Заказать звонок

Нанотехнологии в лечении мастита коров

Николай Шкиль, заместитель директора СФНЦА РАН, г. Новосибирск


Заболеваемость коров маститом в экономически развитых странах (Англии, Японии, ФРГ, США) составляет 35–50 %, при этом экономический ущерб варьируется от 64,9 – 1028,4 млн долларов в год. В России маститы регистрируют у 15–25 % коров. В последние годы потери молока в нашей стране из-за маститов составляют 30–40 % от всего экономического ущерба, наносимых болезнями коров.


До недавнего времени основной метод лечения мастита сводился к использованию антибиотиков преимущественно пенициллинового ряда (кламоксил, синулокс, пенициллин, стрептомицин, неомицин и др.) и антибактериальных композиций (мастицид, мастисан А, В, Е; мастоприм, мамифорте, мастилекс, мастиет форте и др.). Общими недостатками лечения коров при маститах антибиотиками являются селекция антибиотикоустойчивых штаммов микроорганизмов, браковка молока после лечения, снижение молочной продуктивности вследствие дистрофии ткани вымени от токсического действия применяемых препаратов, что в последующем отрицательно влияет на биохимические, морфологические показатели крови животных (С. В. Шабунин и др., 2006).


Нанотехнологии позволяют получать новые материалы с измененным спектром действия и новыми возможностями применения. Благодаря уникальным свойствам серебра в настоящее время во всем мире возрос интерес к разработкам и применению серебросодержащих препаратов. При переходе серебра в наноформу его специфические свойства значительно усиливаются. Наночастицы серебра (AgNPs) оказываются в несколько раз более активными, чем другие его формы и известные антибиотические и биоцидные препараты (А. М. Смирнов и др., 2011, Б. В. Уша и др., 2013). Одновременно наноразмер способствует тому, что наночастицы могут легче проникать через защитные барьеры живых организмов и попадать непосредственно в органы и ткани. Чтобы быть уверенными в безопасности серебросодержащей нанопродукции для здоровья человека и окружающей среды, необходимо исследовать влияние наночастиц серебра на живые организмы. О. А. Зейналов и др. (2016) изучили влияние серебросодержащих препаратов повиаргол и арговит на лабораторных мышах.


Интенсивный поиск новых способов синтеза наночастиц (НЧ) в настоящее время обусловлен уникальными физическими характеристиками, присущими данным объектам, а следовательно, широким спектром их возможного применения (И. Л. Суздалев и др., 2001; M. K. Rai et. al., 2012; E. Ahmed 2012; P. M. Gopinath et. al., 2015; A. B. Abeer Mohammed et al., 2017). Существующие технологии синтеза наночастиц в подавляющем большинстве основаны на физических и физико-химических методах обработки исходных материалов (реагентов и веществ). Для получения наночастиц успешно используют методы ультрафиолетового облучения, аэрозольных технологий, литографии, лазерной абляции, фотохимического восстановления, ультразвука (А. В. Александрова, 2014).


Новым направлением разработки нанопрепаратов является образование комплекса между известными лекарственными средствами и НЧ, что открывает возможность усиления их фармакологического действия, предоставления им других полезных свойств, более глубокого проникновения таких комплексных препаратов к патологическому процессу, предопределяя проведение эффективной фармакотерапии заболевания. Получение новых препаратов на основе нанотехнологий позволит удешевить их и сделать доступными для лечения многих заболеваний. При этом основными проблемами, с которыми приходится сталкиваться исследователям, являются определение концентрации НЧ, размера, структуры и равномерное их распределение по всему объему матрицы. Анализ размерных и структурных характеристик НЧ свидетельствует, что они в значительной степени зависят от метода и условий получения наноструктур. Поэтому методы получения НЧ нельзя отделять от методов их стабилизации. Одним из наиболее перспективных методов получения нанопрепаратов со стабильными свойствами является введение НЧ в матрицы различных типов. Создание таких материалов позволяет кардинально решить проблему агрегативной устойчивости НЧ, а следовательно, повысить эффективность и адекватность оценки их физико-химических характеристик (А. И. Гусев, 2007; Годжун Цао, 2012; F. A. Mohammed et al., 2012).


Новым направлением разработки нанопрепаратов является образование комплекса между известными лекарственными средствами и НЧ, что открывает возможность усиления их фармакологического действия, предоставления им других полезных свойств, более глубокого проникновения таких комплексных препаратов к патологическому процессу, предопределяя проведение эффективной фармакотерапии заболевания.


Результатами исследования молока от коров с субклиническим и клиническим проявлением мастита установлено наличие изолятов микроорганизмов Str. agalactiae – 72,7 %, Str. pyogenes – 13,6 %, St. aureus – 68,2 %, St. epidermidis – в 27,2 % и E. coli – в 81,8 %, P.vulgaris – 36,4 %, K.pneumoniae – 22,7 % от общего количества выделенных. Выделенные микроорганизмы обладали как различной чувствительностью к антибактериальным препаратам, так и выраженной антибиотико- резистентостью, которые значительно отличались в зависимости от вида изолята. Наибольшую чувствительность проявляли к энрофлоксацину, офлоксацину, гентамицину, а выраженную резистентность к тетрациклину, окситетрациклину, пенициллину, амоксиклаву.


При проведении исследований по определению чувствительности выделенных изолятов микроорганизмов от коров больных разной формой мастита установлена чувствительность к препарату AgNPs, значительно превышающая аналогичные показатели у референтных штаммов.


Исследования показали наличие у некоторых изолятов микроорганизмов закономерностей изменения чувствительности в зависимости от формы проявления мастита. Установлено снижение чувствительности у микроорганизмов рода Streptococcus (Str.agalactiae и Str.pyogenes) при серозной (17,2+7,8 и 12,5+0 мкг/мл) и катаральной (17,0+6,9 и 12,5+0 мкг/мл) в сравнении с субклинической формой (13,3+4,14 и 10,4+2,8 мкг/мл) течения мастита соответственно.


Показатели антибиотикочувствительности выделенных изолятов Staphylococcus spp. (St.aureus и St.epidermidis) при различном киническом проявлении мастита значительно варьировал. Так, у St.aureus при катаральном мастите отмечен показатель – 22,5+4,0 мкг/мл, а у St.epidermidis – 9,35+3,1 мкг/мл.


Антибиотикочувствительность микроорганизмов E.coli, выделенных при субклиническом мастите, составила – 15,3+6,1 мкг/мл и снижалась при серозном (18,8+6,3 мкг/мл) и катаральном (18,8+7,1 мкг/мл). Полученные результаты значительно отличаются от показателя референтного штамма E.coli ATCC 25222 – 6,25 мкг/мл.


Исследования изолятов P.vulgaris показали рост показателя антибиотикочувствительности в зависимости от клинического течения мастита, так, при субклинической форме он составил 16,4+6,4 мкг/мл, серозной – 12,5+0 мкг/мл и катаральной – 10,4+2,8 мкг/мл, что близко соответствовало показателю референтного штамма P.vulgaris 192 – 12,5+0 мкг/мл.


Показатели антибиотикочувствительности микроорганизмов K.pneumoniae, выделенных при субклинической и серозной форме, составили - 13,5+3,8 и 12,5+0 мкг/мл соответственно, что значительно ниже, чем у референтного штамма K.pneumoniae 71 (6,25 мкг/мл).


Разработка оптимальной схемы лечения субклинического мастита коров включает определение концентрации и дозы введения препарата. При лечении использованы концентрации водного раствора препарата содержащего наночастицы серебра арговит от 2,0 до 15,0 % с дозой при интрацистернальном введении от 5,0 до 15,0 мл.


В результате определения оптимальной концентрации и дозы препарата арговит при лечении субклинического мастита коров установлено, что наибольший терапевтический эффект был получен при использовании 10,0%-го водного раствора при интрацистертнальном введении 10 мл 1 раз в сутки.


Результаты научно-производственных опытов показали высокую лечебную эффективность препарата AgNPs арговит в сравнении с антибактериальным препаратом спектромаст. При терапии субклинического мастита коров препаратом арговит средний срок лечения животных составил 2,9+0,1 суток, что в 1,6 раза меньше по сравнению с препаратом спектромаст в контрольной группе.


Результаты научно-производственных опытов показали высокую лечебную эффективность серебросодержащего препарата AgNPs в сравнении с антибактериальным препаратом спектромаст, диеномаст, лактобай. При терапии серозного, мастита коров препаратом AgNPs средний срок лечения животных составил от 3,1+0,3 до 4,1+0,4, суток, что от 1,32 до 2 раз меньше по сравнению с показателями лечения препаратом спектромаст, диеномаст и лактобай в контрольной группе.


При терапии серозного мастита в опытной группе установлен значительный рост количества от 24 до 28 (96,0 до 100 %) препаратов, к которым чувствительна микрофлора молока после применения AgNPs препарата арговит.


В контрольных группах применения антибактериальных средств отмечено снижение количества препаратов, к которым чувствительна микрофлора молока после лечения мастита коров. Наибольшее снижение показателя чувствительности микрофлоры к антибактериальным веществам выявлено при применении цефтиофура – 76,0 % (к 19 препаратам), диеномаста – на 60,7 % (к 17 препаратам), лактобая – 38,5 % (к 10 препаратам).


Наиболее выраженный рост антибиотико- чувствительности микрофлоры при лечении мастита коров препаратом AgNPs в сравнении с антибактериальными средствами можно увидеть при учете количества проб молока, микрофлора которых чувствительна к антибактериальным препаратам после лечения серозного мастита коров лактобаем, диеномастом, спектомастом и AgNPs. Установлено, что применение антибиотиков снижало количество проб молока, содержащих микроорганизмы, у которых было выявлено снижение антибиотикочувствительности от 10 (38,5 %) до 19 (73,1 %) препаратом. При этом при лечении AgNPs снижение составило от 0 до 1 (3,8 %) препарата.


Разносторонний анализ изменения антибиотико- чувствительности микроорганизмов при лечении серозного мастита коров антибиотиками и препаратом показал снижение к действующим веществам препаратов после лечения спектромастом (снижение чувствительности к цефтиофуру – на 263,0 %), лактобаем (к энрофлоксацину – на 265,2 %), диеномастом (к гентамицину – на 154,2 %). Применение препарата, содержащего AgNPs, вызывало рост чувствительности у выделенной микрофлоры к большинству (96,0–100 %) изучаемых препаратов.


Проведенные исследования подтверждают результаты, полученные И. А. Мамоновой (2013) in vitro, о способности наночастиц металлов переходной группы восстанавливать чувствительность микроорганизмов к антибактериальным средствам.


Изучаемые препараты (лактобай, диеномаст, спектрамицин) снижали исследуемые показатели антибиотикочувствительности микроорганизмов после лечения мастита, способствовали формированию резистентности, в том числе и к действующему веществу. Применение препарата AgNPs при лечении мастита коров вызывало увеличение диаметра задержки роста микроорганизмов при изучении антибиотикочувствительности диско-диффузионным методом, увеличение количества проб молока, из которых выделены микроорганизмы, чувствительные к изучаемым антибактериальным препаратам, а также рост степени чувствительности изолятов бактерий после лечения.


Полученные результаты о влиянии наночастиц серебра на повышение антибиотикочувствительности микроорганизмов могут быть использованы при создании комплексных антибактериальных препаратов, что значительно позволит увеличить эффективность ветеринарных мероприятий.




Журнал «Сельская Сибирь» № 6 (20) 2020



11.01.2021

Читайте также

Предложить
новость
Если вы стали свидетелем или
участником интересных событий
Предложить
Подписка на
рассылку новостей
Каждую неделю только самые
важные и интересные новости
Подписаться
Подписка
на журнал
Оформите подписку на
выпуск новых журналов
Оформить
Новостная рассылка
Каждую неделю только самые важные и интересные новости