Vai trò của probiotics trong nuôi gia cầm

12/06/2019 | 02:35

(Thế Giới Gia Cầm) - Việc bổ sung Probiotics vào hệ đường ruột của vật nuôi có tác dụng ức chế lớn đến sự phát triển của nhóm vi khuẩn gây bệnh đường ruột thông qua một số cơ chế: cạnh tranh dinh dưỡng, cạnh tranh vị trí bám trên nhu mô ruột, sản xuất các hợp chất kháng khuẩn, ức chế hệ thống “quorum sensing”, tăng cường hệ miễn dịch, tăng cường chức năng hàng rào biểu mô.

Probiotics là gì?

Probiotics là từ đã được sử dụng theo nhiều cách khác nhau. Ban đầu nó được sử dụng để mô tả các chất được tạo ra bởi một protozoan được kích thích bởi một protozoan khác, nhưng sau này được sử dụng để mô tả việc bổ sung TĂCN có tác dụng có lợi trên động vật chủ bằng cách ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật đường ruột. Crawford đã xác định probiotics là “một quần thể của các vi sinh vật sống cụ thể (chủ yếu là Lactobacillus spp)  mà việc đưa chúng vào trong đường tiêu hóa của động vật để đảm bảo sự hình thành hiệu quả của quần thể của cả vi sinh vật có lợi và gây bệnh”. Ðể hiểu đầy đủ hơn sau đó người ta đã đưa ra một định nghĩa duy nhất về chế phẩm sinh học là “một loại thức ăn bổ sung vi sinh vật sống có ảnh hưởng có lợi cho động vật chủ bằng cách cải thiện sự cân bằng vi khuẩn đường ruột”.

Hệ vi sinh vật bảo vệ trong ruột rất ổn định, nhưng nó có thể bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố như dinh dưỡng và môi trường. Trong tự nhiên, gà con theo mẹ sẽ nhận được một hệ vi sinh vật đường ruột hoàn chỉnh và do đó sẽ được bảo vệ khỏi nhiễm trùng. Tuy nhiên, gà nuôi thương phẩm được ấp trong các máy ấp sạch và thường không chứa các vi sinh vật thường thấy trong ruột gà. Do đó, việc bổ sung ngay probiotics cho gia cầm lúc mới nở là quan trọng và hữu ích hơn so với các loài động vật khác. Gà được ấp nhân tạo là một ví dụ cực đoan của một động vật non bị mất mối tương tác với bố mẹ và do đó có khả năng hưởng lợi từ việc bổ sung các chế phẩm vi sinh vật để khôi phục hệ vi sinh đường ruột có lợi.

 

Cơ chế tác dụng của probiotics

Cơ chế hoạt động của probiotics đối với gia cầm bao gồm: (i) tăng cường rào cản biểu mô; (ii) duy trì hệ vi sinh đường ruột có lợi bằng cách loại trừ cạnh tranh vi sinh vật gây bệnh; (iii) thay đổi sự trao đổi chất bằng cách tăng hoạt động của enzyme tiêu hóa và giảm hoạt động của enzyme vi khuẩn ; và (iv) kích thích hệ miễn dịch, sản xuất các chất kháng khuẩn.

Thành phần vi khuẩn trong hệ đường ruột bao gồm ba nhóm vi khuẩn chính: Nhóm thứ nhất chứa các vi khuẩn có lợi với thành phần chính là các nhóm vi khuẩn (Bacillus, Bifidobacteria, Lactobacillus, Streptococcus…). Nhóm vi khuẩn thứ hai chứa nhóm vi khuẩn Enterococcus và E. Coli có khả năng gây bệnh. Nhóm vi khuẩn cuối cùng chủ yếu là nhóm vi khuẩn gây bệnh như: Proteus, Staphylococcus, Pseudomonas… Ở trạng thái cân bằng, trong hệ đường ruột của vật nuôi, tỷ lệ các nhóm vi khuẩn này lần lượt chiếm tỷ lệ > 90:1:0,01. Thông thường, cơ thể vật nuôi có khả năng chủ động điều chỉnh, đảm bảo sự cân bằng và phân bố các nhóm vi khuẩn đường ruột thông qua thay đổi độ pH, hoạt động hệ miễn dịch và nhu động ruột. Dưới tác động của điều kiện nuôi dưỡng, chăm sóc hoặc dịch bệnh, tỷ lệ vi khuẩn có hại, gây bệnh gia tăng, khiến cho tỷ lệ cân bằng này bị phá vỡ, số lượng vi khuẩn có ích giảm thiểu gây ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng hấp thụ dinh dưỡng, hệ miễn dịch và sức khỏe vật nuôi.

Với mục đích gia tăng sự ổn định của trạng thái cân bằng hệ vi khuẩn đường ruột, điều hòa hoạt động trao đổi chất của hệ vi sinh vật có lợi, điều chỉnh pH ở các cơ quan tiêu hóa, cản trở hoạt động của các vi sinh vật gây hại tồn tại ở đường ruột, hỗ trợ sự phát triển hệ vi khuẩn có lợi và ức chế những vi khuẩn gây bệnh… phương pháp bổ sung hệ vi sinh vật có lợi -Probiotics cho vật nuôi thông qua nguồn thức ăn với tỷ lệ thích hợp được xem là phương pháp tối ưu, giảm thiểu sử dụng thuốc có nguồn gốc hóa học, mang lại nhiều lợi ích như tăng cường sức đề kháng của ruột do kích thích đáp ứng miễn dịch tại chỗ, sản xuất các axit mạnh, chuyển hoá, bài tiết chất độc và thay thế các chủng vi khuẩn gây bệnh.

Các phương pháp loại trừ Probiotics và cạnh tranh đã được sử dụng như một biện pháp để kiểm soát các tác nhân đặc hữu ở gia cầm. Theo thuật ngữ truyền thống, loại trừ cạnh tranh trong gia cầm đã ngụ ý việc sử dụng vi sinh vật đường ruột xuất hiện tự nhiên ở gà con đã có sẵn trong nhà ấp trứng. Nurmi và Rantala lần đầu tiên áp dụng khái niệm này khi họ cố gắng kiểm soát sự bùng nổ nghiêm trọng của S. infantis trong đàn gà thịt của Phần Lan. Do tính nhạy cảm của gà con 1 ngày tuổi bị nhiễm bệnh, thử nghiệm này cũng có tầm quan trọng thương mại. Bằng cách sử dụng biện pháp này, một số chế phẩm sinh học đã được chứng minh là làm giảm sự xâm nhập của vi khuẩn SalmonellaCampylobacter. Loại trừ cạnh tranh là cách làm rất hiệu quả để bảo vệ gà con mới nở, gà tây, chim cút và gà lôi chống lại Salmonella và các vi khuẩn gây bệnh khác.

Sau khi bổ sung, chế phẩm sinh học cung cấp nhiều vi khuẩn axit lactic vào đường tiêu hóa của gia cầm. Những vi sinh vật này đã được biết đến là có thể thay đổi được hệ vi sinh vật đường  ruột và cung cấp các enzyme và các chất có lợi khác vào ruột. Bổ sung L. acidophilus hoặc hỗn hợp nuôi cấy Lactobacillus cho gà tăng đáng kể mức độ amylase sau 40 ngày cho ăn (P <0,05). Kết quả này tương tự như kết quả của Collington et al, người đã báo cáo rằng probiotic (một hỗn hợp của nhiều chủng Lactobacillus spp. Và Streptococcus faecium) dẫn đến hoạt động enzyme carbohydrase cao hơn đáng kể trong ruột non của heo con. Lactobacilli xâm nhập vào ruột có thể tiết ra enzyme, do đó làm tăng hoạt động của amylase đường ruột. Nó cũng được xác định rằng chế phẩm sinh học thay đổi pH và hệ vi sinh vật đường tiêu hóa để có lợi cho hoạt động tăng cường của các enzyme đường ruột và khả năng tiêu hóa chất dinh dưỡng. Ảnh hưởng của Aspergillus oryzae đối với chuyển hóa macronutrients ở gà đẻ đã được quan sát, trong đó các phát hiện có thể có liên quan thực tế. Họ đề xuất rằng các enzyme amylolytic và protein phân giải hoạt động sống trong Aspergillus oryzae có thể ảnh hưởng đến các chất dinh dưỡng được tiêu hóa. Tương tự như vậy, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự gia tăng tiêu hóa vật chất khô có liên quan chặt chẽ với các enzyme được phát sinh bởi nấm men. Ngoài ra, probiotics có thể góp phần cải thiện tình trạng sức khỏe của gia cầm bằng cách giảm sản xuất amoniac trong đường ruột.

Các hoạt động của hệ vi sinh đường ruột thông qua việc sử dụng các chế phẩm sinh học ảnh hưởng đến sự phát triển của phản ứng miễn dịch. Các cơ chế chính xác làm trung gian cho các hoạt động điều hòa miễn dịch của men vi sinh là không rõ ràng. Tuy nhiên, người ta đã chỉ ra rằng probiotics kích thích các khác nhau của các tế bào hệ thống miễn dịch để tạo ra các cytokine, do đó đóng một vai trò trong sự kích thích và điều hòa đáp ứng miễn dịch. Sự kích thích các tế bào đơn nhân máu ngoại biên với chủng Lactobacillus rhamnosus GG in vitro dẫn đến việc sản xuất interleukin 4 (IL-4), IL-6, IL-10, yếu tố hoại tử khối u alpha và gamma interferon. Các nghiên cứu khác đã cung cấp bằng chứng xác nhận rằng các cytokine Th2, như IL-4 và IL-10, được gây ra bởi Lactobacilli. Kết quả của việc sản xuất các cytokine Th2 là sự phát triển của các tế bào B và sự chuyển đổi isoglobulin để tạo ra các kháng thể. Việc sản xuất đáp ứng IgA niêm mạc phụ thuộc vào các cytokine khác, chẳng hạn như chuyển đổi yếu tố tăng trưởng β. Quan trọng hơn, các loài và các chủng Lactobacilli khác nhau có thể tạo ra sự biến đổi yếu tố tăng trưởng β, mặc dù ở các mức độ khác nhau. Probiotics, đặc biệt là Lactobacilli, có thể điều chỉnh đáp ứng kháng thể toàn thân đối với kháng nguyên ở gà.

Việc bổ sung Probiotics vào hệ đường ruột của vật nuôi có tác dụng ức chế lớn đến sự phát triển của nhóm vi khuẩn gây bệnh đường ruột thông qua một số cơ chế: cạnh tranh dinh dưỡng, cạnh tranh vị trí bám trên nhu mô ruột, sản xuất các hợp chất kháng khuẩn, ức chế hệ thống “quorum sensing”, tăng cường hệ miễn dịch, tăng cường chức năng hàng rào biểu mô.

Probiotics khi được bổ sung vào hệ tiêu hóa của vật nuôi, số lượng vi sinh vật có lợi trong đường ruột sẽ tăng lên đáng kể, điều này dẫn đến sự cạnh tranh nguồn dinh dưỡng quan trọng giữa nhóm vi sinh vật có lợi đối với nhóm vi sinh vật gây bệnh, nhóm vi sinh vật gây bệnh bị cạnh tranh, ức chế khả năng sinh trưởng và phát triển, từ đó giảm thiểu số lượng cũng như khả năng gây hại đến sức khỏe vật nuôi. Các vi khuẩn có lợi sẽ tiết ra các tín hiệu hoá học đến vật chủ về nhu cầu dinh dưỡng cần thiết cho quá trình sinh trưởng và phát triển của chúng. Từ đó, các vi khuẩn có hại bị thiếu hụt nguồn dinh dưỡng, ức chế khả năng phát triển và gây bệnh. Ðồng thời, tất cả các vi sinh vật đều cần sắt trong quá trình sinh trưởng của chúng, các vi sinh vật có lợi tiết siderophore-gắn kết và hòa tan các ion sắt cạnh tranh nguồn sắt với các vi khuẩn gây bệnh. Từ đó loại bỏ nguồn cạnh tranh dinh dưỡng và năng lượng của các vi khuẩn có lợi cộng sinh trong hệ đường ruột của vật nuôi.

Bên cạnh quá trình cạnh tranh dinh dưỡng và năng lượng, quá trình cạnh tranh quan trọng khác của Probiotics trong quá trình ngăn chặn sự phát triển của các vi khuẩn gây hại, nấm và các vi khuẩn gây bệnh chính là phương thức cạnh tranh các thụ thể hay vị trí bám dính (receptor) với tế bào biểu mô của ruột. Các Probiotics thường có khả năng bám dính trên các tế bào biểu mô cao hơn so với các vi khuẩn gây bệnh do khả năng bám dính lên nhiều vị trí. Ðồng thời, khi các Probiotics bám vào các thụ thể này không những làm thay đổi bề mặt niêm mạc của tế bào này mà còn làm thay đổi bề mặt của các tế bào lân cận, do đó làm giảm khả năng bám dính của các vi khuẩn gây hại và chúng được đào thải ra bên ngoài.

Các vi khuẩn có lợi cạnh tranh với các vi sinh vật khác trong hệ sinh thái đường ruột đặc trưng bởi khả năng sản xuất các hợp chất đối kháng và thay đổi môi trường thông qua các sản phẩm trao đổi chất thứ cấp. Một số hợp chất như: acid hữu cơ, reuterin, reutericyclin, hydro peroxide, acetoin, diacyl… hay bacteriocin có thể tiêu diệt vi khuẩn có hại và số lượng của chúng được điều khiển bởi các enzyme của vật chủ. Một số hợp chất này có tính đặc hiệu cao đối với một số nhóm vi khuẩn gây bệnh. Sự tồn tại của các vi khuẩn có lợi cũng như các hợp chất kháng khuẩn trong hệ đường ruột của vật nuôi hình thành một hàng rào bảo vệ, ngăn chặn các mầm bệnh.

Một kiểu “giao tiếp của vi khuẩn” dựa trên cơ sở tiết ra các phân tử tín hiệu và có thể được nhận biết bởi các vi khuẩn kề cận. Khi mật độ vi khuẩn tăng, kéo theo sự gia tăng các phân tử tín hiệu này trong môi trường ngoại bào, giúp chúng kiểm soát mật độ cũng như sự hiện diện của các vi khuẩn khác. Do đó, phương pháp gia tăng mật độ của hệ vi sinh vật có lợi trong đường ruột của tế bào vật chủ giúp can thiệp vào quá trình kiểm soát, ức chế quá trình sinh trưởng và phát triển của các vi sinh vật gây bệnh.

Các vi khuẩn Probiotics có mặt trong đường ruột không những tác động một cách liên tục lên hệ tiêu hoá mà còn tác động lên hệ miễn dịch của cơ thể. Chúng đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển sớm về mặt vật lí và chức năng của hệ miễn dịch màng nhày. Vai trò này tiếp tục kéo dài trong suốt hoạt động của chúng. Các vi khuẩn có lợi kích thích các tế bào lympho cùng với màng nhày tạo ra các kháng thể chống lại vi khuẩn gây bệnh, giúp hệ miễn dịch nhận biết và tiêu diệt các vi khuẩn có hại. Một tác động khác của vi khuẩn Probiotics là làm gia tăng đáp ứng miễn dịch của chúng với IgA-immunoglobulin quan trọng và chiếm ưu thế trên bề mặt màng nhày, bảo vệ chống lại các kháng nguyên, vi khuẩn gây bệnh, các độc tố và các yếu tố độc hại khác.

Bên cạnh đó, trong quá trình sinh trưởng và phát triển của các vi sinh vật có lợi cũng sản sinh các acid béo, làm giảm độ pH trong ruột già, từ đó làm giảm sự tăng sinh của vi khuẩn có hại và tạo điều kiện thuận lợi cho các vi khuẩn có ích, giúp tăng khả năng điều chỉnh pH tự nhiên của vật nuôi. Ðồng thời, Probiotics còn có khả năng giúp hệ đường ruột của vật chủ hấp thu tốt và dự trữ lipid, vitamin (vitamin K… ), calci, magie và sắt, giúp gia tăng sự phát triển, kiểm soát sự tăng sinh và biệt hóa các tế bào biểu mô ruột, thay đổi sự phát triển đường ruột thông qua việc thay đổi sản sinh các protein bề mặt tế bào như protein vận chuyển natri và glucose.

(Còn nữa)

TS. Nguyễn Thanh Sơn (Nguyên Viện trưởng Viện Chăn nuôi, Chủ tịch VIPA)

Gửi bình luận

Gửi Làm lại

Giá nông sản

Gà thịt lông màu ĐNB 39.000 đ/kg
Gà chuyên thịt giống 15.000 đ/con
Gà thịt ĐNB 26.000 đ/kg
Gà chuyên trứng giống 13.500 đ/con
Vịt Super-M giống 14.000 đ/con
Vịt thịt Super-M 42.000 - 43.000 đ/kg
Vịt Grimaud giống 20.500 đ/con
Vịt thịt Grimaud 45.000 - 46.000 đ/kg
Xem tất cả

Bình luận mới nhất