Създаването на здравословна чревна флора може да бъде път за контролиране на едно от най-застрашаващите възникващи заболявания в птицевъдната индустрия.
От януари 2006 г. в ЕС е забранено използването на антибиотични стимулатори на растежа (AGP) във фуражи за животни, отглеждащи храни. Това компрометира не само производителността на животните, но и затруднява гарантирането на безопасността на храните.
Салмонелите са признати за важни патогени, а Salmonella enteritidis (предимно при птици) и Salmonella typhimurium (предимно при прасета) представляват повечето случаи на човешка салмонелоза.
Освен това, забраната за AGPs също е довела до различни храносмилателни разстройства и поява на чревна бактериална дисбиоза, небалансирана бактериална флора в чревния тракт. Това може да се влоши допълнително от силно замърсени фуражи, стрес, лекарства, лошо смилаеми фуражни съставки и небалансирана диета и може да доведе до функционални нарушения, като запек или диария, недостиг на витамини (vit.B12, vit.K) или хронични възпалителни заболявания . Това може също да компрометира правилното функциониране на имунната система чрез лимфоидните тъкани в чревната слуз.
Концепцията на еубиотичния подход е да се преодолеят тези храносмилателни разстройства чрез осигуряване на здравословна стомашно-чревна микрофлора, вместо да се убива цялата чревна микрофлора с антибиотици.
Некротичен ентерит
Използването на AGP в фуражи минимизира огнищата на болестта. Откакто са забранени, ентерогенните заболявания, като некротичен ентерит, причинен от Clostridium perfringens, са се увеличили в птичи стада.
C perfringens е нормален член на микробната общност в стомашно-чревния тракт на животните и хората, особено в задните черва. Предполага се, че колонизацията на домашни птици от C perfringens е ранно събитие в живота на птиците и може да се предаде в рамките на интегрираната операция за пилешки бройлери, като се започне от люпилнята. Условия, които насърчават прекомерния растеж на C perfringens в пилешкото горно черво, са типичните храносмилателни разстройства, причинени от стрес, прекомерна употреба на антибиотици и субакутен статус на кокцидиоза.
По-специално, видовете Eimeria, които колонизират тънките черва, като Eimeria maxima и Eimeria acervulina, са известни като предразполагащи към некротичен ентерит. Използването на диети с високо съдържание на протеини или диети с високо съдържание на нишестени полизахариди, получени от малки зърна, също силно влияе върху честотата на некротичен ентерит при бройлери.
Болестта се среща най-вече при пилета-бройлери, започващи на възраст от две седмици, а острата форма води до повишена смъртност при стадата бройлери. Това може да доведе до 1% загуби на ден, в продължение на няколко последователни дни през последните седмици от отглеждането. В субклиничната форма увреждането на чревната лигавица, причинено от C perfringens, води до намалено храносмилане и абсорбция, намалено наддаване на тегло и увеличен коефициент на преобразуване на фуража.
Субклиничен некротичен ентерит се съобщава и в страни, където AGP все още се използват. От собствения ни опит (опити за бройлери, Австралия, 2009 г.) забелязахме, че виргиниамицин при 40 ppm в началния период дава числено предимство, но няма (допълнителен) ефект върху производителността на животните, използвайки виргиниамицин при 20 ppm след втората седмица продукция, когато C perfringens обикновено започва да колонизира тънките черва (виж таблицата). Следователно може да се предположи, че през периода, когато C perfringens става инвазивен, виргиниамицин при ниски дози вече не е ефективен.
Използване на органични киселини
Използването на органични киселини и соли е дългогодишна концепция. Тяхното антимикробно действие се дължи най-вече на промените в рН на средата, в която се среща микроорганизмът.
Всички микроорганизми се нуждаят от оптимални условия за растежа си, включително оптимално ниво на pH. Известно е, че бактериите предпочитат рН близо до неутрални стойности (рН 6,5-7,5)), дрождите предпочитат по-ниски стойности на рН и плесените имат най-широкия диапазон на приемливо рН. Различни експерименти разкриват ефикасността на органичните киселини за успешно заместване на AGP без значително намаляване на производителността. Мравчената, пропионовата, млечната, оцетната, фумаровата и лимонената киселини се появяват като потенциални стимулатори на растежа, но по-последователни и рентабилни резултати могат да бъдат получени чрез комбинации от киселини.
Използването на органични киселини за подкисляване на диетата при свинете е често срещана практика за намаляване на диарията след отбиването при прасенцата. Въпреки това използването на органични киселини и техните соли в птицевъдната промишленост е все още на ранен етап. Правилното приложение на органични киселини в птицепроизводството трябва да подобри храносмилането и задържането на хранителни вещества, което води до по-добра ефективност на фуражите и увеличен растеж и в крайна сметка до по-рентабилно производство на месо и яйца.
Органичните киселини могат да демонстрират еубиотични ефекти по различни начини. Дисоциираните органични киселини отделят протони, които водят до понижаване на рН. Повечето патогенни микроорганизми (Salmonella, E coli) спират да растат при рН по-ниско от 4,5, с изключение на бактериите, произвеждащи млечна киселина (Lactobacilli, Streptococci, Bifido). Когато дисоциираните аниони на органичната киселина са заредени и не пропускат липиди. Някои обаче имат разрушителен ефект върху външната мембрана на грам-отрицателни бактерии. Тези грам-отрицателни бактерии имат външна клетъчна мембрана, състояща се от липополизахаридна (LPS) повърхност, стабилизирана от калциеви и магнезиеви йони. Тази мембрана осигурява ефективна бариера срещу различни антимикробни средства.
Молекулите, които могат да нарушат целостта на тази мембрана, се наричат пермеабилизатори. Обикновено сорбиновата, млечната и лимонената киселини са силни хелатори и пречат на тези метали от клетъчната мембрана и увеличават пропускливостта на LPS-слоя на тези грам-отрицателни бактерии, позволявайки по-добра дифузия на останалите органични киселини или дори провокиращи течове. Препоръчва се тези пермеабилизатори да се използват заедно с органични киселини, тъй като това ще увеличи тяхната ефективност. Обикновено това е комбинираното използване на органични киселини с млечна киселина. В допълнение към своето антимикробно свойство, дължащо се на понижаването на рН, млечната киселина функционира и като пермеабилизатор на грам-отрицателната бактериална външна мембрана и може да действа като потенциращ ефект на други органични киселини.
Недисоциираните органични киселини имат липофилен характер и имат способността да преминават през клетъчната мембрана на грам отрицателни бактерии и да навлизат в микробната клетка. Там те ще дисоциират и ще понижат рН на плазмата. Клетката трябва да елиминира Н + през клетъчната мембрана, за да възстанови градиента на рН (сила на протонния мотив). Това изисква големи количества енергия и ще доведе до смъртта на клетката.
При ниско рН повече от органичната киселина ще бъде в недисоциирана форма. Следователно, антимикробната активност на органичните киселини е безспорна при ниско рН (стомашна среда), но несигурна при рН над 6 (чревна среда).
Еубиотична концепция на SCFA, обогатена с лауринова киселина
Антибактериалната активност на мастни киселини с къса верига (SCFA) в кисела среда срещу грам-отрицателни патогени е отдавна известна. Най-изявените естествени мазнини, богати на средноверижни мастни киселини (MCFA) са кокосовото масло и маслото от палмови ядки с по-малко от 10% C8 (каприлова киселина) и C10 (капринова киселина), но високи пропорции на C12 (лауринова киселина) и C14 ( миристинова киселина). PKa на MCFAs са близо до 5 и следователно са по-подходящи да бъдат активни в червата, отколкото SCFAs. Предишни проучвания показват, че лауриновата киселина (С12) е най-инхибиторната наситена MCFA срещу грам-положителни организми и има най-високата антимикробна активност срещу C perfringens, последвана от миристинова и капринова киселина.
Начинът на действие на MCFAs не е напълно изяснен. В своята недисоциирана форма те могат да дифундират в бактериалните клетки и да се дисоциират в протоплазмата, като по този начин водят до вътреклетъчно подкисляване.
Друг възможен механизъм на действие може да бъде физическа или функционална промяна на мястото на стомашно-чревна колонизация на патогени при пилета. Но MCFAs могат също да променят външните мембрани на бактериите, тъй като те се използват за вграждане в мембраната като фосфолипиди, което води до течливост на мембраната и дори до изтичане. Като такива, те могат също да предотвратят колонизация или да имат пряк инхибиторен ефект върху експресията на фактори на вирулентност, необходими за колонизацията. Доказано е, че MCFA намаляват инвазията на салмонела в чревните епителни клетки.
Очаква се да се види допълнителен ефект при комбиниране на SCFAs и техните соли с MCFAs. Това беше потвърдено в проучване за бройлери в независим изследователски институт в Полша, където тази комбинация доведе до значително (стр