Неспецифическая резистентность молодняка — тот резерв, который определяет, как телёнок или поросёнок переживёт отъём, перегруппировку и смену рациона. Ниже — разбор исследования, в котором оценивали, меняются ли фагоцитарная, лизоцимная и бактерицидная активность крови при введении в рацион таргетных пробиотических композиций, и главное — с какого дня опыта эти изменения становятся статистически значимыми.
Зачем понадобились таргетные пробиотики
Авторы работы исходят из того, что желудочно-кишечный тракт — крупнейший иммунный орган млекопитающих: около 25% его слизистой оболочки состоит из иммунологически активной ткани, а на ней локализовано порядка 80% иммунокомпетентных клеток. Ключевая роль в распознавании антигена, его удалении и запоминании контакта с ним принадлежит лимфоцитам.
Слизистая оболочка желудочно-кишечного тракта рассматривается как независимый компонент иммунной системы с собственной лимфоидной тканью — GALT (gut-associated lymphoid tissue). Частички размером до 150 мкм и бактерии попадают в неё двумя путями: за счёт персорбции и за счёт транспортировки специальными М-клетками. Далее бактериальные антигены презентуются Т-хелперам (CD4) и макрофагам, которые инициируют синтез цитокинов; те вместе с антигенами активируют незрелые В-лимфоциты. Последние мигрируют в лимфу, лимфатические узлы и селезёнку, где созревают и превращаются в плазматические клетки, синтезирующие секреторный IgA. Зрелые лимфоциты и плазматические клетки затем расселяются по всем слизистым оболочкам, и до 80% их возвращается обратно в гастроинтестинальный тракт — это homing-эффект, обеспечивающий синтез sIgA и колонизационную резистентность слизистой.
Основной иммуноглобулин кишечника — IgA, вырабатываемый плазматическими клетками собственной пластинки слизистой. Секреторный IgA связывает антигены вирусов и бактерий, блокирует их адгезию к слизистой, стимулирует антибактериальную активность фагоцитов и лимфоцитов, а также связывает пищевые антигены и аллергены.
Из многоосевого взаимодействия кишечника с другими органами и системами авторы выводят концепцию таргетных пробиотиков — идентифицируемых на уровне штамма микроорганизмов с иммунорегуляторными, метаболическими, индуцирующими и модулирующими эффектами, способных оказать конкретное положительное влияние на организм животного. Мишенями таких добавок могут быть молекулярные, клеточные, тканевые и органные структуры, а также микроорганизмы и биоплёнки, связанные с этиопатогенезом заболевания.
При создании функциональных кормовых добавок для сельхозживотных акцент предложено делать на оси «кишечник — печень»: комбинированный состав, по замыслу, потенцирует влияние на кишечно-печёночную рециркуляцию, что отражается в росте разных видов биологической активности сыворотки крови.
Отдельно отмечено, что иммунная система чувствительна к типу и качеству кормления. Богатый липидами рацион смещает количественно-качественные характеристики микробиоты в сторону штаммов, утилизирующих энергию, и провоцирует энтериты и колиты. Дефицит витамина А, необходимого для индукции защитного иммунитета, может напрямую влиять на потребность и усвояемость корма — это показано на экспериментальной модели с отсутствием B-клеток. В свою очередь дефицит рецептора бактериального флагеллина TLR5 способствует развитию дисбиоза.
Как ставили опыт
Цель исследования — научное обоснование применения таргетных пробиотических композиций для повышения естественной резистентности молодняка сельхозживотных. Работу вели в соответствии с научной тематикой № FGGS-2022-0004 ФГБНУ ВНИТИБП и НИР на кафедре внутренних незаразных болезней ФГБОУ ВО «Университет пищевых производств» на базе ФГБУ ВГНКИ и ФГБУ «Белгородская МВЛ».
Кровь отбирали на 3-й, 10-й, 20-й, 30-й и 60-й день эксперимента. Иммунологические исследования включали оценку фагоцитарной, лизоцимной и бактерицидной активности сыворотки крови. Фагоцитарную активность нейтрофилов телят и поросят изучали на модели фагоцитоза бактерий: метод основан на визуальном учёте количества бактерий, поглощённых нейтрофилами или другими клетками крови при совместном инкубировании жизнеспособных тест-микробов и лейкоцитов in vitro. Лизоцимную активность определяли турбодиметрическим методом по Д.Г. Дорофейчук, бактерицидную активность сыворотки — по методу Смирнова.
Опытные группы формировали по принципу аналогов с учётом живой массы и физиологического состояния животных. Кормление молодняка вели одинаковыми по видовому и количественному составу рационами; животным опытных групп в рацион включали разработанные отечественные функциональные кормовые добавки «Биопротектин КД порошок», «Биопротектин КД гранулы», «Биопротект КД паста» и «Биопротект КД эмульсия». Контрольная группа получала только основной рацион.
Исследования проводили на телятах-молочниках Бессоновского типа, созданного на базе племенного комплекса «Бессоновский»; на поросятах-отъёмышах трёхпородного гибрида (крупная белая, ландрас и дюрок), созданного на базе племенного репродуктора «Чайки» колхоза им. Фрунзе Белгородского района Белгородской области; и на телятах-молочниках породы герефорд КФХ «А.С. Кузнецов» Новосибирской области.
Статистическую обработку выполняли методами вариационной статистики в пакетах Statistica 13.0 (TIBCO Software Inc., США), GraphPad Prism 9.0 (GraphPad Software, LLC, Dotmatics, США) и Python (numpy, pandas, matplotlib, seaborn). Данные представлены как среднее ± стандартная ошибка среднего (M ± SEM). Для оценки различий между независимыми группами применяли однофакторный дисперсионный анализ (ANOVA), при выявлении значимых межгрупповых различий — попарные сравнения t-тестом Уэлча для независимых выборок. Для учёта множественных сравнений использовали поправку Holm — Bonferroni, для оценки влияния факторов «группа» и «время» — двухфакторную ANOVA. Уровень значимости принимался при p < 0,05.
Что входит в добавки
Состав четырёх добавок различается формой и носителем, объединяет их расторопша пятнистая и комплекс бактерий:
- «Биопротектин КД порошок» — экстракт расторопши пятнистой, концентрированная форма флаволигнанов;
- «Биопротектин КД гранулы» — шрот расторопши пятнистой (продукт из перемолотых семян холодного отжима с большим количеством клетчатки, витаминов, минералов, флавоноидов) и комплекс лакто- и бифидобактерий;
- «Биопротект КД паста» — экстракт расторопши пятнистой, гидрогель метилкремниевой кислоты и комплекс лакто- и бифидобактерий;
- «Биопротект КД эмульсия» — масло расторопши пятнистой и комплекс лакто- и бифидобактерий.
Фагоцитарная активность: когда появляется эффект
Основные параметры клеточного иммунитета молодняка всех групп зависели от продолжительности введения добавок и возрастного развития животных, достигая максимума к окончанию эксперимента.
На ранних сроках — 3-й день у телят и 10-й день у поросят — статистически значимых различий между опытными и контрольными группами не выявили, значения оставались в пределах физиологической нормы. У телят Бессоновской породы на 3-й день фагоцитарная активность составила 20,11±0,01% в группе с «Биопротектином КД порошок» и 19,91±0,04% с «Биопротектином КД гранулы» против 19,75±0,05% в контроле (p > 0,05). У герефордских телят в тот же срок — 29,36±0,83% и 28,39±0,73% против 27,19±0,68% в контроле (разница 4–8%, p > 0,05). У поросят на 10-й день — 18,16±0,02% и 18,12±0,03% против 16,75±0,05% в контроле (разница 8%, p > 0,05).
К 10-му дню у телят Бессоновской породы зафиксировали значимое повышение: 29,04±0,06% и 27,19±0,07% против 24,76±0,07% в контроле (разница 10–17%, p < 0,05). У герефордских телят различия стали выраженными — 31,96±0,74% и 29,82±0,77% против 27,89±0,81% (разница 7–15%, p < 0,05). У поросят на 20-й день показатель достиг 26,16±0,03% и 26,13±0,04% при контроле 21,76±0,17% (разница около 21%, p < 0,01).
К 30-му дню различия усилились во всех группах. У телят Бессоновской породы — 44,25±0,02% и 39,91±0,08% против 35,80±0,04% в контроле (разница 11–24%, p < 0,01). У герефордских телят — 45,93±0,07% и 44,65±0,12% против 37,72±0,36% (разница 21–24%, p < 0,01). У поросят — 33,69±0,09% и 34,11±0,04% против 27,99±0,07% (разница около 21%, p < 0,01).
Максимальные различия получены к 60-му дню. У телят Бессоновской породы фагоцитарная активность достигла 48,46±0,07% и 46,46±0,06% против 35,80±0,04% в контроле (разница 15–26%, p < 0,01). У герефордских телят — 49,45±0,09% и 48,04±0,32% против 40,93±0,37% (разница 17–21%, p < 0,01). У поросят — 58,59±0,06% и 58,49±0,07% против 41,56±0,02%, то есть более чем на 40% выше контроля (p < 0,001).
Таким образом, стимулирующий эффект формируется поэтапно: различий на ранних сроках нет, у телят значимое повышение появляется к 10-му дню, у поросят — к 20-му, максимум различий — к 60-му дню. Наиболее выраженным усиление было у поросят (свыше 40% к контролю, p < 0,001), у телят обеих пород эффект оказался умеренным (10–24%, p < 0,01).
Лизоцимная активность: ранние сроки без различий
На начальном этапе эксперимента существенных различий между группами также не выявлялось. У телят Бессоновской породы на 3-й день лизоцимная активность составила 7,16±0,02% и 7,27±0,02% при контрольном значении 7,15±0,01% (p > 0,05). У герефордских телят в этот срок — 8,63±0,18% и 8,56±0,20%, что лишь на 10–11% превышало контроль 7,76±0,21% (p > 0,05). У поросят на 10-й день опытные значения составили 11,13±0,03% и 11,46±0,05% при контроле 10,43±0,03% (разница 7–10%, p > 0,05). Авторы заключают: в ранние сроки действие кормовых добавок на лизоцимную активность ещё не реализуется.
Важно! По данным исследования, статистически значимый эффект добавок на фагоцитарную активность у телят проявляется к 10-му дню опыта, у поросят — к 20-му, а максимальные различия с контролем фиксируются к 60-му дню (p < 0,01 и p < 0,001 соответственно).
Что это значит для практики
Работа отвечает на прикладной вопрос: можно ли ожидать от пробиотической добавки быстрого изменения показателей крови. Данные по трём группам животных — телятам Бессоновского типа, герефордам и поросятам-отъёмышам — показывают, что оценивать эффект в первые дни после введения добавки в рацион бессмысленно: на 3-й день у телят и 10-й день у поросят различия с контролем статистически незначимы. Контрольные точки, на которых эффект становится измеримым, — 10–20-й день, а наиболее контрастные результаты даёт 60-й день.
Второй практический вывод касается вида животных: у поросят относительный прирост фагоцитарной активности к 60-му дню превысил 40% при p < 0,001, тогда как у телят обеих пород он уложился в диапазон 10–24% при p < 0,01. Различия в составе добавок — экстракт, шрот, масло расторопши, гидрогель метилкремниевой кислоты и комплекс лакто- и бифидобактерий — при этом не привели к расхождению результатов между опытными группами внутри одного вида.
Частые вопросы
На каких животных проводили исследование?На телятах-молочниках Бессоновского типа (племенной комплекс «Бессоновский»), телятах-молочниках породы герефорд (КФХ «А.С. Кузнецов», Новосибирская область) и поросятах-отъёмышах трёхпородного гибрида крупная белая × ландрас × дюрок (племенной репродуктор «Чайки» колхоза им. Фрунзе, Белгородская область).
В какие сроки отбирали кровь?На 3-й, 10-й, 20-й, 30-й и 60-й день эксперимента.
Какие показатели оценивали?Фагоцитарную, лизоцимную и бактерицидную активность сыворотки крови. Фагоцитарную активность нейтрофилов изучали на модели фагоцитоза бактерий, лизоцимную — турбодиметрическим методом по Д.Г. Дорофейчук, бактерицидную — по методу Смирнова.
Чем отличались рационы групп?Кормление вели одинаковыми по видовому и количественному составу рационами. Опытным группам дополнительно включали «Биопротектин КД порошок», «Биопротектин КД гранулы», «Биопротект КД паста» или «Биопротект КД эмульсию», контрольная группа получала только основной рацион.
Итог
Исследование ВНИТИБП показывает, что таргетные пробиотические композиции на основе расторопши и комплекса лакто- и бифидобактерий влияют на неспецифическую резистентность молодняка не сразу, а поэтапно. На 3-й день у телят и 10-й день у поросят различий с контролем нет; значимое повышение фагоцитарной активности у телят фиксируется к 10-му дню, у поросят — к 20-му; максимум различий приходится на 60-й день. Наиболее выраженный отклик получен у поросят — свыше 40% к контролю при p < 0,001.
