Вплив пробіотиків на мікробіоценоз шлунково-кишкового тракту телят

Оксана Іванівна Шкромада; Юлія Дудченко; Яна  Удовенко

doi:10.32845/bsnau.vet.2020.1.1

Оксана Іванівна Шкромада Сумський національний аграрний університет https://orcid.org/0000-0003-1751-7009
Юлія Дудченко Сумський національний аграрний університет https://orcid.org/0000-0001-9243-8621
Яна Удовенко Сумський національний аграрний університет https://orcid.org/0000-0001-7260-3140

DOI: https://doi.org/10.32845/bsnau.vet.2020.1.1

Ключові слова: пробіотичні спороутворюючі штами Bacillus spр., телята, шлунково-кишкова мікрофлора, жуйка, травлення

Анотація

В роботі викладені результати дослідження про використання пробіотичних штамів мікроорганізмів для телят від народження до місяця. Пробіотики застосовуються у молочному господарстві для підвищення імунітету новонароджених телят та профілактики шлунково-кишкових розладів, збільшенню середньодобових приростів, зменшенню виробничих стресів, нормалізації мікробіоти. Метою роботи було визначити вплив пробіотичних штамів мікроорганізмів на мікробіоту шлунково-кишкового тракту телят. Дослідження проводили в умовах господарства ТОВ АФ «Хлібодар» с. Головашівка Сумського району Сумської області, в якому утримується велика рогата худоба різних технологічних груп. При вибірковому експерименті формували п’ять дослідних групи по п’ять тварин у кожній та одна - контрольна. Телятам дослідних груп випоювали разом з замінником молозива пробіотичні штами мікроорганізмів по 5 г на кожну тварину: Bacillus сoagulans, Bacillus mucilaginosus, Bacillus megaterium, Bacillus pumilus, Bacillus amyloliquefaciense.

В. сoagulans не сприяв росту лактобактерій - 7×10⁴, однак добре зменшував кількість умовно патогенних мікроорганізмів роду Clostridium 10¹, порівняно з контрольною групою телят без пробіотика 3×10¹. В. mucilaginosus сприяв розмноженню Lactobacillus sp. до 8×10⁶, порівняно до контрольної групи 1×10⁵. Також пробіотик пригнічував ріст умовно патогенних мікроорганізмів роду Clostridium нижче 10¹. При випоюванні телятам В. mucilaginosus був відсутній ріст Escherichia coli, які мають гемолітичну активність та зменшення загальної кількості Escherichia coli до 2×10⁴. В. megaterium позитивно впливає на ріст Lactobacillus sp. 5×10⁶, на жаль при цьому збільшується кількість Clostridium 2×10²та Escherichia coli 6×10⁴, порівняно з контрольною групою 3×10¹- 3×10⁴ відповідно. В. pumilus сприяє росту та розмноженню лакторбактерій 7×10⁵, порівняно до контролю – 1×10⁵. Пробіотик не значно пригнічує ріст Clostridium та Enterobacteriaceae. Не знищує кишкову паличку з гемолітичною активністю. В. amyloliquefaciense не є антагоністом для Clostridium 2×10² та Escherichia coli 6×10⁴. В. amyloliquefaciense знищує гемолітичну кишкову паличку, однак при цьому збільшується ріст дріжджоподібних грибів до 1×10², стафілококів до 2×10⁴порівняно з контрольною групою 7×10¹ та 6×10³ відповідно.

Бактерії родів Salmonella, Pseudomonas не були виявлені в фекальних масах телят дослідних та контрольних груп, що вказує на благополуччя господарства стосовно шлунково-кишкових захворювань бактеріального походження. Кількість біфідобактерій у всіх дослідних та контрольній групі було виявлено до 10⁵. Проведені дослідження використання спороутворюючих пробіотичних штамів Bacillus spр. для телят доводять часткову ефективність кожного з них і дають підставу для створення комплексного пробіотичного засобу із залученням декількох штамів для отримання максимального ефекту.

Посилання

1. Cheng, G., Hao, H., Xie, S., Wang, X., Dai, M., Huang, L. and Yuan, Z. (2014) Antibiotic alternatives: the substitution of antibiotics in animal husbandry? Front Microbiol 5, 69– 83. https://doi.org/10.3389/fmicb.2014.00217
2. Hao, H., Cheng, G., Iqbal, Z., Ai, X., Hussain, H. I., Huang, L., Dai, M., Wang, Y., Liu, Z., & Yuan, Z. (2014). Benefits and risks of antimicrobial use in food-producing animals. Frontiers in microbiology, 5, 288. https://doi.org/10.3389/fmicb.2014.00288.
3. Basso, F.C., Adesogan, A.T., Lara E.C., Rabelo, C. H. S., Berchielli, T. T., Teixeira, I. A. M. A., Siqueira, G. R., Reis, R. A. (2014). Effects of feeding corn silage inoculated with microbial additives on the ruminal fermentation, microbial protein yield, and growth performance of lambs. J Anim Sci. 92(12),5640‐5650. https://doi.org/10.2527/jas.2014-8258
4. Tan, J., McKenzie, C., Potamitis, M., Thorburn, A.N., Mackay, C.R., Macia, L. (2014). The role of short-chain fatty acids in health and disease. Adv Immunol. 121, 91–119. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-800100-4.00003-9
5. Shkromada, O., Palii, A., Palii, A., Skliar, O., Dudchenko, Y., & Necherya, T. (2019). Improvement of milk quality for micro-climate formation on cattle farms. Bulletin of Sumy National Agrarian University. The Series: Veterinary Medicine, (4 (47), 43-49. https://doi.org/10.32845/bsnau.vet.2019.4.7
6. Kong, L., Yang, C., Dong, L., Diao, Q., Si, B., Ma, J., & Tu, Y. (2019). Rumen Fermentation Characteristics in Pre- and Post-Weaning Calves upon Feeding with Mulberry Leaf Flavonoids and Candida tropicalis Individually or in Combination as a Supplement. Animals : an open access journal from MDPI, 9(11), 990. doi.org/10.3390/ani9110990
7. Liu, X., Zhao, W., Yu, D., Cheng, J. G., Luo, Y., Wang, Y., Yang, Z. X., Yao, X. P., Wu, S. S., Wang, W. Y., Yang, W., Li, D. Q., & Wu, Y. M. (2019). Effects of compound probiotics on the weight, immunity performance and fecal microbiota of forest musk deer. Scientific reports, 9(1), 19146. doi.org/10.1038/s41598-019-55731-5
8. Rybachuk, Z., Shkromada, O., Predko, A., & Dudchenko, Y. (2020). Influence of probiotics “Immunobacterin-D” on biocenoses and development of the gastrointestinal tract of calves. Scientific Messenger of LNU of Veterinary Medicine and Biotechnologies. Series: Veterinary Sciences, 22(98), 22-27. https://doi.org/10.32718/nvlvet9804
9. Ruiz, L., Ruas-Madiedo, P., Gueimonde, M., de Los Reyes-Gavilán, C. G., Margolles, A., & Sánchez, B. (2011). How do bifidobacteria counteract environmental challenges? Mechanisms involved and physiological consequences. Genes & nutrition, 6(3), 307–318. https://doi.org/10.1007/s12263-010-0207-5
10. Govender, M., Choonara, Y. E., Kumar, P., du Toit, L. C., van Vuuren, S., & Pillay, V. (2014). A review of the advancements in probiotic delivery: Conventional vs. non-conventional formulations for intestinal flora supplementation. AAPS PharmSciTech, 15(1), 29–43. https://doi.org/10.1208/s12249-013-0027-1
11. Mingmongkolchai, S., & Panbangred, W. (2018). Bacillus probiotics: an alternative to antibiotics for livestock production. Journal of applied microbiology, 124(6), 1334–1346. https://doi.org/10.1111/jam.13690
12. Kapse, N. G., Engineer, A. S., Gowdaman, V., Wagh, S., & Dhakephalkar, P. K. (2019). Functional annotation of the genome unravels probiotic potential of Bacillus сoagulans HS243. Genomics, 111(4), 921–929. https://doi.org/10.1016/j.ygeno.2018.05.022
13. Fijan S. (2014). Microorganisms with claimed probiotic properties: an overview of recent literature. International journal of environmental research and public health, 11(5), 4745–4767. https://doi.org/10.3390/ijerph110504745
14. Wu, H.J., Sun, L.B., Li, C.B., Li, Z.Z., Zhang, Z., Wen, X.B., Hu, Z., Zhang, Y.L. (2014) Enhancement of the immune response and protection against Vibrio parahaemolyticus by indigenous probiotic Bacillus strains in mud crab (Scylla paramamosain). Fish Shellfish Immunol 41, 156– 162. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2014.08.027
15. EFSA (2014) Guidance on the assessment of the toxigenic potential of Bacillus species used in animal nutrition. EFSA J 12, 3665. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2014.3665
16. Zhou, Y., Zeng, Z., Xu, Y., Ying, J., Wang, B., Majeed, M., Majeed, S., Pande, A., & Li, W. (2020). Application of Bacillus сoagulans in Animal Husbandry and Its Underlying Mechanisms. Animals : an open access journal from MDPI, 10(3), 454. https://doi.org/10.3390/ani10030454
17. Izuddin, W. I., Humam, A. M., Loh, T. C., Foo, H. L., & Samsudin, A. A. (2020). Dietary Postbiotic Lactobacillus plantarum Improves Serum and Ruminal Antioxidant Activity and Upregulates Hepatic Antioxidant Enzymes and Ruminal Barrier Function in Post-Weaning Lambs. Antioxidants (Basel, Switzerland), 9(3), 250. doi.org/10.3390/antiox9030250
18. Silva, L.D.D., Pereira, O.G., Silva, T.C.D., Valadares Filho, S.C., Ribeiro, K.G. (2016) Effects of silage crop and dietary crude protein levels on digestibility ruminal fermentation, nitrogen use efficiency, and performance of finishing beef cattle. Anim Feed Sci Technol. 220, 22–33. https://doi: 10.1016/j.anifeedsci.2016.07.008.
19. Soares, M.S., Oliveira, P.S., Debom, G.N., DaSilveira, M.B., Polachini, C.R., Baldissarelli, J., et al. (2017). Chronic administration of methionine and/or methionine sulfoxide alters oxidative stress parameters and ALA-D activity in liver and kidney of young rats. Amino Acids. 49(1), 129–138. https://doi.org/10.1007/s00726-016-2340-y.
20. Fan, P., Li, L., Rezaei, A., Eslamfam, S., Che, D., Ma, X. (2015). Metabolites of dietary protein and peptides by intestinal microbes and their impacts on the gut. Curr Protein Pept Sci. 16, 646–654. https://doi.org/10.2174/1389203716666150630133657.
21. Aikman, P.C., Henning, P.H., Humphries, D.J., Horn, C.H. (2010). Rumen pH and fermentation characteristics in dairy cows supplemented with Megasphaera elsdenii NCIMB 41125 in early lactation. J. Dairy Sci. 94, 2840–2849. https://doi.org/10.3168/jds.2010-3783
22. Stover, P.J., Durga, J., Field, M.S. (2017). Folate nutrition and blood–brain barrier dysfunction. Curr Opin Biotechnol. 44, 146–152. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2017.01.006.
23. Diao, Q., Zhang, R., Tu, Y. (2017). Current research progresses on calf rearing and nutrition in China. J. Integr. 16, 2805–2814. https://doi.org/10.1016/S2095-3119(17)61767-2
24. Sun, P., Wang, J.Q., Zhang, H.T. (2010). Effects of Bacillus subtilis natto on performance and immune function of preweaning calves. J Dairy Sci. 93(12), 5851‐5855. https://doi.org/10.3168/jds.2010-3263
25. Shinde, T., Vemuri, R., Shastri, M.D., Perera, A.P., Tristram, S., Stanley, R., Eri, R. (2019). Probiotic Bacillus сoagulans MTCC 5856 spores exhibit excellent in-vitro functional efficacy in simulated gastric survival, mucosal adhesion and immunomodulation. J. Funct. Foods, 52, 100–108. https://doi.org/10.1016/j.jff.2018.10.031.