Влияние контаминированного микотоксинами корма и противопаразитарной обработки эприномектином на кишечную микробиоту животных в условиях эксперимента

Acknowledgments : the work has been carried out within the framework of the grant of the President of the Russian Federation for state support of young Russian scientists (MD-2435.2022.5).

Введение. Микотоксины являются одними из наиболее значимых загрязнителей кормов для животных в глобальном масштабе. Многочисленные исследования указывают на присутствие многих видов грибов-продуцентов и их микотоксинов в продукции растениеводства [1–3]. Часто отмечается сочетанное поражение кормов микотоксинами [4–6]. При этом отсутствует практика мониторирования продуктов их разложения, которые обладают токсигенным потен- циалом [7]. Механизм действия микотоксинов весьма разнообразен, преобладающие в отдельных органах и системах изменения указывают на выраженную органотропность отдельных микотоксинов [8]. Основным путем их поступления в организм животных является пероральный – вместе с контаминированным кормом. По этой причине при микотоксикозах желудочно-кишечный тракт всегда вовлекается в патологический процесс, прежде всего на уров- не микробиоты [9]. Учитывая значимость микробиоты в обеспечении гомеостаза макроорганизма, некоторые авторы предлагают рассматривать ее как самостоятельный орган [10]. Микробиота выполняет защитные, структурные и метаболические функции. Она состоит из коммен-сальных, симбиотических и условно-патогенных микроорганизмов [11], полноценное функционирование которых является обязательным условием поддержания здоровья и высокого качества жизни хозяина.

Взаимодействие микотоксинов и микробиоты носит двусторонний характер. С одной стороны, микробиота участвует в деградации микотоксинов, хотя в то же время при непосредственном участии микробиоты возможна биоактивация замаскированных микотоксинов [9]. С другой стороны, микотоксины могут влиять на микробиоту кишечника, изменяя относительную численность на уровне типов, родов и видов. Это является одним из пусковых механизмов в нарушении барьерной функции кишечника и увеличивает риск бактериальной транслокации [12], что создает предпосылки для инициации инфекционных заболеваний (прежде всего оппортунистических) с непредсказуемой локализацией. Данному развитию событий также способствует иммуносупрессивное действие микотоксинов [13, 14].

Указанные выше обстоятельства обусловливают актуальность проблемы взаимодействия различных стресс-факторов и микробиоты макроорганизма. Лечебно-профилактические мероприятия, направленные на модуляцию микробиома, можно рассматривать как одну из стратегий улучшения здоровья и повышения продуктивности сельскохозяйственных животных.

Цель исследования – установить изменения в составе кишечной микробиоты у лабораторных животных при сочетанном поражении кормов микотоксинами и противопаразитарной обработке эприномектином.

Задачи: уточнить состав просветной микрофлоры слепой кишки у лабораторных животных в норме и при сочетанном действии токсикантов, оценить корригирующую роль сорбента, модифицированного полиаргинином, при дис-биозе кишечника у животных.

Объекты и методы. Объектом исследования служили нелинейные белые крысы (самцы и самки) в возрасте 4 месяцев с массой тела

220,0 ± 15,0 г. Для проведения эксперимента животные были разделены на 5 групп по 10 особей в каждой: 1-я группа состояла из интактных животных, которые получали качественный стандартный рацион и не подвергались действию микотоксинов и эприномектина; 2-я и 4-я группы животных получали корм (комбикорм и зерно) с содержанием микотоксинов (ДОН – 0,93, Т-2 – 0,025; ZEA – менее 0,02 мг/кг) и необходимые добавки, соответствующие стандартному рациону; 3-я и 5-я группы животных получали тот же корм, что и животные 2-й и 4-й групп. Дополнительно животных 3-й и 5-й групп подвергали однократной противопаразитарной обработке препаратом Ветэприн (д.в. эприно-мектин, АО «Агробиопром», Россия) в соответствии с инструкцией по применению. Энтеросорбент, модифицированный полиаргинином (производитель – Центр новых химических технологий ИК СО РАН, Омск, Россия), вводили ежедневно с кормом животным 4-й и 5-й групп в дозе 0,2 г/кг в течение 12 дней на завершающем этапе эксперимента продолжительностью 50 суток. Выведение животных из опыта осуществляли в соответствии с требованиями Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей (2009).

Материалом для бактериологического исследования служили пробы содержимого слепой кишки, полученные после эвтаназии животных. Изучение состава микрофлоры проводили в соответствии с рекомендациями «Выделение и идентификация бактерий желудочно-кишечного тракта животных», утвержденными Департаментом ветеринарии Министерства сельского хозяйства РФ (регистрационный номер 13-5-02/1043 от 11.05.2004). Выделенные микроорганизмы идентифицировали по общепринятым методикам с учетом морфологических, культуральных и биохимических свойств.

Результаты и их обсуждение. В составе просветной микрофлоры слепой кишки у всех животных преобладают Bifidobactererium spp. и Lactobacillus spp. Однако заметное уменьшение их количества отмечается при сочетанном действии эприномектина и микотоксинов на организм животных, что указывает на снижение колонизационной резистентности и угнетение пристеночного пищеварения при указанных обстоятельствах (табл.).

Влияние токсикантов и энтеросорбции на микробиоту слепой кишки у крыс, КОЕ/мл, n = 10

Примечание : группа 1 – контроль; группа 2 – микотоксины; группа 3 – микотоксины + эприномектин; группа 4 – микотоксины + сорбент с полиаргинином; группа 5 – микотоксины + эприномектин + сорбент с полиаргинином.

На фоне снижения доли облигатной анаэробной микрофлоры в кишечнике возрастает количество факультативных условнопатогенных микроорганизмов. Так, например, популяция Staphylococcus spp. при микотоксикозе увеличилась в 2 раза, при проведении проти-вопаразитарной обработки на фоне микотоксикоза – в 4 раза по сравнению с контролем. После применения сорбента с аргинином количество стафилококков в пробах содержимого слепой кишки было сопоставимо с контролем.

Интенсивность роста дрожжеподобных грибов в контрольной пробе не превышала 10⁴ КОЕ/мл. Трехкратное увеличение их популяции отмечалось при длительном поступлении в организм животных микотоксинов. Такая же ситуация наблюдалась в группе животных, подвергшихся сочетанному действию микотоксинов и эприномектина. Бактериологическое исследование содержимого слепой кишки после проведения курсовой энтеросорбции свидетельствует о том, что рост дрожжеподобных грибов под действием сорбента снижается в 100 раз на фоне микотоксикоза и лишь на 33 % при сочетанном действии микотоксинов и эприномекти-на. К действию последних наиболее толерантны энтерококки, протей и представители семейства Enterobacteriaceae . Причиной подобного постоянства, очевидно, является то, что формирование микробиоценоза регулируется сложными синергетическими, антагонистическими и мутуалистическими отношениями между отдельными представителями нормофлоры и макроорганизмом, который оказывает влияние на микробиоту с помощью различных физиологических механизмов, в т. ч. неспецифических и специфических факторов защиты.

Однако заслуживает внимания отмеченное снижение роста бифидо- и лактобактерий. Адгезируясь на слизистой оболочке кишечника, бифидобактерии осуществляют защитную функцию, препятствуя проникновению условнопатогенных микроорганизмов и токсинов во внутреннюю среду организма [15]. Данные микроорганизмы синтезируют аминокислоты и белки, витамины группы В и К, улучшают всасывание ионов кальция, железа, витамина D [16, 17]; регулируют функции гуморального и клеточного иммунитета [18]. Иммуномодулирующее действие оказывают и лактобактерии [19, 20], проявляющие в кооперации с другими микроорганизмами высокую антагонистическую активность по отношению к патогенным и условно-патогенным микроорганизмам.

Настораживает увеличение популяции стафилококков. В кишечнике у животных и человека они встречаются с первых дней жизни, однако чаще условно-патогенный вид St. epidermidis. Условно-патогенные виды вызывают развитие патологических процессов при снижении резистентности макроорганизма. Развитие стафилококковых инфекций возможно и в случае передачи их от здоровых носителей животным с иммуносупрессией [21].

Повышенный рост дрожжеподобных грибов в кишечнике указывает на снижение иммунной реактивности и нарушение барьерной функции кишечника [22–24], что обусловливает необходимость коррекции иммунитета. Это подтверждает целесообразность применения энтеросорбента, модифицированного полиаргинином. После введения экзогенного аргинина повышаются функциональные характеристики Т-клеток, увеличивается продукция антител [25]. По дан- ным [26], у крыс с дисбиозом кишечника рацион с содержанием 1 % аргинина снижает проницаемость интестинального барьера для бактерий, увеличивает бактерицидную активность фагоцитов и их жизнеспособность. Основной функцией классически активированных медиаторами Th1-типа (такими как IFN-γ) макрофагов является микробная деструкция [27]. Вместе с этим отмечена способность экзогенного L-аргинина усиливать функцию стволовых клеток кишечника [28] и сохранность его морфологических структур [29, 30].

Заключение. Результаты исследования свидетельствуют о том, что нормофлора кишечника, основными составляющими которой являются бифидо- и лактобактерии, весьма чувствительна к действию микотоксинов и применяемых инсектоакарицидов. Снижение количества этих бактерий повышает риск развития иммуносупрессии, что наряду с ростом популяции условно-патогенных микроорганизмов создает условия для возникновения инфекционных заболеваний, в том числе обусловленных представителями собственной микрофлоры. Энтеросорбция с применением сорбента, модифицированного полиаргинином, позволяет нормализовать и стабилизировать микрофлору кишечника, что открывает новые возможности в лечении и профилактике дисбиоза у животных.