W związku z ogólnoświatową tendencją do zmniejszenia stosowania przeciwbakteryjnych stymulatorów wzrostu (AGP) oraz całkowitego zakazu ich używania w krajach UE, zagadnienie utrzymania właściwej zdrowotności przewodu pokarmowego u drobiu staje się bardzo poważnym problemem. W produkcji drobiu rzeźnego, gdzie stały nacisk kładzie się na szybkie tempo wzrostu i dobre wykorzystanie paszy, prawidłowe funkcjonowanie przewodu pokarmowego ptaków ma ogromne znaczenie. Istnieje spora grupa substancji pochodzenia roślinnego, nie będących antybiotykami, stanowiąca alternatywę do AGP, niemniej jednak w większości przypadków skuteczność ich działania nie została naukowo potwierdzona.
Zastosowanie wolnych kwasów tłuszczowych o średniej długości łańcucha (MCFA) jako składnika funkcjonalnego w paszy przeznaczonej dla drobiu (FFI) jest skutecznym sposobem ochrony przewodu pokarmowego przed zagrożeniami (zarówno na poziomie gospodarza, jak i patogenu), spotykanymi w przemyśle drobiarskim. MCFA są to średniołańcuchowe nasycone kwasy tłuszczowe, składające się z części polarnej i alifatycznego łańcucha, zawierającego od 6 do 12 atomów węgla.
MCFA: ustalenie właściwej równowagi pomiędzy prawidłową mikroflorą gospodarza vs patogenną
MCFA charakteryzują się hydrofilowo-lipofilową równowagą (HLB), podobną do tej, znajdującej się w błonie komórkowej patogenów bakteryjnych. W związku z tym, przy bliskim kontakcie, w niskim pH środowiska żołądka, niezdysocjowane cząsteczki MCFA wykazują zdolność do penetrowania dwuwarstwowej błony fosfolipidowej, powodując jej destabilizację. Proces ten wiąże się z powstawaniem porów, przez które z jednej strony dochodzi do wyciekania zawartości komórek, z drugiej zaś do wnikania MCFA wewnątrz komórki bakteryjnej, w niemal neutralnych warunkach, w cytoplazmie, dochodzi do połączenia zdysocjowanych cząsteczek MCFA z protonami. Wewnątrzkomórkowe zakwaszenie doprowadza do obumarcia komórki bakteryjnej, a zdysocjowane cząsteczki MCFA wstawione w DNA bakterii, hamują jego duplikację, a tym samym wzrost bakterii. Można powiedzieć, że wolne cząsteczki MCFA stanowią tzw. „pierwszą” barierę (w żołądku zwierzęcia), zabezpieczającą przed wnikaniem patogenów, w porównaniu do estrów MCFA, które działają tylko w obrębie jelit, po wcześniejszym oddzieleniu wolnych cząstek MCFA przez enzym – lipazę jelitową. Z powodu różnic strukturalnych w błonie komórkowej, innego wewnątrzkomórkowego układu regulacji pH i obecność w komórkach eukariotycznych jądra, zabezpieczającego DNA, w porównaniu do komórek bakteryjnych, stosowanie MCFA jako FFI u drobiu można uznać za bezpieczne.
W przeciwieństwie do MCFA, zarówno krótko- (SCFA), jak i długo- (LCFA) łańcuchowe kwasy tłuszczowe posiadają odpowiednio niższą wartość HLB w porównaniu do tej, którą mają błony komórkowe bakterii i dlatego wykazują mniejsze do niej powinowactwo, co ogranicza ich skuteczność wobec patogenów. Potwierdzają to liczne, niezależne badania in vitro, w których MCFA dodane w znacząco niższym stężeniu hamującym, niż SCFA, wykazywały skuteczność wobec licznych bakterii, w tym Salmonelli.
MCFA nawet w nie-bakteriobójczych stężeniach mogą mieć ogromny wpływ na populację patogenów u drobiu. MCFA przez zmniejszenie wirulencji bakterii chorobotwórczych wpływają na przebieg choroby, powodując jednoczesną redukcję bakteryjnej kolonizacji jelit i zmniejszając obecność patogenów w organizmie gospodarza.
Połączenie przeciwbakteryjnego działania może prowadzić do 1) hamowania rozwoju lub zabicia bakterii chorobotwórczych w żołądku, 2) zredukowania wirulencji przetrwałych w jelicie patogenów, przy 3) braku znaczących zmian związanych z naruszeniem korzystnego ekosystemu drobnoustrojów (np. kwaso-lubnych pałeczek kwasu mlekowego).
MCFA: rosnące wskaźniki zootechniczne
W porównaniu z LCFA, MCFA dostarczają komórkom organizmu łatwodostępnego i efektywnego źródła energii. W jelicie, energia ta jest wykorzystywana na tworzenie nowych komórek nabłonkowych w obszarze krypt jelitowych (IEC), które migrując w kierunku szczytów kosmków, zwiększają ich wysokość. Oprócz bezpośredniego wpływu na zwiększenie liczby żywych komórek IEC, MCFA wpływają pośrednio, redukując ich obumieranie, poprzez ograniczenie nasilenia infekcji w świetle jelita (przeciwbakteryjny efekt działania opisany powyżej). Ze względu na mniejsze wydatki energii, potrzebne na odnawianie mniejszej ilości komórek nabłonka kosmków, więcej energii zostaje przeznaczone na wzrost zwierzęcia. Zredukowanie nasilenia infekcji sprzyja spłycaniu krypt jelitowych oraz zwiększeniu wysokości kosmków. Ogranicza to także migrację enterocytów wzdłuż kosmków i ich straty, co w konsekwencji umożliwia uzyskanie przez nie pełnej dojrzałości. Skojarzony efekt działania MCFA na poprawę stosunku kosmków do krypt jelitowych (tabela 1) oraz określone zdolności trawienne i absorpcyjne jelita cienkiego, takie jak: wchłanianie składników odżywczych, pobór wapnia i funkcjonowanie enzymów trawiennych, prowadzą do poprawy kondycji i zdrowotności przewodu pokarmowego.
MCFA po wchłonięciu przez nabłonek jelit gromadzą się w komórkach zapalnych, co powoduje ograniczenie stanu zapalnego. Ponieważ stan zapalny jest procesem energochłonnym, stosowanie MCFA prowadzi jednocześnie do zmniejszenia strat energii i poprawy odporności.
Wpływ korzystnych efektów działania MCFA na morfologię jelita i odporność gospodarza prowadzi ostatecznie do wzrostu wskaźników zootechnicznych (zwiększenie spożycie paszy, lepszy współczynnik wykorzystania paszy, itp.), uzyskiwanych z kurcząt.
MCFA: jako funkcjonalny składnik paszy
Ze względu na swój nienasycony charakter oraz przeciwbakteryjne działanie MCFA należą do trwałych zarówno chemicznie jak i mikrobiologicznie składników paszy. Oprócz tego należą do związków termicznie stabilnych, co zapewnia odpowiednią ich trwałość podczas przechowywania i transportu paszy, poza warunkami chłodniczymi. Zastosowanie właściwej kompozycji wszystkich czterech rodzajów MCFA daje synergistyczny i szeroki efekt ich działania, co zapewnia dużą skuteczność ich stosowania jako FFI u każdego rodzaju drobiu.
Brojlery kurcząt i indyków. MCFA redukuje liczbę oportunistycznych patogenów, co wpływa na polepszenie stanu zdrowia, ograniczenie śmiertelności i poprawę jakości lęgu. To wszystko zapewnia lepsze tempo wzrostu młodych ptaków, poprawia współczynnik wykorzystania paszy i wydajności mięsa z tuszki (piersi) (tabela 2).
Zastosowanie wolnej postaci MCFA powoduje zmniejszenie liczby Clostridium perfringens w jelicie czczym i krętym, zmniejszając tym samym śmiertelność ptaków i ilość zmian martwiczych, obserwowanych w obrębie śluzówki przewodu pokarmowego. Oprócz bakteriobójczego działania w stosunku do Clostridium, MCFA wykazują również korzystny efekt w stosunku do prawidłowej mikroflory jelit oraz poprzez dostarczanie komórkom nabłonka bezpośredniego źródła energii stymulują szybszą ich odbudowę.
Kury nioski. MCFA poprzez zmniejszenie zjadliwości Salmonelli, związanej z niemal całkowitym zablokowaniem jej inwazyjnego potencjału, niezbędnego do całkowitej i trwałej kolonizacji, wykazują silne działanie przeciwbakteryjne. Oprócz przeciwbakteryjnego efektu MCFA zwiększa również potencjał absorpcyjny błony, stymulując wzrost dostępności składników odżywczych do produkcji jaj i ich skorupek.
Opisane powyżej korzystne efekty działania MCFA, wpływające na poprawę zdrowotności przewodu pokarmowego oraz stymulację produkcji jaj, zostały wzmocnione przez pozytywne działanie kwasu mlekowego. Kwas ten wzmaga pozytywny efekt działania MCFA w kierunku poprawy stosunku korzystnej mikroflory jelit do patogennej. Wraz z wiekiem kur niosek karmionych dodatkiem MCFA w porównaniu z grupą kontrolną zaobserwowano uzyskanie lepszych parametrów nieśności (Ryc. 1), jakości albumin (Ryc. 2) i mniejszego odsetka pękniętych skorupek jaj, co zapewniło wyższy procent jaj pierwszej jakości. Dodatkowo zaobserwowano znaczącą poprawę współczynnika wykorzystania paszy.
Hodowlane brojlery i kury nioski. U kur niosek, MCFA wykazują zarówno długotrwały efekt zapewniający lepszą, stałą nieśność (tabela 3), jak i krótkoterminowy – poprawiający jakość białka i skorupki. Ten ostatni zapewnia wyższy odsetek
płodnych lęgów i zwiększa wylęgowość (Tabela 3) oraz jakość jednodniowych piskląt, biorąc pod uwagę ich większą masę, relatywnie lepszy wzrost oraz wyższy odsetek przeżywalności. Dodatkowo podobnie jak u brojlerów i kur niosek, MCFA poprawia wykorzystanie paszy u jednodniowych kurcząt hodowlanych.
Wniosek
W związku ze znacznym naciskiem, kładzionym na wykorzystanie w hodowli selekcji genetycznej można zauważyć, iż dzisiejszy drób posiada ogromny potencjał, który nie jest w pełni pokrywany przez standardowe żywienie. To sprawia, że stosowanie FFI staje się niezbędnym elementem współczesnego przemysłu drobiarskiego. Wykazano bowiem, że MCFA mają korzystne działanie u drobiu, zarówno na poziomie patogenu, jak i gospodarza, pomagając tym samym w osiągnięciu pełnego potencjału genetycznego tych zwierząt.
Dawid Kołacz,
Manu De Laet, David Hermans