Когда у теленка начинается диарея, фермер обычно тянется за антибиотиками — но за эту привычку придется заплатить, и новосибирские химики предложили способ снизить цену.
Желудочно-кишечные заболевания на животноводческих фермах оборачиваются серьезными потерями: скот теряет вес, снижает удои, а в худшем случае погибает. Наиболее уязвимы телята первых месяцев жизни — именно тогда, когда их кишечная микрофлора еще только складывается. Обнаружив у животных признаки кишечной инфекции, фермеры обычно прибегают к антибиотикам. Однако при избыточном применении такие препараты уничтожают полезную микрофлору и стимулируют появление лекарственно-устойчивых бактерий. Более щадящую альтернативу видят в пробиотиках — средствах на основе полезных микроорганизмов, которые конкурируют с болезнетворными бактериями и грибками в кишечнике и тормозят их размножение.
Однако на пути к кишечнику пробиотик преодолевает желудок с его агрессивной кислой средой, где выживают далеко не все бактерии. Добавляется и конкуренция с микроорганизмами, уже обосновавшимися в кишечнике: закрепиться на его стенках удается не всегда. Все это подрывает эффективность пробиотиков — отсюда стремление ученых создать материалы-носители, которые уберегут полезные бактерии в пути через желудок и выпустят их в нужном месте.
Такой материал изготовили специалисты Новосибирского государственного технического университета, Сибирского государственного университета инженерии и биотехнологий и Института химии твердого тела и механохимии СО РАН — все три организации находятся в Новосибирске. Основой послужил обычный картофельный крахмал. В него химически ввели фосфатные группы: благодаря им крахмал активно впитывает воду и при увлажнении переходит в гель — удобную среду для доставки бактерий в кишечник. Модифицированный крахмал соединили с пищевым агаром и суспензией сенной палочки Bacillus subtilis, распространенного в животноводстве пробиотика, после чего высушили смесь, получив таблетки. В каждой из них содержалось около восьми миллиардов бактериальных клеток.
Чтобы понять, как поведет себя гидрогель на основе крахмала в пищеварительном тракте теленка, таблетки погружали в растворы с разной кислотностью, отвечающей разным отделам желудочно-кишечного тракта. Выяснилось: в кислой среде желудка крахмальная матрица практически не выпускает бактерии наружу, надежно удерживая их внутри и защищая от разрушения, а в нейтральной среде, свойственной кишечнику, постепенно их отдает.
Проверили разработку и на животных — 20 телятах с признаками неинфекционной диареи. Их разбили на три группы: первая, контрольная, лечения не получала; вторая на протяжении 12 дней получала пробиотик в жидкой форме, в виде суспензии; третья — в виде гидрогелевых таблеток. К завершению эксперимента у телят из обеих групп, получавших пробиотик, консистенция фекалий заметно улучшилась по сравнению с контрольными животными.
Кроме того, в их фекалиях сократилось количество болезнетворного грибка кандиды, вызывающего кишечные расстройства. При этом гидрогелевый носитель обеспечил более долгое сохранение бактерий в кишечнике, чем суспензия: спустя две недели после начала эксперимента у животных, получивших гидрогель, сенной палочки в кишечнике осталось на 73% больше, чем у телят, которым давали суспензию.
Полученные результаты подтвердили, что крахмальный носитель защищает полезные бактерии и продлевает время их присутствия в кишечнике. Для ветеринарии это открывает путь к созданию удобных форм пробиотиков, которые можно давать реже, чем суспензии, а значит, снизить затраты на лечение животных и уменьшить неблагоприятные эффекты от применения антибиотиков. В перспективе такие носители помогут сделать лечение кишечных расстройств у крупного рогатого скота более эффективными и безопасными.
В дальнейшем мы планируем создать комплексный препарат, включающий не только бактерии, но и вспомогательные вещества, и провести серию экспериментов на различных видах сельскохозяйственных животных. Результатом станет кормовая добавка с комплексным подходом и выраженным терапевтическим эффектом, — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Виктория Бец, директор научно-образовательного центра «Технологии биополимеров» НГТУ НЭТИ.
Источник: https://innovanews.ru/…
