Niestrawione białko pokarmowe wpływa na zdrowie świń

Dobrze wiadomo, że fermentacja bakteryjna zachodzi głównie w jelicie grubym, a także że wpływa na ich "ekosystem" jelitowy. Wpływ na nią mają głównie węglowodany obecne w paszy, które nie zostały poddane strawieniu i wchłanianiu w jelicie cienkim. Jednakże wpływ fermentacji bakteryjnej białka paszowego, które również nie zostało strawione i wchłonięte w jelicie cienkim, dociera do jelita grubego, a jego wpływ na zdrowie jelitowe świń jest mniej znany. To niestrawione białko stanowi również ważny substrat dla procesów fermentacyjnych zachodzących w jelicie grubym świń. Ilość fermentowalnego białka zależy od takich czynników, jak poziom białka w diecie, jego strawność, interakcja z innymi składnikami diety lub z czynnikami antyżywieniowymi oraz wydzielanie endogennych białek w świetle jelita. Istnieje wiele różnych gatunków bakterii o dużej zdolności do fermentowania niestrawionego białka, bytujących w końcówce układu trawiennego, takich jak Escherichia coli, Klebsiella spp., Campylobacter spp., Streptococcus spp., Clostridium perfringens, Clostridium difficile i Bacteroides fragilis. Ta różnorodność bakterii wyjaśniałaby, dlaczego diety o wysokim poziomie białka są zwykle związane z dysbiozą jelit i procesami jelitowymi z występowaniem biegunki.

Oprócz krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych - również pochodzących z fermentacji węglowodanów - fermentacja białka prowadzi do tworzenia rozgałęzionych kwasów tłuszczowych z rozgałęzionych aminokwasów. Jednak fermentacja proteolityczna w jelicie grubym generuje również potencjalnie toksyczne metabolity, takie jak amoniak i pewne aminy (histamina, tyramina, diaminy) i poliaminy (putrescyna, spermina i spermidyna), a także związki fenolowe, takie jak krezol, indol i skatol z aminokwasów aromatycznych. Wreszcie, aminokwasy siarkowe i sulfomucyny nabłonka jelitowego są przekształcane w metabolity zawierające siarkę, takie jak siarkowodór. Negatywne skutki tych metabolitów powstających podczas fermentacji proteolitycznej są różne. Na przykład amoniak może zakłócać metabolizm oksydacyjny krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych wewnątrz komórek nabłonka, co może prowadzić do niedoborów energii w tych komórkach. Aminy, takie jak histamina, prowadzą do zapalenia jelita i mogą powodować wydzielanie chloru w okrężnicy świń, a w konsekwencji biegunkę. Z drugiej strony, związki fenolowe zwiększają przepuszczalność nabłonka i wydają się być zaangażowane w wytwarzanie toksycznych metabolitów, takich jak nitrofenol i diazinon. W przypadku siarkowodoru, jego działanie zależy od jego stężenia w jelicie. Wysokie stężenia tego związku mogą negatywnie wpływać na oddychanie komórkowe i uszkadzać DNA na poziomie nabłonka, oprócz stymulowania wydzielania chloru. Krótko mówiąc, niewłaściwe stosowanie białka w diecie nie tylko zmniejsza dostępność aminokwasów dla wzrostu i metabolizmu świń, ale także prowadzi do dysbiozy jelitowej, z proliferacją patogennych bakterii i w konsekwencji do uszkodzenia nabłonka, które przyczyniają się do rozwoju zaburzeń jelitowych.

Stosuje się różne strategie, zarówno na poziomie żywieniowym (np. obniżenie poziomów surowego białka w diecie i suplementacji aminokwasami), jak i antybiotykoterapii, w celu zapobiegania lub łagodzenia problemów wynikających z fermentacji proteolitycznej. Chociaż pozytywny wpływ redukcji białka w diecie jest dobrze udokumentowany, ostatnie badania naukowe wykazały możliwy negatywny wpływ wczesnego stosowania antybiotyków w diecie na fermentację proteolityczną u świń. Praca opublikowana niedawno w czasopiśmie naukowym Anaerobe, prowadzona przez Zhanga i in. (2016), badała wpływ wczesnego podania antybiotyków (oksytetracykliny, oliquindoksu i kitasamycyny) w paszy na kolonie bakteryjne i fermentację proteolityczną w jelicie świń karmionych dwoma różnymi poziomami białka: "normalny" poziom (20% od 42 do 77 dni i 18% od 77 do 120 dni) i niski poziom (16% od 42 do 77 dni i 14% od 77 do 120 dni). Badanie wykazało, że wczesne podanie antybiotyków w paszy znacząco zmniejszyło niektóre korzystne populacje bakterii, takie jak pałeczki kwasu mlekowego, w średnim okresie (77 dni życia) i gatunki Clostridium wytwarzające maślan w długim okresie (120 dni życia) u świń karmionych normalnym poziomem białka. Ponadto, jak wskazano w poniższej tabeli, podawanie antybiotyków w paszy we wczesnym wieku zwiększyło wytwarzanie pewnych metabolitów fermentacji proteolitycznej w późniejszym wieku, co może zwiększyć ryzyko chorób jelitowych lub, co najmniej, zaburzyć optymalny wzrost świń.

Tabela 1. Wpływ wczesnego podawania antybiotyków w diecie na fermentację proteolityczną w późniejszym okresie życia (Zhang et al., 2016)

Biorąc pod uwagę rosnące ograniczenia stosowania antybiotyków w paszach na całym świecie, z pewnością strategie zapobiagające dysbiozie bakteryjnej pochodzenia żywieniowego pociągają za sobą połączenie stosowania niskiego poziomu białka w diecie z wysoko strawnymi źródłami białka i niektórymi probiotykami (np. Bacillus licheniformis i Bacillus subtilis ), ponieważ oprócz regulacji mikroflory jelitowej, syntetyzują i wydzielają enzymy trawienne, które zwiększają strawność białek w diecie.