В 2025 году журналу
ИСПОЛНИЛОСЬ
95 ЛЕТ!

ЧИТАЙТЕ
Материалы к юбилею >>>

РУБРИКИ

Творчество
наших читателей

ЧИТАЙТЕ
Автор С.И. КАЛИНИЧЕНКО
ГИМН СВИНЬЕ >>>

DOI: 10.37925/0039-713X-2025-5-33-36
УДК 636.4.087.72:636.082.13
ПРОБИОТИЧЕСКИЕ ЛАКТОБАЦИЛЛЫ L.REUTERI В РАЦИОНЕ ПОРОСЯТ В ПЕРИОД ОТЪЕМА

А.Н. ОВЧАРОВА, кандидат биолог. наук, ведущий научный сотрудник, К.С. ОСТРЕНКО, доктор биолог. наук, главный научный сотрудник, Всероссийский научно-исследовательский институт – филиал ФГБНУ «ФИЦ животноводства – ВИЖ имени Л.К. Эрнста»

Период отъема – один из самых сложных в жизни свиней. Введение пробиотиков в этот период оказывает положительное влияние на здоровье животных, профилактирует возникновение заболеваний, снижает проявление и негативные последствия стресс-факторов.

В статье представлены результаты исследования влияния двух штаммов пробиотических лактобацил L.reuteri на зоотехнические параметры, показатели неспецифической резистентности и состав кишечной микрофлоры поросят в период отъема. Установлено, что введение пробиотических лактобацилл привело к увеличению прироста, повышению показателей неспецифической защиты, нормализации кишечной флоры.

Ключевые слова: поросята, период отъема, пробиотики, лактобациллы, прирост живой массы, неспецифическая резистентность, кишечная микрофлора.

Probiotic lactobacilli L.reuteri in the diet of piglets during weaning

A.N. OVCHAROVA, candidate of biological sciences, leading researcher, K.S. OSTRENKO, doctor of biological sciences, chief researcher, All-Russian Research Institute ‒ Branch of the Federal Research Center of Animal Husbandry ‒ All-Russian Research Institute of Animal Husbandry named after L.K. Ernst

The weaning period is one of the most difficult periods in the life of pigs. The introduction of probiotics during this period has a positive effect on animal health, prevents the occurrence of diseases, reduces the occurrence and negative effects of stress factors.

This article presents the results of a study of the effect of two strains of probiotic lactobacilli L.reuteri on zootechnical parameters, indicators of nonspecific resistance and the composition of the intestinal microflora of piglets during weaning. It was shown that the introduction of probiotic lactobacilli led to increased growth, increased indicators of nonspecific protection, normalization of intestinal flora.

Key words: piglets, weaning period, probiotics, lactobacilli, weight gain, nonspecific resistance, intestinal microflora.

Введение

Микрофлора животных в раннем постнатальном онтогенезе в отличие от взрослых особей нестабильна и легко преобразовывается под действием различных факторов, что не только способствует возникновению повышенного риска заболеваний молодняка животных, но и может оказывать краткосрочное и долгосрочное влияние на здоровье в более позднем возрасте [4].

Микробиом, сформировавшийся в раннем возрасте, может влиять на иммунный баланс и общее самочувствие животных в старшем возрасте [10]. В процессе становления микробиома микроорганизмы, заселившие пищеварительный тракт первыми, часто захватывают нишу за счет конкурентного использования питательных веществ. Этот процесс играет решающую роль в формировании состава и динамики микробиоты [20]. Таким образом, можно искусственно способствовать созданию полезной микробиоты кишечника и поддержанию ее динамического равновесия в период раннего постнатального онтогенеза [15].

Процесс отъема ‒ одно из самых стрессовых событий в жизни свиньи, которое может привести к нарушениям в работе кишечника и иммунной системы, что негативно сказывается на здоровье, росте и потреблении корма, особенно в первую неделю после отъема [7]. В этот период поросята испытывают совокупность стрессов – отлучение от матери, социальный стресс, резкая смена рациона.

Рацион оказывает колоссальное влияние на состав кишечного микробиома, и резкая его смена вызывает изменения качественного и количественного состава микрофлоры, что может приводить к повышенной восприимчивости поросят к патогенной флоре и провоцировать диарею. Это в конечном итоге приводит к падежам, снижению продуктивности, экономическим потерям [9].

В связи с послеотъемным стрессом и переходом с молока на твердые корма сокращается потребление корма, что приводит к снижению показателей роста. По данным некоторых исследователей, низкое потребление корма после отъема приводит к нарушению барьерной функции кишечника, воспалительным процессам в нем и отрицательно сказывается на высоте ворсинок и глубине крипт [14].

В настоящее время практикуется ранний отъем поросят в возрасте трех-четырех недель. Однако как пищеварительная, так и иммунная система поросят на этом этапе незрелая, активность таких ферментов, как пепсин, трипсин, химотрипсин и амилаза, значительно снижается в течение недели после раннего отъема, что затрудняет переваривание корма [19]. Кроме того, ранний отъем приводит к нарушению качественного и количественного состава микрофлоры, что еще больше повышает риск желудочно-кишечных заболеваний у поросят [12].

По данным А.В. Притыченко, выявлено, что до отъема у поросят отмечается достаточно высокое содержание бифидо- и лактобактерий, лактозоположительных эшерихий, не высеваются клостридии, лактозонегативные и гемолитические штаммы эшерихий, другие условно-патогенные энтеробактерии, протей и энтерококки, дрожжеподобные грибы, что соответствует физиологической норме [2].

После отъема отмечается более низкое содержание бифидо- и лактобактерий, повышенное содержание стафилококков, клостридий и дрожжеподобных грибов, у поросят с диарейным синдромом после отъема выявлено преобладание условно-патогенной флоры на фоне значительного снижения количества бифидо- и лактобактерий [2].

По данным R.B. Guevarra, выявлены значительные различия в составе микрофлоры подсосных поросят и поросят после отъема [12]. Состав кишечной микрофлоры подсосных поросят в основном был представлен филами Bacteroidetes (44,14%), Firmicutes (41,01%), Spirochaetae (9,87%), Proteobacteria (2,94%), Tenericutes (1,07%) и 14 другими типами, которые в совокупности достигали 0,61% от общего числа бактерий. У отъемных поросят отмечались выраженные изменения микробиома: существенно повышалось содержание представителей филы Bacteroidetes (63,14%), снижалось содержание Firmicutes (34,27%), Proteobacteria (1,79%), Spirochaetae (0,29%), Tenericutes (0,26%) и других 14 типов, которые в совокупности составляли 0,05% от общего количества бактерий [12].

Колонизация желудочно-кишечного тракта микроорганизмами запускает процесс дифференцировки кишечных стволовых клеток в энтероэндокринные клетки, которые вырабатывают грелин, стимулирующий аппетит, опорожнение желудка и усиление моторики. Преобразование в микробиоме в период отъема могут вызывать изменения в экспрессии, секреции, активации и передаче сигналов грелина [17].

Нормальная микрофлора кишечника играет важную роль в защите от окислительного стресса, регулируя концентрацию активных форм кислорода в клетках [5]. Помимо изменения состава микрофлоры отъем поросят вызывает окислительный стресс, что оказывает разрушительное воздействие на биологические макромолекулы, такие как липиды, ДНК и белки [1]. В исследовании L.H. Zhu окислительный стресс, вызванный отъемом, в конечном итоге спровоцировал апоптоз энтероцитов и остановку клеточного цикла в тонком кишечнике поросят [21].

Одними из значимых представителей нормальной флоры кишечника являются представители рода Lactobacillus, относящиеся к филеФункции лактобацилл чрезвычайно важны и разнообразны. Лактобациллы взаимодействуют с эпителиальным слоем кишечника, поддерживая целостность кишечного барьера, защиту слизистой оболочки и улучшая иммунный ответ организма. Lactobacillus spp. и их метаболиты, пептидогликаны и поверхностные белки участвуют в модуляции иммунных реакций в первую очередь за счет обмена иммунологическими сигналами между желудочно-кишечным трактом и отдаленными органами [16

Лактобактерии регулируют как адаптивный, так и врожденный иммунный ответ, стимулируя дифференцировку Т-клеток, естественных киллеров (NK-клеток), макрофагов, формирование цитокинов и активируя толл-подобные рецепторы (TLR). Они также оказывают иммуномодулирующее действие, повышая экспрессию В-клеток, вырабатывающих иммуноглобулин А (IgA), в пейеровых бляшках собственной пластинки слизистой оболочки кишечника, где они блокируют адгезию патогенов к эпителию кишечника [8]. Отмечено, что при снижении количества Lactobacillus при раннем отъеме повышается экспрессия провоспалительных цитокинов у поросят [18].

Лактобациллы принимают активное участие в окислительно-восстановительных механизмах, способствуя снижению уровня ферментов окислительного стресса, таких как NADPH-оксидазы [13]. Также лактобациллы считаются бактериями, которые перерабатывают углеводы, обладая множеством генов, отвечающих за разнообразные функциональные возможности, связанные с транспортировкой и ферментацией углеводов, играют ключевую роль в усвоении сложных углеводов. Более высокое содержание бактерий родов Lactobacillus и Prevotella у поросят в период отъема позволяет им адаптироваться к изменившимся условиям питания после отъема [6].

В настоящее время с учетом интенсификации свиноводческой отрасли и необходимости поиска новых средств, не вызывающих увеличения распространения антибиотикорезистентных штаммов, для повышения здоровья и продуктивности животных использование пробиотических кормовых добавок на основе лактобацилл представляет большой интерес.

В данном исследовании изучено влияние новых штаммов лактобацилл на зоотехнические параметры, состав кишечной флоры и показатели неспецифической резистентности поросят в период отъема. Штаммы L.reuteri 395 и L.reuteri 238 выделены в лаборатории биотехнологии микроорганизмов из кишечника здоровых телят, изучены их пробиотические свойства, проведена апробация на лабораторных животных.

Цель исследования ‒ изучить влияние новых штаммов лактобацилл на зоотехнические параметры, состав кишечной флоры и показатели неспецифической резистентности поросят в период отъема.

Материалы и методы

Штаммы выращивали индивидуально на обезжиренном молоке методом глубинного культивирования в течение 48 часов при 38°С, после чего добавляли сахарозу и сухое обезжиренное молоко в качестве криопротекторов, замораживали и подвергали лиофильной сушке. Определяли число жизнеспособных клеток в лиофилизатах – 10¹⁰ КОЕ/г. Лиофилизаты измельчали, смешивали в пропорции 1:1 и замешивали с небольшим количеством комбикорма, после чего вводили в рацион поросятам.

Исследование проводили в условиях вивария ВНИИФБиП на помесных поросятах (♂датский йоркшир × ♀датский ландрас) в период отъема – 46‒48 суток. Из отъемных поросят было сформировано две группы по 10 голов в каждой – контрольная и опытная. Поросята контрольной группы получали полнорационный комбикорм СК-5, поросята опытной группы в добавление к основному рациону потребляли смесь лиофилизированных штаммов L.reuteri 238 и L.reuteri 395 в пропорции 1:1 в дозе 1 г на голову. Препарат давали ежедневно. Продолжительность исследования составила 30 суток. В начале и в конце опыта животных взвешивали, производили учет потребленного корма.

В конце опыта были отобраны пробы крови и фекалий. Фекалии получали методом вынужденной дефекации, отбирали навеску массой 1 г, делали десятичные разведения и проводили посев на селективные среды.

Общепринятыми методами изучали показатели неспецифической резистентности – бактерицидную и лизоцимную активность сыворотки крови (БАСК, ЛАСК). Фагоцитарную активность (ФА), фагоцитарный индекс (ФИ) и фагоцитарное число (ФЧ) определяли прямым морфологическим методом с собственной модификацией.

Результаты и обсуждение

В результате проведенных исследований установлено увеличение живой массы и приростов поросят опытной группы в конце испытания (табл. 1).

Живая масса в конце периода наблюдений в опытной группе, получавшей пробиотическую добавку, составила 25,94±1,04 кг, а среднесуточный прирост – 427±4,9 г. Эти показатели достоверно превосходили (P<0,05) соответствующие значения в контрольной группе, где живая масса была 24,93±0,83 кг, а среднесуточный прирост – 394±2,4 г. Увеличение среднесуточного прироста в опытной группе, вероятно, связано с улучшением усвоения питательных веществ благодаря нормализации микрофлоры кишечника под воздействием L.reuteri. Это согласуется с данными других исследователей (Самбуров с соавт., 2017), которые показали, что включение в комбикорм кормовых добавок на основе пробиотиков оказало положительное влияние на интенсивность роста и развитие поросят, их сохранность и конверсию корма (табл. 1).

Таблица 1. Зоотехнические показатели поросят

Здесь и далее: * ‒ достоверная разница (P<0,05).

При изучении показателей неспецифической резистентности выявлено достоверное повышение (P<0,05) фагоцитарной активности, фагоцитарного индекса и фагоцитарного числа поросят опытной группы (табл. 2). Бактерицидная и лизоцимная активность сыворотки крови также были достоверно выше в опытной группе. Увеличение показателей неспецифической резистентности сыворотки крови в опытной группе указывает на стимуляцию иммунной системы под воздействием пробиотических штаммов L.reuteri.

Полученные результаты согласуются с данными, представленными в работах ряда исследователей, согласно которым пробиотические микроорганизмы способны оказывать модулирующее воздействие на иммунный ответ организма хозяина [8, 16].

Таблица 2. Показатели неспецифической резистентности поросят

Вышеперечисленные изменения у поросят опытной группы, вероятно, вызваны влиянием пробиотических лактобацилл на состав кишечной флоры поросят. Достоверное (P<0,05) увеличение количества лактобацилл в кишечнике опытных поросят свидетельствует об успешной колонизации L.reuteri и их положительном воздействии на микробиоценоз (табл. 3).

Представители рода Lactobacillus производят молочную кислоту, снижают pH в кишечнике, подавляя тем самым рост патогенных бактерий. Реутерин и другие антибиотикоподобные вещества, вырабатываемые L.reuteri, оказывают выраженное подавляющее влияние на рост и развитие патогенной и условно-патогенной флоры. Наблюдаемое сокращение количества сальмонелл, клостридий и грибов в опытной группе подтверждает этот механизм действия, что коррелирует с результатами исследований других ученых [8, 16, 19].

Таблица 3. Состав микрофлоры толстой кишки поросят

Заключение

Эффективность лактобацилл L.reuteri в качестве пробиотической добавки для поросят может быть обусловлена несколькими механизмами, включая конкурентное ингибирование патогенов, продукцию антимикробных веществ, стимуляцию иммунной системы и улучшение усвоения питательных веществ, что в конечном итоге приводит к повышению продуктивности животных. Важно отметить, что эффективность пробиотиков может зависеть от штамма, дозы и возраста животного.

Результаты нашего исследования показывают, что использование пробиотиков на основе L.reuteri является перспективным подходом для повышения продуктивности и снижения заболеваемости поросят в период отъема. Включение этих пробиотиков в рацион может способствовать уменьшению применения антибиотиков в свиноводстве, что является важной задачей в рамках борьбы с антибиотикорезистентностью.

Литература

1. Майстров В.И., Шевелев Н.С., Трубицина Т.П. О развитии некомпенсированного разрушительного окислительного стресса у поросят и антиоксидантном эффекте селенопирана. Сельскохозяйственная биология, 2009. Т.44. №6. С. 60‒65.
2. Притыченко А.В., Притыченко А.Н., Бабина М.П., Рябинкова И.М. Кишечный микробиоценоз у поросят отъемного периода. Актуальные проблемы интенсивного развития животноводства, 2012. №15‒2. С. 258‒263.
3. Самбуров Н.В., Трубников Д.В., Попов В.С., Бабаскин Р.Н. Пробиотические кормовые добавки в технологии выращивания поросят-отъемышей. Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии, 2017. №2. С. 29‒34.
4. Bian G., Ma S., Zhu Z., Su Y., Zoetendal E.G., Mackie R., Liu J., Mu C., Huang R., Smidt H., Zhu W. Age, introduction of solid feed and weaning are more important determinants of gut bacterial succession in piglets than breed and nursing mother as revealed by a reciprocal cross-fostering model. Environmental Microbiology, 2016. №18(5). Р. 77‒1566. DOI: 10.1111/1462-2920.13272.
5. Bourgonje A.R., Feelisch M., Faber K.N., Pasch A., Dijkstra G., Goor H. Oxidative stress and redox-modulating therapeutics in inflammatory bowel disease. Trends in Molecular Medicine, 2020. №26. Р. 1034–1046. DOI: 10.1016/j.molmed.2020.06.006.
6. Cai H., Thompson R., Budinich M.F., Broadbent J.R., Steele J.L. Genome sequence and comparative genome analysis of Lactobacillus casei: Insights into their niche-associated evolution. Genome Biology and Evolution, 2009. №14. Р. 239‒257. DOI: 10.1093/gbe/evp019.
7. Campbell J.M., Crenshaw J.D., Polo J. The biological stress of early weaned piglets. Journal of Animal Science and Biotechnology, 2013. №30 Р. 19. DOI: 10.1186/2049-1891-4-19.
8. Cristofori F., Dargenio V.N., Dargenio C., Miniello V.L., Barone M. and Francavilla R. Anti-inflammatory and immunomodulatory effects of probiotics in gut inflammation: A door to the body. Frontiers in Immunology, 2021. №1. Р. 578386. DOI: 10.3389/fimmu.2021.578386.
9. Dou S., Gadonna-Widehem P., Rome V., Hamoudi D., Rhazi L., Lakhal L., Larcher T., Bahi-Jaber N., Pinon-Quintana A., Guyonvarch A., Huërou-Luron I.L., Abdennebi-Najar L. Characterisation of early-life fecal microbiota in susceptible and healthy pigs to post-weaning diarrhea. PLOS One, 2017. №10. Р. 169851. DOI: 10.1371/journal.pone.0169851.
10. Fulde M., Sommer F., Chassaing B., van Vorst K., Dupont A., Hensel M., et al. Neonatal selection by toll-like receptor 5 influences long-term gut microbiota composition. Nature, 2018. №560(7719). Р. 93‒489.
11. Guevarra R.B., Hong S.H., Cho J.H., Kim B.R., Shin J., Lee J.H., Kang B.N., Kim Y.H., Wattanaphansak S., Isaacson R.E., Song M., Kim H.B. The dynamics of the piglet gut microbiome during the weaning transition in association with health and nutrition. Journal of Animal Science and Biotechnology, 2018. №30. Р. 54. DOI: 10.1186/s40104-018-0269-6.
12. Guevarra R.B., Hong S.H., Cho J.H., Kim B.R., Shin J., Lee, J.H. et al. The dynamics of the piglet gut microbiome during the weaning transition in association with health and nutrition. Journal of Animal Science and Biotechnology, 2021. №9. Р. 54. DOI: 10.1186/s40104-018-0269-6.
13. Kong Y., Olejar K.J., On S.L.W., Chelikani V. The potential of lactobacillus spp. for modulating oxidative stress in the gastrointestinal tract. Antioxidants (Basel), 2020. №10. Р. 610. DOI: 10.3390/antiox9070610.
14. McCracken B.A., Spurlock M.E., Roos M.A., Zuckermann F.A., Gaskins H.R. Weaning anorexia may contribute to local inflammation in the piglet small intestine. Journal of Nutrition, 1999. №129(3). Р. 9‒613. DOI: 10.1093/jn/129.3.613.
15. Quan J., Xu C., Ruan D., Ye Y., Qiu Y., Wu J., Zhou S., Luan M., Zhao X., Chen Y., Lin D., Sun Y., Yang J., Zheng E., Cai G., Wu Z., Yang J. Composition, function, and timing: exploring the early-life gut microbiota in piglets for probiotic interventions. Journal of Animal Science and Biotechnology, 2023. №14(1). Р. 143. DOI: 10.1186/s40104-023-00943-z.
16. Rastogi S., Singh A. Gut microbiome and human health: Exploring how the probiotic genus Lactobacillus modulate immune responses. Frontiers in Pharmacology, 2022. №24. Р. 1042189. DOI: 10.3389/fphar.2022.1042189.
17. Schalla M.A., Stengel A. Effects of microbiome changes on endocrine ghrelin signaling: A systematic review. Peptides, 2020. №133. Р. 170388. DOI: 10.1016/j.peptides.2020.170388.
18. Schmidt B., Mulder I.E., Musk C.C., Aminov R.I., Lewis M., Stokes C.R., Bailey M., Prosser J.I., Gill B.P., Pluske J.R., Kelly D. Establishment of normal gut microbiota is compromised under excessive hygiene conditions. PLOS One, 2011. №6(12). Р. 28284. DOI: 10.1371/journal.pone.0028284.
19. Su W., Gong T., Jiang Z., Lu Z., Wang Y. The role of probiotics in alleviating postweaning diarrhea in piglets from the perspective of intestinal barriers. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 2022. №12. Р 883107. DOI: 10.3389/fcimb.2022.883107.
20. Tan J., Pu Z., Ryberg W.A., Jiang L. Species phylogenetic relatedness, priority effects, and ecosystem functioning. Ecology, 2012. №93(5). Р. 72‒1164.
21. Zhu L.H., Zhao K.L., Chen X.L., Xu J.X. Impact of weaning and an antioxidant blend on intestinal barrier function and antioxidant status in pigs. Journal of Animal Science, 2012 №90(8). Р. 9‒2581. DOI: 10.2527/jas.2012-4444.

Скачайте в формате .pdf >>>