Ксиланаза улучшает здоровье кишечника сельскохозяйственной птицы

Категории Наука и технологии, НовостиОпубликовано

Учитывая растущее давление, направленное на ограничение использования антибиотических стимуляторов роста в животноводстве, наличие альтернативных подходов к поддержанию здоровья и продуктивности животных приобретает для птицеводческой отрасли все большее значение. Одним из таких подходов, является использования кормовых ферментов, в частности ксиланазы, для улучшения здоровья кишечника в птицеводстве.

Существенное значение для оценки таких особенностей ксиланазы является ее способность укреплять и поддерживать здоровье кишечника, за счет сохранения его целостности и морфологии, поддержание состава кишечной микробиоты и
влияние на иммунные реакции, такие как воспаление и окислительный стресс.
Нездоровый кишечник часто связан с уменьшением высоты ворсинок, повышенным уровнем патогенных бактерий в кишечнике, чрезмерной секрецией муцина и стойким воспалением, что приводит к снижению потребления корма, плохой конверсии корма и смертности.

Недавние разработки и применение кормовых ферментов, таких как фитаза, протеаза и ксиланаза, а также достижения в иммунологии и биотехнологии позволили ученым лучше понять влияние ферментов на здоровье кишечника, усвояемость питательных веществ и продуктивность животных. Хотя способность ксиланаз улучшать усвояемость растительных кормовых ингредиентов и снижать вязкость перевариваемого вещества является общепризнанной, их влияние на здоровье кишечника и кишечную среду по-прежнему является активной областью научных исследований.

Влияние ксиланазы на морфологию слизистой оболочки кишечника

Слизистая оболочка кишечника состоит из слоя соединительной ткани (lamina propria) и эпителиальных клеток, происходящих из стволовых клеток, которые дифференцируются либо в абсорбирующие энтероциты, либо в одну из ряда секреторных клеток. Эти эпителиальные клетки покрывают ворсинки, крошечные выступы, выстилающие поверхность слизистой оболочки.

В нездоровом кишечнике высота ворсинок может уменьшиться, что приводит к уменьшению общей площади поверхности и снижению абсорбционной способности. Также может быть нарушена мускулистость тонкого кишечника, что может привести к снижению перистальтики кишечника и накоплению токсинов в его просвете.

Другие признаки плохого здоровья кишечника могут включать чрезмерное количество жидкости в кишечном содержимом и изменение цвета (потемнение) тканей как признак воспаления.

Стимулирующий рост птицы эффект от применения ксиланаз связан с воздействием на морфологию слизистой оболочки тонкого кишечника.

В кишечнике непереваренные некрахмалистые полисахариды, включая арабиноксиланы, стимулируют размножение патогенных бактерий и служат субстратом для процессов их ферментации. Связанный с патогеном воспалительный ответ может препятствовать морфологическому развитию кишечника и приводить к высокому обновлению эпителиальных клеток кишечника (частично из-за слущивания и пополнения клеток на концах ворсинок). Это приводит к снижению всасывания питательных веществ и отвлечению энергии от продуктивного роста на поддержание самого кишечника.

Чистым эффектом для животного является снижение показателей роста и эффективности корма. Ксиланазы снижают доступность питательных веществ для патогенов, тем самым косвенно помогая защитить морфологию слизистой оболочки и абсорбционную способность кишечника.

Помимо того, что кишечник является основным органом переваривания и всасывания питательных веществ, он также является самым большим иммунным органом организма животного, защищая его от патогенов, которые пытаются колонизировать клетки и ткани хозяина. Следовательно, все, что влияет на здоровье кишечника, влияет на переваривание и усвоение питательных веществ.

Патогены, которые колонизируют слепую кишку, могут распространиться из слепой кишки при наличии подходящих условий и питательных веществ. Питательные вещества, заключенные в структурах клеточной стенки растений, не перевариваются эффективно и не всасываются в переднем отделе кишечника моногастричных животных и часто переходят в задний отдел, где способствуют размножению болезнетворных бактерий.

Ксиланазы снижают эффект инкапсуляции питательных веществ клеточными стенками, что делает компоненты клеток более доступными для эндогенных и экзогенных ферментов и кислот, что, в свою очередь, может привести к увеличению использования крахмала, белка и других питательных веществ. Это более полное переваривание в тонком кишечнике также снижает количество питательных веществ, доступных для патогенных бактерий, присутствующих в заднем кишечнике. Говоря несколько иначе, ксиланазы улучшают использование энергии в переднем отделе кишечника и увеличивают скорость прохождения корма, снижая доступность питательных веществ для патогенных бактерий в заднем кишечнике, тем самым ограничивая риск распространения потенциально патогенных бактерий.

Принято считать, что правильный бактериальный баланс между количеством полезных и вредных бактерий в кишечнике жизненно важен для хозяина. Таким образом, негативное влияние на здоровье кишечника часто возникает из-за дисбаланса в ЖКТ птицы.

«В последнее время, мы действительно отмечаем возрастающий интерес к ксиланазе не только в аспекте балансирования рационов, но и как средства по улучшению общего состояния здоровья животных», подтверждает выводы ученых генеральный директор «Хабио Рус» Вероника Максимова. «Этот подход получает все больше признания среди производителей птицы и свинины, в том числе и в России. Возможности ферментов не ограничиваются исключительно темой повышения питательности кормов. Ферменты являются и катализаторами и ингибиторами многих процессов в живом организме, поэтому грамотное их использование может дать огромные преимущества. Компания Habio инвестирует много ресурсов в исследовательскую работу по поиску новых подходов к использованию ферментов как в животноводстве, так и в других промышленных областях.»

Ксиланаза не только снижает вязкость пищеварения за счет гидролиза растворимых арабиноксиланов в тонком отделе кишечнике, но и может улучшить здоровье кишечника за счет образования ксилоолигосахаридов (XOS), которые ферментируются, особенно в переднем отделе. Они обладают пребиотическим действием, избирательно стимулирующим рост полезных грамположительных бактерий, таких как Bifidobacterium и Lactobacillus, улучшая здоровье кишечника. Связанные с здоровьем кишечника эффекты XOS у домашней птицы хорошо задокументированы у цыплят, и было показано, что XOS подавляют сальмонеллу в слепой кишке, клоаке и селезенке птицы.

Кроме того, в процессе ферментации эта полезная микрофлора также производит летучие жирные кислоты, которые оказывают благотворное влияние на сокращение популяций сальмонеллы и, возможно, кампилобактерий. Эти летучие жирные кислоты также могут использоваться птицей в качестве источника энергии, тем самым дополнительно усиливая преимущества добавок ксиланазы.

Ксиланаза снижает окислительный стресс в кишечнике

Окислительный стресс, определяемый как дисбаланс между производством свободных радикалов и их нейтрализацией антиоксидантами, может иметь множество пагубных последствий для кишечника, включая повреждение тканей и некроз.

Недавние исследования на животных показали, что измерение биомаркеров окислительного стресса может быть эффективным инструментом для оценки здоровья кишечника. Например, в случаях связанного с воспалением перекисного окисления липидов в клеточных мембранах продуцируется малоновый диальдегид (МДА), который измеряется с помощью иммуносорбентных анализов.

Точно так же карбонилирование белков из-за окислительного стресса можно измерить по присутствию карбонильных групп белка. Увеличение этих биомаркеров коррелировало с подавлением развития морфологии кишечника, снижением показателей роста и снижением эффективности корма у бройлеров.

Недавно было показано, что добавление ксиланазы, наряду с глюкозооксидазой снижает уровень MDA и карбонил белка в слизистой оболочке подвздошной кишки бройлеров, возможно, за счет минимизации пролиферации патогенов и, таким образом, уменьшения вызванного патогенами воспаления у этих птиц.

Ксиланаза снижает секрецию муцина

Муцин является отличным источником питательных веществ для некоторых патогенных бактерий, таких как кишечная палочка и Clostridium perfringens. Муцин также богат аминокислотами треонином, пролином и серином, поэтому повышенная секреция муцина увеличивает эндогенные потери азота.

Избыток некрахмалистых полисахаридов может привести к размножению нежелательных бактерий в задней части кишечника, вызывая воспаление слизистой оболочки. Это кишечное воспаление активирует врожденную иммунную систему, что приводит к стимуляции секреции слизистой кишечника бокаловидными клетками, что требует дополнительных затрат энергии у птицы.

Таким образом, здоровье кишечника включает сложные взаимодействия между питательными веществами, иммунной системой хозяина и микробиотой кишечника. Исследования показали, что ксиланазы могут уменьшать неблагоприятные эффекты антипитательных факторов в кормах, способствовать развитию здоровой микробиоты кишечника и поддерживать оптимальную функцию и целостность кишечника.

RSS
Twitter
Visit Us
LinkedIn
Share
Instagram

2 комментария

  1. Интересно, когда начнут предлагать супердозинг по ксиланазе? Вроде с фитазой как-то поостыли с этим вопросом. Кто-нибудь вообще это пробовал?

    1. Мы пробовали (на бройлерах) супердозирование по фитазе. Вводили двойную дозировку — 1000 единиц. В принципе результаты были вплане привеса, но зависит от цены на ферменты. Если дорогие, то это не интересно.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *