Применение композиции, содержащей живые бактерии Bacillus subtilis и их метаболиты, в молочном животноводстве

ВВЕДЕНИЕ

За последние годы продуктивность коров в животноводческих предприятиях России превысила уровень 8000 кг молока в год [1].

Эти успехи, безусловно, связаны с селекционной работой, созданием условий для реализации генетического потенциала высокопродуктивных животных, внедрением на производстве физиологических и экономически оправданных схем кормления и контролем зоогигиенических параметров при содержании животных [2][3]. Высокие достижения стали возможны вследствие воплощения в жизнь новых результатов, полученных при изучении процессов регуляции пищеварения на молекулярном, клеточном и организменном уровнях и механизмов биологического синтеза белка. Кроме того, большое внимание стали уделять принципам рационального кормления с учетом физиологического состояния коров и их продуктивности [4, 5].

При увеличении молочной продуктивности часто наблюдается ослабление жизненно важных функций: снижается иммунитет и сокращается продуктивное долголетие коров до 2–3 лактаций. Наиболее существенной причиной выбытия животных являются метаболические нарушения, связанные с несбалансированным кормлением в дородовой и послеродовой периоды [6][7].

Для нивелирования сложившейся проблематики в животноводстве Российской Федерации актуальными являются разработка и применение продуктов микробиологического синтеза. Они положительно зарекомендовали себя в предотвращении заболеваемости, сокращении случаев выбраковки коров, улучшении переваримости и усвояемости компонентов рациона. Опосредованное их действие заключается в увеличении продуктивности, повышении качества продукции, что позволяет обеспечивать население безопасными продуктами питания [8-10].

Перспективной группой для создания новых композиций являются живые бактерии и метаболиты Bacillus subtilis, стимулирующие рост индигенной кишечной микробиоты. При производстве таких препаратов должны соблюдаться условия длительной стабильности при хранении готовых форм конечного продукта [11-16].

Целью работы явилось изучение влияния применения новой композиции, содержащей живые бактерии B. subtilis и их метаболиты, в транзитный период на показатели иммунного статуса и молочную продуктивность коров.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Научный эксперимент был выполнен на базе отдела экологии и незаразной патологии животных Уральского научно-исследовательского ветеринарного института – структурного подразделения ФГБНУ УрФАНИЦ УрО РАН в рамках государственного задания в соответствии с Программой фундаментальных научных исследований государственных академий наук по направлению 4.2.1.5 «Разработка технологий прижизненного управления качеством животноводческого сырья для получения высококачественных и безопасных продуктов питания».

Исследование проводили на коровах (n = 40) голштинской породы в возрасте 2–3 лактаций, содержащихся в одной из сельскохозяйственных организаций Свердловской области.

Для проведения эксперимента по принципу аналогов были подобраны четыре группы животных, каждая из которых состояла из 10 особей. При формировании групп учитывали их физиологическое состояние, вес, возраст, уровень питания и результаты удоя за предыдущий период лактации.

Коровы находились в одном типовом животноводческом помещении, на привязи, получали сбалансированный рацион. Особям опытных групп дополнительно к основному рациону вводили по 5 г новой экспериментальной композиции отечественного производства, содержащей живые бактерии B. subtilis штаммов B-239906 и B-249909 с концентрацией 10³ КОЕ/г каждого вида и их метаболиты, в разные временные периоды: в течение 14 дней до родов (1-я группа), 14 дней после родов (2-я группа), 14 дней до и 14 после родов (3-я группа). Четвертая группа была контрольной.

Ежедневно оценивали клиническое состояние и поведенческие реакции животных. Начиная с 15-го дня после родов определяли качество молока, используя прибор CombiFoss FT+ (FOSS, Дания). Учет продуктивности осуществляли в течение 150 дней.

Гематологические исследования проводили трижды: в 1-й день, а также через 14 и 28 дней после отела с забором крови из хвостовой вены.

Морфологический состав крови определяли на анализаторе Abacus Junior Vet (Diatron, Австрия), применяя стандартные реактивы (Diatron, Австрия). Лейкоцитарную формулу подсчитывали в мазках крови, окрашенных по методу Романовского – Гимзы (300 клеток на мазок), на микроскопе Olympus BX 43 (Olympus, Япония). Иммунологические исследования крови включали: определение относительного содержания Т- и В-лимфоцитов, индекса Т/В, фагоцитарного индекса, фагоцитарной активности нейтрофилов и моноцитов по методике П. Н. Смирнова и соавт. (2007)¹. Учет реакций проводили на микроскопе бинокулярном Olympus BX 43 (Olympus, Япония).

Все манипуляции с животными выполнены с соблюдением норм и этических принципов, изложенных в Европейской конвенции ETS № 123.

Экспериментальные данные были обработаны математическими методами в программах Excel (Microsoft, США) и Statistica 10.0 (StatSoft Inc., США), определены среднеарифметические значения и стандартные отклонения. Достоверность различий вычисляли, используя t-критерий Стьюдента (p ≤ 0,05).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Анализируемые показатели крови у коров опытных и контрольной групп не выходили за пределы референтного диапазона (табл. 1). Значения содержания в крови животных гемоглобина, объема эритроцитов, количества лейкоцитов, лимфоцитов и тромбоцитов на 14-й и 28-й дни после отела характеризовались незначительной вариабельностью и не превышали границы нормы. Изменения гематологических показателей свидетельствовали о нормализации процессов гемопоэза и восстановлении иммунобиологической реактивности в исследуемый период, что не противоречило работам других исследователей [17].

Динамика функциональной активности нейтрофилов у коров в течение эксперимента представлена в таблице 2.

Установлено, что на 14-й день после отела во всех группах коров показатели фагоцитарной активности и фагоцитарного индекса незначительно увеличивались по сравнению с 1-м днем, что указывало на усиление поглотительной способности нейтрофилов. К 28-му дню показатели фагоцитарной активности возвращались к уровню первого исследования, в то время как фагоцитарный индекс продолжал нарастать. Так, значения этого показателя у коров увеличились в 2,5–3,2 раза (p ≤ 0,01) по сравнению с первыми сутками. Полученные данные можно расценивать как положительные и свидетельствующие о повышении устойчивости организма к негативным факторам и снижении риска развития воспалительных
процессов [10].

Абсолютное количество лимфоцитов в крови у коров всех групп в послеродовой период снижалось с различной степенью интенсивности (табл. 3). Наиболее существенное уменьшение наблюдали на 28-й день на 40,5% (p ≤ 0,01) у животных 1-й опытной группы по сравнению с первыми сутками после отела. У коров других групп этот показатель сокращался на 19,4–20,8%, однако не выходил за границы референтного диапазона. Возможно, данные изменения связаны с метаболическими нарушениями и недостатком энергетических ресурсов организма после отела [4].

Относительное содержание Т-лимфоцитов в крови коров во всех группах в 1-й день после отела регистрировали на уровне от 28,00 ± 4,64 до 36,20 ± 8,17%. На 14-й день наблюдений у особей контрольной группы регистрировали снижение данного показателя в 1,2 раза, а к 28-му дню – возвращение к уровню 1-го дня. У животных 1-й и 3-й опытных групп динамика изменений относительного содержания Т-лимфоцитов была противоположной. Так, на протяжении всего периода наблюдений данный показатель возрастал в 1,2 (p ≤ 0,05) и 1,6 (p ≤ 0,01) раза соответственно, что свидетельствовало о стимуляции клеточного иммунитета.

Количество В-лимфоцитов в крови коров опытных и контрольной групп на начальном этапе исследований (в 1-й день после отела) регистрировали в диапазоне от 18,8 до 24,8%. На протяжении периода исследования во всех группах выявили определенную закономерность: увеличение синтеза В-лимфоцитов к 14-му дню и сокращение их количества к 28-му дню.

Исходя из вышеизложенного, можно предположить, что динамика вариаций уровней Т- и В-лимфоцитов в послеродовой период происходила при опосредованном воздействии изучаемой композиции и имела компенсаторно-восстановительный механизм, основанный на регуляции интенсивности биосинтетических процессов, что подтверждалось рядом исследователей [4][18].

Положительное влияние исследуемой композиции выявили при оценке молочной продуктивности коров. Среднемесячные результаты удоев и содержания массовой доли жира в молоке представлены на рисунках 1 и 2.

Анализируя результаты молочной продуктивности, установили положительную вариативность значений среднесуточных удоев у животных, получавших в составе рациона композицию, содержащую живые бактерии B. subtilis и их метаболиты, по сравнению с коровами из контрольной группы. Это свидетельствовало о способности их организма оптимальнее восстанавливаться после отела и выдерживать длительную энергетическую нагрузку, обусловленную стабильной секрецией молока. Так, к окончанию 3-го месяца лактации зарегистрировали пиковые значения продуктивности у коров всех опытных групп по сравнению с первым месяцем: в 1-й – 28,70 ± 5,92 кг, 2-й – 28,94 ± 6,84 кг, 3-й – 32,17 ± 3,33 кг. Противоположная картина была выявлена у животных контрольной группы – снижение до уровня 27,90 ± 7,25 кг.

В последующие месяцы наблюдали закономерное снижение среднесуточных удоев у коров всех групп, но с различной амплитудой. За пять месяцев наблюдений получили следующие среднесуточные удои у коров: 1-й опытной группы – 24,50 ± 4,15 кг, 2-й опытной группы – 25,07 ± 4,38 кг, 3-й опытной группы – 25,33 ± 2,52 кг, контрольной – 22,75 ± 8,82 кг.

Важным критерием оценки качества молока является массовая доля жира (рис. 2).

Уровень массовой доли жира в молоке у коров всех опытных групп к окончанию 2-го месяца наблюдений увеличился и составил: в 1-й – 3,63 ± 0,28 г/100 г, 2-й – 3,62 ± 0,31 г/100 г, 3-й – 3,77 ± 0,35 г/100 г (больше на 7,1; 4,9 и 4,4% соответственно). Значения этого показателя у животных контрольной группы не имели существенной разницы.

У животных опытных групп такие изменения являлись косвенным признаком мобилизации жира из организма в молоко. Значительное возрастание уровня жира на 2-м месяце лактации и выраженное снижение его на 3-м месяце может косвенно указывать на развитие лактационного истощения у коров 1-й опытной группы. В последующие месяцы наблюдали незначительные вариации цифровых значений с возвращением к средним величинам.

Таким образом, наиболее выраженный эффект регистрировали у коров 3-й группы, в рацион которых вводили в предродовой и послеродовой периоды исследуемую композицию, содержащую живые бактерии B. subtilis и их метаболиты, что отразилось в увеличении количества и качества молока и согласовывалось с результатами, полученными другими авторами [2][3][19][20].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Применение композиции, содержащей живые бактерии B. subtilis штаммов B-239906 и B-249909 и их метаболиты, оказало позитивное влияние на иммуногематологические показатели крови коров. Выявленные изменения показателей иммунной защиты (абсолютного количества лимфоцитов, Т- и В-лимфоцитов, фагоцитарной активности и фагоцитарного индекса) следует расценивать как адаптационно-компенсаторный механизм, направленный на сохранение и нормализацию обменных процессов метаболической и энергетической направленности.

Более высокие среднесуточные удои выявили у коров 1, 2 и 3-й опытных групп: 24,50 ± 4,15; 25,07 ± 4,38 и 25,33 ± 2,52 кг молока соответственно по сравнению с особями контрольной группы (22,75 ± 8,82 кг).