Большинству людей, чья деятельность не связана с животноводством, медициной или ветеринарией, доводилось не раз слышать такие названия как вакцина, сыворотка, пробиотики и пребиотики. Но точное значение этих терминов многим из них не известно. Что собой представляют данные препараты, чем отличаются друг от друга, каков принцип действия каждого из них и как они производятся? Сегодняшняя статья посвящена этой теме.
В современном животноводстве биопрепараты используются довольно часто. Но наиболее широкое применение нашли вакцины. Для более доступного понимания можно сказать, что вакцина – это средство, которое учит иммунную систему здорового животного противостоять конкретной инфекционной болезни, и в случае естественного попадания её возбудителя в организм быстро с ним справляться, не допуская клинических проявлений, либо с минимальными внешними проявлениями.
В основном вакцинами пользуются для предупреждения возникновения опасного заболевания, которое может развиться в результате возможного заражения. Исключением можно считать антирабическую вакцину – её вводят при подозрении заражения как лечебное средство – а также некоторые другие, как, например, вакцину против трихофитии (лишай) ЛТФ-130.
Первоочередная мотивация проведения прививок – это, конечно же, экономическая сторона вопроса: сделать вакцинацию поголовья в хозяйстве гораздо дешевле, чем лечить несколько сотен животных, терпеть убытки от недополучения продукции, а то и в результате падежа скота. На данное время вакцины против большинства опасных инфекционных болезней (тешена, бешенство, рожа, колибактериоз, отёчная болезнь свиней и т. д.) уже разработаны и успешно применяются, но профилактика некоторых из них (например, африканская чума свиней) пока ещё остаётся невозможной.
Вакцины производятся на специализированных биофабриках из антигенов живых возбудителей, мёртвых или ослабленных в вирулентности до такой степени, что болезни они вызвать уже не могут, но провоцируют специфическую иммунную реакцию и формируют стойкий иммунитет, который может быть как временным (грипп, миксоматоз, геморрагическая болезнь кроликов, столбняк), так и пожизненным (оспа).
По своему происхождению вакцины могут быть вирусными (оспа, бешенство) и бактериальными (чума, сибирская язва, бруцеллёз). Это зависит от конкретного возбудителя болезни.
По способу приготовления различают вакцины живые, инактивированные (убитые или ослабленные до безопасного состояния), молекулярные (анатоксины), генноинженерные, синтетические.
Для изготовления живой вакцины в лабораториях применяют хорошо изученные чистые микробные культуры. Создание вакцины начинают с посева соответствующей культуры микроорганизмов в питательную среду, где микробы обновляются и размножаются до требуемого количества. Затем их смывают оттуда изотоническим раствором (стерильный раствор кухонной соли 0,9%), после чего ослабляют, сохраняя у них антигенные свойства (способность вызывать иммунный ответ в организме животного).
С этой целью их либо нагревают до температуры +56…58°С, либо обрабатывают 0,3–1%-ным раствором формалина, либо подвергают действию ультразвука. Иногда практикуют одновременное воздействие на возбудителя несколькими из перечисленных способов. Обработанную микрофлору проверяют на безопасность с помощью контрольного посева в питательную среду. После этого микробную массу высушивают при отрицательных температурах, очень точно дозируют и фасуют в герметичную упаковку (ампулы, флаконы). В маркировке всегда указывают название вакцины, её количество, серию, номер, срок годности и дату изготовления.
Инактивированную вакцину готовят почти так же, но микробов не просто ослабляют, а убивают, используя вышеперечисленные способы. Инактивированная вакцина не вызывает развития инфекционного процесса, поэтому она более безопасна, но по этой же причине она обладает меньшей иммуногенной способностью. Для формирования иммунитета с помощью таких вакцин зачастую требуется прививать животных не однократно, а с несколькими ревакцинациями.
Для приготовления профилактических вакцин на основе токсинов возбудителя болезни (анатоксинов) микробов размножают и выделяют их экзотоксины (обладающие антигенными свойствами белки). Потом полученные вещества нагревают до +40°С и обрабатывают 0,4%-ным раствором формалина. В таких условиях будущую вакцину выдерживают около месяца. За это время экзотоксин перестаём быть ядовитым, но свои иммуноформирующие свойства он сохраняет.
С развитием в последние годы генной инженерии стали доступными генноинженерные вакцины. Их производство ещё не стало массовым, но имеет большие перспективы. При этом способе изготовления из патогенного микроорганизма забирают ту часть генов, которые кодируют его вирулентность (способность вызывать болезнь). Введение такой вакцины реальной опасности для организма прививаемого животного не представляет, но заставляет его иммунную систему активизироваться и сформировать защитные механизмы против настоящего, немодифицированного возбудителя.
Иногда поступают наоборот – в непатогенный микроорганизм вносят ген, кодирующий выработку токсина возбудителя нужной болезни. Далее из полученных генномодифицированных микроорганизмов получают живую вакцину (как уже описано ранее) и вводят её животным. В результате изначально непатогенный модифицированный штамм вырабатывает антиген патогенного микроорганизма, чем и обеспечивает формирование у животных специфического (к определённой конкретной болезни) иммунитета.
Синтетические вакцины готовят из особых веществ – нуклеиновых кислот и полипептидов, очень близких по своей структуре к антигенам микроорганизма-возбудителя болезни. Эти вещества, попав в кровь, распознаются и нейтрализуются антителами прививаемого организма, что и формирует иммунитет.
Вакцины могут состоять из одного действующего компонента (моновакцины) и вызывать иммунитет к одной болезни, как, например, антирабическая вакцина формирует иммунитет только от бешенства. А могут включать в себя несколько составляющих (ассоциированные) и вызывать иммунитет к нескольким заболеваниям. Примером может служить вакцина «Сердосан», которая профилактирует проявление у свиней сразу нескольких инфекций: отёчной болезни, колибактериоза, анаэробной энтеротоксемии и пастереллёза.
Сыворотки в животноводстве используются гораздо меньше чем вакцины. Сыворотка – это средство для специфического лечения только определённой болезни, которое представляет собой продукт работы иммунной системы лабораторного животного, обладающего сильным иммунитетом к данной инфекционной болезни. Состоит сыворотка из сыворотки крови животного и присутствующих в ней готовых антител (это специальные белки, которые обезвреживают возбудителя болезни или его токсины).
Биологическую основу сывороток составляют антитела, относящиеся к иммуноглобулинам. В большинстве случаев сыворотку вводят уже заболевшему животному или при подозрении заражения как превентивное средство. Но иногда такие препараты применяют с целью профилактики и диагностики. Для изготовления диагностических сывороток чаще всего используют иммунизированных лабораторных кроликов. Их предназначение – быстрая диагностика заразных болезней методом флюоресценции.
Для производства лечебных сывороток используются животные-реконвалесценты. В этом качестве зачастую выступают лошади, т. к. их иммунная система легко накапливает в крови большое количество антител. Реконвалесцент – это животное, перенесшее заболевание или многократную вакцинацию, в связи с чем оно обладает напряжённым иммунитетом к перенесённой инфекции.
На биофабриках реконвалесцентов гипериммунизируют намеренно: через определённые промежутки времени им многократно вводят антигены (вещества, которые организм распознаёт как чужие и потенциально опасные) той инфекции, к которой планируют получить сыворотку. В результате этого в их организме через некоторое время вырабатывается большое количество нужных антител.
Когда процедура гипериммунизации завершена, у гипериммунизированных животных берут кровь и с помощью диализа или ферментации отделяют из неё лишние элементы. Затем полученную сыворотку оценивают на концентрацию в ней антител и фасуют со строгим соблюдением стерильности. Качественной считается сыворотка, в одном миллилитре которой присутствует не менее 1000 МЕ.
Сыворотка – это очень точное «оружие», которое нацелено только на конкретную болезнь. Против других инфекций она бессильна. Сыворотки бывают двух типов: те, которые предназначены для борьбы с микроорганизмом-возбудителем – антимикробные (против колибактериоза, чумы) и те, которые нейтрализуют его токсины – антитоксические (против столбняка, сальмонеллёза, ботулизма).
В зависимости от вида используемого реконвалесцента сыворотка может быть гомологичной (если виды животного-пациента и животного-реконвалесцента идентичны) или гетерологичной (если реконвалесцент отличался по виду от животного-пациента). При использовании гетерологичных сывороток следует быть очень осторожным и помнить, что иногда они могут вызвать серьёзные осложнения и побочные эффекты. Один из них – анафилактический шок (сывороточная болезнь), возникающий из-за того, что чужеродный белок сам является полноценным антигеном и может спровоцировать бурную аллергическую реакцию.
Применение сыворотки не всегда обеспечивает быстрое ингибирование возбудителя в организме инфицированного животного, но существенно облегчает протекание инфекционной болезни и сокращает продолжительность проявления её клинических признаков. Хороший результат даёт введение антимикробной сыворотки в самые ранние сроки, сразу после предполагаемого заражения, ещё до появления симптомов. Очень эффективны, а часто и незаменимы антитоксические сыворотки при укусах змей.
Пробиотики – это непатогенные микроорганизмы, которые являются антагонистами патогенной и условно патогенной микрофлоры. При попадании вместе с кормом в кишечник животного, они конкурируют с патогенными и условно патогенными, в итоге вытесняя их, чем улучшают финкционирование иммунной системы и оказывают благотворное воздействие на общее состояние здоровья организма хозяина, в котором живут.
Наиболее часто в качестве пробиотической микрофлоры используются культуры бифидобактерий, термофильные стрептококки, энтерококки, лактобациллы, пропионовокислые бактерии, лактококки. Взрослым животным пробиотические препараты чаще дают в сухом виде, вместе с кормом. Молодняку предпочтительнее давать в жидком, подготовленном виде.
Пробиотики, которые применяются в животноводстве, должны соответствовать нескольким требованиям, среди которых: безопасность для ослабленного животного; кислотоустойчивость, чтобы не подвергнуться влиянию пищеварительных жидкостей, попав в желудок и кишечник; быстрое размножение и способность в короткие сроки заселить кишечник; высокая жизнеспособность, т. к. они должны хорошо сохраняться до начала их использования.
Применяют пробиотики при кишечных и респираторных инфекциях, общем ослаблении организма и снижении резистентности, воспалительных процессах в желудочно-кишечном тракте, ликвидации негативных последствий от применения антибиотиков с целью восстановления нормальной микрофлоры. Пробиотические препараты могут содержать один микробный компонент или несколько.
Пребиотики – это вещества немикробного происхождения, которые оказывают выборочное положительное влияние на некоторые виды здоровой микрофлоры кишечника животного, стимулируя их развитие или активность.
Пребиотиками можно считать многоатомные спирты, моно- и полисахариды, ненасыщенные жирные кислоты, пептиды, аминокислоты, многие ферменты, некоторые антиоксиданты. Существует довольно много веществ с пребиотическим действием. Так, например, парааминобензойная кислота стимулирует рост колоний лактобактерий и бифидобактерий кишечника; лизоцим – угнетает патогенную микрофлору и активизирует развитие на её месте бифидобактерий; пантотенат кальция участвует во многих биохимических процессах в организме (в частности, в обмене жиров и углеводов, в образовании кортикостероидов, в синтезе ацетилхолина и др.), а после выполнения своей роли утилизируется бифидобактериями, стимулируя их развитие и активность; галактоолигосахариды способствуют росту бифидобактерий.
Объединяя пребиотики с пробиотиками, получают высокоактивные препараты – симбиотики. Симбиотики содержат полезную микрофлору и одновременно создают идеальные условия для её развития при попадании во внутреннюю среду организма животного. Оказавшись в таких неравных условиях, пробиотическая микрофлора успешно конкурирует с присутствующей патогенной и вытесняет её. В результате это приводит к укреплению общего иммунитета и детоксикации организма хозяина. Примером может служить препарат «Бифидобак», который содержит культуру бифидо- и лактобактерий, а также выделенные из топинамбура фруктоолигосахариды – для стимуляции их активности и развития.
Пробиотики, пребиотики и симбиотики чаще всего используют для профилактики расстройств пищеварения, включая в состав заменителей цельного молока для молодняка сельскохозяйственных животных.
Если в ходе ознакомления с данным материалом у вас возникли вопросы, их можно задать на нашем форуме.
Виталий Чугуевец
Поділитись в соцмережах:
Сложная тема. Требует осмысления.