Результат интеллектуальной деятельности: Лечебно-профилактический препарат для молодняка сельскохозяйственных животных и способ профилактики респираторных болезней телят с его применением

Изобретение относится к ветеринарии и биотехнологии, а именно к ветеринарной микробиологии и предназначено для профилактики респираторных болезней телят.

В связи с ухудшающимся эпизоотологическом состоянии во многих хозяйствах Российской Федерации по болезням молодняка сельскохозяйственных животных возникает потребность пересматривать пути решения этой проблемы. Стоит учесть, что среди болезней молодняка ведущее место занимают болезни вирусной этиологии, осложненные бактериальным началом. Тенденция роста рецидивирующих и хронических респираторных болезней телят и разнообразие иммунных нарушений при этих болезнях определяют актуальность разработки новых лечебно-профилактических препаратов, действующих на этиопатогенез респираторных болезней. Основными факторами этиологии респираторных болезней телят являются биогенные и абиогенные факторы. К агрессивным абиогенным факторам относят, как правило, негативное влияние токсичных газов. Токсичные газы такие, как аммиак, накапливаясь в большом количестве в воздухе надподстилочного слоя, попадают в организм телят через верхние дыхательные пути. При этом нарушаются функции сурфактантной оболочки респираторного тракта, которая является одним из факторов естественной резистентности организма животных. Также аммиак действует угнетающе на функцию эритропоэза, механизм синтеза и выведения иммунных комплексов из организма теленка, чем провоцирует проявление иммунодефицитного состояния, которое резко снижает естественную резистентность организма и активное проникновение возбудителей таких специфических вирусных болезней, как инфекционный ринотрахеит крупного рогатого скота, парагрипп-3 (Джупина С.И., Эпизоотический процесс и его контроль при факторных инфекционных болезнях. Ч. 1., 2002). Для лечения и профилактики респираторных болезней телят предложено большое количество препаратов различного механизма действия, но из-за широкого распространения респираторных болезней в хозяйствах и частых бактериальных осложнений поиск оптимальных профилактических средств по прежнему актуален.

Известны способы профилактики респираторных болезней телят, основанные на создании иммунного фона посредством введения различных сывороток и вакцин в сочетании с обработкой веществами, созданными на основе композиций изг лекарственных трав (патент №2464999 МПК; А61K 36/21; А61K 36/484; А61K 39/12; А61K 11/00). Недостатками данных способов являются недостаточная изученность возникновения побочных явлений в виде гиперчувствительности к компонентам данных сывороток и веществ (повышение максимальной терапевтической дозы повышает риск развития бронхоспазмов и отеков у животных).

Существует способ профилактики респираторных болезней телят с применением аэрозольной обработки помещений 3% раствором перманганата калия.

Недостатком данного способа является то, что перманганат калия подавляет размножение полезной микрофлоры (Коновалов К.П., Применение аэрозоля перманганата калия для профилактики бронхопневмонии телят и лечения заболевших / К.П Коновалов, В.Б. Новиков // Профилактика и лечение незаразных болезней жвачных в спецхозах: Сб. науч. тр. / МВА. - 1987).

Многие способы профилактики и лечения респираторных болезней телят основаны на применении антибиотиков широкого спектра действия.

Несмотря на удобство использования антибиотиков и относительную их эффективность большим минусом такого способа является появление антибиотикорезистентных форм микрофлоры, обычно гнилостной. Она ведет к возникновению бактериальных инфекций и хронизации респираторных болезней. Также одним из существенных недостатков таких способов является то, что при их применении в организме молодняка подавляется рост нормофлоры, которая играет важнейшую роль в формировании иммунной реактивности организма, функциональной стабильности таких систем организма, как желудочно-кишечный тракт, бронхолегочная система и тд.

Наиболее близким по существу к заявленному изобретению является препарат, состоящий из концентрированных культур эффективных микроорганизмов, изменяющий микробиологические процессы в подстилке для свиней при малозатратной технологии производства (патент №2524815; МПК А01K 1/02). Данный биологический препарат обладает высокой антагонистической активностью в отношении гнилостной микрофлоры.

Недостатком данного биологического препарата является, то, что его применяют несколько раз с периодичностью в 2-4 недели. Также для осуществления такого способа требуется добавление опилок, шелухи, так как микроорганизмы работают только при плотном слое опилок, шелухи и соломы не менее 30 см, что экономически неэффективно.

Целью данного изобретения является разработка биологического препарата, обладающего высокой антагонистической активностью по отношению к гнилостной микрофлоре. В результате снижения размножения гнилостной микрофлоры нарушается синтез токсичных газов.

Для повышения эффективности лечения и профилактики респираторных болезней телят предложено использовать разработанный биологический инактиватор токсичных газов в глубокой подстилке, содержащий концентрированные адсорбционно-высушенные культуры эффективных микроорганизмов в устойчивой неактивной форме и способных к длительному хранению такие, как микромицеты рода Trichoderma, дрожжи вида Saccharomyces cerevisae, пробиотическая культура вида Bac.subtillus и лактобактерии рода Lactobacterium с содержанием живых микроорганизмов не менее 10⁵-10⁷ КОЕ (колониеобразующих единиц) в 1 грамме препарата, а в качестве вспомогательных веществ - биополисахарид.

Поставленная цель достигается однократной обработкой подстилочного материала, на котором содержатся телята разработанным биологическим инактиватором токсичных газов в глубокой подстилке, который применяют в дозе 25 граммов на 1 м2 подстилочного материала, в виде водного раствора, который готовят путем разведения в 1 литре нехлорированной воды, температурой не выше +50С°. Обоснованием для выбранных микроорганизмов стали литературные данные о их высокой антагонистической активности в отношении гнилостной микрофлоры, участии в процессах биосинтеза белка, витаминов, органических кислот, антитоксическом действии, проявляющимся в детоксикации отдельных экзогенных веществ, биохимической активности посредством которой данные микроорганизмы способны влиять на температуру субстрата, в котором они размножаются. Также данные микроорганизмы физиологичны и не обладают токсичностью, что было установлено в ходе опыта. Bacillis subtillis является одним из ярких представителей вида спорообразующих почвенных аэробных микроорганизмов (Ashlee М., Losick R, Kolter R. Bacillus subtilis Genome Diversity // Journal of Bacteriology. 2007. №189). Они обладают хемоорганогетеротрофизмом, расщепляют биополимеры, аммонифицируют белковые остатки, способны качественно уменьшать негативное воздействие различных представителей гнилостной микрофлоры и патогенных микроорганизмов таких, как дрожжеподобные грибки Candida, бактерии рода Salmonella, Proteus, Streptococcus. По санитарно-эпидемиологическому правилу СП 1.3.2322-08 «Безопасность работы с микроорганизмами 3-4 групп патогенности и возбудителями паразитарных болезней» (приложение №1) (2008, ред. 2011), действующему на территории Российской Федерации, сенная палочка не относится к патогенным для человека микроорганизмам. Отсутствие патогенных штаммов у сенной палочки дало основание для присвоения им Управлением по контролю качества продовольственных и лекарственных средств США статуса GRAS (generally regarded as safe), то есть безопасных в биологическом отношении организмов. Препараты, содержащие Bacillus subtilis, назначают при нарушениях микробиоценоза желудочно-кишечного и респираторного тракта. Низшие немицелиальные грибы, к которым и относятся дрожжи Saccharomyces cerevisiae обладают богатым составом, содержат воды и сухого вещества, как раз в состав которого входят неорганические и органические вещества (биополимеры, азот, белки, жиры). Дрожжи широко используются в пищевой и медицинской промышленности благодаря своей высокой ферментативной активности и отсутствию токсичности. Лактобактерии относятся к роду Lactobacterium, грамположительным, микроаэрофильным палочковидным микроорганизмам, которые продуцируют молочную кислоту и тем самым проявляют антагонистические свойства по отношению к патогенным микроорганизмам таким, как бактерии семейства Staphylococcaceae, вирулентные штаммы E.coli, бактерии рода Salmonella. Среди грибов-антагонистов особое место занимает гриб рода Trichoderma, который выделяет различные метаболиты такие, как цитокины, этилен, антибиотики, витамины, аминокислоты, органические кислоты, также из этого гриба можно получить фермент целлюлазу, которая активно расщепляет сложные сахара до мономеров (Trichoderma-plant-pathogen interactions / F. Vinale, K Sivasithamparamb, E.L. Ghisalberti, R. Marra, S.L. Woo, M. Lorito // Soil Biology and Biochemistry. 2008. Vol. 40). Каждый компонент по отдельности и в совокупности изменяют биохимические процессы в подстилке, содержащей фекалии и мочу животных.

Способ профилактики респираторных болезней телят заключается в однократной обработке подстилочного материала, на котором содержатся телята, биологическим инактиватором токсичных газов в глубокой подстилке применяют в дозе 25 граммов на 1 м2 подстилочного материала в виде водного раствора, который готовят путем разведения в 1 литре нехлорированной воды, температурой не выше +50С°.

Эффективность данного способа профилактики определялась в хозяйстве ООО «Уйский» Уйского района Челябинской области при наличии животных с клинической картиной респираторного поражения. Сущность данного способа профилактики поясняется на нескольких примерах.

Пример 1. Для осуществления способа были взяты группы животных по принципу пар-аналогов в количестве 15 голов в каждой группе. Для установления влияния биологического препарата и эффективности способа профилактики были определены концентрации аммиака с помощью универсального газоанализатора УГ-2 в надподстилочном слое воздуха, где содержатся животные (таблица 1).

*Р<0,05; **Р<0,01; ***Р<0,00

По анализу данных наблюдалось снижение аммиака в надподстилочном слое воздуха у опытной группы телят через 30 дней после внесения препарата в 2,3 и через 60 дней в 3,6 раза относительно предельно допустимой концентрации. Это подтверждает обоснованность предлагаемого способа профилактики (респираторных болезней телят с применением разработанного препарата путем снижения синтеза одного из наиболее токсичных газов - аммиака, выделяющегося в большом количестве при гнилостном распаде фекалий и мочи.

Пример 2. С целью изучения снятия холодового стресса у телят заявленным способом профилактики респираторных болезней телят с применением разработанного биологического препарата были определены температурные режимы; подстилки у телят контрольной и опытной групп (таблица 2).

*Р<0,05; **Р<0,01; ***Р<0,00

При внесении биологического препарата в подстилку было отмечено повышение температуры внутри подстилки опытной группы телят через 30 дней в 2,7 раза больше, чем в контрольной группе и через 60 дней после внесения препарата в 2,5 раза больше, чем в контрольной группе. Такая динамика процессов быстрого самосогревания в подстилке опытной группы подтверждает активную ферментативную деятельность выбранных микроорганизмов, входящих в состав разработанного биологического препарата при заявленном способе профилактики респираторных болезней телят.

Пример 3. При проведении опыта определяли гематологический и иммунологический статус у контрольных и опытных животных, (таблица 3-5).

*Р<0,05; **Р<0,01; ***Р<0,001

Через 30 дней после внесения препарата в подстилку в крови опытной группы телят отмечалось повышение гемоглобина на 14,2% и количества эритроцитов на 7,3% относительно контрольной группы. Это свидетельствует о нормализации эритропоэза в опытной группе телят. Снижение же числа эритроцитов и количества гемоглобина в контрольной группе телят обусловлено нарушениями газообмена в тканях и органах, усиливающейся гипоксией, вследствие нарушения работы сердечнососудистой системы из-за наличия холодового стресса у животных, осложняющегося негативным воздействием повышенных концентраций аммиака. В исследовании у контрольной группы телят установлено увеличение СОЭ (скорость оседания эритроцитов) в 1,2 раза в сравнении с показателями у опытной группы телят, что говорит о развитии патологии респираторного тракта.

*Р<0,05; **Р<0,01; ***Р<0,001

По данным таблицы видно, что в лейкограмме контрольной группы телят по сравнению с опытной группой на 30-й день исследования происходит увеличение количества базофилов и палочкоядерных нейтрофилов - в среднем на 5,2 и 10,3%, снижение количества лимфоцитов и моноцитов на 9,8 и 9,3% соответственно. На 60-й день исследования происходит увеличение количества базофилов и палочкоядерных нейтрофилов на 7,8 и 13,4% и снижение количества лимфоцитов и моноцитов на 10,2 и 9,7% соответственно. При исследовании лейкоцитарного профиля в опытной группе животных наблюдается изменение морфологии клеток: исчезли бадофильные клетки, снизилось количество палочкоядерных клеток в среднем на 9,6% через 30 дней относительно контроля и на 11,8% через 60 дней относительно контрольной группы. Это характеризует физиологическую норму, то есть отсутствие острого воспалительного процесса у телят опытной группы. Увеличение лимфоцитов в среднем на 8,2% через 30 дней и на 12,9% через 60 дней относительно контрольной группы говорит о повышении количества иммунокомпетентных клеток белой крови и соответственно повышение естественной резистентности у телят опытной группы.

При исследовании иммунологического статуса телят прежде всего обращают внимание на показатели, характерные для наличия и активного развития воспалительного процесса в организме телят и снижения естественной резистентности. Были определены бактерицидная активность сыворотки крови, фагоцитарное число и фагоцитарная активность клеток крови обоих групп животных (таблица 5).

*Р<0,05; **P<0,01; ***Р<0,001

По данным таблицы у телят опытной группы через 30 дней отмечали достоверное увеличение фагоцитарного числа (ФЧ) в среднем на 12,5% по сравнению с телятами контрольной группы и на 16,1% через 60 дней по сравнению с контрольной группой животных. Это доказывает наличие в крови телят опытной, группы завершенного фагоцитоза. Увеличение фагоцитарного числа по сравнению с контрольной группой телят, обусловлено повышением иммунной реактивности у телят опытной группы. Отмечено повышение фагоцитарной активности лейкоцитов (ФАЛ) в опытной группе телят через 30 дней после внесения препарата в подстилку в среднем на 17,1% и на 25,2% через 60 дней. Бактерицидная активность сыворотки крови опытных животных также после применения препарата имела тенденцию к повышению. Так на 30-е сутки после первого исследования БАСК (бактерицидная активность сыворотки крови) в опытной группе телят повысилась на 7,25%, а в контрольной группе наблюдалось снижение БАСК на 0,8%, на 60-е сутки в крови опытных телят отмечалось повышение БАСК на 15,1% по сравнению с первоначальными данными. В контрольной группе телят БАСК снизилась на 2,5% через 60 дней после первоначального исследования.

Пример 4. Для определения эффективности предложенного способа профилактики респираторных болезней телят с использованием разработанного биологического препарата был изучен профилактический эффект хронизации воспалительного процесса в респираторном тракте животных.

По данным исследований в опытной группе животных заболело 5 голов (38,4%), из них выздоровели все телята по результатам бронхолегочной пробы. Из контрольной группы телят заболело 13 голов (86,6%), из них пало 1 животное, у остальных переболевших животных (12 голов) в течение 30 дней наблюдалась положительная бронхолегочная проба. Полученные данные позволяют сделать вывод о лечебно-профилактическом эффекте респираторных болезней телят заявленным способом с применением биологического препарата, проявляющимся в снижении концентрации аммиака в надподстилочном слое воздуха, повышении температуры внутри подстилки, что обеспечивало исключение холодового стресса у телят опытной группы, это и подтверждает достижение заявленного результата.

Источники информации

1. Джупина С.И. Эпизоотический процесс и его контроль при факторных инфекционных болезнях. Ч. 1. М, 2002. 70 с.

2. Ashlee М.Е., Losick R, Kolter R. Bacillus subtilis Genome Diversity // Journal of Bacteriology. 2007. №189 (3). P. 1163-1170.

3. Коновалов К.П. Применение аэрозоля перманганата калия для профилактики бронхопневмонии телят и лечения заболевших / К.П Коновалов, В.Б. Новиков // Профилактика и лечение незаразных болезней жвачных в спецхозах: Сб. науч. тр. / МВА. - 1987. - С. 41-45.

4. патент №2524815 от 10.08.2014 г.

5. патент №2464999 от 27.10.2012 г.

6. Trichoderma-plant-pathogen interactions / F. Vinale, K. Sivasithamparamb, E.L. Ghisalberti, R. Marra, S.L. Woo, M. Lorito // Soil Biology and Biochemistry. 2008. Vol. 40. P. 1-10.

7. Об утверждении санитарно-эпидемиологических правил СП 1.3.2322-08 (с изм. и доп.): постановление Гл. гос. санитар, врача РФ от 28 января 2008 г. №4. URL: http://base.garant.ru/12160681/.