TOXICOLOGICAL AND BIOCHEMICAL PARAMETERS OF THE INFLUENCE OF THE NEW PROBIOTIC FOR PIGS BASED ON BACILLUS BACTERIA ON LABORATORY AND TARGET SPECIES OF ANIMALS

Г. Бучковська; О. Чечет; М. Романько; В. Коваленко; О. Оробченко; О. Горбатюк; А. Герілович; В. Ушкалов

doi:10.31073/onehealthjournal2023-IV-04

Автор(и)

Г. Бучковська Державний науково-дослідний інститут з лабораторної діагностики та ветеринарно-санітарної експертизи, Київ (Україна) https://orcid.org/0009-0007-4449-614X
О. Чечет Державний науково-дослідний інститут з лабораторної діагностики та ветеринарно-санітарної експертизи, Київ (Україна) https://orcid.org/0000-0001-5099-5577
М. Романько Державний науково-дослідний інститут з лабораторної діагностики та ветеринарно-санітарної експертизи, Київ (Україна) https://orcid.org/0000-0003-0285-5603
В. Коваленко Державний науково-дослідний інститут з лабораторної діагностики та ветеринарно-санітарної експертизи, Київ (Україна) https://orcid.org/0000-0002-2416-5219
О. Оробченко Державний науково-дослідний інститут з лабораторної діагностики та ветеринарно-санітарної експертизи, Київ (Україна) https://orcid.org/0000-0002-0885-7776
О. Горбатюк Державний науково-дослідний інститут з лабораторної діагностики та ветеринарно-санітарної експертизи, Київ (Україна) https://orcid.org/0000-0002-5316-6122
А. Герілович Державний науково-дослідний інститут з лабораторної діагностики та ветеринарно-санітарної експертизи, Київ (Україна) https://orcid.org/0000-0002-3280-4172
В. Ушкалов Державний науково-дослідний інститут з лабораторної діагностики та ветеринарно-санітарної експертизи, Київ (Україна) https://orcid.org/0000-0001-5694-632X

DOI:

https://doi.org/10.31073/onehealthjournal2023-IV-04

Ключові слова:

токсико-біохімічні параметри, пробіотичний засіб, щури, кролі, підсвинки, екологічна безпечність, метаболізм

Анотація

Питання розроблення нових вітчизняних пробіотичних засобів спрямованої імуномодулюючої дії є на часі та викликає науковий і практичний інтереси. З метою проведення доклінічних досліджень пробіотичного засобу «Комбіо», що являє собою суміш пробіотичних бактерій Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, Bacillus amyloliquefaciens, Enterococcus clausii, алюмосилікату та інших речовин розробленого колективом авторів ДНДІЛДВСЕ, у за умов низки токсикологічних експериментів на лабораторних (білі щури, кролі) і цільових тваринах (підсвинки) визначали токсико-біохімічні параметри. За результатами дослідження гострої токсичності пробіотичного засобу «Комбіо» показник LD50 розрахувати не вдалося, оскільки загибелі лабораторних тварин не було виявлено протягом 14-ти діб після введення; максимальна введена доза засобу (за абсолютною масою) становила 30000,0 мг/кг маси тіла, що дозволяє його віднести до VI класу токсичності – речовини відносно нешкідливі (LD50>15000,0 мг/кг маси тіла), а за ступенем небезпечності до ІV класу – малонебезпечних речовин (LD50>5000,0 мг/кг маси тіла). Пробіотичний засіб «Комбіо» при нанесенні на шкіру (гостра дермальна токсичність) та на слизову оболонку ока кролів у дозах від 750,0 до 3000,0 мг/кг маси тіла не чинить подразнювальної дії, а за ступенем небезпечності його можна віднести до ІV класу – малонебезпечних речовин (LD50>2500,0 мг/кг маси тіла). За результатами тривалого перорального згодовування пробіотичного засобу в дозах 1500,0; 7500,0 і 15000,0 мг/кг корму встановлено відсутність гемо-, гепато- та нефротоксичної дії на організм лабораторних тварин за умов підгострого токсикологічного експерименту, а, навпаки, здатність впливати індукуючим чином на метаболічні реакції в організмі білих щурів (за динамікою показників активності гемопоезу та білоксинтезуючої функції печінки, особливо у терапевтичній дозі). Динаміка змін метаболічних показників під час тривалого 60-добового перорального згодовування пробіотику підсвинкам у діапазоні доз свідчить про відсутність гемо-; імуно- та гепатотоксичного його впливу та корелює із такою гематологічних показників, що вказує на відновлення стану неспецифічної резистентності та білкового профілю у організмі експериментальних тварин, та є ознакою посилення метаболічних реакцій та імунної реактивності в організмі свиней. Отримані результати щодо впливу нового засобу «Комбіо» на основі бактерій Bacillus spp. у серії експериментів на лабораторних і цільових (підсвинки) видах тварин дозволяють стверджувати про екологічну безпечність досліджуваного пробіотику та перспективність його використання у кінцевому результаті з метою підвищення рівня збереженості цільових тварин (свиней), підвищення приросту маси їх тіла, поліпшення конверсії корму та оптимізації виробництва свинарської продукції покращеної якості.

Посилання

Ashraf, R. and Shah, N. P. (2014). ‘Immune system stimulation by probiotic microorganisms’; Crit Rev Food Sci Nutr; 54 (7):938–956. doi.:10.1080/10408398.2011.619671.

Bouchicha, A. E. B., Mimoune, N., Djouadi, S., Kalem, A., Kaidi, R. and Khelef, D. (2022). ‘Probiotic effect on reserve mobilization in late stage pregnancy in goats’; Vet Stanica; 53(1):105-109. doi.:10.46419/vs.53.1.2.

Chechet, O. M., Haidei, O. S., Andriiashchuk, V. O., Horbatiuk, O. I., Kovalenko, V. L., Musiiets, I. V., Ordynska, D. O., Skliar, V. V., Gutyj, B. V. and Krushelnytska, O. V. (2022). ‘Results of monitoring studies of caecal samples with animal contents for antimicrobial resistance in 2021’; Sci Mess LNUVMB; Ser: Vet Sci; 24(106):128–135. doi.:10.32718/nvlvet10620. [in Ukrainian].

Chechet, O. M., Kovalenko, V. L., Haidei, O. S., Horbatiuk, O. I., Kravtsova, O. L., Andriiashchuk, V. O., Musiiets, I. V. and Ordynska, D. O. (2022). ‘Vyznachennia antahonistychnoi aktyvnosti probiotychnoho preparatu «Biozapin» [Determination of the antagonistic activity of the probiotic drug ‘Biozapin’]’; Visn Sumskoho Nat Ahrar Un-tu; Ser: Vet med; 2(57):61–68. doi.:10.32845/bsnau.vet.2022.2.8. [in Ukrainian].

Chechet, O. M., Kovalenko, V. L., Horbatiuk, O. I., Kuriata, N. V., Buchkovska, H. A., Musiiets, I. V., Shalimova, L. V., Ordynska, D. O., Balanchuk, L. V., Shchur, N. V. and Tohachynska, L. V. (2023). ‘Vyznachennia chutlyvosti do antybakterialnykh preparativ shtamiv Bacillus spp. z vysokym rivnem antahonistychnoi aktyvnosti dlia vyhotovlennia probiotykiv [Determination of sensitivity to antibacterial preparations of strains of Bacillus spp. with a high level of antagonistic activity for the production of probiotics]’; Biol Tvaryn; 25(2):23–32. doi.:10.15407/animbiol25.02.023. [in Ukrainian].

Cherny, N. and Kulak, V. (2016). ‘The resistance and productivity of rabbits at use of probiotic ‘Evitaliya’ in terms of regulatory climate’; Sci Mess LNUVMBT; Ser: Vet Sci; 18(2/66): 192– 196. doi.:10.15421/nvlvet6639. [in Ukrainian].

Council Directive 86/609/EEC of 24 November 1986 on the approximation of laws, regulations and administrative provisions of the Member States regarding the protection of animals used for experimental and other scientific purposes. (1986). Offic J Europ Communities L 358; 1-29.

Danchuk, V. V., Nishchemenko, M. P., Peleno, R. A., Romanko, M. Ye., Ushkalov, V. O. and Karpovskyi, V. I. (2013). ‘Handbook of general and special methods of blood research of farm poultry’, Lviv: SPOLOM. [in Ukrainian].

Desnoyers, M., Giger-Reverdin, S., Bertin, G., DuvauxPonter, C. and Sauvant, D. (2009). ‘Meta-analysis of the influence of Saccharomyces cerevisiae supplementation on ruminal parameters and milk production of ruminants’; J Dairy Sci; 92:1620–1632. doi.:10.3168/jds.2008-1414.

Ermakova, L. P., Nozdrin, G. A., Tishkov, S. N., Novik, Y. V., Gotovchikov, N. A. and Mensh, I. K. (2021). ‘Effects of a probiotic containing Bacillus subtilis on the gut microflora, yolk quality and blood lipid concentrations of laying Pharaon quails’; Vet Stanica; 52(3):297-306. doi.:10.46419/vs.52.3.1.

European convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purposes. (1986). Council of Europe. Strasbourg, 1986; 53.

Iegorov, B., Kananykhina, O. and Turpurova, T. (2022). ‘Probiotic feed additives in fattening agricultural animals’; Grain Prod Mixed Fodders; 21 (4):25–31. doi.:10.15673/gpmf.v21i4.2250.

Karkyshchenko, N. N. and Hrachev, S. V. (2010). ‘Rukovodstvo po laboratornym zhyvotnym y alternatyvnym modeliam v byomedytsynskykh yssledovanyiakh [Guide to laboratory animals and alternative models in biomedical research]’; M.: Profyl – 2С; 358. [in Ukrainian].

Kei Takemura, Hiroyuki Shingu, Kentaro Ikuta, Shigeru Sato and Shiro Kushibiki. (2020). ‘Effects of Saccharomyces cerevisiae supplementation on growth performance, plasma metabolites and hormones, and rumen fermentation in Holstein calves during pre- and post-weaning periods’; Anim Sci J; 91(1):08 June 2020 Collections. doi.:10.1111/asj.13402.

Khariv, M., Gutyj, B., Ohorodnyk, N., Vishchur, O., Khariv, I., Solovodzinska, I., Mudrak, D., Grymak, C. and Bodnar, P. (2017). ‘Activity of the T- and B-system of the cell immunity of animals under conditions of oxidation stress and effects of the liposomal drug’, Ukr J Ecol; 7 (4):536–541. doi.:10.15421/2017_157.

Kotsiumbas I. Ya. (2005). ‘Doklinichni doslidzhennia veterynarnykh likarskykh zasobiv [Preclinical studies of veterinary medicinal products]’; Lviv : Triada plius; 134–147. [in Ukrainian].

Kucheruk, M. D., Zasekin, D. A. and Dymko, R. O. (2018). ‘Microbiological and sanitaryhygienic significance of intestinal eubiozus in agricultural animals’; Ukr Ecol J; 8 (2):287–293. doi.:10.15421/2018_340. Available at: https://www.ujecology.com/abstract/microbiologicaland-sanitaryhygienic-significance-of-intestinal-eubiozus-in-agriculturalanimals-1264.html . [in Ukrainian].

Lamari, I., Mimoune, N. and Khelef, D. (2021). ‘Effect of feed additive supplementation on bovine subclinical mastitis’; Vet Stanica; 52 (4). doi.:10.46419/vs.52.4.12.

Landers, T. F., Cohen, B., Wittum, T. E. and Larson, E. L. (2012). ‘A review of antibiotic use in food animals: perspective, policy, and potential’; Public Health Rep; 127(1):4-22. doi.:10.1177/003335491212700103.

Lee, N. Y., Ko, W. C. and Hsueh, P. R. (2019). ‘Nanoparticles in the treatment of infections caused by multidrug-resistant organisms’; Front Pharmacol; 10:1153. doi.:10.3389/fphar.2019.01153.

Lytvynenko, V., Ushkalov, V., Romanko, M., Melnyk, V. and Orobchenko, O. (2022). ‘Clinical and biochemical assessment of a probiotic feed supplement application on calve’; Bulgarian J doi.:10.15547/bjvm.2444.

Lucey, P. M., Lean, I. J., Aly, S. S., Golder, H. M., Block, E., Thompson, J. S. and Rossow, H. A. (2021). ‘Effects of mannan-oligosaccharide and Bacillus subtilis supplementation to preweaning Holstein dairy heifers on body weight gain, diarrhea, and shedding of fecal pathogens’; J Dairy Sci; Published – Apr 2021; 104. doi.:10.3168/jds.2020-19425.

Manyi-Loh, C., Mamphweli, S., Meyer, E. and Okoh, A. (2018). ‘Antibiotic use in agriculture and its consequential resistance in environmental sources: potential public health implications’; Molecules; 23(4):795. doi.:10.3390/molecules23040795.

Milian, V. O., Kharkhota, M. A. and Nechypurenko, O. O. (2014). ‘Study of probiotic properties of strains of Bacillus spp. 1.1. and B. amyloliquefaciens UKM B-5113’; ScienceRise; 5 (1/5):15–22. doi.:10.15587/2313-8416.2014.32023. [in Ukrainian].

Natalia Shchur, Olha Chechet, Tetiana Mazur, Oleksandr Martyniuk, Olga Gorbatiuk, Halyna Buchkovska, Iryna Musiets, Diana Ordynska, Olena Finkova, Larisa Moskalenko, Tetiana Ponomaryova-Gerasimyuk, Maksym Lusta and Vitalii Nedosekov. (2023). ‘Prevalence and Antimicrobial Resistance of Campylobacter Isolated from Animals and Poultry in Ukraine’; Adv Anim Vet Sci; 11(5):852–863. doi.:10.17582/journal.aavs/2023/11.5.852.863.

Olha Chechet, Svitlana Shulyak, Vyacheslav Kovalenko, Maryna Romanko and Olha Haidei. (2022). ‘The effect of complex application of symbiotic and biocidal preparations on the metabolic status of broiler chickens' blood’; Sci Horiz; 25(12):19–31. doi.:10.48077/scihor.25(12).2022.19-3. [in Ukrainian].

Pavlova, I. (2015). ‘Effect of probiotics on doxycyline disposition in gastrointestinal tract of poultry’; Bulgarian J Vet Med; 18 (3):248–257. doi.:10.15547/bjvm.908.

Pitino, I., Randazzo, C. L., Mandalari, G., LoCurto, A., Faulks, R. M., Le Marc, Y., Bisignano, C., Caggia, C. and Wickham, M. S. J. (2010). ‘Survival of Lactobacillus rhamnosus strains in the upper gastrointestinal tract’; Food Microbiol; 27 (8):1121–1127. doi.:10.1016/j.fm.2010.07.019.

‘Preparaty veterynarni. Vyznachennia hostroi toksychnosti [Veterinary drugs. Determination of acute toxicity]’. (2011). SOU 85.2-37-736:2011. [Chynnyi vid 2011-05-01]; Kyiv: Minahropolityky Ukrainy; 16. [in Ukrainian].

Romanovych, M. M. (2018). ‘The dynamics of humoral protection factors in broilers under the conditions of probiotic medicines application’; Sci Mess LNUVMBT; Ser: Vet Sci; 20(83):264–267. doi.:10.15421/nvlvet8352. [in Ukrainian].

Satoshi Koike, Machiho Ueno, Nobuhisa Ashida, Tomokazu Imabayashi and Yasuo Kobayashi. (2021). ‘Effect of Bacillus subtilis C-3102 supplementation in milk replacer on growth and rumen microbiota in preweaned calves’; Anim Sci J; 26 July 2021. doi.:10.1111/asj.13580.

Shkromada, O. I. and Dudchenko, Y. A. (2021). ‘Study of the antimicrobial activity of probiotic strains of Bacillus’; Bull SNAU; Ser: Vet Med; 4 (55):38–43. doi.:10.32845/bsnau.vet.2021.4.6. [in Ukrainian].

Stattia 26 Zakonu Ukrainy No 5456-VI vid 16.10.2012 r. ‘Pro zakhyst tvaryn vid zhorstokoho povodzhennia’.

Vlizlo, V. V., Slivinska, L. H., Maksymovych, I. A., Leno, M. I. and Halias, V. L. (2014). ‘Laboratory diagnostics in veterinary medicine: A guide’; Lviv: Afisha. [in Ukrainian].

Vygovska, L., Ushkalov, V., Chechet, O., Gerilovych, A. and Romanko, M. (2023). ‘The Problem of Resistance Control: A Possible Alternative to Antimicrobials in Veterinary Medicine’; Int J Zool Anim Biol; 6(2):000471. doi.:10.23880/izab-16000471.

Weiß, C. H. (2007). ‘StatSoft, Inc., Tulsa, OK.: Statistica, version 8.AStA’; Adv Stat Analysis; 91 (3):339–341. doi.:10.1007/s10182-007-0038-x.

Zharov, A. V., Yvanov, Y. V. and Strelnykov, A. P. (2003). ‘Vskrytye y patomorfolohycheskaia dyahnostyka boleznei zhyvotnykh [Autopsy and pathomorphological diagnosis of animal diseases]’; M.: Kolos; 400. [in Ukrainian].