КОРМОВАЯ ДОБАВКА ИЗ ДРЕВЕСИНЫ ДЛЯ ЖИВОТНЫХ ДЛЯ ИНГИБИРОВАНИЯ ЧУВСТВА КВОРУМА
FEED ADDITIVE OF WOOD FOR ANIMALS TO INHIBIT SENSE OF QUORUM

Настоящее изобретение относится к ингибитору чувства кворума.
В животноводстве на фермах применяют огромное количество антибиотиков в качестве добавок, стимулирующих рост, а также по терапевтическим причинам против патогенных бактерий. Появление резистентности к антибиотикам привело к отмене стимуляторов роста на основе антибиотиков в нескольких странах и ограничению применения терапевтических антибиотиков как у сельскохозяйственных, так и у домашних животных. Этот так называемый «процесс отмены лекарственных средств» фактически происходит в большинстве европейских стран, и даже в таких областях, как Юго-Восточная Азия и Северная и Латинская Америка. Стратегия на будущее должна заключаться в том, чтобы избежать обширного неправильного употребления антибиотиков у сельскохозяйственных и домашних животных без риска возникновения пагубных бактериальных заболеваний.
Ингибирование чувства кворума является одним из способов снижения патогенности бактерий. Чувство кворума представляет собой межклеточную коммуникацию, используемую бактериями для контроля экспрессии определенных генов, включая гены вирулентности, путем выработки сигнальных молекул. Нарушение механизма чувства кворума патогенных микроорганизмов является потенциально привлекательным способом борьбы со вспышками заболеваний у сельскохозяйственных и домашних животных без необходимости применения антибиотиков.
Настоящее изобретение относится к продукту, обладающему ингибирующей активностью на чувство кворума, в качестве кормовой добавки для применения в профилактике инфекционных заболеваний без применения антибиотиков у сельскохозяйственных и домашних животных. Ингибитор чувства кворума согласно изобретению содержит по меньшей мере одно из частиц древесины из деревьев и частиц древесины из одревесневшей травы. Согласно одному признаку настоящего изобретения деревья выбраны из семейства Pinaceae, Cupressaceae и осинового дерева, а одревесневшая трава выбрана из семейства Bambusoideae.
Согласно другому признаку настоящего изобретения ингибитор чувства кворума дополнительно содержит олигомерный процианидин. В одном варианте осуществления олигомерный процианидин содержит от четырех до восьми катехиновых звеньев. В другом варианте осуществления олигомерный процианидин содержит более 8 катехиновых звеньев. Эксперименты, проведенные авторами настоящего изобретения, показали, что применение частиц древесины в комбинации с низкими количествами олигомерного процианидина, имеющего 4-8 и/или более 8 катехиновых звеньев, значительно улучшило эффект настоящего изобретения.
Согласно другому признаку настоящего изобретения частицы древесины представлены в волокнистой форме, тогда как образование волокон обозначает механическое уменьшение размера частиц древесины до единичных или агрегированных структур волокон. В одном варианте осуществления настоящего изобретения ингибитор чувства кворума включает в себя волокнистые частицы древесины в комбинации с олигомерным процианидином.
Согласно другому признаку настоящего изобретения кормовая добавка содержит по меньшей мере 90 % масс. волокнистых частиц древесины, имеющих размер частиц в диапазоне от 50 до 500 мкм.
Согласно другому признаку настоящего изобретения другие предпочтительные композиции могут представлять собой, например, смеси частиц древесины из одного или более деревьев семейства Pinaceae, необязательно в комбинации с частицами древесины из осины, кипариса и/или бамбука. В одном варианте осуществления любая смесь частиц древесины может дополнительно содержать олигомерные процианидины.
Настоящее изобретение также относится к корму для сельскохозяйственных и домашних животных, причем указанный корм содержит ингибитор чувства кворума, как определено выше, в дозировке от 0,05 % до 10 % по массе в расчете на общую массу корма, совместно с по меньшей мере одним компонентом корма, выбранным из группы, состоящим из белковых субстратов, углеводных субстратов, источников сырой клетчатки, зеленых кормовых консервов (силос), жиров, витаминов, минералов и микроэлементов.
Настоящее изобретение также относится к премиксу для приготовления вышеуказанного корма для сельскохозяйственных и домашних животных. Указанный премикс содержит ингибитор чувства кворума по изобретению совместно с по меньшей мере одним компонентом корма, выбранным из группы, состоящей из белковых субстратов, углеводных субстратов, источников сырой клетчатки, зеленых кормовых консервов (силос), жиров, витаминов, минералов и микроэлементов.
Настоящее изобретение также относится к применению ингибитора чувства кворума, как определено выше, для применения для модулирования температуры тела сельскохозяйственных и домашних животных, особенно в условиях теплового стресса.
Кроме того, настоящее изобретение относится к применению по меньшей мере одного из частиц древесины из деревьев и частиц древесины из одревесневшей травы, причем указанные деревья предпочтительно выбраны из семейства Pinaceae, Cupressaceae и осинового дерева, а указанная одревесневшая трава предпочтительно выбрана из семейства Bambusoideae, в качестве кормовой добавки для профилактики инфекционных заболеваний без применения антибиотиков у сельскохозяйственных и домашних животных.
Кроме того, настоящее изобретение относится к применению по меньшей мере одного из частиц древесины из деревьев и частиц древесины из одревесневшей травы, причем указанные деревья предпочтительно выбраны из семейства Pinaceae, Cupressaceae и осинового дерева, а указанная одревесневшая трава предпочтительно выбрана из семейства Bambusoideae, в качестве кормовой добавки для применения для модулирования температуры тела сельскохозяйственных и домашних животных, особенно в условиях теплового стресса.
Неожиданно настоящее изобретение может значительным образом ингибировать взаимодействие, обеспечиваемое чувством кворума, таких патогенных бактерий, как E.coli, Salmonella, Staphylococci, Campylobacter, Streptococci и т. д. у сельскохозяйственных и домашних животных. Таким образом, кормовая добавка по настоящему изобретению демонстрирует превосходный контроль над факторами патогенности бактерий, такими как энтеротоксины, образование пленки и т. д., у сельскохозяйственных и домашних животных, и во многих случаях предотвращает вспышку заболеваний без необходимости применения терапевтических антибиотиков. Этот эффект является очень интересным, особенно у бактерий, устойчивых к антибиотикам, таких как, например, бактерии ESBL, на которые нельзя воздействовать стандартными антибиотиками. С другой стороны, продукт, снижающий риск возникновения вызванной бактериями болезни без какого-либо антимикробного эффекта, является крайне необходимым, так как антимикробное действие продукта не только уничтожает патогенные бактерии, но даже изменяет или разрушает кишечную флору, которая является важной для организма, вырабатывая иммунные факторы, витамины и ценные метаболиты, такие как летучие жирные кислоты, бактериоцины и т. д. В целом, необходимо подчеркнуть, что настоящее изобретение не влияет на жизнеспособность бактерий, но ингибирует образование вредных бактериальных метаболитов, инициируемых посредством взаимодействия, обеспечиваемого чувством кворума, между бактериями во время фазы роста. Это кардинальным образом отличается от действия антибиотиков или противомикробных веществ, которые предпочтительно применяют у сельскохозяйственных и домашних животных для борьбы с бактериальными заболеваниями.
Теперь настоящее изобретение будет подробно описано со ссылкой на примеры, которые предназначены только для иллюстрации и никоим образом не ограничивают объем настоящего изобретения.
Пример 1
В тест-системе in vitro эффект настоящего изобретения исследовали с применением штамма Clostridium perfringens типа C, продуцирующего бета-токсин. Clostridium perfringens культивировали в среде с добавлением 0,1% глюкозо-триптонных солей без добавления исследуемого вещества (контроль) или с добавление исследуемого вещества в различных концентрациях. Исследуемое вещество представляло собой ингибитор чувства кворума согласно изобретению, содержащий волокнистый продукт, состоящий из смеси древесины ели и сосны. Продуцирование бета-токсина оценивали с помощью коммерческого набора для иммунного анализа. Результаты представлены в таблице 1 ниже.
Таблица 1
+++ обозначает высокое продуцирование; ++ обозначает среднее продуцирование; + обозначает низкое продуцирование; - обозначает отсутствие продуцирования бета-токсина.
Пример 2
В полевом исследовании на коммерческой свиноферме, имеющей очевидные проблемы с энтерогеморрагической инфекцией E.coli, 360 поросят делили на 6 групп после отъема. Все животные получали коммерческое стандартное питание для отнятых поросят (таблица 2). «Нулевая контрольная группа» получала этот корм без добавления каких-либо терапевтических средств или добавок. Для «группы применения антибиотиков» (группа положительного контроля) в корм добавляли неомицин в терапевтической дозировке 10 мг сульфата неомицина/кг массы тела/день «сверх того». Четыре испытуемые группы получали питание для кормления после отъема с добавлением «сверх того» различных концентраций испытуемого вещества. Тестируемое вещество представляло собой ингибитор чувства кворума согласно изобретению, включающий продукт, состоящий из древесины ели и сосны.
Таблица 2:
Частоту возникновения диареи отмечали во всех группах в течение периода испытания 10 дней.
В испытании влияние кормовой добавки по изобретению оценивали даже в отношении температуры тела животных. Результаты представлены в таблице 3 ниже.
Таблица 3
Как видно из таблицы 3, заболеваемость диареей значительно снижалась дозозависимым образом у животных, получавших испытуемое вещество, то есть ингибитор чувства кворума согласно изобретению.
Кроме того, испытуемое вещество способно значительным образом снижать повышенную температуру тела. Совершенно неожиданно, что в другой тест-системе с неинфицированными животными было видно, что кормовая добавка по изобретению может незначительно снижать нормальную температуру тела до определенного уровня и особенно повышенную температуру тела в условиях теплового стресса, обусловленного окружающей средой. Этот эффект является очень интересным, так как температура тела оказывает непосредственное влияние на обмен веществ в организме и потребление энергии. Поэтому незначительное снижение средней температуры тела может значительно снизить потребность в энергии для роста и производства. Кроме того, эффект изменения температуры тела у сельскохозяйственных животных в условиях теплового стресса, часто наблюдаемого у свиней, домашней птицы и даже у жвачных животных, является очень интересным. Кроме того, наблюдаемый эффект представляет интерес для домашних животных, таких как собаки, особенно для пород, которые чувствительны к высокотемпературным условиям (длинношерстные породы в летнее время).
Пример 3
В полевом исследовании на коммерческой племенной ферме 50 здоровых свиноматок, находящихся на второй неделе лактации, делили на пять групп. Все животные получали коммерческое стандартное питание для свиноматок (таблица 4). Контрольная группа получала это питание без каких-либо добавок. Четыре испытуемые группы получали питание для кормления после отъема с добавлением «сверх того» различных концентраций испытуемого вещества. Испытуемое вещество представляло собой ингибитор чувства кворума по изобретению, включающий продукт, состоящий из смеси древесины ели и сосны. На седьмой день испытания (третья неделя лактации) измеряли температуру тела у всех свиноматок (ректальный метод). Таблица 5 показывает среднюю температуру тела для каждой группы.
Таблица 4
Таблица 5
Пример 4
В испытании по откорму с 250 здоровыми поросятами настоящее изобретение исследовали на предмет влияния на температуру тела. Исследование начинали после отъема в возрасте 12 недель и продолжали в течение семи дней. Все поросята получали коммерческое стандартное питание для поросят (см. пример 1, таблица 2). Контрольная группа получала это питание без каких-либо добавок. Четыре испытуемые группы получали это питание с добавлением «сверх того» различных концентраций испытуемого вещества. Испытуемое вещество представляло собой ингибитор чувства кворума согласно изобретению, включающий продукт, состоящий из древесины ели и сосны. На седьмой день испытания измеряли температуру тела всех поросят (ректальный метод). В таблице 6 показана средняя температура тела для каждой группы.
Таблица 6
Пример 5
В испытании по откорму с 250 самцами бройлеров настоящее изобретение исследовали на предмет влияния на температуру тела в условиях теплового стресса. Испытание начинали в возрасте 21 дня. Все бройлеры получали стандартное питание для бройлеров (таблица 7). Контрольная группа получала это питание без каких-либо добавок. Четыре испытуемые группы получали это питание с добавлением «сверх того» различных концентраций испытуемого вещества. Испытуемое вещество представляло собой ингибитор чувства кворума согласно изобретению, включающий продукт, состоящий из древесины ели и сосны в сочетании с олигомерным процианидином, содержащим 4-8 катехиновых единиц, в количестве 0,1 масс. %. Бройлеров содержали при стандартной комнатной температуре в соответствии с рекомендациями. На 28 день комнатную температуру в загоне повышали до 36 °C в течение трех часов. В конце этого периода теплового стресса температуру тела всех животных измеряли посредством инфракрасной термометрии. В таблице 8 показана средняя температура тела для каждой группы.
Таблица 7
Таблица 8
Пример 6
В полевом исследовании на коммерческой свиноферме, имеющей очевидные проблемы энтерогеморрагической инфекции E.coli, 360 поросят делили на 6 групп после отъема. Все животные получали коммерческое стандартное питание для отнятых поросят (см. пример 1, таблица 2). Нулевая контрольная группа получала это питание без добавления каких-либо терапевтических средств или добавок. Для контрольной группы с неомицином в питание добавляли неомицин в терапевтической дозировке 10 мг сульфата неомицина/кг массы тела/день. Четыре испытуемые группы получали питание для кормления после отъема с добавлением испытуемого вещества в различных концентрациях. В данном примере испытуемое вещество представляло собой смесь древесины ели и сосны в комбинации с олигомерным процианидином, содержащим более 8 катехиновых единиц, в количестве 0,3 масс. %. Заболеваемость диареей отмечали во всех группах в течение периода испытания, составляющего 10 дней. Результаты представлены в таблице 9 ниже.
Таблица 9
Как видно из таблицы 9, заболеваемость диареей была значительно снижена у животных, получавших кормовую добавку по изобретению. Эффект был более выраженным, чем в условиях испытания, представленных в таблице 3, при применении продукта, не содержащего комбинацию с олигомерными процианидинами.