Управління здоров’ям кишечника за допомогою харчування

Лекція Меморіалу Гордона

Повна стаття
Цифри та дані
Список літератури
Цитати
Метрики
Передруки та дозволи
PDF

Анотація

1. Для вивчення стану кишечника необхідний багатосторонній підхід. Це слід розглядати з точки зору імунології, мікробіології та забезпечення поживними речовинами.

2. Вплив на здоров'я кишечника часто походить від мікробного дисбалансу в кишечнику, який посилиться, якщо антибіотики вивести з корму.

3. Будь-яке пошкодження кишечника, спричинене патогенами, призведе до погіршення здоров'я кишечника, що, в свою чергу, вплине на ефективність використання поживних речовин. Субклінічні форми інфекції без явних ознак ураження часто фінансово більш руйнівні, ніж гострі короткочасні інфекції. Некротичний ентерит птиці - один із таких прикладів.

4. Дієтичні фактори, що модулюють імунну систему та мікрофлору кишечника, слід враховувати при складанні дієт та керуванні практикою годування.

Вступ

Складання дієти для її впливу на здоров’я кишечника швидко стає реальністю у тваринницьких галузях моношлунку. Це пов’язано з тим, що підтримка або зміцнення здоров’я кишечника має важливе значення для добробуту та продуктивності тварин, коли в корм заборонені антибіотики. Дослідження здоров’я кишечника беруть початок у програмах охорони здоров’я людей, де дієтичні втручання, такі як пробіотики та пребіотики, використовуються для покращення стану, такого як запальна хвороба кишечника (Guarner та ін., 2002; Дамаскос та Коліос, 2008) та синдром подразненого кишечника (Фокс та Гібсон, 2002).

На сьогоднішній день стан здоров’я кишечника є основною темою для дослідження не лише людей, а й тварин. Зараз загальновизнано, що підтримка або зміцнення «здоров'я кишечника» набагато складніше, ніж просто модуляція мікрофлори кишечника за допомогою пробіотиків або пребіотиків. Це не дивно, якщо врахувати, що в кишечнику перебуває понад 640 різних видів бактерій, міститься понад 20 різних гормонів, перетравлюється і поглинає переважну більшість поживних речовин, і на нього припадає 20% енергетичних витрат. Це також найбільший імунний орган в організмі (Kraehenbuhl and Neutra, 1992). Таким чином, все, що впливає на здоров’я кишечника, безсумнівно, впливатиме на тварину в цілому, а отже, змінить її споживання та потреби. Отже, «здоров’я кишечника» є дуже складним і охоплює макро- та мікроструктурну цілісність кишечника, баланс мікрофлори та стан імунної системи. Подальша складність виникає внаслідок їх взаємодії та наслідків змін у експресії генів і, можливо, ендокринної регуляції. Це, в свою чергу, може вплинути на розподіл та використання поживних речовин для розвитку органів, росту тканин та дозрівання імунної системи (Kelly and Conway, 2001; Kelly and King, 2001).

Використовуючи дані, отримані в ході досліджень птиці, у цій роботі буде обговорено зв’язок між здоров’ям та харчуванням кишечника в широкому розумінні, що охоплює розвиток кишечника, мікрофлору кишечника та мікроструктуру кишечника.

Компоненти корму та розвиток кишечника

Більшість кормових інгредієнтів рослинного походження містять значну кількість клітковини (некрохмалисті полісахариди, NSP, плюс лігнін), при цьому більшість є нерозчинними (Bach Knudsen, 1997). Нерозчинна клітковина традиційно розглядається як інертний поживний розріджувач, що має мало або зовсім не має поживної цінності при харчуванні одношлункових тварин. Однак останні результати свідчать про те, що це не відповідає дійсності; натомість він виконує різні ролі в поліпшенні здоров'я кишечника, поліпшенні перетравлення поживних речовин та модуляції поведінки тварин (Хартіні та ін., 2002; Гетьланд та ін., 2003). Постулюється, що у моногастральних тварин є "потреба в клітковині", оскільки для розвитку їх кишечника необхідна фізична стимуляція твердими, твердими частинками корму (Hetland та ін., 2004 рік b).

Ряд останніх повідомлень показує, що кури споживають значну кількість свого постільного матеріалу (Hetland та ін., 2004 рік b), а курка-несучка, яка харчується дрібно перемеленою дієтою, у якій відсутня клітковина, споживає пір’я, будь то своє власне або побратими (Гетланд та ін., 2004 рік a). Свиноматка отримує до 10% її споживання з матеріалу підстилки (ван Барневельд та ін., 2003). Постільні матеріали, такі як солома, тирса, тріска та деревна стружка, складаються переважно з твердих волокон (нерозчинний NSP плюс лігноцелюлозні сполуки). Гетьланд та ін. (2003) продемонстрував у курей-несучок, що споживання 4% корму як деревної стружки призводило до важчої шлунку на 50%.

Опубліковано в Інтернеті:

Таблиця 1. Продуктивність, складові частини травного тракту та засвоюваність крохмалю у бройлерів (Hetland et al., 2003)

Є ще одна сторона взаємозв’язку між здоров’ям кишечника та харчуванням. Інфікована кишка (кокцидіоз, некротичний ентерит тощо) не є здоровою кишкою і не ефективно перетравлює та транспортує поживні речовини. Як було представлено раніше, більш важка і мускулиста жуйка пов'язана з кращим використанням поживних речовин; Є також багато доказів того, що добре розвинений кишечник необхідний для здатності птиці протистояти хворобам (Ao and Choct, 2006). Це може помилково привести до думки, що "важка кишка" означає "здорову кишку". Це не так. Наприклад, розмір кишечника зменшується, а шар слизової значно розріджується при додаванні антибіотиків до раціону тварин (Hill та ін., 1957; Генрі та ін., 1986). Це свідчить про те, що здоров’я кишечника пов’язане не тільки з фізичним розвитком в результаті стимуляції їжею та твердими частинками, але визначається організмами, що перебувають у кишечнику.

Вплив мікрофлори кишечника на здоров’я та харчування

Різноманітність видів бактерій в кишечнику є одним з найважливіших факторів для створення стабільної екосистеми в кишковому тракті. Про це свідчить спостереження, що до повного встановлення популяцій бактерій у молодих тварин у кишковому тракті менше бактерій, ніж у дорослих птахів, що робить мікрофлору кишечника більш сприйнятливою до порушень, ніж у дорослих тварин (Mead, 1989). Стійка флора необхідна тварині для протистояння інфекціям, особливо в кишечнику. Це явище було описано як бактеріальний антагонізм (Freter, 1956), бактеріальна інтерференція (Dubos, 1963), стійкість до колонізації (van der Waaij та ін., 1971) та виключення з конкуренції (Ллойд та ін., 1977).

Можливо, найбільш часто використовуваним методом модуляції мікрофлори кишечника є використання живих бактерій, які вважаються корисними для господаря (Morland and Midtvedt, 1984; Perdigon та ін., 1990; Havenaar and Spanhaak, 1994). Полмен та ін. (1980) показали, що включення лактобактерій у раціон гнотобіотичних свиней активізувало імунну систему завдяки збільшенню кількості лейкоцитів. Крім того, додавання лактобактерій у раціон свиней (Fuller, 1989) або мишей (Perdigon) та ін., 1987) стимулює вироблення антитіл та активність фагоцитів проти патогенних бактерій у кишечнику. Вважається, що наявність антитіл, зокрема секреторного IgA, забезпечує первинну лінію захисту від патогенних вторгнень (Fubara and Freter, 1973).

Опубліковано в Інтернеті:

Таблиця 2. Концентрація летких жирних кислот (VFA) (мкмоль/г свіжої дигестиї) в клубовій кишці та цека-бройлерах, що харчуються збагаченими NSP дієтами з ферментом або антибіотиком або без нього (після Choct et al., 1996)

Мікроструктура та живлення кишечника

Сьогодні новоспечене пташеня збільшує свою масу тіла на 25% за ніч і на 5000% за 5 тижнів до 2 кг. Ця вражаюча ефективність сучасної курки походить від: (а) інтенсивного відбору за темпами росту; (b) пильна увага до здоров’я та тваринництва; та (c) досягнення у формулюванні кормів, узгоджуючи вміст поживних речовин у кормі з потребами птиці у поживних речовинах. Оскільки період росту поступово скорочується, а ефективність кормів постійно покращується, охорона здоров’я та харчування птахів стають все більш вимогливими. Це робить більш важливим звертати увагу на щомісячні зміни, що відбуваються в кишечнику, які часто не помічають, оскільки пошкодження є незначним і зазвичай характеризується мікроскопічними змінами в шарі слизової. Ці хвилинні зміни підкріплюють ефективність засвоєння поживних речовин, оскільки під слизовою знаходиться величезна поверхня епітеліальних клітин абсорбційного типу, необхідна для транспортування поживних речовин в ентероцити.

Поверхня слизової оболонки над і між складками усипана крихітними виступами, званими ворсинками. Поверхня кожної ворсинки покрита простим стовпчастим епітелієм, з кутикулярними облямівками, що спирається на серцевину сполучної тканини, пластинку власного. Між ворсинками знаходяться глибокі ямки, крипти, що тягнуться до слизової мускулатури. Розсіяні лімфовузли з’являються у власній пластинці у всіх відділах кишечника. Ворсинки дванадцятипалої кишки та тонкої кишки ширші та мають форму язика, перетворюючись у палець на клубову кишку. Загалом довжина і площа поверхні максимальні на початку тонкої кишки, поступово зменшуючись, досягаючи мінімуму в клубовій кишці безпосередньо перед клубово-сліпою кишкою.

Дикун та ін. (1997) спостерігали, що включення МОС з дієти збільшує кількість келихоподібних клітин дванадцятипалої та порожньої кишок, підвищує висоту ворсинок та зменшує глибину крипти у пташенят. Нещодавній експеримент (Ao та ін., 2008) чітко показує зв'язок між морфологією кишечника, стійкістю до захворювань та показниками у курчат-бройлерів, яким було порушено Clostridium perfringens. Як показано в таблиці 3, поганий ріст, пригнічений коефіцієнт конверсії корму (FCR) та високий рівень смертності від некротичного ентериту (NE) збігаються з низьким співвідношенням ворсинок та крипт у курчат-бройлерів, які страждають від C. perfringens.