Микробиологическое исследование ран и толстого кишечника осетровых при использовании комплекса β-циклодекстрина с левофлоксацином

Обоснование. В научно-исследовательской лаборатории «Прогрессивные биотехнологии в аквакультуре» Саратовского государственного университета генетики, биотехнологии и инженерии имени Н.И. Вавилова было изучено влияние комплексов производных ß-циклодекстрина с левофлоксацином на заживление ран кожных покровов гибрида осетровых рыб. Культуральным методом определяли общее количество микроорганизмов в резаных ранах осетровых, а методом qPCR – состав микрофлоры толстой кишки рыб под воздействием комплекса ß-циклодекстрин. Данный комплекс представлял собой ß-циклодекстрин с левофлоксацином, заключенный в хитозановую оболочку. Комплекс адсорбировался на поверхности корма, который осетры получали ежедневно. Изменения общего микробного числа демонстрируют характер течения воспалительного процесса и эффективность применения лечебных препаратов. Исследование микробиоты толстого кишечника также демонстрирует результат применения данных комплексов у рыб. Обнаружено, что применение антибактериальных комплексов ß-циклодекстринов с хитозаном на примере осетров приводит к существенному уменьшению общего микробного числа раневой поверхности. Наибольшую эффективность продемонстрировали комплексы хитозан-ß-циклодекстрин с 20 и 15 % содержанием левофлоксацина. В составе нормофлоры кишечника определено наличие бактероидов, эубактерий, клостридий, пептострептокков, энтеробактерий, лактобацилл и стафилококков. При этом к концу эксперимента микробиом толстого кишечника рыб характеризуется восстановлением числа молочнокислых бактерий.

Цель. Воспроизводство и выращивание рыбы в аквакультуре неизбежно связано с травмированием кожных покровов рыбы, заражением сапрофитными, условно-патогенными и патогенными микроорганизмами при транспортировке, сортировке, плотной посадке и при переходе на новый корм. Все эти факторы снижают иммунный статус организма рыбы и приводят к возникновению различных заболеваний, затрагивающих все обменные процессы. В настоящее время для борьбы с инфекционными заболеваниями, а также в целях профилактики используются антибиотики различных групп с широким спектром действия.

Материалы и методы. Действие комплекса хитозан-ß-циклодекстрин на организм рыб в условиях аквариумной установки исследовалось в научно-исследовательской лаборатории «Прогрессивные биотехнологии в аквакультуре» кафедры «Генетика, разведение, кормление животных и аквакультура» ФГБОУ ВО Вавиловский университет (г. Саратов). Комплекс разработан и предоставлен кафедрой «Химическая энзимология» МГУ им. М.В. Ломоносова. Исследуемый комплекс – порошок светло-желтого цвета, медленно растворимый в воде за счет содержания хитозана и циклодекстрина и добавляемый в корм рыбам. Для эксперимента методом пар-аналогов были сформированы 5 групп осетров с ранами, которые представляли собой дорсальные надрезы кожных покровов длиной 2 см и глубиной 0,5 см. До начала опыта в течение 10 дней рыбу кормили комбикормом с перекисным числом 24,68±2,22 для формирования модельного нарушения пищеварения и дисбиоза кишечника. Корм с препаратом рыбы получали ежедневно (3 раза в день). Особи 1-й и 2-й контрольных групп изучаемый комплекс не получали, кроме того, особи 2-й контрольной группы в процессе опыта продолжали получать в пищу некачественный корм. Опытные группы получали качественный корм с комплексом в различной дозировке левофлоксацина (первая – комплекс с 20 %, вторая – с 15 % и третья – с 10 % антибиотика соответственно) в течение 7 суток. Определяли общее микробное число (ОМЧ) в смывах с ран рыб культуральным методом и состав микрофлоры толстого кишечника рыб методом qPCR.

Результаты. Исследование раневой микрофлоры осетров показало, что изучаемый комплекса хитозан-ß-циклодекстрин с антибиотиком снижает ОМЧ резаных ран. У особей контрольных групп (К1 и К2) воспалительный процесс в ранах продолжался до конца эксперимента (8 сутки). На 8 сутки наибольшее подавляющее действие на микрофлору ран рыб оказали комплексы с 15 и 20% содержанием антибиотика: в обеих группах снижение ОМЧ относительно 1 суток – в 1000 раз, ниже К1 в 1000 раз, а К2 – в 10000 раз.

Исследование представителей микрофлоры толстого кишечника рыб определило наличие бактероидов, эубактерий, клостридий, пептострептокков, энтеробактерий, лактобацилл и стафилококков. В опытных группах на протяжении всего времени наблюдений зафиксировано снижение количества геномов лактобацилл, энтеробактерий, фузобактерий, эубактерий и клостридий, что указывает на антимикробную эффективность применяемых лечебных препаратов и закономерный дисбаланс (дисбактериоз). Лактат-утилизирующие бактерии не были обнаружены. Постепенное восстановление организма рыб подтверждается наличием на 14 сутки лактобацилл в том же количестве, что до ранения и применения комплекса, а также отсутствием микоплазм, стрептококков и грибов рода кандида.

Заключение. Изучение микрофлоры ран культуральным методом показало, что комплексы хитозан-ß-циклодекстрин с левофлоксацином, примененные в лечении осетров, оказывают значительное антимикробное влияние на количество микроорганизмов по сравнению с контрольными группами, при этом к концу эксперимента наилучший эффект оказывали комплексы с 15 и 20% содержанием левофлоксацина.

Молекулярно-генетическое исследование методом ПЦР в режиме реального времени определило в составе нормофлоры наличие бактероидов, эубактерий, клостридий, пептострептокков, энтеробактерий, лактобацилл и стафилококков. К концу наблюдений микрофлора толстого кишечника рыб характеризуется уверенным восстановлением числа молочнокислых бактерий, регулирующих иммунные процессы.