СПОСОБ ПРОФИЛАКТИКИ НОЗЕМАТОЗА ПЧЁЛ Российский патент 2024 года по МПК A23K50/90 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к отрасли пчеловодства.

Мировое пчеловодство в современных условиях находится под угрозой исчезновения. Ему угрожают огромное разнообразие возбудителей болезней и паразитов, неудовлетворительные условия окружающей среды, выражающиеся в недостаточности взятка и неблагоприятных климатических условиях для неадаптированных к местности семей, неправильное их содержание и обработка медикаментами, а также легкомысленная химическая защита монокультур в стремлении к «быстрому» урожаю. Под давлением негативных факторов ослабевает естественная резистентность организма пчел, которую обеспечивают все проявления врожденного и социального иммунитета.

Пчелиная семья в ходе эволюции предстала суперорганизмом со всеми физическими барьерами и защитными клеточными и гуморальными реакциями, наделившими медоносных пчел безграничной способностью адаптироваться к любому жизненному пространству. При этом как саморегулирующаяся система она остается открытой для внешних и внутренних раздражителей, которые могут нести семье как жизнь, так и смерть [9].

Гнездо медоносных пчел с высокой концентрацией питательных веществ и благоприятным климатом служит привлекательным субстратом для активизации инфекционных агентов, которые выжидают подходящего момента для подавления защитных сил пчел. Следует отметить, что пчелиная семья, как биологически целостная единица, насчитывающая более тысячи особей, не ограничивается только врожденным иммунным ответом, условия, формирующиеся в улье, стали предпосылками для развития социального иммунитета. Именно социализация пчел подавила развитие личного иммунитета в пользу группового [2].

Результаты последних исследований демонстрируют, что из всех существующих факторов весомую долю в снижении природной устойчивости пчел оказывают из числа биотических, в частности, повсеместно распространенный и неизлечимый нозематоз, когда поражаются взрослые члены семьи одним из самых губительных патогенов – микроспоридией Nosema apis [8].

Заболевание наносит экономический ущерб отрасли, вызывая массовую гибель пчелиных семей и снижение их продуктивности, достигающей до 10-30 % в случае поражения семей на 30 %, до 70-100 % - при уровне пораженности пчел в семье 40 %.

N. apis паразитирует в эпителии средней кишки, внедряясь в протоплазму клеток, начинает там интенсивно размножаться. Развитие заболевания сопровождается разрушительной атакой кишечных клеток: сначала поражаются железистые клетки, далее – регенерационный эпителий. Возбудитель, не имея собственных митохондрий, живет исключительно за счет энергии хозяина, вызывая у него окислительный и энергетический стресс [9].

В зависимости от состояния организма патологический процесс с отдельных участков средней кишки распространяется на весь кишечный отдел, скорость регенерации клеток кишечника недостаточна, в результате чего перитрофическая мембрана становится фрагментарной и исчезает. Нарушение обменных процессов протекает последующими реакциями деструкции гипофаренгиальных и ректальных желез, дистрофии жирового тела – которые в норме ответственны за выработку личиночного корма, синтез ферментов, расщепляющих сложные сахара и предохраняющие кишечник от процессов гниения, и антимикробных пептидов. После десквамации эпителия патоген проникает в гемолимфу пчелы. Носительство пчелами N. apis особенно опасно в зимне-весенний безоблетный период, когда запасы собственного тела истощаются и развивается инфекционное заболевание, сопровождаемое иммунодефицитным состоянием [4].

В борьбе с нозематозоми для его профилактики наиболее эффективны химические препараты с сильнодействующими антибиотиками, применение которых запрещено в Европейском Союзе с 2002 г. Подходы к сохранению пчел без применения антибиотиков нашли отражение и в Федеральном законе №492 «О биологической безопасности в Российской Федерации». Все более совершенные методы терапевтического лечения и острая чувствительность потребителей к качеству и чистоте многофункциональной продукции пчеловодства также оказывают стремительное влияние на стратегию борьбы с болезнями пчел. В связи с чем подбор природных действенных веществ в борьбе с ноземой, направленных на усиление иммунного статуса, представляет для ученых научный и практический интерес.

Поэтому поиск химических соединений, обладающих антиоксидантными свойствами, разработка на их основе новых лекарственных препаратов, действующих на все или определенные звенья свободнорадикального процесса, остается актуальным и в настоящее время.

Целью изобретения является способ усиления защитных механизмов организма пчел к разрушительным воздействиям патогена N. apis.

Для лечения пчел от нозема апис в пчеловодстве применяют препараты, содержащие метронидазол, мономицин, террамицин, энтеросептол, фумагиллиновую кислоту и ее соли [6, 7]. Эффективность препаратов достигается курсовым воздействием на вегетативную форму N. apis, споровая часть при этом сохраняется. Фумагиллин, теряя свои свойства в растворе, не восполняет потери белка в организме пчел, не способствует восстановлению и усилению защитных механизмов пчел. Антибиотики нарушают биологические принципы пчелиной семьи, дают временный кажущийся положительный результат, в тоже время перекрывают действие естественных защитных механизмов. Общеизвестно загрязнение ими продуктов пчеловодства, в связи с чем использование их в отрасли продуктивного пчеловодства находится под запретом.

Близким к заявляемому способу обработки пчел является лечебно-профилактический препарат [1], который в качестве одного из действующего вещества содержит гуанидин-гидрохлорид. Препарат также содержит аминокислоты для восполнения протеина в теле и водно-спиртовой настой из биомассы женьшеня для повышения жизнеспособности пчел. Весенняя и осенняя пятикратная обработка препаратом пчел, с интервалом 3-5 дней, увеличивает количество расплода, силу семей, степень развития жирового тела, что положительно отражается на количественных показателях медовой продуктивности. При этом следует отметить, что гуанидин-гидрохлорид, как хаотропное средство, вызывает денатурацию белков, снижая активность ферментов, что сопровождается развитием окислительного стресса в клетке. Препарат может агломерировать при хранении и представляет опасность для здоровья человека.

Безмедикаментозный метод профилактики и лечения нозематоза, основанный на применении американского комплексного ферментного препарата S.O.D.с антиокислительными свойствами (супероксиддисмутаза (СОД) с каталазой и глютатионпероксидазой) в отношении пчелиных семей проявил оздоравливающий эффект. Комплекс устраняет окислительные повреждения invivo, в то время как многие из прооксидантных превращений происходят во внеклеточном пространстве, и требует совершенствования в условиях импортозамещения [2].

Для формирования устойчивой антиоксидантной поддержки пчелам необходимо подобрать разнонаправленного действия биоэлементы, функционал которых будет усилен в синергизме: антиоксидантные энзимы и антиоксиданты прямого действия.

Применение главного антиоксидантного внутриклеточного фермента СОД в комплексе с ведущими антиоксидантами прямого действия, извлеченными из плодов шиповника, при проведении профилактических и противонозематозных обработок пчелиных семей ранее не фиксировалось, что соответствует критерию «новизна».

Сущность способа и новизна работы заключаются в применении антиоксидантного фермента – супероксиддисмутазы в сопровождении витамина С и биофлавоноидов органического происхождения. В разработанной антиокислительной системе СО Дотечественного производства является центральным регулятором уровня активных форм кислорода. Ферментный противоокислитель представляет внутриклеточную защиту; в биологических жидкостях, липидных и соединительнотканных структурах защиту от радикального окисления проявляют витамин С и флавоноиды, которые представляют фенольные соединения. Роль аскорбиновой кислоты в комплексе заключается в способности активизировать энзимы антиоксидантной защиты организма, находящегося в состоянии оксидативного стресса. В свою очередь, в природе стабильность антиоксидантной активности витамина С достигается присутствием биофлавоноидов: аскорбиновая кислота защищает от окисления биофлавоноиды, обеспечивая им условия для максимального проявлениясвоих функций, взамен они наделяют витамин силой [5].

Флавоноиды проникают в гидрофобную часть мембран и снижают взаимодействие пероксильных радикалов с липидными молекулами, выступая как «ловушки» супероксид-радикала и перекиси водорода. Также известно, что флавоноиды индуцируют повышение активности СОД [3].

Сформированная антиоксидантная линия защиты организма представляет систему взаимокомпенсаторных взаимоотношений, которая через различные свои звенья резервирует защитные функции, обеспечивает коррекцию метаболических нарушений в результате оптимизации соотношения активности про- и антиоксидантных систем.

Настоящее изобретение иллюстрируется следующим примером.

Пример. Для выявления оптимальной дозировки фермента Супероксиддисмутаза и отвара плодов шиповника, как источника витамина С и биофлавоноидов, были проведены садковые опыты в лаборатории кафедры переработки продукции животноводства Удмуртского ГАУ.

Садки заселяли пчелами суточного возраста (по 50 шт. в каждом), отобранных в условиях пасеки ООО «Россия» Можгинского района. Одновозрастных пчел получали с помощью сетчатого изолятора. Садки делили на 3 группы по 3 садка в каждой. Скармливание пчел осуществляли по следующей схеме (табл. 1): пчелы контрольной группы получали сахарный сироп (1:1); пчелы опытной группы 1 – сахарный сироп, обогащенный ферментно-витаминным комплексом (Супероксиддисмутаза (СОД) – 175 мг + отвар шиповника – 50 мл на 1 л сиропа); пчелам опытной группы 2 давали более концентрированный по ферменту сироп при сохранении объема отвара шиповника (СОД – 250 мг).Антиоксидантный комплекс пчелам опытных групп скармливали в составе сиропа 2 раза, с интервалом в 3 дня. Далее опытные группы переводили на чистый сахарный сироп. Пчелы всех исследуемых групп также получали водопроводную воду комнатной температуры. Корма и воду давали по мере их убывания.

Таблица 1

Схема подкормки пчелиных семей

Контроль
(n=50) Опыт 1
(n=50) Опыт 2
(n=50) 1. Сахарный сироп (1:1) 1. Сахарный сироп (1:1) + 175 мг СОД + 50 мл отвар шиповника / 1 л сиропа 1. Сахарный сироп (1:1) + 250 мг СОД + 50 мл отвар шиповника / 1 л сиропа 2. Сахарный сироп (1:1) 2. Сахарный сироп (1:1) + 175 мг СОД + 50 мл отвар шиповника / 1 л сиропа 3. Сахарный сироп (1:1) + 250 мг СОД + 50 мл отвар шиповника / 1 л сиропа n. Сахарный сироп (1:1) n. Сахарный сироп (1:1) n. Сахарный сироп (1:1)

Динамику гибели пчел и среднюю продолжительность жизни пчел в садках определяли методом подсчета (рис. 1 и 2).

Анализ полученных данных свидетельствует, что наилучшая сохранность пчел к окончанию опыта достигнута в опытной группе 2, наихудшая – в контроле. Уже на 3-и сутки эксперимента началась гибель пчел, причем динамика гибели пчел в группах существенно отличалась. В контрольной группе резкая убыль пчел зафиксирована на 4-е сут. исследования (12 %), а на 8-е сут. гибель составила 72,0 %.

В опытной группе 1, получавшей минимальное количество СОД (175 мг) существенная гибель отмечалась на 7-8-е сут (54,0 %), далее этот процесс замедлился. В опытной группе 2, получавшей более концентрированный по ферменту комплекс (250 мг), ярко выраженных пиков по гибели пчел не зафиксировано. Более заметный отход пчел в этой группе наблюдался на 7 и 12-е сут эксперимента (по 10,0 %), гибель пчел на уровне 54% отмечен в возрасте 11 сут.

Наилучшие результаты по выживаемости пчел в садковых опытах получены в опытной группе 2: их отход происходил постепенно и завершился на 27-е сут, средняя продолжительность жизни пчел в этой группе составила 11,62 сут. В контрольной группе опыт завершился на 23-е сут., средняя продолжительность контрольных пчел была минимальная – 8,48 сут. Промежуточное положение занимали пчелы опытной группы 1: опыт завершился на 22-е сут, причем средняя продолжительность жизни была выше контрольной группы на 0,74 сут. (+8,7 %).

Проведенные садковые опыты свидетельствуют о благоприятном воздействии многогранного ферментно-витаминного комплекса на организм медоносных пчел, при этом использование комплекса с накопительным эффектом фермента в 500 мг (опыт 2) привело к более внушительному замедлению процессов гибели пчел в садках и увеличению продолжительности их жизни на 26,0 - 37,0 %.

1. Патент № 2092044 C1 Российская Федерация, МПК A01K 53/00. Лечебно-профилактический препарат для пчел при нозематозе : № 4412729/13 : заявл. 12.02.1988 :опубл. 10.10.1997 / Е. Е. Борисова, В. И. Артюхин, О. Ф. Гробов [и др.] ; заявитель Государственный научно-исследовательский институт прикладной микробиологии.

2. Патент № 2789458 C1 Российская Федерация, МПК A23K 50/90, A01K 51/00, A01K 53/00. Способ повышения иммунного статуса пчелиных семей, зараженных нозематозом : № 2022100530 : заявл. 12.01.2022 :опубл. 03.02.2023 / С. Л. Воробьева, М. И. Васильева, А. С. Федорова ; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Удмуртский государственный аграрный университет".

3. Зверев, Я. Ф. Флавоноиды глазами фармаколога. Антиоксидантная и противовоспалительная активность / Я. Ф. Зверев // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. – 2017. – Т. 15, № 4. – С. 5-13.

4. Нозематоз как фактор иммунодефицита медоносных пчел / М. Д. Каскинова, Л. Р. Гайфуллина, Е. С. Салтыкова, Р. Р. Байтуллин // Пчеловодство. – 2023. – № 7. – С. 14-17.

5. Мартусевич, А. К. Антиоксидантная терапия: современное состояние, возможности и перспективы / А. К. Мартусевич, К. А. Карузин, А. С. Самойлов // Биорадикалы и антиоксиданты. – 2018. – Т. 5, № 1. – С. 5-23. – EDN WAJOLJ.

6. Патент № 2081 572 C1 Российская Федерация, МПК A01K 51/00. Состав для борьбы с нозематозом пчел «Нозесон» : № 95101929/13 : заявл. 08.02.1995 :опубл. 20.06.1997 / А. М. Смирнов, Р. Т. Клочко, А. Б. Сохликов [и др.] ; заявитель А. М. Смирнов, Р. Т. Клочко, А. Б. Сохликов [и др.].

7. Патент № 2038775 C1 Российская Федерация, МПК A01K 51/00. Состав «Ноземат-1»для борьбы с нозематозом пчел: № 92015659/15 :заявл. 30.12.1992 :опубл. 09.07.1995 / А. М. Смирнов, Р. Т. Клочко, А. Б. Сохликов ; заявитель Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной санитарии, гигиены и экологии.

8. Нозематоз пчел: диагностика, лечение, профилактика / С. В. Теребова, Г. Г. Колтун, В. В. Подвалова [и др.] // Медовый край - медовая Россия: история, традиции, современные тенденции пчеловодства: Материалы Нацинальной (Всероссийской) научно-практической конференции, Уссурийск, 07–09 октября 2020 года / Отв. редактор С.В. Иншаков. – Уссурийск: Приморская государственная сельскохозяйственная академия, 2020. – С. 211-217.

9. 9. Федорова, А. С. Влияние супероксиддисмутазы на заболевание пчел нозематозом в Удмуртской Республике / А. С. Федорова, С. Л. Воробьева, М. И. Васильева // Пчеловодство. – 2022. – № 8. – С. 22-24.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в пчеловодстве. Пчёлам скармливают 2 раза с интервалом в 3 дня сахарный сироп 1:1, обогащенный подкормкой в количестве 50 мл на 1 л сиропа. Подкормка включает супероксиддисмутазу в количестве 250 мг и 50 мл настоя шиповника, полученного термостатированием в течение 6 часов 50 г шиповника в 200 мл воды с температурой не более 85°С. Изобретение обеспечивает увеличение продолжительности жизни пчёл.

Способ профилактики нозематоза пчёл, характеризующийся тем, что пчёлам скармливают 2 раза с интервалом в 3 дня сахарный сироп 1:1, обогащенный подкормкой в количестве 50 мл на 1 л сиропа, при этом подкормка включает супероксиддисмутазу в количестве 250 мг и 50 мл настоя шиповника, полученного термостатированием в течение 6 часов 50 г шиповника в 200 мл воды с температурой не более 85°С.