Gordon Memorial Lecture

  • Articol complet
  • Cifre și date
  • Referințe
  • Citații
  • Valori
  • Reimprimări și permisiuni
  • PDF

Abstract

1. Pentru a studia sănătatea intestinelor, este necesară o abordare cu mai multe direcții. Ar trebui să fie luat în considerare din punct de vedere al imunologiei, microbiologiei și al aportului de nutrienți.

sănătății

2. Impactul asupra sănătății intestinului vine adesea din dezechilibrul microbian din intestin, care va fi agravat dacă antibioticele sunt retrase din furaje.

3. Orice deteriorare a intestinului cauzată de agenți patogeni va duce la o sănătate slabă a intestinului, care, la rândul său, va afecta eficiența utilizării nutrienților. Formele subclinice de infecție fără semne evidente de leziuni sunt adesea mai devastatoare din punct de vedere financiar decât infecțiile acute, pe termen scurt. Enterita necrotică la păsările de curte este un astfel de exemplu.

4. Factorii dietetici care modulează sistemul imunitar și microflora intestinală ar trebui luați în considerare la formularea dietelor și la gestionarea practicilor de hrănire.

Introducere

Formularea dietei pentru efectele sale asupra sănătății intestinului devine rapid o realitate în industriile animale monogastrice. Acest lucru se datorează faptului că menținerea sau îmbunătățirea sănătății intestinului este esențială pentru bunăstarea și productivitatea animalelor atunci când antibioticele nu sunt permise în furaje. Cercetarea în domeniul sănătății intestinului își are originea în programele de sănătate umană în care intervențiile nutriționale, cum ar fi probioticele și prebioticele, sunt utilizate pentru ameliorarea unor afecțiuni precum boala inflamatorie intestinală (Guarner și colab., 2002; Damaskos și Kolios, 2008) și sindromul intestinului iritabil (Fooks și Gibson, 2002).

Astăzi, sănătatea intestinelor este un subiect major pentru cercetare nu numai la oameni, ci și la animale. Acum se recunoaște în general că menținerea sau îmbunătățirea „sănătății intestinului” este mult mai complexă decât simpla modulare a microflorei intestinale prin probiotice sau prebiotice. Acest lucru nu este surprinzător având în vedere că intestinul adăpostește mai mult de 640 de specii diferite de bacterii, conține peste 20 de hormoni diferiți, digeră și absoarbe marea majoritate a substanțelor nutritive și reprezintă 20% din cheltuielile de energie ale corpului. Este, de asemenea, cel mai mare organ imunitar din organism (Kraehenbuhl și Neutra, 1992). Astfel, orice lucru care afectează sănătatea intestinului va influența, fără îndoială, animalul în ansamblu și, prin urmare, va modifica absorbția și necesitățile sale de nutrienți. În consecință, „sănătatea intestinului” este extrem de complexă și cuprinde integritatea macro și micro-structurală a intestinului, echilibrul microflorei și starea sistemului imunitar. Complexitate suplimentară apare din interacțiunile lor și schimbările rezultate în expresia genelor și, eventual, reglarea endocrină. Acest lucru, la rândul său, poate afecta modul în care nutrienții sunt împărțiți și utilizați pentru dezvoltarea organelor, creșterea țesuturilor și maturarea sistemului imunitar (Kelly și Conway, 2001; Kelly și King, 2001).

Folosind datele generate în studiile păsărilor de curte, această lucrare va discuta legătura dintre sănătatea intestinului și nutriția într-un sens larg, acoperind dezvoltarea intestinului, microflora intestinală și microstructura intestinală.

Constituții pentru hrana animalelor și dezvoltarea intestinului

Majoritatea ingredientelor furajere de origine vegetală conțin cantități considerabile de fibre (polizaharide non-amidon, NSP, plus lignină), majoritatea fiind insolubile (Bach Knudsen, 1997). Fibrele insolubile au fost considerate în mod tradițional ca un diluant nutritiv inert cu o valoare nutritivă redusă sau deloc în dietele monogastrice de animale. Cu toate acestea, descoperirile recente sugerează că acest lucru nu este adevărat; în schimb, are diferite roluri în îmbunătățirea sănătății intestinului, îmbunătățirea digestiei nutrienților și modularea comportamentului animalelor (Hartini și colab., 2002; Hetland și colab., 2003). Se postulează că animalele monogastrice au o „cerință de fibre” deoarece dezvoltarea intestinului necesită stimulare fizică de către particule solide dure de furaje (Hetland și colab., 2004 b).

O serie de rapoarte recente arată că găinile consumă o cantitate considerabilă din materialul de așternut (Hetland și colab., 2004 b) și o găină ouătoare hrănită cu o dietă fin măcinată, lipsită de fibre, consumă pene, fie ea a ei, fie a unei găini colege (Hetland și colab., 2004 A). O scroafă obține până la 10% din aportul ei din materialul de așternut (van Barneveld și colab., 2003). Materialele de așternut, cum ar fi paiul, rumegușul, așchii de lemn și așchii de lemn, sunt compuse în principal din fibre dure (NSP insolubil plus compuși lignocelulozici). Hetland și colab. (2003) au demonstrat la găinile ouătoare că consumul de 4% din furaje ca șlefuire a dus la o grăsime cu 50% mai grea.

Publicat online:

Tabelul 1. Performanța, componentele digestive jejunale și digestibilitatea amidonului la puii de carne (Hetland și colab., 2003)

Există o altă latură a relației dintre sănătatea intestinului și nutriție. Un intestin infectat (coccidioză, enterită necrotică etc.) nu este un intestin sănătos și nu este eficient în digestia și transportul nutrienților. Așa cum s-a prezentat mai devreme, o viscetă mai grea și mai musculară pare să aibă legătură strânsă cu o mai bună utilizare a nutrienților; există, de asemenea, multe dovezi care sugerează că un intestin bine dezvoltat este esențial pentru capacitatea păsărilor de a rezista bolilor (Ao și Choct, 2006). Acest lucru poate duce în mod eronat la noțiunea că un „intestin greu” reprezintă un „intestin sănătos”. Nu este asa. De exemplu, dimensiunea intestinului este redusă și stratul de mucoasă este subțiat în mod substanțial atunci când se adaugă antibiotice în alimentația animalelor (Hill și colab., 1957; Henry și colab., 1986). Acest lucru sugerează că sănătatea intestinului este legată nu numai de dezvoltarea fizică ca urmare a stimulării de către alimente și particule solide, ci este determinată de organismele recoltate în intestin.

Efectele microflorei intestinale asupra sănătății și nutriției

Diversitatea speciilor bacteriene din intestin este unul dintre cei mai importanți factori pentru stabilirea unui ecosistem stabil în tractul intestinal. Acest lucru este sugerat de observația că, până la stabilirea completă a populațiilor bacteriene, animalele tinere au mai puține specii bacteriene în tractul intestinal decât păsările adulte, făcând microflora intestinală mai susceptibilă la tulburări decât cea a animalelor adulte (Mead, 1989). O floră stabilă este esențială pentru ca animalul să reziste infecțiilor, în special în intestin. Acest fenomen a fost descris ca antagonism bacterian (Freter, 1956), interferență bacteriană (Dubos, 1963), rezistență la colonizare (van der Waaij și colab., 1971) și excluderea competitivă (Lloyd și colab., 1977).

Poate că metoda cea mai frecvent utilizată pentru a modula microflora intestinală este utilizarea bacteriilor vii considerate benefice pentru gazdă (Morland și Midtvedt, 1984; Perdigon și colab., 1990; Havenaar și Spanhaak, 1994). Pollman și colab. (1980) au arătat că includerea lactobacililor în dieta porcilor gnotobiotici a activat sistemul imunitar printr-o creștere a numărului de leucocite. De asemenea, adăugarea de lactobacili la dieta porcilor (Fuller, 1989) sau a șoarecilor (Perdigon și colab., 1987) stimulează producerea de anticorpi și activitatea fagocitelor împotriva bacteriilor patogene din intestin. Se consideră că prezența anticorpilor, în special a IgA secretor, conferă o linie principală de apărare împotriva invaziilor patogene (Fubara și Freter, 1973).

Publicat online:

Tabelul 2. Concentrațiile de acid gras volatil (VFA) (μmoli/g digestie proaspătă) în ilea și caeca puii de carne hrăniți cu diete îmbogățite cu NSP cu sau fără enzimă sau antibiotic (după Choct și colab., 1996)

Microstructură și nutriție bune

Astăzi, un pui nou eclozat își mărește greutatea corporală cu 25% peste noapte și 5000% cu 5 săptămâni, la 2 kg. Această performanță uimitoare a puiului modern provine din: (a) selecție intensivă pentru rata de creștere; (b) o atenție minuțioasă la sănătate și creștere; și (c) progrese în formularea furajelor, potrivind conținutul de nutrienți al furajului cu necesarul de nutrienți al păsării. Pe măsură ce perioada de creștere este scurtată progresiv și eficiența hranei este îmbunătățită continuu, îngrijirea sănătății și nutriția păsărilor devin din ce în ce mai solicitante. Acest lucru face mai important să se acorde atenție modificărilor minuscule care apar în intestin, care sunt adesea trecute cu vederea deoarece deteriorarea este subtilă și se caracterizează de obicei prin modificări microscopice ale stratului mucoasei. Aceste mici modificări stau la baza eficienței asimilării nutrienților, deoarece sub mucoasă se află o suprafață vastă de celule epiteliale de tip absorbant esențiale pentru transportul nutrienților în enterocite.

Suprafața membranei mucoase peste și între pliuri este împânzită cu proiecții minuscule numite vilozități. Suprafața fiecărei vilozități este acoperită de un epiteliu columnar simplu, cu margini cuticulare, care se sprijină pe un miez de țesut conjunctiv, lamina propria. Între vilozități sunt gropi adânci, criptele, care se extind până la mucoasa musculară. Nodulii limfatici împrăștiați apar în lamina propria în toate părțile intestinului. Vilozitățile duodenului și ale jejunului sunt mai largi și în formă de limbă, devenind în formă de deget în ileon. În general, lungimea și suprafața sunt maxime la începutul intestinului subțire, scăzând treptat pentru a atinge un minim în ileon chiar înainte de joncțiunea ileo-cecală.

Sălbatic și colab. (1997) au observat că includerea dietetică a MOS a crescut numărul de celule calice duodenale și jejunale, a ridicat înălțimea vilozității și a redus adâncimea criptei la păsări. Un experiment recent (Ao și colab., 2008) arată clar o legătură între morfologia intestinului, rezistența la boli și performanța la puii broiler cu care se confruntă Clostridium perfringens. Așa cum se arată în Tabelul 3, o creștere slabă, raportul de conversie a furajelor deprimate (FCR) și o rată ridicată a mortalității datorată enteritei necrotice (NE) coincid cu un raport scăzut villus la criptă la puii broiler C. perfringens.