )

Благодаря такой конструкции фитобиотика Фри Фарм в его составе накапливается более 30 биологически активных фенолов (табл1).

Таблица 1.

Перечень растительных фенолов препарата Фри Фарм , обладающих антимикробной , антимикотической и антивирусной активностью

1. a-Pinene 2. Camphene 3. b-Pinene 4. Sabinene 5. Myrcene 6. a-Phelandrene 7. a-Terpinene 8. Limonene 9. 1,8-Cyneole 10. b-Phelandrene 11. g-terpinene 12. b-ocimene

13. r-cimene 14. a-terpinolene 15. l-Octen-3-ol 16. trans-sabinene hydrate 17.cis-Sabine hydrate 18. Linalool 19. b-Caryophyllene 20. Methyl carvacrol 21. trans-Dihydrocarvone 22. cis-Dihydrocarvone 23. Isoborneol 24. a-Terpineol

25. g-Alemene 26. b-Bisatolene 27. g-Cadinene 28. trans-Carvacrol 29. Calemene 30. r-Cimene-8-ol 31. Carvacrol acetate 32. Sparcholerol 33. Thymol 34. Carvacrol

Не все из указанных в таблице фенолов изучены в качестве противоинфекционных и стимулирующих пищеварение средств досконально. Тем не менее, свойства тимола и корвакрола исследованы хорошо в медицинской и ветеринарной практике. Доказано, что в определенных соотношениях между собой эти два эфирных экстракта способны проявлять мощный синергический эффект и обеспечить максимальную антисептическую, фунгистатическую, а в сочетании с бутилгидрокситолуолом еще и антиоксидантную активность. Действие этих двух веществ в добавке Фри Фарм усилено экстрактами других трав – таволги, тимьяна. В результате полученная биологическая система стала способной эффективно бороться как с Грам отрицательными, так и с некоторыми Грам положительными патогенными микроорганизмами в желудочно-кишечном тракте животных и птицы.

В частности, доказано, что в модельных опытах при значительной концентрации возбудителей сальмонеллы, патогенной кишечной палочки, кластридий и стафилококков рассматриваемый фитобиотик смог подавить их концентрацию и активность на 96-98%.

Микроскопические исследования показали, что что применение рассматриваемой комбинации фитогенных веществ в составе препарата Фри Фарм привело к полному уничтожению кишечной палочки и исчезновению её видимых форм при микроскопии (Рис.1.).

Жгутиковая форма E. Coli

а) Микроскопия живого штамма жгутиковой формы E. Coli до обработки фитобиотиком

б) Полное отсутствие видимых жгутиковых форм E. Coli после обработки фитобиотиковм Фри Фарм

Рис.1. Микроскопия среды до и после применения препарат Фри Фарм

В тоже время сапрофитная флора ЖКТ, а также и молочнокислые ибифидобактерии свободно жили и развивались в среде куда добавляли фитобиотик.

Система фумаровой кислоты и бензоата натрия усиливают действие эфирных масел и травяных экстрактов и позволяет пролонгировать процесс защиты кишечника от воздействия патологического начала на всем его протяжении.

Фри Фарм стимулирует выделение слюны и кишечных соков, активирует пищеварительное ферменты кишечника и поджелудочной железы (трипсина, химотрипсина, амилаз, и липазы). Замечен его эффект улучшения вкусовых качеств комбикорма, куда его добавляют, что способствует увеличению потребления корма и ускорению потребления кормовой дачи.

Все эти описанные физиологические эффекты Фри Фарма отражаются на существенном улучшении ряда зоотехнических показателей у животных и птицы.

Так в одном из производственных наблюдений установлено, что добавка препарата Фри Фарм в рацион бройлеров в дозе 300 г на тонну комбикорма весь период выращивания обеспечила улучшение конверсии корма и снижение смертности поголовья за 42 дня выращивания (Рис.2.).

Рис.2. Показатели продуктивности бройлеров в связи с использованием фитобиотика Фри Фарм

Введение фитобиотика в рацион на протяжении всего периода выращивания оказалось экономически выгодным. Дополнительная прибыль от откорма птицы с применением добавки составила 14,3 рубля на голову, что в пересчете на весь массив птицы 50000 голов, задействованной в испытаниях, достигло 750 тыс. руб.

Есть сведения об эффективности применения препарата Фри Фарм в яичном производстве, где под его влиянием обнаружен эффект роста яйценоскости на 4,7 %, нормализации массы яйца.

Фри Фарм эффективен при выращивании телят до 6 мес. возраста, у которых под действием добавки снижается частота диарей в 1,55 раза.

Замечено существенное улучшение производственных показателей у свиней, получавших фитобиотик Фри Фарм. Такая добавка обеспечивала рост молочности свиноматок, однородности стада поросят в гнезде, повышение прироста массы у поголовья на доращивании.

Фри Фарм начинает работать с первых дней введения в рацион. Его эффективная доза составляет для телят 400-500г, свиней-200-350г, птицы -250-350г на тонну комбикорма.

Таким образом, фитобиотики и Фри Фарм в частности можно позиционировать как мощное средство влияния на стабилизацию микробного биоценоза организма животных и птицы. Их применение позволяет ограничить активность патогенной микрофлоры в ЖКТ на протяжении всего периода эксплуатации поголовья, существенно сократить объёмы ветеринарного вмешательства в организм, повысить продуктивность, сохранность поголовья и улучшить экологическое качество пищевой продукции.