Дата публикации: 31.10.2024

Фитобиотики. Необходимость применения антибиотиков

Автор: Марченко Д. С., технолог ООО «Мисма Про»

Здоровье животных является ключом для хорошей продуктивности поголовья и получению качественной продукции. При этом даже при условии соблюдения правил и норм кормления, зоогигиенических и санитарных условий, должном проведении ветеринарных мероприятий может существовать риск возникновения заболеваний. И в таком случае необходимо оперативно провести лечение животного, чтобы предотвратить дальнейшее распространение инфекции и обеспечить стабильность работы предприятия без значительной утраты продуктивности.

Таким образом, антибиотики являются необходимостью из-за эффективного антибактериального действия и отсутствия столь же эффективных и доступных аналогов. Применение антибиотиков невероятно важно, особенно в текущих условиях ведения сельского хозяйства, с высокой эпизоотической нагрузкой.

Использование антибактериальных препаратов в качестве ростостимулирующих агентов является распространённой практикой в животноводстве. Важно уточнить, что дозировки препаратов в данном случае являются сублетальными для целевых патогенных микроорганизмов.

Кормовые антибиотики, подавляя интенсивность воздействия на организм субклинических инфекций, снижают затраты питательных веществ и энергии, необходимых для обеспечения активности иммунной системы. Однако эта теория хотя и кажется логичной, но имеет ряд проблем – кормовые антибиотики задаются в дозировке, не оказывающей летальное действие на целевые патогенные микроорганизмы и хроническое воздействие сублетальных доз препаратов приводят к развитию у патогенных микроорганизмов антибиотикорезистентности.

Теории о снижении выработки метаболитов, которые подавляют рост бактерий и снижают использование ими питательных веществ также имеют слабые стороны – эти теории основаны на предположении о том, что определенные популяции бактерий могут быть селективно подвержены антибактериальному действию кормовых антибиотиков.

Ростостимулирующий эффект антибактериальных препаратов объясняется тем, что всем антибиотикам свойственно накопление в воспаленных клетках и подавление интенсивности воспалительного процесса. Помимо этого, антибактериальные препараты стимулируют активность митохондрий, тем самым так же позволяя проявлять кормовым антибиотикам ростостимулирующую активность.

И так как с каждым годом появляется все больше антибиотикорезистентных штаммов бактерий, существует острая потребность в снижении их использования. Из-за того, что в течение эволюции бактерии тесно контактировали с продуцентами антибиотиков - у бактерий выработан механизм защиты от пагубного действия антибиотиков.

Устойчивость к одному классу антимикробных препаратов обычно достигается за счет нескольких биохимических путей, и одна бактериальная клетка может использовать целый набор механизмов устойчивости.

В настоящее время схожей эффективностью действия в сравнении с ростостимулирующими антибактериальными препаратами обладают фитобиотики – они также оказывают достаточно эффективное противовоспалительное действие, но при этом не способствуют развитию у бактерий антибиотикорезистентности.

В группу фитобиотиков включают специи, части растений (листья, корни, цветки целиком или обработанные каким-либо образом), эфирные масла, олеорезины и синтезированные действующие вещества.

Свойства фитобиотиков

Фитобиотики – смесь различных вторичных метаболитов растительного происхождения. Вторичные метаболиты растительного происхождения представляют собой довольно разнообразную группу веществ, благодаря чему обладают широким спектром свойств – помимо антибактериального действия они обладают противовоспалительным, антиоксидантным, гепатопротекторным и противогрибковым действием, стимулируют аппетит, а также способствуют снижению выброса аммиака в окружающую среду.

Общий механизм бактериостатической активности вторичных метаболитов растительного происхождения заключается в способности ингибировать или нарушать бактериальное чувство кворума. Чувство кворума – это способность микроорганизмов регулировать выработку белков в ответ на изменения в популяции бактерий. Этот процесс происходит благодаря производству и восприятию химических сигнальных молекул, концентрация которых меняется в зависимости от количества бактерий.

Грамположительные и грамотрицательные бактерии используют сложные метаболические сети, основанные на чувстве кворума, чтобы управлять своей физиологической активностью. Это включает симбиоз, вирулентность, конъюгацию, выработку антибиотиков, подвижность, спорообразование и формирование биопленок. При этом из-за обширности химических классов вторичных метаболитов существуют и другие, различающиеся механизмы антибактериального действия.

Благодаря такому комплексу свойств вторичные метаболиты растительного происхождения могут снизить степень негативного воздействия патогенных микроорганизмов и их устойчивость к антибактериальным препаратам, то есть оказать сенсибилизирующий эффект при совместном использовании с антибиотиком.

Иммуномодулирующий эффект на организм животных заключается в улучшении иммунитета слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта и повышение сопротивляемости к колонизации различными патогенными микроорганизмами. Помимо этого, вторичные метаболиты растительного происхождения способны усиливать активность клеток иммунной системы – лимфоцитов, макрофагов, клеток киллеров. Также за счет антиоксидантной и противовоспалительной активности вторичных метаболитов достигается и гепатопротекторный эффект.

За счет привлекательного запаха, которым обладают некоторые из вторичных метаболитов растительного происхождения, они способствуют повышению потребления животными кормов.

Тимол

Тимол содержится в таких растениях как тимьян, монарда, душица / орегано, однако в основном тимол получают из видов тимьяна. Молекула тимола является природным фенолом и изомерна другому вторичному метаболиту – карвакролу.

В чистом виде тимол – белый кристаллический порошок, обладающий выраженными антисептическими свойствами и имеющий приятный аромат. Слабо растворим в воде. По результатам множества исследований тимол оказывает антиоксидантное, противомикробное, иммуномодулирующее, противовирусное и противовоспалительное действие.

Механизм антибактериального действия тимола и карвакрола заключается в воздействии на бактериальную клеточную мембрану, приводящему к утрате мембранного потенциала и нарушению синтеза АТФ, нарушению проницаемости мембраны, ингибированию транспорта и использованию глюкозы. Еще одним из значимых эффектов является увеличение чувствительности антибиотикорезистентных штаммов к антибактериальным препаратам.

Карвакрол

Карвакрол в основном получают из орегано, тимьяна, дикого бергамота. Карвакрол представляет из себя жидкость с таким же вкусом и запахом, как и тимол. Слабо растворим в воде.

Карвакрол обладает антиоксидантными, противомикробными, противогрибковыми, иммуномодулирующими и противовоспалительными свойствами. Карвакрол относится к классу фенольных соединений, чем объясняется механизм его антибактериального и противовоспалительного действия.

Механизм противовоспалительного и антиоксидантного действия такой же, как и у тимола. Особенностью антибактериального действия карвакрола является способность ингибировать синтез белка флагеллина, ответственного за образование жгутиков микроорганизмов.

Противогрибковое действие заключается в разрушении эндоплазматического ретикулума и компонентов клеточной мембраны грибков. При этом карвакрол демонстрирует синергетический эффект в сочетании с обычными противогрибковыми препаратами, такими как флуконазол, кетоконазол. В сочетании с флуконазолом или амфотерицином B карвакрол снижает активность фермента секретируемых аспаргиновых протеиназ и уменьшает экспрессию генов.

Эвгенол

Эвгенол получают из лавра, базилика, корицы, гвоздики. Представляет собой прозрачную или светло-желтую жидкость маслянистой консистенции и с пряным ароматом. Малорастворим в воде.

Эвгенол обладает антиоксидантными, противовоспалительными и антибактериальными свойствами. Эвгенол относится к классу фенольных соединений, из-за чего механизм его антибактериального, антиоксидантного и противовоспалительного действия схож с принципом действия других вторичных метаболитов фенольного ряда.

Антиоксидантная активность эвгенола заключается в препятствии образования свободных радикалов и стимулирования выработки антиоксидантных белков.

Противовоспалительный эффект достигается за счет подавления активности факторов, способствующих развитию и усилению воспалительных процессов. Эвгенол проявляет мощную антибактериальную активность против различных патогенов. Механизм его действия заключается, прежде всего, в разрушении клеточной мембраны бактерий, повышении проницаемости и вытекании внутриклеточного содержимого.

Коричный альдегид

Коричный альдегид получают из растений представителей рода Коричников. Представляет собой желтоватую жидкость. Коричный альдегид имеет антибактериальное, противовоспалительное, антиоксидантное, противогрибковое действие, при этом применение в кормлении жвачных стимулирует рост полезной микрофлоры и улучшает поступление в организм микробиального белка.

Антибактериальное действие коричного альдегида заключается так же в нарушении проницаемости мембраны и нарушении энергетического метаболизма.

Противовоспалительное действие обусловлено подавлением активности провоспалительного фактора NF-κB. Антиоксидантное действие коричный альдегид оказывает посредством предотвращения активности свободных радикалов.

Противогрибковое действие коричного альдегида объясняется наличием сульфгидрильных групп, способствующих нарушению деления клеток и замедлению клеточного метаболизма.

Сангвинарин

Сангвинарин это вторичный метаболит, относящийся к классу алкалоидов и в основном получаемый из Маклеи Сердцевидной и других растений семейства маковых. Представляет собой желтоватый кристаллический порошок.

Механизм антибактериального действия сангвинарина заключается в нарушении целостности и проницаемости клеточной стенки и мембран. Так же сангвинарин индуцирует развитие окислительного стресса.

Противовоспалительный эффект заключается в подавлении активности воспалительных медиаторов. При использовании сангвинарина в кормлении отмечается повышение привесов, улучшение конверсии корма. Также сангвинарин стимулирует рост ворсинок и увеличивает количество полезной микрофлоры кишечника. При этом сангвинарин также может улучшать качественные характеристики мяса.

Хелеретрин

Хелеретрин является алкалоидом, метаболитом растений семейства маковых, обладает противовоспалительным и антибактериальным действием.

Антибактериальное действие заключается в способности к разрушению клеточной стенки и мембран. Помимо этого, хелеретрин подавляет биосинтез белка. Одной из важных особенностей хелеретрина является его способность сенсибилизировать к действию антибактериальных препаратов антибиотикоустойчивые бактерии. Противовоспалительный эффект заключается в подавлении активности воспалительных медиаторов.

На данный момент чаще всего применяется в животноводстве в качестве антибактериального агента, благодаря выраженному антибактериальному действию.

Силимарин

Силимарин является основным действующим веществом в растениях рода Расторопш семейства Астровые. Имеющиеся в литературе данные указывают на то, что силимарин действует четырьмя различными способами:

1) как антиоксидант и регулятор внутриклеточного содержания глутатиона;
2) как стабилизатор клеточных мембран и регулятор проницаемости, препятствующий проникновению гепатотоксических агентов в гепатоциты;
3) как промотор синтеза рибосомальной РНК, стимулирующий регенерацию печени;
4) как ингибитор превращения гепатоцитов в миофибробласты – процесса, ответственного за отложение коллагеновых волокон, приводящего к циррозу.

В кормлении птицы силимарин может улучшить показатели роста, яйценоскость и характеристики туши. Он также улучшают антиоксидантный статус, иммунный ответ и здоровье кишечника у птиц. Силимарин продемонстрировал гепатопротекторные свойства у различных животных, включая домашнюю птицу, собак, кошек и лошадей.

В кормлении свиней, помимо улучшения качества мяса, отмечается улучшение среднесуточного прироста, потребления корма и усвояемости питательных веществ. Силимарин также положительно повлиял на здоровье кишечника, увеличив количество лактобактерий и снизив популяцию кишечной палочки.

Гингколид и Билобалид

Гинкголид и Билобалид относятся к группе лактонов и являются активными действующими веществами растений семейства Гингковых. Обладают выраженными антиоксидантными и противовоспалительными свойствами.

Использование гингколида и билобалида в кормлении может улучшить производительность и иммунную функцию цыплят-бройлеров. Добавление в рацион повысило эффективность кормления, прирост веса и иммунные показатели.

Билобалид и гингколид оказывают благотворное влияние на рост и здоровье свиней. При их использовании в кормлении поросят-отъемышей значительно улучшались показатели роста, биохимические параметры сыворотки крови и уровень гормонов, связанных с ростом.

Фитобиотики МИСМА

Хотя фитобиотические добавки и обладают большим потенциалом и широким спектром действия, использование их в комбинации позволяет добиться значительно лучшего эффекта. При этом, как упоминалось ранее, лучшей стабильностью и активностью обладают препараты, основанные на синтезированных действующих веществах.

Примером таких разработок являются фитобиотики МеноХерб и Биопромис Фито АВ3.

Кормовая добавка МеноХерб, представленная в ассортименте компании Мисма защищена жировой оболочкой и основана на синтезированных действующих веществах. Эти свойства обуславливают высокую эффективность действия продукта на протяжении всего желудочно-кишечного тракта животного и стабильность качества вне зависимости от партии. МеноХерб оказывает антибактериальное, противовоспалительное и антиоксидантное действие, а также повышает поедаемость кормов. Фитобиотик МеноХерб доказал свою эффективность не только при сравнении с антибиотиками в условиях in vitro, но также и практическую эффективность на производстве.

Кормовая добавка Биопромис Фито АВ3 обладает высокой антиоксидантной активностью, это позволяет частично заменить витамин Е в рационе и оптимизировать его по стоимости, а также повысить качество репродуктивного материала и улучшить качественные характеристики мяса.

Заключение

Фитобиотики – группа уникальных и универсальных кормовых добавок, имеющих широкий спектр применения. Благодаря эффективному антибактериальному действию, снижению интенсивности воспалительных процессов, иммуномодулирующему действию фитобиотики могут оказывать аналогичный эффект, как и применение кормовых антибиотиков. А за счет способности к сенсибилизации антибиотикоустойчивых патогенов фитобиотики могут значительно повысить эффективность проводимого лечения.