Результат интеллектуальной деятельности: Способ повышения продуктивности и резистентности к бактериальным и вирусным инфекциям у сельскохозяйственных животных, птиц, рыб, получающих биологически активную добавку к пище

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в ветеринарии и сельском хозяйстве для повышения продуктивности и резистентности к бактериальным и вирусным инфекциям у сельскохозяйственных животных, птиц, рыб. Для этого на фоне стандартного питания и профилактических мероприятий в пищу добавляется лизат культуры Micrococcus Lysodecticus (Luteus) и его компоненты.

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к биотехнологии и касается применения бактериальных лизатов культуры Micrococcus Lysodecticus (Luteus), в качестве добавки к пище сельскохозяйственных животных, птиц, рыб для повышения их продуктивности и резистентности к бактериальным и вирусным инфекциям, что может быть использовано в ветеринарии и сельском хозяйстве.

Посредством данного изобретения выявлен новый способ использования бактериальных лизатов культуры Micrococcus Lysodecticus (Luteus) в повышении резистентности сельскохозяйственных животных и птиц к бактериальным и вирусным инфекциям, что приводит к увеличению продуктивности животных и качества мясной продукции.

Уровень техники

Обеспечение населения продовольствием остается одной из самых актуальных проблем. Решению этой задачи посвящена «Государственная программа развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 годы». Обсуждаются и разрабатываются различные подходы повышения эффективности животноводческого комплекса, одним из которых является применение биологически активных веществ на основе биотехнологического производства из микробилогического сырья.

Известен способ использования бактерий Bacillus subtilis для получения пробиотического препарата "Субтилис", а также в качестве компонента комбикорма, предназначенного для профилактики и лечения желудочно-кишечных заболеваний животных, птицы и рыбы [1, 2].

Известны биопрепараты на основе молочнокислых бактерий, используемые в животноводстве, например, препарат на основе Lactobacillus acidophilus для профилактики кишечных заболеваний молодняка с/х животных [3].

Известен биопрепарат на основе молочнокислых бактерий Streptococcus и Lactobacillus, подавляющий развитие условно-патогенной и гнилостной микрофлоры кишечника животных [4].

Известно использование пробиотика на основе молочнокислого стрептококка Strepococcus faecum для профилактики элементарного заражения птиц сальмонеллами [5].

Известно применение биопрепарата-пробиотика на основе Streptococcus faecium с лечебно-профилактическими свойствами для животных и птицы [6].

Перечисленные препараты на основе бактерий обеспечивают профилактику и лечение желудочно-кишечных заболеваний животных, птицы и рыбы. Они нормализуют деятельность желудочно-кишечного тракта, повышают резистентность организма.

Однако препараты на основе бактерий не получили широкого применения. Во-первых, используемые штаммы имеют невысокую продуктивность; во-вторых, они имеют ограниченные сроки хранения. Кроме того, необходимость приготовления корма непосредственно перед его использованием в неприспособленных условиях хозяйств снижают распространение этих способов.

Всех перечисленных недостатков лишены бактериальные лизаты, получаемые путем механического, химического или биохимического разрушения микроорганизмов.

Лизаты бактерий широко используются в медицине в качестве лекарственных средств и биологически активных добавок, но в сельском хозяйстве их использование не известно.

Применение лизатов бактерий для профилактики заболеваний сходно по механизму с применением вакцин, разница лишь в том, что в случае вакцины применяют ослабленные или убитые штаммы вирусов или бактерий, а в случае с лизатами бактерий применяют результаты лизиса тех или иных бактериальных штаммов. Цели и вакцины, и лизатов аналогичны - вызвать ответную реакцию иммунной системы еще до того момента, как начнется массированная атака патогенными микробами организма.

Лизат бактерии, попадая в организм человека, воспринимается иммунной системой как чужеродный и провоцирует выработку антител, лизоцима, других гуморальных факторов, а также активацию клеточного звена иммунитета - макрофагов и лимфоцитов.

При ослабленном иммунитете ответная реакция на патоген может «запаздывать», что дает возможность микроорганизмам быстро колонизировать ткани и органы. И в этом случае иммунитет уже не справляется с инфекцией самостоятельно, требуя лекарственной поддержки, что в свою очередь наносит побочно вред остальным системам организма. С помощью лизатов бактерий иммунная система к моменту атаки микроорганизмов уже находится в тонусе и встречает их «во всеоружии».

Лизаты бактерий рассматривают как иммуностимуляторы бактериального происхождения. Стимулируя иммунные клетки желудочно-кишечного тракта, они вызывают специфическую и неспецифическую ответную реакцию иммунной системы, оказывают непрямое действие на патогены.

Не патогенные бактерии Micrococcus luteus - облигатные аэробы, могут быть обнаружены на коже, в ротовой полости, дыхательных путях человека и животных, иногда на конъюнктиве и половых органах. В природе Micrococcus luteus распространены повсеместно - в почве, воздухе, пресных и соленых водоемах, а также в пищевых продуктах.

Данный вид бактерий уникален по своим свойствам: содержание «животного крахмала» - гликогена, который выполняет роль запасного вещества клетки, в данном виде бактерий доходит до 48% сухой массы.

Кроме того, Micrococcus luteus может вырабатывать рибофлавин (лактофлавин, витамин В2) - один из наиболее важных водорастворимых витаминов, кофермент многих биохимических процессов [7].

Рибофлавин является биологически активным веществом, играющим важную роль в поддержании здоровья. Биологическая роль рибофлавина определяется вхождением его производных флавинмононуклеотида (FMN) и флавинадениндинуклеотида (FAD) в состав большого числа важнейших окислительно-восстановительных ферментов в качестве коферментов. Флавиновые ферменты принимают участие в окислении жирных, янтарной и других кислот; инактивируют и окисляют высокотоксичные альдегиды, расщепляют в организме чужеродные D-изомеры аминокислот, образующиеся в результате жизнедеятельности бактерий; участвуют в синтезе коферментных форм витамина В6 и фолацина; поддерживают в восстановленном состоянии глутатион и гемоглобин. Витамин В2 необходим для образования эритроцитов, антител, для регуляции роста и репродуктивных функций в организме. Он также необходим для здоровья кожи, ногтей, роста волос и в целом для здоровья всего организма, включая функцию щитовидной железы. При дефиците рибофлавина у животных отмечается падение массы тела, воспаления слизистой ротовой полости и языка, поражения кожи, дерматиты, расстройства пищеварения, изменение роговицы, повышение чувствительности к свету, конъюктивит, блефарит, задержка роста.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения - прототипом - является пищевая БАД, содержащая в качестве иммунобиологических препаратов лизат лейкоцитов периферической крови и/или стволовых и/или прогениторных клеток животных [8]. Это, биологически активное средство, обладающее иммуномодулирующим свойством, выполнено на основе клеточного лизата, а также культуралыюй среды, обогащенной клеточными метаболитами, цитокинами, факторами роста и другими, секретируемыми веществами культивируемыми клетками. Однако недостатком данного средства является то, что в его основе лежит использование клеток животных, не обладающих антигенными детерминантами, свойственных бактериям, что сужает спектр биологической активности препарата. Отсутствие фрагментов оболочки бактериальных клеток, взаимодействующих с иммунной системой животного организма и запускающих врожденный иммунитет, является основным недостатком препарата на основе лизата лейкоцитов.

Кроме перечисленных недостатков пищевая биологически активная добавка, содержащая в качестве иммунобиологических препаратов лизат лейкоцитов периферической крови и/или стволовых и/или прогениторных клеток животных относится к дорогостоящим, в связи с чем, частота ее использования очень низкая.

Таким образом, существует необходимость в разработке более эффективных, доступных и экономически целесообразных средств и способов повышения продуктивности и резистентности сельскохозяйственных животных, птиц, рыб к бактериальным и вирусным инфекциям

Ранее не предлагалось применение лизата бактериальной культуры Micrococcus Lysodecticus (Luteus) для повышения продуктивности и резистентности сельскохозяйственных животных, птиц, рыб к бактериальным и вирусным патогенам.

Технической задачей предложенного изобретения является предоставление новой биологически активной добавки к пище для повышения продуктивности и резистентности сельскохозяйственных животных, птиц, рыб к бактериальным и вирусным патогенам.

Раскрытие изобретения

Заявленная техническая задача решается посредством повышения продуктивности и резистентности сельскохозяйственных животных, птиц, рыб к бактериальным и вирусным патогенам, предусматривающего употребление сельскохозяйственными животными, птицами, рыбами лизата бактериальной культуры Micrococcus Lysodecticus (Luteus) и его компонентов в качестве биологически активной добавки к пище.

В состав заявленного изобретения входит лизат бактериальной культуры Micrococcus Lysodecticus (Luteus) и его компоненты. Основной задача изобретения является создание средства для ветеринарии и сельского хозяйства, повышающего продуктивность и резистентность сельскохозяйственных животных, птиц, рыб на основе комплекса биологически активных соединений из лизата бактериальной культуры Micrococcus Lysodecticus (Luteus).

Технический результат заявленного изобретения заключается в получении средства на основе комплекса биологически активных соединений из лизата бактериальной культуры Micrococcus Lysodecticus (Luteus), обладающего эффективной индукцией неспецифической резистентности организма, улучшения клинического состояния, снижения заболеваемости и увеличения прироста массы сельскохозяйственных животных, птицы и рыбы.

Лизаты бактериальной культуры Micrococcus Lysodecticus (Luteus) получают путем механического, химического или биохимического (ферментативного) разрушения микроорганизмов.

Один из возможных способов лизирования бактериальной культуры Micrococcus Lysodecticus (Luteus) - с помощью фермента лизоцима. В случае разрушения клеточных стенок микроорганизмов Micrococcus Lysodecticus (Luteus) лизоцимом образуются дисахарид- содержащие пептиды, являющиеся лигандами рецепторов врожденного иммунитета и активизирующие иммунную систему животного. В норме аналогичные соединения регулярно образуются в желудочно-кишечном тракте при распаде комменсальной микрофлоры и являются естественными регуляторами иммунитета. В ослабленном организме, особенно после приема антибиотиков, дисбиотические состояния лишают организм возможности получать стимул, запускающий врожденный иммунитет. Как следствие происходит или присоединение вторичной инфекции, или хронизация заболевания. Все эти явления неблагоприятно сказываются на эффективности животноводческих хозяйств.

Лизат бактериальной культуры Micrococcus Lysodecticus (Luteus) содержит белок, гликоген, биологически активные вещества (например, витамин В2) и иммуномодулирующие вещества в виде фрагментов клеточных стенок бактерий. Растворимая фракция лизата бактериальной культуры, полученная путем центрифугирования и удаления осадка, содержит компоненты, повышающие резистентность животных к инфекциям. Все эти соединения, добавленные в корм животных/птиц, рыб, обеспечивают повышение уровня их резистентности к бактериальным и вирусным инфекциям, что приводит к увеличению продуктивности и качества мясной продукции.

Осуществление изобретения

В целях реализации изобретения проведены исследования in vitro и in vivo, направленные на изучение эффективности препарата.

Изобретение иллюстрируют примеры.

Пример 1.

Исследование было проведено в условиях подмосковного фермерского хозяйства. Объектом исследований являлись цыплята-бройлеры кросса «Hubbard». В опыте участвовало 20 новорожденных цыплят. Содержание -клеточное, по 10 голов в клетке. Кормление цыплят-бройлеров осуществлялось полнорационным комбикормом для цыплят-бройлеров соответствующего возраста. Препарат на основе бактериального лизата культуры Micrococcus Lysodecticus (Luteus) вводили в рацион вместе с водой, Схема опыта указана в таблице 1.

Контрольное взвешивание цыплят проводили в 30-дневном возрасте и в конце опыта в 45-ти дневном возрасте, учитывали сохранность цыплят. Сохранность цыплят в обеих группах составила 100 %. Динамика живой массы птицы представлена в таблице 2.

*- Р≤0,05 - уровень значимости критерия достоверности между контрольной и опытной группами.

Из приведенных в таблице данных видно, что в 30-дневном возрасте имеется существенное различие по живой массе у цыплят опытной и контрольной групп. В 45-ти дневном возрасте разница между группами составила 21% в пользу опытной группы. Среднесуточный прирост у опытной группы к окончанию эксперимента оказался на 11,1 граммов выше контрольной и составил 62,5 грамма.

Пример 2.

Для определения влияния заявленной биологически активной добавки на факторы общей неспецифической резистентности проводили оценку уровня цитокинов IL-1β, IL-6, IFN-γ и TNF-α в мононуклеарных клетках крови кроликов, употреблявших в течение 10 дней с водой по 4 мл в сутки растворимую фракцию лизата культуры Micrococcus Lysodecticus (Luteus). У двух кроликов производили забор крови из ушной вены до начала эксперимента и после - через 10 дней употребления лизата. Об иммуностимулирующей активности судили по изменению уровня мРНК исследуемых цитокинов методом RT PCR. В результате эксперимента достоверно (р<0,05) установлено, что через 10 дней уровень IL-1β увеличился в 1,8 раза, уровень IL-6 увеличился в 2,2 раза, уровень IFN-γ увеличился в 2.4 раза и уровень TNF-α увеличился в 1,7 раза.

Таким образом, растворимая фракция лизата культуры Micrococcus Lysodecticus (Luteus) способствует повышению резистентности животных через активацию неспецифической защиты врожденного иммунитета.

Примеры, приведенные в заявке, лишь иллюстрируют, но не исчерпывают весь объем притязаний.

Источники информации

1. Патент RU 2184774. Штамм бактерий Bacillus subtilis ВКМ В-2250Д, используемый для получения пробиотического препарата "Субтилис", предназначенного для профилактики и лечения желудочно-кишечных заболеваний животных, птицы и рыбы.

2. Патент RU 2284703. Способ кормления поросят.

3. Л.Ф. Абызова, М.С. Полонская, В.В. Леонович. Сборник трудов ВНИИБактпрепарат, вып. 1. М., 1973 г., с. 97-105.

4. Наставление по применению галлиферма в ветеринарии. М., 1990 г.

5. Патент RU 2086647. Питательная среда для выращивания штамма Streptococcus faecium СТФ - 1/56.

6. Патент RU 2217493. Биопрепарат-пробиотик, способ его получения и штамм Streptococcus faecium ТЕ-17 для получения биопрепарата-пробиотика для животных и птицы.

7. Sims G.K., Sommers L.E., Konopka A. (1986). "Degradation of Pyridine by Micrococcus luteus Isolated from Soil". Appl Environ Microbiol. 51 (5): 963-968. PMC 238995Freely accessible. PMID 16347070.

8. Патент RU 2495565. Способ стимуляции роста и повышения резистентности сельскохозяйственных животных.