Prawidłowe funkcjonowanie jelit: redukcja liczby bakterii patogennych

Cel, jakim jest obniżenie ilości bakterii chorobotwórczych, można osiągnąć w różny sposób, w zależności od sytuacji, m.in. po przez zastosowanie antybiotyków, odpowiednie zasady czyszczenia i warunki utrzymania zwierząt, a także żywienie ukierunkowane na zmniejszenie liczebności tych bakterii oraz usprawnienie funkcjonowania przewodu pokarmowego.

Tab.1 Modyfikacje żywieniowe wpływające na obniżenie ilości bakterii patogennych

Dobrą strategią żywieniową stosowaną w celu obniżenia ilości bakterii patogennych jest redukcja białka w diecie, ponieważ obecność niestrawionego białka sprzyja wzrostowi bakterii, które je fermentują (takich jak E.coli, Proteus sp. czy Clostridia sp.). Co więcej, w okrężnicy dochodzi do wzrostu stężenia potencjalnie toksycznych dla błony śluzowej substancji, takich jak NH3, aminy biogenne (histamina), siarkowodór. W celu zredukowania tych patogenów, zwłaszcza w okresie po odsadzeniu (w związku z ograniczoną zdolnością trawienia zwierząt w tym wieku), dawki pokarmowe powinny być niskobiałkowe (w razie potrzeby suplementowane aminokwasami syntetycznymi), aby usprawnić proces trawienia i uniknąć obecności niestrawionego białka w treści pokarmowej. Innym sposobem jest wprowadzenie do dawki pokarmowej łatwo fermentujących węglowodanów (otręby pszenne, wysłodki buraczane), które ograniczają stężenie metabolitów fermentacji białkowej w treści pokarmowej oraz zwiększają stosunek lactobacillus: enterobcteria (Pérez, 2013).

Inną strategią stosowaną w celu stymulacji procesu trawienia i stabilizacji mikrobioty przewodu pokarmowego, jest stosowanie włókna nierozpuszczalnego (Molist et al., 2012) - łuski zbóż. Alternatywą dla tego rozwiązania jest włączenie enzymów egzogennych do dawki pokarmowej, które obniżają lepkość treści jelitowej. Dowiedziono, że duża lepkość treści pokarmowej może wpływać na wzrost bakterii patogennych (Kiarie et al., 2013).

Wśród dodatków funkcjonalnych należałoby w szczególności wyróżnić probiotyki. Przypisuje się im zdolność bezpośredniego ograniczania ilości bakterii patogennych po przez antagonizm kompetycyjny (konkurowanie z patogenem o związanie się z tym samym receptorem nabłonka jelitowego), wiązanie patogenów z receptorami analogicznymi do tych na nabłonku jelitowym zapobieganie wiązaniu się patogenów z nabłonkiem jelitowym) oraz produkowanie bakteriocyn o działaniu przeciwdrobnoustrojowym (Nig et al.2009). Ponadto, wykazują działanie pośrednie, takie jak zwiększenie produkcji kwasów organicznych w jelitach po przez fermentację węglowodanów, stymulacja korzystnej mikrobioty, wzmacnianie odpowiedzi immunologicznej świń (Oelschlaeger et al. 2010). Aczkolwiek, niedawne badania dotyczące stosowania probiotyków w przebiegu doświadczalnych zakażeń u prosiąt odsadzonych, sugerują, że ich działanie jest w znacznym stopniu zależne od szczepu bakterii i sytuacji w jakiej są stosowane (Barba-Vidal et al., 2018). W związku z czym strategie stosowanie probiotyków powinny być konkretnie dostosowane do danej sytuacji.

Niektórym prebiotykom przypisuje się właściwości aglutynacji patogenów, co zapobiega ich adhezji do nabłonka jelitowego i wspomaga ich eliminację (Spring et al., 2000). Ponadto przyczyniają się do selektywnego wzrostu korzystnej mikroflory, a więc również do wzmożonego działania o charakterze antagonizmu kompetycyjnego. W idealnej sytuacji oczekuje się, że strategia stosowania prebiotyków będzie skutkować wzrostem korzystnej mikroflory (Bifidobakterie i pałeczki kwasu mlekowego) oraz redukcją bakterii gnilnych i patogennych ( Clostridia sp. i E coli sp.).

Ponadto, kilku autorów opisało w swoich badaniach biologiczną aktywność peptydów bioaktywnych. Stwierdzono, że glikomaropeptyd był w stanie zahamować adhezję ETEC K88 do błony śluzowej wyściełającej jelita zwierząt poddanych doświadczeniu (Hermes et al., 2013). Ponadto, dowiedziono, że przeciwciała od kur niosek zaszczepionych przeciwko specyficznym patogennym mikroorganizmom, mogą być przydatne w zapobieganiu zakażeniom E.coli sp. u prosiąt w trakcie odsadzenia (Rizvi et al., 2001).

Należałoby również wspomnieć o powszechnie znanych właściwościach antybakteryjnych i przeciwutleniających fitogenów. Wyciągi z roślin takie jak berberyna, czy alkaloidy występujące w niektórych korzeniach wykazują działanie bakteriobójcze i bakteriostatyczne przeciwko E.coli i jest ono porównywalne do działania kolistyny (Tummaruk et al., 2009). Podobnie, działanie antybakteryjne przypisuje się olejkom eterycznym, które zawierają w swoim składzie takie substancje jak karwakrol, tymol. Mają one zdolność do uszkodzenia błony komórkowej i zaburzenia homeostazy bakterii wywołując efekt zdelokalizowanych elektronów sprzężony z obecnością grupy hydroksylowej w pierścieniu fenolowym (Bassole and Juliani 2012). Mechanizm ten bardzo dobrze współdziała z mechanizmem działania kwasów organicznych (Helvoirt and Dijk, 2009). Jednak, problem z tym związkami jest taki, że ulegają one prawie całkowitemu wchłanianiu w początkowym odcinku układu pokarmowego (Michiels et al., 2008), w związku z czym konieczny jest proces mikrokapsułkowania, aby mogły rozwijać swoje działanie antybakteryjne w dalszych odcinkach przewodu pokarmowego-jelitach.

Właściwości antybakteryjne kwasów (organicznych, krótko lub średnio-łańcuchowych oraz nieorganicznych) związane są ze zdolnością zakwaszania, która uniemożliwia przetrwanie niektórym bakteriom patogennym (Partanen and Mroz, 1999). Ponadto niezdysocjowana forma krótkołańcuchowych lub lotnych kwasów tłuszczowych ma zdolność wnikania do patogennych bakterii i dysocjacji wewnątrz komórki bakteryjnej, powodując zaburzenie równowagi i lizę takiej komórki (Galfi i Bokori, 1990).

Na koniec należałoby również wspomnieć o antybakteryjnym działaniu wysokich dawek cynk, które są szeroko stosowane nie tylko w paszy dla zwierząt, ale również w takich procesach jak czyszczenie i dezynfekcja. Powszechnie wiadomo, że stosowanie tlenku cynku w dawkach terapeutycznych (>2500ppm) nie jest już dopuszczalne ze względu na jego negatywny wpływ na środowisko. Aczkolwiek, na rynku są obecnie dostępne zdecydowanie bardziej wydajne środki komercyjne, takie jak mikrokapsułkowany ZnO, który po dodaniu 100ppm wykazuje podobne działanie przeciwko ETEC do konwencjonalnego ZnO w dawce 3000ppm (Kim et al., 2010).. Produkty te zyskują na popularności w branży, gdyż umożliwiają osiągnięcie podobnego działania tradycyjnego ZnO, do którego przyzwyczaili się producenci, jednocześnie eliminując problemy z szkodliwością dla środowiska.