Состав кишечной микрофлоры птиц

Мы уже не раз рассматривали, какое важное значение имеет здоровье кишечника птицы для максимальной реализации ее генетического потенциала. В этой статье данную тему раскрывает научный сотрудник компании Авиаген д-р Ричард А. Бэйли. Эффективное расщепление корма на его основные компоненты для дальнейшего оптимального усвоения питательных веществ является важнейшим фактором при содержании как родительского, так и бройлерного поголовья. Здоровье кишечника является достаточно сложной темой, которая объединяет вопросы кормления, микробиологии, физиологии и играет важнейшую роль в производстве. При нарушении здоровья кишечника ухудшается пищеварение и усвоение питательных веществ, что в последствии ведет к ухудшению кормоконверсии, снижая экономическую прибыльность производства и создавая повышенную подверженность к заболеваниям. Кроме того недавние изменения законодательства (в странах ЕС), касающиеся использования антибактериальных препаратов, изменения требований к кормлению, а также генетическое совершенствование самой птицы являются причиной более глубокого изучения и понимания функции и здоровья кишечника. Данная статья, посвященная изучению здоровья кишечника, приводит важнейшие факторы для оптимального развития и функции кишечника.

Строение и функция кишечника

Кишечный тракт птицы представляет собой своего рода “трубку”, которая соединяет клюв и клоаку. Основная функция кишечника – расщепление корма на основные компоненты для усвоения затем организмом птицы. Кишечник имеет пять основных отделов (Рис. 1): зоб, железистый желудок, мускульный желудок, тонкий кишечник (двенадцатиперстная кишка, тонкая кишка и подвздошная кишка) и толстый кишечник (слепой отросток, толстая кишка и прямая кишка). Каждая из этих секций играет специфическую роль в процессе пищеварения и усвоении питательных веществ.

Рис.1: Строение желудочно-кишечного тракта птицы.

Обитатели кишечника – мир, ждущий открытия. Сообщество микроорганизмов в кишечнике имеет несколько названий: благотворные бактерии, микрофлора кишечника, микробиота кишечника. Это разнотипное сообщество, состоящее, в основном, из бактерий, грибковых, одноклеточных и вирусных микроорганизмов. Было рассчитано, что количество бактериальных клеток превышает количество клеток самой птицы в пропорции, примерно 10:1. В то время как современная технология, основанная на ДНК, позволила значительно точнее изучить виды бактериальных микроорганизмов, находящихся в кишечнике, стало абсолютно очевидно, что большая пропорция бактериальных организмов кишечника до сих пор не была изучена и не была классифицирована. Во время последних исследований кишечника птицы сделано предположение, что желудочно- кишечный тракт птицы бройлерного типа содержит около 640 разновидностей бактериальных микроорганизмов. Численность и разнообразие кишечной микрофлоры варьируются в разных отделах кишечника и очевидно, что отделы, имеющие менее благоприятные условия или более быстрое прохождение содержимого кишечника, имеют меньшее число бактерий. Принято считать, что развитие микрофлоры кишечника взрослой птицы начинается в момент вывода, после чего бактериальные микроорганизмы поступают в нее из окружающего воздуха, корма и от людей, работающих с цыплятами после вывода. Зоб птицы быстро колонизируется бактериальными организмами в течение первых 24 часов. Через день после вывода бактериальные организмы уже преобладают в подвздошной кишке и слепых отростках. Через три дня число бактериальных микроорганизмов в тонком и толстом кишечнике увеличивается в 10 раз. Через две недели микрофлора тонкого кишечника хорошо развита и через 30 дней микрофлора в слепых отростках уже развита полностью. Время, в течение которого развивается микрофлора кишечника взрослой птицы, можно сократить, применяя оптимальные брудерные условия и высокое качество корма.

В микрофлоре зоба преобладают лактобактерии. Эти микроорганизмы способствуют ферментации корма и образованию молочной кислоты, которая снижает значение pH кишечника. Условия внутри железистого желудка имеют высокую кислотность, которая неприемлема для выживания большинства бактерий. Мускульный желудок также имеет кислотную среду, но при этом имеет значительную популяцию лактобактерий, которые поступают, в основном, из зоба. Бактериальная популяция тонкого кишечника состоит, в основном, из лактобактеерий, но также может содержать энтерококки, E. coli, эубактерии, клостридии, пропионибактерии и фузобактерии. Бактериальная популяция микрофлоры тонкого кишечника меняется по мере роста птицы, но стабилизуется к возрасту двух недель. Слепые отростки имеют более стабильные условия, что способствует колонизации бактериальными организмами, имеющими более медленный рост. В раннем возрасте в слепом отростке преобладают лактобактерии, кишечные палочки и энтерококки, но к возрасту от трех до четырех недель микрофлора слепого отростка становится стабильной и состоит из бактероидов, эубактерий, бифидобактерий, молочнокислых бактерий и клостридий.

Роль кишечной микрофлоры. Внутри желудочно-кишечного тракта происходит взаимодействие между клетками организма птицы, кишечной микрофлорой, клетками бактерий и компонентами корма. Это взаимодействие указывает на чрезвычайно важную роль кишечной микрофлоры в здоровье и благополучии птицы (как обсуждается ниже), хотя до конца эта взаимосвязь еще не изучена. Сообщество бактерий кишечной микрофлоры формирует защитный слой на внутренней поверхности кишечника, который препятствует росту таких патогенных бактерий, как сальмонелла, кампилобактерии и Clostridium perfringens. Этот принцип известен, как принцип конкурентного исключения. Согласно этой теории комменсальные микроорганизмы кишечной флоры доминируют зоны присоединения на клетках кишечника и снижают возможность присоединения и колонизации патогенных микроорганизмов. Кроме того, кишечная микрофлора способна выделять соединения, среди которых есть летучие жирные кислоты, органические кислоты и натуральные антибактериальные соединения (бактериоцины), которые либо замедляют рост болезнетворных бактерий, либо делают кишечную среду непригодной для их развития. Исследования стерильных животных показали, что кишечная микрофлора важна для стимуляции и развития иммунной системы. Считается, что комменсальная микрофлора также является важным фактором в развитии иммунной системы. Научные исследования демонстрируют, что животные, не имеющие кишечной микрофлоры, более подвержены заболеваниям и имеют недостаточно развитую иммунную систему. Дополнительно к защите против заболеваний и стимуляции иммунной системы кишечная микрофлора может влиять на развитие организма птицы с помощью образования дополнительных питательных веществ в процессе ферментации усвояемых растительных волокон, которые птица сама по себе переварить не способна.

Баланс и здоровье кишечника. Здоровье кишечника зависит от поддержания деликатного баланса между организмом птицы, кишечной микрофлорой, кишечной средой и питательными веществами корма. Этот баланс может нарушаться при снижении эффективности технологии или условий содержания. Возможный дисбаланс этой взаимосвязи ведет к нарушению здоровья кишечника. При здоровом кишечнике переваривание и усвоение питательных веществ наиболее эффективно. Жиры, сахар и протеиновые соединения абсорбируются из тонкого кишечника, и оставшиеся неусвоенные компоненты (например, растительные волокна, целлюлоза) проходят в слепой отросток, где ферментирующие бактерии конвертируют эти волокна в дополнительную энергию для организма птицы. Это может происходить по причине увеличения выделения слизи, повреждения ворсинок или выделения иммунных клеток в кишечник. Нарушение усвоения питательных веществ ведет к увеличению объема неусвоенных питательных веществ в тонком кишечнике, доступных для кишечных бактериальных микроорганизмов, что вызывает избыточный рост бактериального сообщества. Кроме того нарушение усвоения питательных веществ может вести к тому, что протеины, сахар и жиры начнут проходить в слепой отросток, нарушая тем самым бактериальный баланс микрофлоры и снижая функцию ферментативных бактерий. На баланс кишечной флоры могут также влиять следующие факторы:

· Периоды повышенного риска (смена рациона, вакцинация).

· Корм (качество и сырье).

· Биозащита.

· Микроклимат.

· Брудерный период.

· Вирусные, бактериальные инфекции, кокцидиоз или микотоксины.

Состав корма является одним из важнейших факторов, влияющих на состав микрофлоры кишечника и Рис. 2 демонстрирует, как корм может менять микрофлору кишечника.

Рис. 2: Анализ основных составляющих бактериальной микрофлоры в слепом отростке бройлерного поголовья, которое получало корм с высоким содержанием протеина (+) (120% от рекомендуемого) и низким содержанием протеина (-) (80% от рекомендуемого). Каждая точка графика представляет собой одну птицу, получающую один из приведенных рационов. Чем ближе друг к другу точки графика, тем более похожа микрофлора слепого отростка. Видна граница между красными и синими точками (пунктирная линия), означающая, что бактериальные сообщества в слепом отростке отличаются в зависимости от типа рациона.

Изменения в бактериальном составе тонкого кишечника и слепого отростка, которые происходят при наступлении дисбаланса, часто называются дисбактериозом и через определенный промежуток времени могут иметь отрицательное влияние на организм птицы. Изменение бактериального состава слепого отростка ведет к созданию различных бактериальных метаболитов (соединения бактериального происхождения, получаемые в результате расщепления питательных веществ). Некоторые метаболиты, как например амины, являются результатом бактериального метаболизма аминокислот и могут вызывать раздражение кишечника, что еще более усугубляет расстройство кишечника. Присутствие некоторых видов бактерий увеличивается при дисбактериозе, и эти бактерии могут влиять на усвоение питательных веществ. Например, некоторые виды бактерий могут снижать усвояемость нейтрализацией желчной кислоты, которая улавливает жиры из корма. Другие виды бактерий могут разрушать поверхность ворсинок кишечника, снижая тем самым общую площадь усвоения питательных веществ. Если усвоение питательных веществ нарушается, то зачастую это ведет к увеличению потребления корма птицей для получения необходимого количества питательных веществ. Это ведет к ускорению прохода корма по кишечнику и намоканию подстилки

Что такое дисбактериоз? Дисбактериоз -это не специфическое заболевание, а вторичный синдром. Это дисбаланс микрофлоры кишечника в результате нарушения кишечного баланса. Он способствует низкой усвояемости питательных веществ в кишечнике, что ведет к ухудшению значения FCR (конверсии корма) и снижению живой массы. В острых случаях дисбактериоз приводит к намоканию подстилки. Симптомы дисбактериоза варьируются в зависимости от его остроты, но в целом могут включать утончение стенок кишечника и водянистое или пенистое содержимое кишечника. Дисбактериоз возникает в результате стресса, вирусного или бактериального напряжения, кокцидиоза или изменения в рационе корма. Дисбактериоз можно лечить с помощью антимикробных препаратов, но более важным при этом является выяснение основной причины его возникновения для предупреждения появления дисбактериоза в будущем.

При оптимально развитом кишечнике и эффективной иммунной системе влияние кишечного расстройства на рост (и FCR) можно сократить. После вывода цыплят начало потребления корма и воды стимулирует кишечник к окончательной стадии развития. Оптимальное развитие кишечника зависит от оптимальной технологии содержания, особенно в периоды повышенного риска, например, вакцинации или при смене рациона, а также от раннего доступа к воде и корму. Помимо этого, в условиях хозяйств было замечено, что цыплята, выращиваемые при оптимальных брудерных условиях, имеют более развитый кишечник, имеющий более эффективную способность противостоять рискам условий бройлерного птичника. Технология брудерного периода является наиболее важной для развития здорового кишечника. В течение первой недели кишечник претерпевает быстрое развитие, при котором размер кишечных ворсинок достигает 50% от их конечной длины. Если цыплята не получили оптимальных условий брудерного периода или потребление корма не соответствует рекомендациям, то это вызовет нарушение развития и функции кишечника. Если затем эта птица с недостаточно развитым кишечником оказывается в стрессовой ситуации, отрицательное влияние на рост, здоровье и благополучие птицы будет еще более значительным. Инфекция кокцидиоза является хорошим примером влияния на пищеварение недостаточно развитых кишечных ворсинок. Во время инфекции кокцидиоза типа Eimeria maxima ворсинки укорачиваются, и окончания ворсинок повреждаются, что снижает общую площадь стенок кишечника. Если ворсинки при этом были хорошо развиты, влияние кокцидиоза будет менее значительно по причине большей резервной силы хорошо развитых ворсинок (Рис. 3).

Рис. 3: Влияние инфекции кокцидиоза на развитие кишечных ворсинок при более высоком и более низком уровне развития ворсинок

Цвет, тонус и содержимое являются основными индикаторами здоровья кишечника. Изображение слева демонстрирует здоровый кишечник: двенадцатиперстная кишка наверху, тонкая кишка ниже и подвздошная кишка еще ниже. Поверхность кишечника имеет розовый цвет, и стенки кишечника отвернуты назад, что указывает на хороший мышечный тонус. Консистенция и цвет содержимого нормального цвета, что означает оптимальное пищеварение. Изображение справа демонстрирует плохо развитый кишечник разных птиц. Поверхность кишечника выглядит воспаленной, тонус кишечника низкий и содержимое водянистое и слизистое. Это индикаторы нездорового кишечника и нарушения пищеварения.

Ключевые технологические факторы.

Микрофлора кишечника играет важную роль в поддержании эффективного роста, здоровья и благополучия птицы. Дисбаланс микрофлоры кишечника приводит к нарушению продуктивности птицы. На баланс микрофлоры кишечника оказывают влияние следующие факторы:

· Кормление (смена рациона, сырье, физическая структура корма).

· Низкий уровень технологии содержания, особенно в периоды повышенного риска, например, вакцинации или смены рациона.

· Микроклимат.

· Микотоксины.

· Инфекции (вирусные, бактериальные или кокцидиозные).

· Обеспечение оптимальных условий брудерного периода является особенно важным для эффективного развития кишечника:

· Рекомендуемые температура и вентиляция.

· Легкий доступ к корму и воде.

Заключение. Поддержание баланса и здоровья кишечника является ключевым аспектом для обеспечения оптимального значения FCR по отношению к любому животному, производящему продукцию, из которой изготавливаются продукты питания. Многие ученые пытаются лучше понять состав микрофлоры, функцию и иммунные свойства кишечника. Сейчас становится все более очевидно, что кишечник является очень сложной системой для изучения. Региональные колебания производства птицы, технологии, климата, заболеваний и состава корма делают еще более сложным поддержание высокого здоровья кишечника, которое достигается с помощью эффективной технологии содержания и имеет прямое влияние на здоровье, благополучие и продуктивность поголовья.

(Посетителей 2 777; 1 за сегодня)