Doctor of Technical Sciences, Professor, Rector, Academician of the Russian Academy of Sciences
д-р техн. наук, профессор, ректор, академик Российской академии образования
Acting Vice-Rector for General Affairs
и.о. проректора по общим вопросам
Doctor of Engineering Sciences, Head of the Specialized organization of the territorial cluster “Dolina Dona” of the Rostov region, Dean of the Faculty “Agribusiness”, Chief Researcher of the Research laboratory “Agrobiotechnology Center”, Associate Professor of the Department “Technologies and Equipment for Processing Agricultural Products”
д-р техн. наук, руководитель специализированной организации территориального кластера «Долина Дона» Ростовской области, декан факультета «Агропромышленный», главный научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Центр агробиотехнологии», доцент кафедры «Технологии и оборудование переработки продукции агропромышленного комплекса»
Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher of the Research laboratory “Agrobiotechnology Center”
канд. биол. наук, старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Центр агробиотехнологии»
Candidate of Medical Sciences, Senior Researcher of the Research laboratory “Agrobiotechnology Center”
канд. мед. наук, старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Центр агробиотехнологии»
Candidate of Technical Sciences, Deputy Head of the Development center of the territorial cluster “Dolina Dona”, Deputy Dean for Strategic and Digital Development of the Faculty “Agribusiness”, Associate Professor of the Department “Technologies and Equipment for Processing Agricultural Products”
канд. техн. наук, заместитель декана по стратегическому и цифровому развитию факультета «Агропромышленный», заместитель руководителя Центра развития территориального кластера «Долина Дона», доцент кафедры «Технологии и оборудование переработки продукции агропромышленного комплекса»
Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher of the Center for Agrobioengineering of Essential Oil and Medicinal Plants, Associate Professor of the Department “Technologies and Equipment for Processing Agricultural Products”, Scientific Leader of the Students’ scientific society “Agriculture”
канд. биол. наук, старший научный сотрудник Центра агробиоинженерии эфиромасличных и лекарственных растений, доцент кафедры «Технологии и оборудование переработки продукции агропромышленного комплекса», научный наставник студенческого научного общества «Сельское хозяйство»
Engineer of the Development center of the territorial cluster “Dolina Dona”
инженер Центра развития территориального кластера «Долина Дона»
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department “Technologies and Equipment for Processing Agricultural Products”, Senior Researcher of the Development center of the territorial cluster “Dolina Dona”
канд. техн. наук, доцент кафедры «Технологии и оборудование переработки продукции агропромышленного комплекса», старший научный сотрудник Центра развития территориального кластера «Долина Дона»
Background. In recent years, the use of antibiotics in aquaculture has raised increasing concern due to the development of microorganism resistance to antibacterial drugs and the negative impact on the ecosystem. Therefore, search for alternative methods for treating and preventing fish diseases has become an urgent task. Promising alternatives for the prevention and treatment of aquaculture species include the use of probiotics, prebiotics, synbiotics, postbiotics, phytobiotics, bacteriophages, and quorum sensing (QS) inhibition mechanisms. The state of the microflora of aquatic organisms is crucial for enhancing the organism’s resistance to infectious diseases. Thus, using agents that can positively influence the microbiota, exert antimicrobial effects, and modulate the immune system is essential for the effective development of the aquaculture industry. This article discusses some of the main fish diseases, the likelihood of which increases with the intensification of aquaculture. Bacteria of the genus Aeromonas are often the cause of diseases and financial losses in the industry. The work provides an overview of alternative methods for preventing and treating fish diseases that can reduce the use of antibacterial drugs, including the application of vaccines, probiotics, prebiotics, and bacteriocins.
Purpose. To investigate alternative methods of treatment and prevention of fish diseases.
Materials and methods. In the study, a method of collecting, analyzing, and systematizing of published scientific sources was used. The collection of literary information was carried out using reference databases such as Science Direct, Research Gate, Google Scholar, National Library of Medicine, Wiley Online Library, and others. To search for suitable scientific publications, keywords such as «aquaculture», «diseases», «bacterial fish diseases», «probiotics», «prebiotics», «synbiotics», «bacteriocins», «phytobiotics», and «quorum sensing» were used individually or in various combinations. The search period was limited to scientific works published between 2014 and 2024.
Results. As alternative methods, vaccination, quorum sensing inhibition, bacteriophages, as well as probiotics, prebiotics, phytobiotics, and others can be used. The state of the fish microbiome has an important impact on the likelihood of developing of infectious processes. For example, it has been reported that fish with a healthy microbiome more effectively controlled and suppressed the colonization and dissemination of bacteria of the genus Aeromonas than fish with a disrupted microbiota. Currently, probiotic microorganisms are most commonly used as agents that can influence the microflora and correct the microbial balance [36]. Probiotics are most commonly represented with bacteria, including species from cultures Bacillus sp., Lactococcus sp., Micrococcus sp., Carnobacterium sp., Enterococcus sp., Lactobacillus sp., Streptococcus and Weissella sp. Some strains of yeast and algae may be used too. Probiotics are most commonly represented with a group of lactic acid bacteria, as among all microorganisms with registered probiotic properties, they are considered to have a higher safety profile. They can produce antimicrobial substances and positively influence the immune system of the macroorganism. Probiotics used in aquaculture must undergo a special assessment to determine their potential for application, taking into account the specifics of the industry. The main spectrum of action of probiotic microorganisms in the intestines of aquatic organisms lies in their anti-adhesive effect against pathogenic strains, the production of antimicrobial substances (including bacteriocins and defensins), competition with pathogenic flora, enhancement of the host’s resistance properties, alteration of the intestinal pH level, and activation of the immune system.
Conclusion. Thus, despite the intensification of aquaculture and the increased likelihood of infectious diseases in aquaculture species, the worsening issue of antibiotic resistance and the irrational use of antibacterial drugs necessitate the development and implementation of alternative methods for controlling fish diseases.
Обоснование. В последние годы использование антибиотиков в аквакультуре вызывает все большее беспокойство из-за развития устойчивости микроорганизмов к антибактериальным препаратам и негативного воздействия на экосистему. Поэтому исследование альтернативных методов лечения и профилактики рыбных заболеваний стало актуальной задачей. Перспективными альтернативами для профилактики и лечения видов аквакультуры являются использование пробиотиков, пребиотиков, синбиотиков, постбиотиков, фитобиотиков, бактериофагов и механизмов ингибирования кворум-сенсинга (QS). Состояние микрофлоры водных организмов имеет решающее значение для повышения устойчивости организма к инфекционным заболеваниям. Таким образом, использование агентов, которые могут положительно влиять на микробиоту, оказывать антимикробное действие и модулировать иммунную систему, является важным для эффективного развития аквакультуры. В данной статье рассматриваются некоторые основные заболевания рыб, вероятность которых увеличивается с интенсификацией аквакультуры. Бактерии рода Aeromonas часто являются причиной заболеваний и финансовых потерь в отрасли. Работа предоставляет обзор альтернативных методов профилактики и лечения рыбных заболеваний, которые могут снизить использование антибактериальных препаратов, включая применение вакцин, пробиотиков, пребиотиков и бактериоцинов.
Цель. Исследовать альтернативные методы лечения и профилактики рыбных заболеваний.
Материалы и методы. В исследовании использовался метод сбора, анализа и систематизации опубликованных научных источников. Сбор литературной информации осуществлялся с использованием реферативных баз данных Science direct, Research Gate, Google academy, National Library of Medicine, ScienceDirect, онлайн-библиотека Wiley и др. Для поиска подходящих научных публикаций использовали ключевые слова «аквакультура», «заболевания», «бактериальные заболевания рыб», «пробиотики», «пребиотики», «синбиотики», «бактериоцины», «фитобиотики», «чувство кворума» по отдельности или в различных комбинациях. Период поиска ограничивался научными работами, опубликованными в период 2014-2024 гг.
Результаты. В качестве альтернативных средств можно использовать вакцинацию, подавление чувства кворума, бактериофаги, а также пробиотики, пребиотики, фитобиотиков и др. Состояние микробиома рыбы имеет важное значение на вероятность развитие инфекционного процесса. Так, например, сообщается, что у рыб со здоровым микробиомом более эффективно контролировалась и подавлялась колонизация и диссеминация бактерий рода Aeromonas, чем у рыб с нарушением микробиоты. На данный момент в качестве средств, которые могут влиять на микрофлору и корректировать микробный баланс, чаще всего применяются пробиотические микроорганизмы. В качестве пробиотиков чаще всего используют бактерии, включая бактерии рода Bacillus sp., Lactococcus sp., Micrococcus sp., Carnobacterium sp., Enterococcus sp., Lactobacillus sp., Streptococcus и Weissella sp., также могут использоваться некоторые штаммы дрожжей, водорослей. Чаще всего в качестве пробиотиков используется группа молочнокислых бактерий, так как среди всех микроорганизмов с зарегистрированными пробиотическими свойствами, считается, что у них более высокий профиль безопасности, они могут продуцировать антимикробные вещества и положительно влиять на иммунную систему макроорганизма. Пробиотики, применяемые в аквакультуре, должны проходить специальную оценку для определения их потенциала применения с учетом специфики отрасли. Основной спектр действия пробиотических микроорганизмов в кишечнике гидробионтов заключается в антиадгезивном эффекте в отношение патогенных штаммов, продукции антимикробных веществ (в том числе бактериоцинов и дефензинов), конкурирование с патогенной флорой, повышение резистентных свойств макроорганизма, изменение уровня pH кишечника и активация иммунной системы.
Заключение. Несмотря на интенсификацию аквакультуры и повышение вероятности развития инфекционных заболеваний у товарных объектов аквакультуры, усугубление проблемы антибиотикорезистентности и нерационального применения антибактериальных лекарственных средств диктуют необходимость разработки и внедрения альтернативных методов контроля развития болезней рыб.