Неоднозначность влияния пробиотиков на обмен токсических элементов в организме кур-несушек

Кван О.В., Мирошников С.А., Дерябин Д.Г., Беседин В.Н.

Институт биоэлементологии Оренбургского государственного университета

НЕОДНОЗНАЧНОСТЬ ВЛИЯНИЯ ПРОБИОТИКОВ НА ОБМЕН ТОКСИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ОРГАНИЗМЕ КУР-НЕСУШЕК

При изучении влияния пробиотических препаратов на обмен минеральных веществ в организме кур-несушек выявлена значительная роль симбиотической микрофлоры в выведении токсических элементов из организма хозяина.

Многогранность действия пробиотических препаратов на организм животного и человека общеизвестна, в числе ее характеристик - стимуляция неспецифического иммунитета (Н.Н. Лизько, 1999), коррекция микро-экологического статуса (A.A. Ленцнер и др., 1987, Г.И. Гончарова и др., 1987, А.Н. Панин, Н.И. Серых, 1996), изменение характера пищеварения, улучшение витаминного обмена (Б.Ф. Бессарабов, 1983), процессов клеточного метаболизма, синтез белка в различных тканях и обмен жиров (Ю. Немитов и др., 1996), нейтрализация мутагенов и канцерогенов (Л.Н. Мазанкова, Е.В. Грушицкая 2000,

H. Bruggemann, 1931), не менее выражено явление действия пробиотиков на обмен минеральных веществ (Б.А. Шендеров, 1998).

Симбиотическая микрофлора играет важную роль в регуляции сорбции и экскреции эс-сенциальных элементов, среди которых натрий, калий, кальций, магний, цинк, железо, медь, марганец и многие другие (H.A. Gordon, E. Bruckner-Kardoss, 1961). Показано, что у безмик-робных животных абсорбция кальция, магния и фосфора происходит в меньшей степени, чем у конвенциональных, а сам процесс сорбции этих элементов в большей степени осуществляется в толстом, а не в тонком кишечнике.

Между тем, как следует из результатов исследований С.А. Мирошникова, О.В. Кван, Д.Г. Дерябина (2005), пробиотические препараты могут оказывать влияние и на обмен токсикантов, в частности, на величину эндогенных потерь тяжелых металлов из организма лабораторных животных.

Учитывая эти факты, а также результаты исследований Б.А. Шендерова, М.А Манвелова (1997) о специфических особенностях действия микрофлоры пищеварительного тракта на метаболизм минеральных веществ в организме животных, можно предположить, что коррекция микроэкологического статуса животных через использование пробиотиков будет сопровождаться изменениями в обмене отдельных

химических элементов и, в частности, токсических и условно токсических элементов.

Материалы и методы

Целью представленного исследования являлась оценка действия пробиотиков с использованием специфической (шт. Bifidobacterium longum) и неспецифической микрофлоры (Bacillus subtillis) на обмен токсичных элементов в организме хозяина. Исследования были проведены на модели кур-несушек финального кросса «Родонит» в условиях экспериментального цеха птицефабрики «Родина».

Для этого было отобрано 60 голов кур-несушек в возрасте 17 недель. Методом пар-аналогов было сформировано три группы (n=20). В течение подготовительного периода вся подопытная птица находилась в одинаковых условиях кормления и содержания.

В период с 21 по 33 неделю жизни возраста две опытные группы получали рацион с добавлением пробиотических препаратов: I опытная группа - бифидумбактерин в дозе 10 мл/кг корма (Цин-берг М.Б., 2004); II опытная группа - споробакте-рин в дозе 10,8 мл/кг корма (Жданов П.И. 1994). В ходе эксперимента кормление подопытной птицы осуществлялось комбикормами на пшенично-ячменной основе, выработанными в соответствии с рекомендациями ВНИТИПа (1998).

Пробиотик споробактерин представляет собой взвесь 3-7-суточной культуры Bacillus subtilis 534 в 1-7% растворе натрия хлорида после смыва с плотных сред, с содержанием в 1 мл препарата 109 микробных тел (споры и палочки) (Жданов П.И. 1994).

Бифидумбактерин - штамм Bifidobacterium longum, взвесь бифидобактерий в питательной пищевой среде, с содержанием в 1 г препарата 107 микробных тел.

В конце учетного периода по методике ВНИТИПа (1992) был проведен контрольный убой птиц с последующим отбором тканей.

Исследование элементного состава биосубстратов осуществляли в лаборатории АНО

«Центра биотической медицины» (г. Москва, аттестат аккредитации ГСЭН.К_и.ЦОА.311) с использованием атомно-эмиссионного и масс-спектрального методов исследований на оборудовании производства Perkin Elmer Corp. (Optima 2000DV, ELAN 9000).

Оценка яичной продуктивности производилась по Ю.М. Владимировой, А.М. Сергеевой (1967).

Основные данные обработаны методом вариационной статистики по Г.Ф. Лакину (1991).

Результаты и обсуждение

Исследования химического состава использованного комбикорма позволили установить, что содержание оцениваемых элементов в корме не превышало ПДК. Так, массовая доля серебра составляла 2*10-6 мг/г, стронция - 2,2*10-2 мг/г, алюминия - 9*10-2 мг/г, кадмия - 2*10-4 мг/г и свинца - 1,8*10-4 мг/г. Как следует из результатов исследований, в организм подопытной птицы с кормом поступило сходное количество данных веществ: серебра - около 0,02 мг/гол, стронция - 200,8 мг/гол, алюминия - 831,6 мг/гол, кадмия - 1,89 мг/гол, свинца - 1,64 мг/гол.

Между тем использование пробиотиков оказало влияние на химический состав тканей тела (табл. 1).

Следует отметить, что, в целом, использование пробиотиков сопровождалось снижением ретенции токсических элементов из корма. Так, пероральный прием препарата Bifidobacterium longum в I опытной группе сопровождался снижением содержания токсичных и потенциально токсичных элементов в тканях птицы: серебра -на 7,7% (Р<0,001), стронция - на 22,7% раза (Р<0,05), кадмия - на 31,7% (Р<0,01), свинца - в 2,05 раза (Р<0,001), относительно контрольной группы. Вместе с тем в тканях тела птицы этой группы отмечалось и повышение содержания алюминия в 1,69 раза (Р<0,01).

Использование в кормлении кур споробак-терина также привело к увеличению содержания в тканях тела алюминия, причем значительно - в 3,3 раза (Р<0,001). Не менее выраженным было действие перорального приема Bacillus subtilis на ретенцию свинца в тканях тела, что выражалось в более чем в 2-х кратном его снижении (Р<0,001), аналогичное снижение уровня кадмия составило 1,4 раза (Р<0,01), относительно контрольной группы.

Однако в отличие от Bifidobacterium longum использование в кормлении штамма сенной палочки способствовало повышению содержания токсичных микроэлементов в тканях тела подопытной птицы: серебра - на 38,5% (Р<0,01) и стронция - на 7,2% (Р<0,01), относительно контроля.

При этом между опытными группами отмечались достоверные различия по таким токсическим элементам: серебру - 50% (Р<0,01), стронцию - 38,6% (Р<0,05), кадмию - 7,2% (Р<0,01), а также алюминию - 93,6% (Р<0,001). Имевшее место увеличение содержания свинца на 7,3% во II опытной группе, относительно I опытной, было статистически недостоверным.

Сходная градация групп по содержанию оцениваемых элементов имела место и для скорлупы (табл. 2). В частности, увеличение стронция в тканях тела вследствие действия Bifidobacterium longum сопровождалось большим его выносом со скорлупой, в среднем на 14,7%. Помимо этого произошло снижение таких токсических элементов: алюминия - на

1,3%, кадмия - на 6% и свинца - в 2,7 раза.

Споробактерин способствовал повышению ретенции в скорлупу таких элементов, как серебро - от 0,051 мкг/гол в контроле до 0,100 мкг, алюминия - с 77,1 до 89,9 мкг/гол, что имело место на фоне снижения выхода со скорлупой кадмия на 20% и свинца - в 2 раза, относительно контрольной группы.

Сопоставление данных о выходе элементов со скорлупой и отложению их в теле позволило рассчитать коэффициент конверсии их из корма (табл. 3).

Дача пробиотических препаратов привела не просто к снижению ретенции оцениваемых элементов в ткани тела, а и к выраженным эндогенным

Таблица 1. Содержание токсичных элементов в теле подопытной птицы, мг/гол

Г руппа Показатель

Ag Sr Al Cd Pb

начало опыта

0,01±0,003 5,3±2,87 9,0±0,58 0,03±2,87 0,07±0,29

конец опыта

контрольная 3 0 0 О о" -н 3 ,01 о" 6,04±0,165 9,04±0,185 0,04±0,086 0,08±0,002

I опытная 0,012±0,0006** 4,67±0,178 * 15,2±0,875 ** 0,03±0,031** 0,04±0,002***

II опытная 0,018±0,0003** 6,48±0,043 ** 29,5±0,535 *** 0,03±0,047** 0,04±0,056***

Примечание: * P<0,05; ** P<0,01;*** P<0,001

потерям данных веществ, причем наиболее значительно в I опытной группе, где имел место отрицательный баланс по таким элементам, как стронций, кадмий и свинец. Во II опытной группе дача споробактерина привела к снижению в продукции птицы таких токсических элементов, как кадмий и свинец.

Критическая оценка полученных результатов позволяет в общих чертах представить, насколько значительна роль симбиотической микрофлоры в защите организма хозяина от пагубного влияния токсических элементов и особенно тяжелых металлов. В более ранних работах аналогичное действие констатировали для пищевых волокон. Так, отмечают, что различные токсические продукты, попадающие извне или образующиеся в организме, сорбируются в кишечнике на неперева-риваемые кишечными соками растительные структуры и выбрасываются из организма естественным путем с фекалиями (Б.А. Шен-деров, 2001).

Таблица 2. Содержание токсичных элементов в яичной скорлупе подопытной птицы, мкг/гол

Группа Показатель

Ag Sr Al Cd Pb

контрольная 0,000051 19,1 0,078 0,005 0,008

I опытная 0,000050 16,3 0,077 0,0047 0,003

II опытная 0,0001 18,7 0,09 0,004 0,004

Таблица 3. Эффективность использования подопытной птицей оцениваемых, микроэлементов, из корма%

Группа Показатель

Ag Sr Al Cd Pb

Контрольная 9,87 9,89 0,01 0,73 1,10

I опытная 5,05 - 0,76 - -

II опытная 34,2 9,90 2,48 - -

Полученные нами данные наглядно демонстрируют, что дисбиотические состояния у населения и у домашних животных на фоне загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами способно усугубить токсическое действие последних на животный организм.

Список использованной литературы:

1. Бессарабов Б.Ф. Болезни сельскохозяйственной птицы. - М.: Колос, 1983.

2. Владимирова Ю.Н., Сергеева А.М. Методики морфологического и физико-химического анализа яйца. - М.: Россельхозиз-дат, 1967. - 26 с.

3. ВНИТИП. Методические рекомендации по проведению научных исследований по кормлению с.-х. птицы. - Сергиев Посад, 1992. - 25 с.

4. ВНИТИП. Руководство по работе с птицей кросса «Родонит» // И.А. Егоров, И.П. Кривошипин, А.Ш. Кавтарашвили и др. Под общей редакцией В.И. Фисинина, Н.Н. Шабетова. - Сергиев Посад, 1998. - 39 с.

5. Георгиевский В.И., Анненков Б.Н., Самохин В.Т. Минеральное питание животных. М.: Колос, 1979. - 471с.

6. Гончарова Г.И. и др. Бифидофлора человека, ее нормализующие и защитные функции // Антибиотики и медицинская биотехнология. - 1987. - Т.32. - №3. - С. 179-184.

7. Доронин А.Ф., Шендеров Б.А. Функциональное питание. - М.: ГРАНТЪ, 2002. - 296 с.

8. Жданов П.И. Применение споробактерина жидкого поросятам // Ветеринария, 1994. - №7.

9. Клиценко Г.Т. Минеральное питание сельскохозяйственных животных. - К.: Урожай, 1980. - 168с.

10. Лакин Г.Ф. Биометрия - М.: Изд-во Высшая школа, 1990. - 352с.

11. Ленцнер А.А. и др. Лактофлора и колонизационная резистентость // Антибиотики и медицинская биотехнология - 1987. -Т.32. - №3. - С. 173-179.

12. Лизько Н.Н. Новый пробиотик «Адптохин». Доклиническая апробация в экспериментальных стресс индуцирующих моделях. // Мат. Всерос. конференции «Пробиотики и пробиотические продукты в профилактике и лечении наиболее распространенных заболеваний человека». - М.- 1999. - С. 62-63

13. Мазанкова Л.Н., Грушицкая Е.В. Пищевая добавка для лечебно-профилактического питания «Пепидол ПЭГ» в лечении острых кишечных инфекций у детей // Мат. 1-го Всерос. Конгресса «Питание детей XXI век». - М., 2000. - С.119-120

14. Немитов Ю., Ивницкий Ю., Леккина О. Иммуномодулятор повышает продуктивность // Птицеводство, 1996. - №6. - С. 24.

15. Мирошников С.А., Кван О.В., Дерябин Д.Г. Влияние перорального приема препарата Bifidobacterium longum на величину эндогенных потерь ионов тяжелых металлов // Вестник ОГУ, 2005. - №2. - С. 44-46

16. Панин А.Н., Серых Н.И. Повышение эффективности пробиотико-терапии у поросят // Ветеринария, 1996. - С.17-22.

17. Цинберг М.Б. Биологические характеристики препаратов Bifidobacterium и Lactobacillus, полученных с использованием гидролизатно-молочной и гидрализатно-соевой сред. /М.Б. Цинберг, Д.Г. Дерябин, И.В. Денисова/ Антибиотики и химиотерапия. - 2004. - Т. 49. - №8-9. - С.29-33.

18. Шендеров Б.А., Манвелова М.А. Функциональное питание и пробиотики: микроэкологические аспекты. - М.: Изд-во. Агар, 1997. - С. 24-25

19. Шендеров Б.А. Медицинская микробная экология и функциональное питание. Т.2. Социально-экологические и клинические последствия дисбаланса микробной экологии человека и животных. - М.: Изд-во ГРАНТЪ, 1998. - 420с.

20. Шендеров Б.А. Медицинская микробная экология и функциональное питание. Т.3. - М.: Изд-во «ГРАНТЪ», 2001. -- 288с.

21. Bruggemann H. Die Verdaulichkeit der Rohfaser bei Hunern, Tauben, Gansen und Enten: Dissertation doctores - 1931. - 260 s.

22. Gordon H.A., Bruckner-Kardoss E. Effects of the normal flora on various tissue elements of the small intestine // Acta Anat.-1961.-V.4.-P. 210-225.