Исследование кала в условиях различной устойчивости микробиоты кишечника

УДК 636.4.033

ИССЛЕДОВАНИЕ КАЛА В УСЛОВИЯХ РАЗЛИЧНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ МИКРОБИОТЫ КИШЕЧНИКА

С. О. БИБИКОВ, С. О. ШАПОВАЛОВ, Е. В. КОРНИЛОВА, В. А. КАЛАШНИКОВ

ООО Научно-испытательный центр « Черкизово», г. Москва, Россия, 108805

В статье приведены результаты изучения влияния детергентов природного происхождения с сорбционными свойствами в условиях ряда морфофункциональных нарушений в пищеварительном тракте свиней при интенсивной технологии выращивания. Проведены копрологические и микроскопические исследования фекалий свиней в условиях различной устойчивости микробиоты кишечника. Установлен эффект при пероральном введении матрицы монтмориллонита в течение 21 дня на фоне естественной гастро-патии. У больных животных выявлена тенденция к снижению и исчезновению копроло-гических синдромов, таких как недостаточность переваривания в толстом и тонком кишечнике, недостаточность желчеотделения, воспаление кишечника. Монтмориллонит проявляет выраженную профилактическую активность при диспепсии и гастроэнтеритах поросят. Отмечена высокая эффективность применения монтмориллонита при гипотрофии поросят.

Ключевые слова: монтморилонит, свиньи, кал, микроскопия, диарея.

The article presents the results of studying the effect of detergents of natural origin on sorption properties under the conditions of a number of morphofunctional disorders in the digestive tract of pigs under intensive cultivation technology. Coprological and microscopic studies of pig feces were conducted in conditions of different stability of intestinal microbiota. An effect was established with oral administration of the montmorillonite matrix for 21 days against the background of natural gastropathy. In sick animals, a tendency to decrease and disappear the coprologic syndromes, such as insufficiency of digestion in the thick and small intestine, insufficiency of bile secretion, inflammation of the intestine. Montmorillonite shows a pronounced prophylactic activity for dyspepsia and gastroenteritis of piglets. High efficiency of montmorillonite application in pigs malnutrition was noted.

Key words: montmorillonitis, pigs, feces, microscopy, diarrhea.

Введение. Проблема желудочно-кишечных заболеваний является весьма актуальной в современном свиноводстве. Несмотря на большой ассортимент применяемых препаратов [5, 6, 7], в условиях промышленного свиноводства диарейные заболевания неинфекционной природы встречаются повсеместно, сопровождаемые токсическими явлениями, тем самым нанося большой экономичский вред.

Диспепсия, диарея, гастриты и множество других синдромов характеризуются повышенным падежом животных. Первыми признаками начинающегося заболевания являются изменения в составе фекалий, и их исследование может иметь решающее значение в диагностике заболеваний пищеварительной системы

На сегодня в ряде работ [1, 2, 3, 4, 8, 9] применение сорбентов минерального происхождения показан как перспективный метод лечения кишечной патологии различного генеза. Доказано, что в ее основе ле-

жит вывод балластных веществ из крови в кишечник, связывание экзо-и эндотоксинов сорбентами и удаление их из организма. Этот сорбци-онный метод рассматривается учеными как своеобразный диализ - кишечная плазмосорбция. Преимущество энтеросорбции, как одного из эффективных методов лечения, по сравнению с традиционной медикаментозной терапией бесспорна. Известны некоторые негативные последствия медикаментозной терапии, особенно в случае патологии органов, участвующих в детоксикации (печень, почки), что побуждает ученых искать альтернативные средства лечения. Энтеросорбция производит нормализующее влияние на организм, способствует детокси-кации организма и предотвращает функциональную перегрузку гепа-тобилитарной системы и почек, улучшает их деятельность, что, безусловно, положительно влияет на клиническое течение заболевания и патологических состояний. В последнее время появились сведения о применении монтмориллонитовых глин в кормлении животных при расстройстве функции пищеварения и лечении диареи различной этиологии [10, 11]. Лечебное действие монтмориллонита обусловлено его сорбционными и ионоселективными свойствами. Его кристаллы имеют зерна размером менее 1-2 микрометра, но из-за сложной структуры обладают способностью связывать в большом количестве своей поверхностной площадью и пространством между слоями кристалла различные вредные вещества, тем самым являясь сорбентом эндо- и экзотоксинов, в том числе моллекул средней массы. Общая развернутая поверхность 1 г монтмориллонита имеет площадь 700-800 м2. Адсорбционные возможности монтмориллонита и способность адсорбировать микотоксины, тяжелые металлы, бактерии в организме животных показали Phillips et al., 2002 [12], Hu C et al., 2012 [13], Jung B.G. et al., 2012 [14].

Неоспоримая актуальность изложенных исследований в этом направлении определила цель - исследовать влияние матриц природных детергентов на желудочночно-кишечный тракт при различных копро-логических синдромах, изучить изменения состава фекалий на фоне применения сорбента минерального происхождения как здоровыми животными, так и больными хронической диареей.

Материалы и методика исследования. В качестве детергентной субстанции с сорбирующими свойствами была использована матрица монтмориллонита Дашуковского участка Черкасского месторождения бентонитовых глин (с. Лысенка, Черкасская обл., Украина) толщи верхнего миоцена на глубине более 50,0 м. Второй продуктивный горизонт представлен бентонитом, в котором содержание монтмориллонита колеблется в пределах 70-95 %. Он образовался в результате выветривания основных и ультраосновных пород кристаллического фундамента в полузакрытом водном бассейне познемиоценового времени. В соответствии с определенными методиками и стандартами были определены физико-химические свойства минеральной субстанции. Была

определена общая формула матрицы монтмориллонита (№, Са) 0,33 Mg)2 (OH)2•nH2O, которая состояла из смесей приро-

дных алюмосиликатных минералов, основу которых составляет монтмориллонит: А^з^Ю^^^, сапонит: А^з [MgO] 4SiO2n.H2O; нонтронит: Al2O3 [Fe2O3] 4SiO2nH2O; бейделит: А^ 3SiO2 nH2O; ипирофиллит: Al2[Si4O10](OH)2. Формирование групп животных по 10 голов для проведения экспериментов проводили по принципу пар-аналогов. В условиях изучения влияния монтмориллонита на состояние желудочено-кишечного тракта были использованы свиньи средним весом 25 кг и в возрасте 60 суток. Опыт продолжался 21 день. Кормление и содержание животных осуществлялось согласно принятой в хозяйстве технологии. Опытным и контрольным животным в зависимости от возраста предназначался комбикорм, изготовленый по собственной рецептуре. Контрольная группа (К) - это здоровые животные, которые получали основной рацион, предусмотренный технологией кормления. 1 -я опытная группа - это здоровые животные, которые к основному рациону дополнительно получали добавку монтморилони-товой матрицы в количестве 0,5 % сухого вещества корма. Вторая опытная и третья были сформированы из так называемого «технологического брака», в который входили гипотрофики и поросята с хронической диареей. Третья исследовательская группа дополнительно получала добавку монтморилонитовой матрицы в количестве 0,5 % сухого вещества корма. Копрологические исследования и клиническую оценку результатов проводили по методике М. Ф. Васильева [15].

Для микроскопического исследования было приготовлено несколько препаратов.

Первый (нативный) препарат был приготовлен следующим образом. На предметное стекло нанесли 1—2 капли воды и растерли в ней небольшой комочек фекалий до получения равномерной эмульсии. После этого препарат исследовали под малым, потом под средним увеличением микроскопа, в некоторых случаях и под иммерсией. В препарате при микроскопическом исследовании на фоне калового детрита обнаруживают остатки непереваренных белковых компонентов корма: соединительную ткань, мышечные волокна с исчерченностью и без исчерченности; переваримую и непереваримую клетчатку; остатки нерасщепленного и расщепленного жира; цилиндрический эпителий, эритроциты, а также яйца гельминтов, цисты простейших и их вегетативные особи. Второй препарат был приготовлен с люголевским раствором двойной крепости. В таком препарате можно обнаружить крахмал, йодофильную микрофлору. Третий препарат был приготовлен в виде эмульсии, смешиванием комочка фекалий на предметном стекле с реактивом Саатгофа (10 мл спирта, 90 мл ледяной уксусной кислоты, Судана III для получения ярко-красной окраски). Этот препарат служит для обнаружения жира и продуктов его расщепления. Четвертый

препарат был приготовлен из видимых примесей: слизистые образования, пленки и др.

Результаты рисследования и их обсуждение. Результаты копро-логических и микроскопических исследований фекалий в условиях различной устойчивости микробиоты кишечника представлены в таблице.

Показатели Норма Группы на конец опыта

контроль 1 опытная 2 опытная 3 опытная

Консистенция Мягкая, плотная твердая мягкая жидкая Мягкая, плотная 6 4 0 Плотная и оформленная 6 4 0 жидкая 0 3 7 Мягкая, оформленная 3 7 0

Форма цилиндры цилиндры цилиндры волнистая или блины цилиндры

Цвет и уровень стеркобилина (уробилиноген) коричневый коричневый темно -коричневый желтый, иногда беловатый темно-желтый, коричневый

Запах запах фенола, индола, скатола не резкий не резкий слабый запах не резкий

Детрит + ++ +++ 2 2 6 0 0 10 10 0 0 5 3 2

Соединительная ткань и мышечные волокна - - - +++ ++ -

Нейтральный жир, ЖК; эритроциты; яйца гельминтов - - - - -

Слизь ± + + +++ +

Эпителий + ± 2 8 2 8 7 3 7 3

Лейкоциты - + ± 8 2 10 0 2 8 4 6

Состав микроф-лоры,% палочки / коки 20-40/60-80 76 24 19 81 84 16 65 35

Кристалы Шар-ко-Лейдена, гемосидерин, оксалат кальция ± - - - -

При макроскопическом исследовании определяли консистенцию, форму и цвет кала. У больных животных 3 -й опытной группы наблюдали кал неоформленный, жидкой консистенции, желтого и белого цвета. У животных исследовательских групп, после ввода матрицы монтмориллонита кал становится более оформленным, исчезает жидкая форма, становится плотной и кашицеобразной консистенции, тем-

но-желтого, светло-коричневого и серо-коричневого цвета. При химическом исследовании у 3-ей опытной группы оказывается скрыта кровь, что возможно связано с воспалительными процессами в кишечнике. Микроскопическая картина дает возможность определить переваримость трех основных элементов корма: белков, жиров и углеводов. О переваримости и усвоении также судят по количеству нейтрального жира, жирных кислот, о переваримости углеводов - по присутствию крахмала и клетчатки в кале. Крахмал по локализации разделяется на вне- и внутриклеточный. Под влиянием йода неизмененный крахмал окрашивается в сине-черный цвет, продукты его постепенного расщепления - в фиолетовый, лиловый (амилодекстрин) и красно-бурый (эритродекстрин). Почти полностью переваренный крахмал (ахродекстрин) окрашивается очень слабо или остается бесцветным. Детрит составляет основной фон при микроскопии нормального кала. Это мельчайшие морфологические частицы, происхождение которых установить уже не удается. Большое его содержание служит показателем хорошей механической и химической переработки питательных веществ корма. Чем полнее происходит переваривание, тем больше в кале детрита. Детрит учитывается по пятибалльной шкале в плюсовых единицах. Во 2-й опытной группе у животных наблюдается следующая закономерность: у 100 % свиней количество детрита оценивалось на «+» и 0 % на «++ и +++». Данные показатели говорят о недостаточной перевариваемости у больных животных вследствие быстрого прохождения каловых масс по кишечнику. У животных группы 3 О переваримость растет. Лучшие изменения регистрируются в опытной группе 2 О, где наблюдается максимально возможное переваривание питательных веществ.

Показано содержимое непереваренной соединительной ткани в кале группы 3 О, что указывает на недостаточность перевариваемой функции желудка. При нормальном пищеварении кал не содержит нейтрального жира. Остатки жировой пищи выделяются в виде солей высших жирных кислот. В условиях применения матрицы монтмориллонита отмечено содействие нормализации деятельности как желудке, так и в кишечнике.

Слизь состоит из безструктурных веществ, в которой присутствуют различные включения: лейкоциты, клетки эпителия, эритроциты и т. д. Наличие большого количества слизи в группе № 3 является признаком воспалительного процесса слизистой оболочки кишечника. Такая же картина отмечена в наличии эпителия в данной группе животных. В то же время отдельные клетки кишечного эпителия встречаются в нормальном кале, как следствие физиологического шелушения. Большое количество клеток в группе № 3 можно расценить как признак воспа-

ления слизистой оболочки кишечника. После применения монтмориллонита количество эпителия значительно снизилось. Развитие воспалительного процесса подтверждает наличие лейкоцитов в кале этой же группы. В то же время отмечено, что количество лейкоцитов нормализуется и уменьшается во всех опытных группах. Наиболее существенные изменения происходили в группе № 2, где у 100 % обследуемых животных лейкоциты не проявлялись.

Установлено, что эритроциты в кале всех исследованных групп отсутствуют, что может свидетельствовать о нормальной деятельности проксимальных отделов толстой кишки. Яйца гельминтов у поросят в опытных и контрольной группах не обнаружены, что исключает диарею по причине паразитарных инфекций.

При микробиологическом исследовании выявлено, что у животных группы 3 О соотношение палочек и кокковой флоры составляет 5,25. У поросят опытных групп данное соотношение: на фоне введения в корм монтмориллонита - 1,85. В условиях введения монтмориллонита такое соотношение нормализуется. Отсутствие патогенной микрофлоры свидетельсвует, что расстройства желудочно-кишечного тракта не имеют инфекционного происхождения, а проявляется в следствии интоксикации эндо- и экзотоксинами различного генеза.

Заключение. Пероральное введение матрицы монтмориллонита в течение 21 суток на фоне естественной не модулируемой гастропатии, вызванной хронической диареей вызвало выраженный гастропротеко-рный эффект, уменьшается интенсивность жизнеспособности патогенной микрофлоры, увеличивается переваримость питательных веществ и воздействие на антипитательные факторы - уровень некрахмалистых полисахаридов, изменяется вязкость химуса, что способствует формированию более плотной консистенции каловых масс. У больных животных наблюдалась тенденция к снижению и исчезновению копрологи-ческих синдромов, таких как недостаточность переваривания в толстом и тонком кишечнике, недостаточность желчеотделения, воспаление кишечника. Монтмориллонит проявляет выраженную профилактическую активность при диспепсии и гастроэнтеритах поросят. Отмечена высокая эффективность применения монтмориллонита при гипотрофии поросят.

ЛИТЕРАТУРЫ

1. Энтеросорбция / Н. А. Беляков [и др.]. - Л.:ЦСТ, 1991. - 328 с.

2. Энтеросорбция как метод эффективной терапии в ветеринарной медицине : сб.научн.трудов СПб / А. В. Кузнецов [и др.]. - Спб., 1999.

3. Использование минеральных энтеросорбентов у животно-водстве: матер. 7-ой межгос.межвуз.научно-практич.конф. «Новые фармакологи-ческие средства в ветеринарии»/ А. Ф. Кузнецов [и др.]. - Орел, 1995. - С. 20.

4. Фомичев, Ю. П. Сорбционно-детоксикационные технологии в животноводстве и ветеринарной медицине / Ю. П. Фомичев // Аграрная Россия. - 2004. - N° 5.

5. Панин, А. Н. Повышение эффективности пробиотикотерапии у поросят / А. Н. Панин, Н. И. Серых // Ветеринария, 1996. - №5. - С. 12 - 13.

6. Субботин, В. В. Основные элементы профилактики желудочно-кишечной патологии новорожденных животных / В. В. Субботин, М. А. Сидоров // Ветеринария, 2004. -№1.-- С. 3 - 6.

7. Тараканов, Б. В. Новые биопрепараты для ветеринарии / Б. В. Тараканов, Т. А. Николичева // Ветеринария, 2000. - №7. - С. 45 - 50.

8. Комбинированные препараты для лечения дизентерии у свиней / В. Д. Буханов [и др.] // Научные ведомости БелГУ. Серия: Естественные науки. - 2012. - №3 (122).

9. Семененко, М. П. Оценка влияния природных бентонитов на уровень естественной резистентности телят / М. П. Семененко, Е. В. Кузьминова // Сборник научных трудов ГНУ СНИИЖК. - 2014. - №7.

10. Химический состав и сорбционные свойства препаратов «Экос» и «Экос-О» Ак-туаль-ные проблемы болезней обмена веществ у сельскохозяйственных животных в современных условиях / В. Д. Буханов [и др.] // Материалы междунар. науч.-практ. конф. посвят. 40-летию ГНУ ВНИВИПФиТ / Воронеж, 2010. - С. 64-68.

11. Везенцев, А. И. Текстурные характеристики и сорбционные свойства природной и магний-замещенной монтмориллонитсодержащей глины / А. И. Везенцев, С. В. Корольков, В. Д. Буханов // Научные ведомости БелГУ. Серия естественные науки. - № 9 (80), 2010. - Выпуск 11. - С. 119-123.

12. Phillips, T. D., Lemke S. L., Grant P. G. (2002): Charakterization of clay-based enterosorbents for prevention of aflatoxicosis. Adv. Exp. Med. Biol., 504, 157-171.

13. Hu C, Song J, You Z, Luan Z, Li W. Zinc oxide-montmorillonite hybrid influences diarrhea, in testinal mucosal integrity, and digestive enzyme activity in weaned pigs. Biol Trace Elem Res. 2012 Nov;149(2):190-6. doi: 10.1007/s12011-012-9422-9. Epub 2012 Apr 28.

14. Yu DY, Li XL, Li WF. Effect of montmorillonite superfinecomposite on growth performance and tissuele a dlevelin pigs. Biol Trace Elem Res. 2008 Dec;125(3):229-35. doi: 10.1007/s12011-008-8173-0. Epub 2008 Jun 21.

15. Васильев, М. Ф. Исследование кала у животных и клиническая оценка полученных результатов / М. Ф. Васильев. - Спб., 2001. - 32 с.