Альтернатива кормовым антибиотикам должна быть разумной и абсолютно адекватной

Подобед Л.И.-доктор с.-х. наук, профессор, зав отделом кормления физиологии питания животных и кормопроизводства института животноводства НААНУ

Проблема устранения применения кормовых форм антибиотиков в животноводстве   в последние два десятка лет стала актуальной, а её решение является приоритетным научным направлением в системе получения экологически чистых и безопасных продуктов питания.

В историческом плане кормовые формы антибиотиков сыграли существенную роль в деле повышения продуктивности животных и сохранения их здоровья. Некоторые позитивные стороны влияния антибиотиков на организм продуктивных животных не выяснены до конца и до сих пор. Тем не менее частое, массовое применение этих добавок породило острую проблему антибиотикорезистентности, грозящую резким снижением эффективности антибиотикотерапии как у животных, так и у человека. Это способствует усложнению борьбы с рядом опасных для жизни и здоровья инфекций. Кроме того установлено, что антибиотики накапливаются в животных продуктах питания и   попадя с ними в организм человека характеризуются выраженным канцерогенным действием.

   Научных разработок и практических схем   сокращения применения антибиотиков в животноводстве за последнее десятилетие предложено достаточно много. К сожалению, под марку борьбы с сокращением использования антибиотических препаратов часто подстраивают кормовые добавки, имеющие опосредованный эффект, а их действие не обеспечивают полноту замены или их влияние однозначно слабее чем у антибиотиков.  Формирование группы препаратов с разными свойствами при одновременном введении в рацион, чаще всего оказывает также   не сопоставимо низкий продуктивный эффект в сравнении с антибиотическими препаратами.  Да и дополнительная нагрузка рациона в этом случае усложняет процесс производства комбикорма и практически всегда его существенно удорожает.

   В связи с этим следует искать максимально схожую по эффектам с антибиотиком   альтернативную группу препаратов, а среди них, такой препарат, который   бы полностью справлялся с проблемой борьбы с кишечными инфекции в комплексе, стимулировал бы потребление корма и переваримость питательных веществ, обладал выраженным ростостимулирующим эффектом и не вызывал бы эффекта, схожего с антибиотикорезистентностью.   

В свете описанных выше требований к альтернативным антибиотикам добавкам, следует обратить внимание на группу препаратов, получивших название фитобиотики.

Фитобиотики -это кормовые добавки, включающие специальные растительные комплексы, проявляющие одновременно   антимикробное, противовирусное, иммуномодулирующее, противогрибковое, противовоспалительное и ростостимулирующее действие на организм и позволяющие минимизировать медикаментозную, в том числе и антибиотическую, нагрузку при выращивании и эксплуатации животных и птицы.  

Действие фитобиотиков направлено на коррекцию биоценоза кишечника которая заключается в блокировании развития патогенной и условнопатогенной микрофлоры, защиту ворсинок кишечника от разрушения, стимуляцию активности и объёма выделения ферментов организмом хозяина, создания специфической иммунного статуса кишечника, стабильного на протяжении всего срока эксплуатации животных или птицы.

Теория фитобиотиков рассматривает микрофлору кишечника в качестве самостоятельного органа в организме животных и птицы, а фитогенные составляющие выступают в качестве фактора, обеспечивающего стабильность микробного состава.

 Этот орган, в кишечнике выполняет следующие основные функции, в том числе:

- Повышает переваримость неиспользованных энергетических субстратов;

- Стимулирует рост клеток ворсинок;

- Подавляет (приостанавливает) рост вредных микроорганизмов, вирусов, простейших;

- «Обучает» иммунную систему организма хозяина эффективно реагировать на возбудителей разных заболеваний;

- Обеспечивает постоянное соотношение условно-патогенной          и полезной микрофлоры в разных отделах желудочно-кишечного тракта.

Это означает, что эффект фитобиотиков максимально точно совпадает с эффектом антибиотиков, задаваемых в организм перорально. 

Представляет интерес сравнить механизм действия антибиотиков и фитобиотиков между собой (Рис.1).

Рис.1. Сравнительные схемы действия антибиотиков и фитоботиков в на организм животных или птицы 

Данные рис.1 свидетельствуют, что механизм действия фитобиотиков практически полностью совпадает с направленностью действия антибиотиков, за исключением влияния на активацию ростовых гормонов. Однако это свойство фитобиотиков просто никем не изучалось и вполне возможно, что и они характеризуются указанным эффектом.  Следовательно с уверенностью можно утверждать, что только фитобиотики обладают всеми положительными характеристиками одновременно, адекватно соответствующими таковым у антибиотиков. Все иные виды добавок, позиционируемые их авторами как альтернатива антибиотикам, таковыми в полной мере не являются так как решают достаточно узкий круг задач, а не их комплекс и их использование требует введение дополнительных добавок ещё и с другими свойствами. 

Рынок фитобиотиков постоянно расширяется как по ассортименту, так и по объёмам производства и применения.

Пока трудно дать стройную классификацию имеющимся на рынке фитобиотикоам. Тем не менее, эти препараты можно разделить на две группы в зависимости от способа использования – сухая форма -в составе комбикорма и жидкая- в составе воды для питья.

Кроме того, классифицировать фитобиотики можно исходя из природы их действующего вещества и набора составляющих (Табл.1.).

Таблица 1

Классификация фитобиотиков в зависимости от природы их действующего вещества

Все растительные экстракты и эфирные масла растений, применяемые при формировании фитобиотиков содержат специфические биологически активные вещества в концентрированном виде.  Эти вещества     можно отнести ко вторичным метаболитам растений(ВМР), присутствующим в них в относительно небольших количествах.  (В.С.Крюков, И.В.Глебова, 2017).

 Как правило эти метаболиты не участвуют в основном обмене растений в процессе их роста и развития. Чаще всего они служат фактором выживания растения. С этой целю растительные организмы используют их в качестве пассивной защиты от поедания травоядными животными и насекомыми, они могут противодействовать патогенным микроорганизмам и климатическим воздействиям, привлекать насекомых-опылителей.

Технологии производства экстрактов и эфиров у конкретных производителей имеют свои особенности. Однако чаще всего в качестве растворителя для получения экстрактов используется вода, спирты (этанол, метанол), хлороформ и эфиры.

 Химическая природа ВМР веществ достаточно хорошо изучена.      Насчитывается более восьми классов химических соединений с общим количеством более 100 тыс. идентифицированных веществ, обладающих достаточной биологической активностью с указанными выше эффектами.  Однако чаще всего в качестве основы для формирования состава фитобиотиков используются фенолы (карвакрол, тимол, эвгенол), альдегиды (циннамальдегид), алкалоиды(капсаицин).

  Поскольку механизмы противодействия патогенным микроорганизмам часто реализуются одинаковыми путями, то одни и те же соединения могут встречаться в экстрактах растений нескольких видов, на пример тимол, эвгенол, карвакрол. Наличие и концентрация отдельных ВМР зависит от среды обитания, географического пояса произрастания и фазы вегетации.

Тем не менее, каждый       из известных вторичных метаболитов растений в отдельности не может   обеспечить антимикробную функцию в том объёме и с той активностью с которыми это делают антибиотические препараты.  Именно поэтому для получения препаратов, сравнимых с антибиотиками по эффекту, т.е. альтернативным им, приходится прибегать к комбинированию экстрактов и эфиров между собой, а также создавать специальные комплексы с органическими кислотами, пробиотиками и другими веществами для достижения синергического или адекватного эффекта. 

На пример известен вариант комплексной добавки фитобиотика, объединяющий эфирные масла -  орегано, корицы и гвоздики с комплексом коротко и среднецепочных органических кислот (муравьиная, пропионовая, каприловая   кислоты и их соли).

Такая комбинация обладает выраженными антимикробными свойствами и полностью соответствует условиям адекватности по эффекту типичным антибиотическим препаратам перорального введения. Доказано, (Санчес А, 2013), что оптимальным   сочетанием эфирных масел и органических кислот можно добиться синергического их взаимодействия по отношению к конечному бактерицидному эффекту. Манипулируя дозой и формой компонентов указанных   составляющих фитобиотика можно преодолеть кислотный барьер желудка, сохранить стабильность органических кислот без их диссоциации в кишечнике, реально повлиять на сохранность ворсинок кишечника и создать пролонгированность и стабильность действия препарата на протяжении всего тонкого и толстого кишечника.  В результате фитобиотический комплекс способен адекватно антибиотику полностью устранять опасность проявления сальмонеллёза, колибактериоза, клостридиоза и кампилобактериоза.   В тоже время сочетание экстрактов, эфирных масел, кислот и других составляющих фитобиотической добавки должно учитывать необходимость сохранения сапрофитной микрофлоры, типичной для кишечника животных и птицы, а лучше, когда эти сочетания усиливают рост и развитие полезной флоры, т.е. когда фитобиотическя добавка выполняют выраженную функцию пребиотика.

Важно также, чтобы фитобиотик положительно влиял на ферментативную деятельность поджелудочной и кишечной желез. Было установлено, что специальным подбором эфирных масел и органических кислот можно вызвать рост объёма и секреторной активности поджелудочной железы.  Тогда это свойство ещё больше приближает фитобиотик к известным эффектам антибиотика.

Ряд разработок фитобиотиков вплотную подошли к решению проблемы получения от них кокцидиостатического эффекта. Доказано, что ряд видов эфирных масел и экстрактов, задаваемых перорально, при условии их достижения в активном состоянии толстого кишечника   обеспечивают достоверное сокращение выделения ооцист и ослабление симптомов и пораже­ний, вызванных кокцидиями. При этом сравнение эффекта кокцидиотстатика и фитобиотика не показывает преимуществ антибиотика над фитобиотиком.  

Отдельные эфирно-кислотные субстанции представляют собой ступенчатую систему высвобождения кислот, что даёт возможность перенести часть их бактерицидного эффекта в слепую и прямую кишку, а воздействие кислот в недиссациированном виде на стенки микробных клеток усиливает их проницаемость и резко снижает их жизнеспособность. 

Ряд фитобиотических препаратов уже многократно проверены проверены ведущими научными учреждениями Европы и массово используется в передовых предприятиях по производству свинины, мяса птицы и куриных яиц в качестве альтернативы антибиотикам и как фактор получения органической продукции.

Исключение антибиотиков из рационов на фоне применения отдельных фитобиотиков неизменно показывает полное сохранение продуктивности свиней и птицы на фоне контроля и значительное улучшение качества продукции при гарантированном попадании антибиотических препаратов в мясную и яичную продукцию.

Таким образом передовое производство продукции животноводства вплотную приблизилось к моменту постепенного отказа от применения кормовых форм антибиотиков с сохранением продуктивности и исключении эффекта антибиотикорезистентности при отсутствии попадания продуктов обмена антибиотиков в состав животных продуктов питания.  Главным условием этой замены должна стать высокая эффективность препаратов и полная адекватность замены всех полезных их свойств. 

Литература

1.     Уиндиш В., Шедле К., Плитцнер К., Кройсмар А.Использование продуктов растительного происхождения в качестве кормовых добавок для свиней и домашней птицы// Зоотехнии 2008.-v. 86.-P.140-148.

2.     Крюков В.С., Глебова И.В. Антибактериальное действие эфирных масел лекарственных растений //Научно-теоретический журнал ВНИИФБиП: Проблемы биологии продуктивных животных. - 2017.-№3.-С.5-25.

3.      Оувеханд А.К.,  Тийхонен  К.,  Кеттунен Х., С. Пеуранен С., Х. Шульце Х.,  Раутонен Н. Действие эфирных масел на возможные болезнетворные микроорганизмы и на полезных представителей нормальной микрофлоры в лабораторных условиях//Veterinarni Medicina,2010.-v.55.-P.71-78.

4.     Йованка Левич, Марков Синиша, Оливера Джурагич, Среданович Славика Лекарственные травы и органические кислоты в качестве альтернативы для антибиотических стимуляторов роста// Archiva Zootechnica ,2008.-№ 11/2.-Р. 5-11.

5.     Санчес А.М. Использование фитобиотиков в птицеводстве// БИО,2013.-№5.-С.28-31.