INTERACTION OF YEAST GLUCOMANNANS WITH PATHOGENIC AND PROBIOTIC BACTERIA IN VITRO

Актуальную проблему в ветеринарной практике представляют микотоксины, поступающие в организм животных и птиц, главным образом, с кормами растительного происхождения. Попадая в организм, микотоксины отрицательно действуют как на отдельные органы и системы, так и на весь организм в целом. Наиболее распространенным воздействием микотоксинов является снижение потребления корма и, как следствие резкое уменьшение продуктивности животных; иммуносупрессия, снижение устойчивости к заболеваниям; повреждение органов и систем (печень, почки, репродуктивной системы); снижаются воспроизводительные качества, проявляющиеся абортами, низкой оплодотворяемостью, появлением нежизнеспособного молодняка. В корма микотоксины поступают с зараженным микроскопическими грибами сырьем растительного происхождения. Зачастую, заражение сырья происходит одновременно несколькими видами микотоксинов, при этом, даже при низких концентрациях, но в сочетании нескольких видов токсинов проявляется их синергизм, сопровождающийся усилением повреждающего эффекта. Попадая в желудочно-кишечный тракт, микотоксины быстро высвобождаются из корма, активно абсорбируются в тонком отделе кишечника, проникая в кровяное русло, быстро проявляют токсический эффект или накапливаются в органах и тканях организма. Обычно, токсические вещества, попадая в печень, подвергаются биотрансформации, однако, в случае микотоксинов биотрансформация иногда приводит к их переходу в более токсичные формы. Большинство микотоксинов накапливаются в тканях, которые используются для производства пищевых продуктов, или выделяются с молоком, яйцами и другой продукцией животного происхождения, попадая практически в неизменном виде в организм человека. Пораженный микотоксинами организм подвергается атаке патогенными и условно патогенными микроорганизмами, заболевания протекают в более тяжелых формах, зачастую приводят к гибели. Единственным эффективным способом инактивации микотоксинов является применение сорбентных препаратов. Такие общедоступные сорбенты как глины, активированный уголь не вполне подходят в случае микотоксикозов, так как имеют ограниченную сорбционную способность, при значительной концентрации микотоксинов в кормах их необходимо вводить в рацион в очень больших дозировках. При этом такие сорбенты сильно снижают питательную ценность кормов, что является основным ограничивающим фактором их применения

Вместе с тем, многими зарубежными и отечественными исследователями показано, что некоторые полисахариды могут быть использованы в низких концентрациях для значительного снижения биологической доступности многих типов микотоксинов. Установлено, что адсорбция микотоксинов связана с глюкановым веществом природного происхождения. Подобные волокнистые углеводы устойчивы к разрушению ферментной системой пищеварительного тракта животных

Привлекательной характеристикой для получения подобных сорбентных препаратов является их доступность. Олигосахариды – это неотъемлемая часть клеточной стенки дрожжевой клетки, основу которой составляют маннан-олигосахариды. Исследованиями установлена их высокая сорбционная активность в отношении большинства микотоксинов: афлатоксины, зеараленон, Т-2 токсин, охратоксин А, патулин и дезоксиниваленол, а также способность связывать некоторые патогенные и условнопатогенные микроорганизмы. В этом случае полисахариды действуют в качестве связывающего агента для патогенов, и, таким образом, препятствуют их колонизации на стенках кишечника, поддерживая естественным образом здоровую, сбалансированную микрофлору и улучшая общее состояние здоровья животных в т. ч. для аквакультур

Опыты позволили выявить, что патогены прикрепляются предпочтительно к маннан-олигосахаридам, включенным в пищу или корм, существенно сокращая тем самым количество бактерий, закрепляющихся на поверхности клеток кишечника, а поскольку маннановый комплекс не разрушается пищеварительными энзимами, он может закрепиться на лектинах патогенных бактерий, тем самым предупредит колонизацию ими пищеварительного тракта

В работе использовали бактериологические методы исследований. Пребиотическую активность глюкоманнанового комплекса клеточной стенки дрожжей отпределяли в отношении пробиотических микроорганизмов Lactobacillus fermentum и Lactobacillus plantarum. Антагонистическую активность глюкоманнанового комплекса определяли в отношении патогенного микроорганизма Salmonella enteritidis. Материалами для проведения исследований служили взвеси концентратов глюкоманнанового комплекса биомассы Saccharomyces cerevisae, полученные методом ферментативного гидролиза и ультразвуковой дезинтеграции. Концентрат полисахарида смешивали с суточной культурой бактерий из расчета объемов 1:1, смеси оставляли для реагирования в термостате при температуре +37ºС, в течение 2 часов, после чего высевали на плотные питательные среды. Для лактобактерий использовали лактобакагар, для сальмонеллы – мясо-пептонный агар. Каждая серия опытов проводилась в двух повторностях, с аналогичным контролем.

В ходе проведенных исследований пребиотической активности глюкоманнанового комплекса клеточной стенки Saccharomyces cerevisae в отношении лактобактерий был выявлен выраженный пребиотический эффект. Лучшие результаты регистрировали применительно к штамму Lactobacillus fermentum. Увеличение биологической концентрации в группе опыта по сравнению с контролем составило 20% (180 микробных клеток против 144 соответственно). Для культуры Lactobacillus plantarum, данный показатель был ниже и составил 13% (169 микробных клеток в группе опыта, против 150 в контроле).

В отношении патогенной бактерии Salmonella enteritidis при аналогичных условиях была выявлена антагонистическая активность. После воздействия глюкоманнанового комплекса биологическая концентрация сальмонеллы снизилась на 8% (135 микробных клеток в опыте, 147 в контроле).

Полученные образцы глюкоманнанового комплекса клеточной стенки Saccharomyces cerevisae, обладают выраженным пребиотическим действием в отношении пробиотических бактерий рода Lactobacillus, причем наибольший эффект проявлялся в отношении L.fermentum, биологическая концентрация данного микроорганизма увеличилась на 20% по сравнению с контролем, что можно расценивать как способность лактобактерий утилизировать олигосахариды в качестве питательных компонентов. Подобное действие, но с меньшей эффективностью (13%), полученный комплекс оказал и на бактерию L.plantarum.

В отношении же патогенного микроорганизма полученный комплекс проявил подавляющее действие (биологическая концентрация сальмонеллы в присутствии ГМК снизилась на 8%, по сравнению с контролем).

Полученные в ходе опыта результаты позволяют сделать выводы о способности глюкоманнанового комплекса клеточной стенки Saccharomyces cerevisae стимулирующе действовать на представителей нормофлоры пищеварительной системы (в частности лактобактерии), т.е. выступают в роли пребиотиков, и снижают уровень патогенной микрофлоры.

Выявленная эффективность глюкоманнанового комплекса проявлялась независимо от способа его получения.

Полученные результаты позволяют рассматривать исследуемые компоненты клеточной стенки дрожжевых клеток для создания комплексных препаратов, способных эффективно специфически сорбировать микотоксины, с одновременной стимуляцией нормофлоры и выведением патогенных микроорганизмов из пищеварительного тракта животных.