Elmondása szerint a vizsgálat alapja, hogy megértsük a sertés gyomor-bélrendszer működését (GIT – gasztrointesztinális traktus). A GIT egy nagyon dinamikus szerv, amely kölcsönhatásban áll az idegi-, keringési- és immunrendszerekkel. Befolyásolja az állat életműködéseit, egészségét és stressztűrő képességét.
Az ágazat világszerte számos antibiotikum alternatívát kipróbált az évek során, beleértve a pre- és probiotikumokat, hogy megőrizzék vagy javítsák a takarmányozás hatékonyságát. Prebiotikumok elsősorban: Mannóz-oligoszacharidok (MOS), a Fructo-oligoszacharidok (FOS), a Galacto-oligoszacharidok (GOS), a Chito-oligoszacharid (COS), az Isomalto- oligoszacharidok (IMO). A pektikus oligoszacharidok (POS) és a Xylo-oligoszacharidok (XOS) nem emészthető táplálék-összetevők. A probiotikumok pedig olyan nem patogén mikroorganizmusok, amelyek megfelelő mennyiségben történő adagolás esetén előnyös hatást gyakorolnak a gazdaállat egészségére; a leggyakoribb probiotikumok Bacillus (Gram-pozitív spóraképző baktériumok), tejsavtermelő baktériumok ( Lactobacillus, Bifidobacterium, Enterococcus ) és élesztő.
A probiotikumok számos olyan mechanizmussal rendelkeznek, mint például pH csökkentés – béltartalom savanyítás; kötődés a bél epithel felületéhez a kórokozók megtapadásának akadályozása érdekében; kórokozókkal szembeni versengés; toxin termelés gátlás. A probiotikumok szintén stimulálják a specifikus és nemspecifikus immunológiai elemeket, például IL-t és IgA-t. A sertések táplálásában a prebiotikumok és a probiotikumok csökkentették a hasmenésesre való hajlamot, serkentették az immunrendszert ellenállóképességét, csökkentették a kórokozó baktériumok számát, és hat százalékkal növelték a takarmány értékesítését.
Bővebben:
A GIT egészségének javításánál két fontos összetevőt kell figyelembe venni: a bélnyálkahártya membránt és a meglévő mikroflórát.
A bélnyálkahártya membrán nyúlványos ujjszerű struktúrákból áll, amelyek tápanyag felszívódását teszik lehetővé (1. ábra) – a villus alján található lamina propria a bélbaktérium populációit figyelő peyer foltból áll, és megakadályozza a kórokozók szaporodását. Ha a baktérium áthalad az epitélium membránján, a dendritikus sejtek stimulálják a makrofágokat, amelyek elnyelik a kórokozót; ez a folyamat serkenti az ellenanyagok érlelését, különösen az IgA-t.
- ábra: Az enterocitákat, a kupakot és a Lamina propriaet mutató intesztinális villi
(Wiley Interdisciplinary Reviews Systems Biology and Medicine, 2013).
A nyálkahártya ragasztó tulajdonságokkal rendelkező védőtakarója biztosítja a baktériumok bejutását. A nyálkahártya fenntartja az őshonos mikroflórát is, hogy védelmet nyújtson a kórokozók kötődése ellen. A sertés vékonybélben a serlegsejtek semleges váladékot termelnek, amely szialinsavat tartalmaz és ez részt vesz a baktériumokkal való kölcsönhatásban.
A sertésbél mikroflórája becslések szerint több mint 400 fajta baktériumból áll, amelynek koncentrációja 10 9 cfu/g, a baktériumok fele előnyös a gazdaszervezet számára – különösen a Lactobacillus és a Bifidobaktérium, míg a másik fele patogén. Annak tudatában, hogy a GIT milyen hatással van az állatok egészségére és teljesítményére, fontos a GIT membránszerkezetének javítása és a mikroflóra stabilizálása. Az etetési programok és táplálkozási formulák megtervezése nem működhet enélkül, így minden takarmányozási szakember számára prioritásnak kell lennie.
Az antibiotikum-maradékok áthaladhatnak és felhalmozódhatnak olyan állati szövetekben, amelyeket azután emberek fogyasztanak (Silfrany és mtsai, 2012). Mára már tény, hogy a patogén kórokozók rezisztenciát mutathatnak az antimikrobiális szerekkel szemben; ezért olyan alternatívák, mint növényi kivonatok, szerves savak, enzimek, prebiotikumok és probiotikumok felértékelődnek a bélrendszer egészségének és teljesítményének fokozása érdekében.
A prebiotikumok nem emészthető táplálék-összetevők, amelyek az alsó bélben fermentálódnak, a fermentáció során olyan illékony zsírsavak (VFA-k) keletkeznek, mint ecetsav, propionsav és vajsav, melyek csökkentik a bél pH értékét. Bizonyított, hogy az olyan patogének, mint pl. a Salmonella, az E. coli és a Clostridium nem jól reprodukálódnak savas környezetben. Ezen kívül a vajsav serkenti a hámsejtek proliferációját és differenciálódását a GIT-ben, ezáltal növelve a tápanyagok felszívódásának felületét (Pierce et al. , 2007). Az VFA-k illékony zsírsavak az állatok energiaforrásaként is szolgálnak.
Különböző típusú prebiotikumok léteznek: Mannóz-oligoszacharidok (MOS), Fructo-oligoszacharidok (FOS), Galacto- oligoszacharidok (GOS), Chito-oligosacharid (COS), Isomalto oligoszacharidok (IMO) és Xylo-oligoszacharidok (XOS).
A prebiotikumok immunmodulációs tulajdonságokkal rendelkeznek, és képesek csökkenteni a gyulladást.
Az elválasztás során a malacok több stresszes helyzetbe kerülnek, például a környezet változása, a hierarchia elleni küzdelem, és harca az folyadéktól ivóvíztől a száraz takarmányig. Ezek a stresszek a sertések vékonybélében gyulladásos citokinek kialakulását okozzák.
A gyulladáscsökkentő sejtek magasabb termelése csökkenti a takarmányfelvételt, és növeli a hasmenés előfordulását. Az alacsonyabb takarmányfelvétel és a hasmenés gyakoribb előfordulása csökkenti a testsúlygyarapodást. A bélben megtelepedő és felszaporodó tejsavtermelő baktériumok azonnal csökkentik a gyulladást és az olyan kórokozók életképességét, mint például a Clostridium spp, E. coli és Salmonella.
A növekedésserkentők, az antibiotikumok vagy a takarmányadalékok egyik lehetséges hipotézis mechanizmusa a gyulladás csökkentése (Niewold, 2007). Az a tény, hogy a prebiotikus kiegészítés képes csökkenteni a gyulladást, magyarázhatja a kezelt állatok teljesítményét, amikor megfigyelték őket (Casey és mtsai, 2004) (1. táblázat).
1. táblázat: a prebiotikumok és probiotikumok felhasználásának előnyei a sertés étrendben
Rövidítések: MOS =, Mannóz-oligoszacharidok, SRB =, stabilizált rizslepény, FOS = frukto-oligoszacharidok, GOS = Galacto- oligoszacharidok, COS = kito-oligoszacharidok.
Az inulin egy FOS prebiotikum, amely a Lactobacillus és a Bifidobacterium növekedését segítette (Tran és mtsai, 2016) és stabilizálta az újonnan elválasztott malacok egészségi állapotát. Hasonlóképpen a GOS-alapú prebiotikumok, amelyek kiegészítésként bekerültek a hízó sertések takarmányába, szignifikánsan növelték a Lactobacillus spp. (McDonnell és mtsai, 2016) számát.
A Lactobacillus spp. növekedése az S. Typhimurium számának csökkenésével jár (Casey és mtsai , 2004).
Számos tanulmányban kimutatták, hogy a prebiotikumok csökkentik a baktériumok okozta terhelést a sertésekben (McDonnell és munkatársai , 2016), javítják a bakteriális kolonizációval szembeni ellenállást, és fokozzák a bélburok funkciót az inváziós patogénekkel szemben (1. táblázat).
A probiotikumok olyan nem patogén mikroorganizmusok, amelyek megfelelő mennyiségben történő adagolásuk esetén jótékony hatást gyakorolnak a gazdaszervezet egészségére.
A probiotikumok hatásmechanizmusai:
1. a pH csökkentése, ami a bélben a kórokozók számára barátságtalan környezetet eredményez;
2. kötődés a bél epithel felületén a kórokozó kötődésének megakadályozása érdekében;
3. a kórokozókkal szembeni versengés;
4. kórokozók szaporodását gátló anyagok, például szerves savak, hidrogén-peroxid és bakteriocinok előállítása;
5. specifikus és nem specifikus immunitás stimulálása, például IL és IgA.
A kereskedelmi probiotikumok három kategóriába sorolhatók: Bacillus (Gram-pozitív spóraképző baktériumok), tejsavtermelő baktériumok ( Lactobacillus, Bifidobacterium, Enterococcus ) és élesztő (NRC, 2012).
Mivel a Lactobacillus alapú probiotikumok nagyon jól fejlődnek a gasztrointesztinális traktusban, elegendő védelmet biztosítanak a teljes hízlalási időszakra. Az ilyen típusú probiotikumok azonban érzékenyek a magas hőmérsékletre, főleg a pellet takarmányozásnál van probléma. Hatékonyan lehet viszont felhasználni őket a nedves takarmányozási rendszerben.
A Bacillus subtilis probiotikumok viszont ellenállnak a hőmérsékletnek, akár 110 °C-ig is, így ez a probiotikum tökéletes megoldása lehet a pellet alapú takarmányozás számára. A Bacillus subtilis probiotikumok hátránya viszont a bélben tapasztalható gyenge növekedési ütem, amely azt jelenti, hogy a teljes hízlalási időszakban adagolni kell.
- ábra: Jótékony baktériumok Lactobacillus (http://homeremedieslog.com/natural-products/bacteria-and-enzymes/lactobacillus/).
A probiotikumok hatékonyságát általában a GIT-ben a hasznos baktériumszámú populáció számának növekedésével mérik. A Lactobacillus populáció 7,39 log10 cfu / g-ról 7,49 log10 cfu / g béltartalomra emelkedett, amikor a Bacillus subtilis probiotikumot sertés takarmányba keverték / Upadhaya és mtsai(2016). Feltételezhető, hogy a probiotikus baktériumok elfogyasztják az oxigént a bélben, és anaerob, barátságtalan környezetet hoznak létre a patogén baktériumok számára.
Kimutatták, hogy az élő élesztő alapú probiotikumok ( Saccharomyces cerevisiae ssp. Boulardii ) takarmányhoz történő hozzáadása 3-4 héten keresztül növelte a villusmagasságot, az epithelialis sejtproliferációt és a makrofágok számát a vékonybél különböző helyszínein (Baker és mtsai,2013).
Ezek a tényezők hozzájárultak a megfigyelt fejlődéshez. A probiotikumok kiegészítése az anyakoca táplálkozásban úgy tűnik, hogy csökkenti a kórokozók terhelését, és gyorsabban segítik a hasznos baktériumfajok megtelepedését, Például a Lactobacillus-t a malacban, hogy megvédje a betegség kihívásait és ösztönözze az immunrendszer felépülését [Baker és mtsai, 2013).
A probiotikumok szintén bizonyították, hogy csökkentik a TNF, IL-10 gyulladásos sejteket (1. táblázat). A Bifidobacterium-alapú probiotikumok szintén figyelemre méltó hatást gyakorolnak a Salmonella és az Escherichia coli (ETEC K88) fejlődésére a szarvasmarhafélékben és sertésben (Barba-Vidal, és mtsai 2017).
Kísérlet: Streptococcus faecium probiotikum orális beadása SPF malacokba, amelyeket különböző E. coli patogén törzsekkel fertőztek meg. Fokozott súlygyarapodást és a hasmenés megszűnését eredményezte a bélben lévő patogén baktériumok számának csökkentésével.
A hasznos baktériumok, a Bifidobacterium lactis bevitele csökkentette a fekális rotavírus és az E. coli koncentrációját, valamint csökkentette a hasmenés súlyosságát (Shu és mtsai, 2001).
Hasonló eredményeket tapasztaltunk Bacillus toyoi vagy Bacillus licheniformis és élő élesztő Saccharomyces cerevisiae ssp. boulardii adagolása után. Ahol gyakori és súlyos volt a hasmenés, ott az enterococcusok és coliform baktériumok száma, különösen ETEC, jelentősen csökkent (Kyriakis és mtsai, 1999).
A probiotikumok, láthatóan javítják takarmányfelvételt a sertések különböző életszakaszaiban. Például egy Bifidobacterium kapcsán kimutatták, hogy növeli a takarmányfelvételt Salmonella fertőzött malacok esetében is (Emili-Barba-Vidal és mtsai. , 2017).
Végül, a több fajta probiotikumok használata több előnyhöz juttatta az azonos fajba tartozó probiotikumokat. Ez annak köszönhető, hogy a probiotikus hatások nemzetség, faj és törzs specifikusak, és ha több fajjal rendelkeznek, javíthatják a szaporodási spektrumot.
Összefoglalva, számos tudományos irodalom áttekintése és a szerző tapasztalata alapján javasolt a prebiotikumok és a probiotikumok alkalmazása a sertés takarmányozásban.
Dr. Fausto Solis de los Santos (a képen)
