Информация, доклады, сообщения

Спасут ли полезные бактерии мир? Часть 2

13.02.2015

Лидером, который пропагандировал концепцию применения пробиотиков в ветеринарии в России, стал академик Александр Николаевич Панин, директор ФГБУ «ВГНКИ».

ФГБУ «ВГНКИ» первым начало селекцию пробиотических штаммов из кишечника поросят, птиц и других видов животных. Именно мы изучили пробиотические свойства этих штаммов: их антагонистическую активность, кислотообразующую активность, адгезивную активность. Также мы создали целый ряд эффективных пробиотических препаратов ветеринарного назначения. «Мы были теми самыми популяризаторами науки, а по нашему пути дальше пошли уже все остальные», – говорит доктор биологических наук, профессор, заведующая лабораторией качества и стандартизации пробиотических препаратов ФГБУ «ВГНКИ» Нина Ивановна Малик.

Применив метод T-RFLP-анализа для изучения эффективности действия пробиотиков, мы установили, что даже однократный прием пробиотических микроорганизмов вызывает фиксированные возмущения в микробных сообществах кишечника.

Сейчас наше Учреждение занимается в том числе и тем, что изучает влияние пробиотических препаратов на биопленки, которые образуют условно-патогенные бактерии.

О том, не грозит ли пробиотикам печальная судьба антибиотиков, как происходит внедрение пробиотических препаратов в производство, и об основных мировых тенденциях в этой отрасли Нина Ивановна Малик рассказывает нашему обозревателю

− Нина Ивановна, скажите, если к антибиотикам развивается резистентность, то есть нечувствительность, не грозит ли подобная участь со временем и пробиотикам?

Уверяю вас, что не грозит. Механизмы развития резистентности к антибиотикам у бактерий кодируются на генетическом уровне. Микробиологический антагонизм пробиотической микрофлоры реализуется за счет других эволюционно сложившихся механизмов конкурентного исключения – борьба за сайты прикрепления, продукция субстанций, ингибирующих рост условно-патогенных бактерий, снижающих колонизационный потенциал грамотрицательных бактерий, формирование биопленок, стимуляция синтеза иммуноглобулина А.

− Если же говорить о микрофлоре кишечника, то у взрослого человека она достигает до 1,5–2 килограммов от общей массы тела. Это общеизвестная цифра. Случайно ли там эта микрофлора? Или же она выполняет какие-то функции?

Общий геном бактерий, обнаруженных в ЖКТ, получивший обозначение как «микробиом», насчитывает 400 тыс. генов, что в 12 раз превышает размер генома человека, насчитывающего 35 тыс. генов.

Приспособившаяся к обитанию в условиях желудочно-кишечного тракта микрофлора, конкурируя между собой за пищу и пространство, разделилась на нормальную и условно-патогенную, пристеночную и просветную и формирует сложную архитектонику микробного сообщества кишечника, в которой сочетаются как единое целое около 400 филогенетически обособленных групп микроорганизмов. При этом более 80% основных представителей микрофлоры кишечника не могут быть культивируемы современными техниками.

Сегодня ученые осознают, что это целый отдельный «орган», который живет по своим законам в тесной взаимовыгодной кооперации с организмом хозяина и оказывает на него прямое и непосредственное воздействие. По сути, микробиом получает от своего хозяина идеальные условия для непрерывного культивирования, необходимые для выживания питательные вещества, защиту от внешних факторов, оптимальную температуру, то есть полный набор условий для идеального состояния. И микробиому как здравомыслящему микробному концорциуму нет никакой необходимости негативно влиять на своего хозяина, потеряв таким образом комфортабельную среду обитания. Напротив, в процессе эволюции микробиом выработал ряд инструментов для поддержания здоровья хозяина и защиты своей стабильности. В частности, именно под влиянием кишечного микробиома у позвоночных животных в процессе эволюции шло постоянное совершенствование механизмов защиты от генетически чужеродных агентов – от простейших механизмов до развития системы адаптивного иммунитета. Доказана филогенетическая и функциональная связь между микробиомом и иммунной системой. Более 70% всех иммунных клеток находится именно в желудочно-кишечном тракте позвоночных животных.

Согласно современным представлениям, в естественных условиях обитания нет ни одного метаболического процесса, ни одной функции живых организмов, которые бы осуществлялись без прямого или опосредованного участия в них симбиотических микроорганизмов. Существует даже такое мнение, что в какой-то степени микрофлора может даже моделировать и психику человека.

− А как такое может быть?

Сторонники данного подхода предполагают, что кишечные бактерии способны стимулировать в том числе выработку определенных гормонов, которые в свою очередь влияют на поведение.

Но наш разговор о другом... Считается, что микрофлора делится на полезную и условно-патогенную, которая при определенных неблагоприятных условиях может повысить свою вирулентность и вызывать различные заболевания. Защитная роль нормальной микрофлоры заключается в том, что она подавляет и контролирует патогенную. Именно нормальная микрофлора запускает работу нашей иммунной системы и регулирует ее.

Если же говорить об иммунной системе как таковой, ее цель – найти антиген в любой форме, найти и обезвредить, то есть выработать комплекс мер, которые этот антиген уничтожат. Это происходит тогда, когда условно-патогенные бактерии могут попасть в кровяное русло и разнестись по организму человека.

Но в данном случае нормальная микрофлора вместе с иммуноглобулинами класса А, которые вырабатываются только слизистыми, создает защитный барьер против условно-патогенной флоры. Та не может проникнуть внутрь нашего организма, пока существует эта стена – барьерная функция кишечника. Нормальная микрофлора не убивает бактерии как антибиотики, она просто подавляет их численность. Путем конкурентного исключения не дает им развиться.

− А полностью уничтожить условно-патогенные бактерии нельзя?

Это невозможно, да и не нужно делать. Та же кишечная палочка – доминирующая бактерия в кишечнике, она относится к условно-патогенным бактериям, но пока организм нормально функционирует, она выполняет те же полезные функции что и лактобактерии, бифидобактерии. Хотя в отдельных условиях определенные ее штаммы или клоны могут стать вирулентными. Но от этого уберегает нормальная микрофлора.

− В чем заключается задача пробиотиков в ветеринарии? Чем отличается она от подхода к пробиотикам в «человеческой» медицине?

Медицина лечит человека. И делает все, чтобы он жил как можно дольше и был здоровым. Цель ветеринарии заключается в том, чтобы сохранить здоровье животных в течение достаточно короткого периода от рождения и до забоя, обеспечить эффективность их откорма.

Задача пробиотиков в данном случае: это профилактика желудочно-кишечных заболеваний у молодняка, повышение сохранности и продуктивности. Мы также должны делать все возможное, чтобы продукция животноводства соответствовала положенным микробиологическим параметрам.

Есть такое понятие как биобезопасность. Место любой страны на рынке зависит не только от количества произведенной ею продукции, но прежде всего от качества данной продукции. Основной критерий качества пищевых продуктов – их микробиологическая безопасность. Ни одна страна, в том числе и Россия, не сможет выйти на рынок, если ее товары не будут соответствовать определенным стандартам. Этими вопросами занимается Россельхознадзор.

Мы же – его подведомственная организация, которая выполняет поставленные перед нами государством задачи. Говоря о нашей стране, хочу с печалью заметить, что за последние 20 лет мы потеряли целые отрасли биотехнологической промышленности. У нас была развитая микробиологическая промышленность. Сейчас ее, увы, практически нет. В мире работают фирмы-гиганты, которые 15 лет назад поднялись только на том, что стали продавать кормовые добавки для животных. Есть и старые фирмы, которые расширяют постоянно свой ассортимент и работают уже на этой стезе сотню лет. Как накормить животных так, чтобы максимально использовать все компоненты кормов? Где взять корма для свиней? Для кур? Кормить чистым зерном – только Россия, пожалуй, по своей бедности и может это себе позволить.

Во всем мире сейчас начинают использовать низкопитательные рационы, то есть то, что раньше в кормлении животных не использовали, так как животные не могли это переварить. Так мы с вами подошли к еще одной важнейшей функции микрофлоры – перевариванию.

В ходе эволюции у рептилий впервые появляется слепая кишка, в которой поселяются симбиотические бактерии и простейшие. Это позволило значительно расширить их рацион питания за счет микробного пищеварения, которое все более усложнялось и совершенствовалось по мере филогенетического развития позвоночных животных.

В организме животного должны вырабатываться определенные ферменты, которые расщепляют компоненты корма, и после этого пища легко усваивается. Но, оказывается, без нормальной микрофлоры кишечника переварить все компоненты корма тоже невозможно. Есть то, с чем может справиться только микрофлора. Возьмем, к примеру, клетчатку. Корова, которая травоядная, и человек, который всеядный. Если мы с вами будем есть кукурузный стебель, мы его не сможем переработать. А корова его прекрасно усваивает. Почему? Потому что у коровы есть целлюлозолитические бактерии, они расщепляют целлюлозу и делают ее пригодной для всасывания. У плотоядных – тех, кто питается одним мясом, преобладают одни виды бактерий, у тех, кто питается растительной пищей, – другие. Если бактерии хищников разрушают аминокислоты, то бактерии травоядных, напротив, их синтезируют. Учёные утверждают, что подобное наблюдается и у человека.

И вот эти пробиотические добавки, которые производят «грамотные» фирмы, помогают усилить микробное пищеварение и расщеплять прежде неудобоваримые корма и поэтому имеют очень большой спрос на рынке.

− Как я понимаю, бизнесмены очень быстро словили конъюнктуру рынка. Раз оттуда ушли антибиотики, следовательно, их необходимо чем-то заменить, например, пробиотиками? Так ли это?

Препараты из нормофлоры, пробиотики, предназначенные в том числе и для использования в кормовой цепи животных, вышли на первый план после того, как стало понятно: антибиотики – вовсе не панацея от всех бед. Высокие цены на традиционные зерновые фуражные корма навсегда изменили мировую кормовую базу и подтолкнули ее к выходу на новый экономический уровень в области оптимизации кормления животных: улучшение эффективности желудочно-кишечного тракта, переваримости и потребления питательных веществ, улучшение здоровья и сохранности, а также увеличение внимания к производству продуктов, предпочитаемых потребителями.

Кормление – залог высокой продуктивности животных. Но даже идеальный рацион не сможет обеспечить животных необходимыми уровнями энергии и питательных веществ, если не будет здорового кишечника.

Технология рационального кормления животных с использованием пробиотиков становится все более актуальной и рассматривается как мощный потенциал агропромышленного рынка.

По сути, использование пробиотиков предлагает больше выгод, чем просто замена антибиотиков в рационах животных, и в состоянии продемонстрировать материальные выгоды, которые в настоящее время признают все производители мясной продукции.

Пробиотики стимулируют иммунную систему и могут играть определенную роль в деле снижения стресса у животных. Применение пробиотиков позволяет обеспечить правильную микрофлору кишечника, повышает усвояемость питательных веществ, устраняет и предупреждает дисбактериоз, улучшает конверсию корма, профилактирует диарею и диспепсию, повышает сохранность и позволяет реализовать генетический потенциал продуктивности животных на максимальном уровне. Участие пробиотиков в кишечном и рубцовом пищеварении помогают повысить усвояемость кормов, которыми антибиотики не обладают. Производство ветеринарных пробиотиков растет даже в тех странах и регионах, где использование кормовых антибиотиков по-прежнему разрешается.

− Как происходит внедрение тех или иных средств на широкий рынок?

Рекламой препаратов мы не занимаемся, являясь нейтральными для всех. Прежде всего нам заявитель предоставляет свое досье. В нем обязательно должна быть указана краткая схема производства, история штаммов, которые используются. Все штаммы при этом должны быть обязательно задепонированы в какой-либо коллекции – это основное правило. Они должны быть легальны и иметь свой номер. В досье содержатся также результаты проверки эффективности пробиотика или пробиотической кормовой добавки по заявляемым параметрам – влияние на микробиоценоз желудочно-кишечного тракта, или продуктивность, или сохранность и др. На основании этого анализа мы даем свое заключение о безопасности и эффективности, и может ли этот продукт выйти на рынок. А собственно регистрацию проводит Россельхознадзор. Мы только рекомендуем. Дальше начинается, как вы говорите, внедрение в практику. В 90-е годы, когда тема пробиотиков у всех была на слуху, всем казалось, что это легко. Но многие продукты так и не вышли на рынок. Возможно, проблема в том, что этими вопросами часто занимались непрофессионалы, то есть люди, которые не очень представляют себе, что такое физиология животных, что такое кишечная микрофлора. Они не занимались селекцией штаммов. И если и проводили опыты с животными, то очень короткие по времени и незначительные по существу. Скажу вам так: не всякий штамм, зарегистрированный как пробиотический, можно успешно применяться на практике. А многие производители этого не понимали.

− То есть надо знать, кому из животных и что давать?

Разумеется. Желательно, чтобы для каждого вида животных был свой пробиотик. Или там должно быть такое количество штаммов, чтобы он стал универсальным. Но ведь все хотят сразу и это, и это, и это. Насколько новый продукт будет эффективен на рынке – мы сказать не можем, мы проверяем его только на безопасность и соответствие заявленным критериям. Когда нам предоставляют результаты испытаний, ответственность за их подлинность несет сам заявитель. Случается, что плохой пробиотик продается даже лучше, чем хороший, – к великому сожалению, за маркетинг отвечает тоже изготовитель. И дальше все зависит уже от его личной пробивной способности. Это раньше делали опытные серии, под надзором государственных структур их постепенно внедряли в практику, давали оценку – сейчас ничего подобного нет. Хотя сегодня весь Интернет забит рекламой пробиотиков, процентов 40 из которых не пользуются спросом. Но это тоже норма жизни.
 

Материал подготовили:

Обозреватель интернет-сайта Екатерина САЖНЕВА
Корректор Богаченко О.В.

© ФГБУ «ВГНКИ», 2015 год.

При перепечатке публикации ссылка на источник обязательна.