Фито вещества в качестве альтернатив антибиотикам для стимулирования роста и укрепления здоровья птицы.
Дата публикации: 17.11.2021

Во всем мире усиливается озабоченность по поводу появления устойчивых к лекарственным препаратам супербактерий и отсутствия новых антибиотиков для лечения заболеваний человека и животных. Для сельскохозяйственной промышленности существует настоятельная необходимость в разработке стратегий замены антибиотиков для животных, производящих пищевые продукты, особенно для домашней птицы и свиней.

Антибиотики, с момента их открытия в 1920-х годах, сыграли решающую роль в повышении экономической эффективности животноводства в качестве кормовых добавок в субтерапевтических дозах, для улучшения роста и эффективности преобразования корма, а также для профилактики инфекций. Антибиотики в кормах (ИФА) являются распространенной и хорошо зарекомендовавшей себя практикой в животноводстве, которая способствовала интенсификации современного животноводства. Однако в связи с интенсификацией животноводства существуют опасения, что использование МФСА приводит к развитию устойчивости к противомикробным препаратам, создавая потенциальную угрозу здоровью человека. Хотя по-прежнему существуют неоднозначные мнения о передаче генов устойчивости к антибиотикам от патогенов животных к патогенам человека, исследования показали потенциальную связь между практикой применения субтерапевтических доз антибиотиков и развитием устойчивости к противомикробным препаратам среди микробиоты.

В США использование антибиотиков в кормах для скота и птицы находится под пристальным вниманием в результате повышения осведомленности потребителей и спроса на продукцию животноводства из систем производства, не содержащих антибиотиков. В 2013 году Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) призвало крупных производителей медицинских препаратов для животных добровольно прекратить маркировку их для стимулирования роста животных, и опубликовал свое окончательное правило Директивы о ветеринарных кормах (VFD) в 2015 году. Поиск альтернативных продуктов явно усилился в последние годы с увеличением правил, касающихся использования стимуляторов роста антибиотиков (AGPs), и ростом потребительского спроса на продукцию птицеводства из стад “Выращенных без антибиотиков” или “Без антибиотиков никогда”.

В последнее время в литературе значительно увеличилось количество научных работ, посвященных альтернативам антибиотикам и кормовым добавкам, способствующим росту и укреплению здоровья кишечника, а также сокращению использования антибиотиков в животноводстве. Классы альтернативных антибиотиков, которые доступны для повышения продуктивности животных и оказания помощи птице и свиньям в реализации их генетического потенциала в существующих коммерческих условиях, включают пробиотики, органические кислоты, фитогеники, пребиотики, синбиотики, ферменты, антимикробные пептиды, гипериммунные антитела к яйцам, бактериофаги, глину и металлы. Хотя благотворное воздействие многих разработанных альтернатив было хорошо продемонстрировано, отсутствует информация об их механизме действия, эффективности, преимуществах и недостатках их применения в полевых условиях. Кроме того, по общему мнению, этим продуктам не хватает согласованности, и их эффективность варьируется в зависимости от ферм и мест расположения. Поэтому их способы действия необходимо лучше определить. Оптимальные комбинации различных альтернатив в сочетании с надлежащими методами управления и ведения сельского хозяйства станут ключом к максимизации производительности и поддержанию продуктивности животных, пока мы продвигаемся вперед с конечной целью сокращения использования антибиотиков в животноводстве.

В связи со снижением использования AGPs и растущей обеспокоенностью потребителей по поводу супербактерий в ближайшие годы значительно возрастет поиск новых альтернативных заменителей для смягчения использования антибиотиков в животноводстве. В этой статье мы рассмотрим научные доказательства того, что фито вещества, собранные в препарате БИОС стимулируют врожденные иммунные клетки, снижают окислительный стресс, поддерживают целостность кишечника, способствуют росту полезных бактерий и уменьшают негативные последствия воспаления, вызванного кишечными инфекциями, в качестве эффективных альтернатив антибиотикам для повышения эффективности роста животных в птицеводстве и свиноводстве.

Фито вещества, также называемые фитобиотиками или фитогениками, являются природными биологически активными соединениями, которые получают из растений и включают в корм для животных для повышения продуктивности. Идеальные альтернативы антибиотикам должны оказывать такое же благотворное воздействие, как и AGPs, обеспечивать оптимальную продуктивность животных и повышать доступность питательных веществ. Учитывая предлагаемый механизм действия AGPs в модуляции микробиома кишечника и иммунитета, практическая альтернатива должна оказать положительное влияние на конверсию корма и/или рост. Фито вещества могут быть использованы в твердой, высушенной и измельченной виде или в виде экстрактов (сырой или концентрированный), а также могут быть классифицированы как эфирные масла (Эос; летучие липофильные вещества, полученные путем холодного отжима или паровой дистилляции спирта) и экстракционные эфирные масла (экстракты, полученные путем неводных растворителей) в зависимости от процесса, используемого для получения активных ингредиентов. Основными биологически активными соединениями фитобиотиков являются полифенолы, и их состав и концентрация варьируются в зависимости от растения, частей растения, географического происхождения, сезона сбора урожая, факторов окружающей среды, условий хранения и технологий обработки.

В последние годы фито вещества используются в качестве естественных стимуляторов роста в свиноводстве и птицеводстве. Широкий спектр трав и специй (например: тимьян, орегано, чеснок, анис, зеленый чай, черный тмин, юкка шидигера кориандр и корица) использовались в птицеводстве для их потенциального применения в качестве альтернатив AGP. В дополнение к травам и специям различные EOS (тимол, карвакрол, циннамальдегид и эвгенол, кориандр, бадьян, имбирь, чеснок, розмарин, куркума, базилик, тмин, лимон и шалфей) использовались индивидуально или в виде смесей для улучшения здоровья и производительности животных. Сообщалось о различных результатах применения ЭОС в рационах домашней птицы, некоторые из которых смесь тимола и циннамальдегида улучшила прирост массы тела у бройлеров, в то время как другие, такие как тимол и EOs из звездчатого аниса, улучшили эффективность корма, о чем свидетельствует пониженный коэффициент конверсии корма (FCR). А острые перцы повышают устойчивость к кишечным заболеваниям, таким как кокцидиоз и некротический энтерит. Различия в результатах могут быть объяснены различиями в составе, типе и происхождении используемых ЭОС, уровне включения и условиях окружающей среды в ходе испытаний. На основании многих исследований и проведенных испытаний продемонстрировало последовательное улучшение роста и эффективности корма при использовании кормовой добавки БИОС. Метаанализ 13 исследований бройлеров, в которых использовалась эта фито смесь, показал, что ее включение в рационы увеличивало прирост массы тела и снижало коэффициент конверсии корма и смертность.

Механизм действия фитобиотиков четко не изучен, но может зависеть от состава активных ингредиентов в используемом продукте. Благотворное действие фитобиотиков объясняется их антимикробными и антиоксидантными свойствами. Кроме того, включение БИОС в рационы изменяет и стабилизирует микробиоту кишечника и уменьшает микробные токсичные метаболиты в кишечнике благодаря их прямым антимикробным свойствам в отношении различных патогенных бактерий, что приводит к облегчению кишечных проблем и иммунного стресса, тем самым улучшая производительность. Еще одним важным благотворным эффектом включения в рацион БИОС является снижение окислительного стресса и повышение антиоксидантной активности в различных тканях и, таким образом, улучшение здоровья. Фито вещества также оказывают свое действие за счет иммуномодулирующих эффектов, таких как повышенная пролиферация иммунных клеток, модуляция цитокинов и повышение титров антител. Кроме того, у фито веществ БИОС улучшенная барьерная функция кишечника, о чем свидетельствует повышенная экспрессия белков плотного соединения кишечника в слизистой оболочке молодых цыплят-бройлеров, обработанных липополисахаридами (ЛПС).

Диетические фито вещества, включенные в БИОС, повышают врожденный иммунитет у домашней птицы.

Растущее количество научных данных демонстрирует, что многие из способствующих укреплению здоровья фито веществ Биос опосредованы их способностью усиливать защиту организма от микробных и их свойства были оценены in vitro с использованием лимфоцитов и макрофагов птиц, они подавляют рост опухолевых клеток, стимулируют врожденный иммунитет и оказывают антиоксидантное действие на домашнюю птицу. Было исследовано благотворное воздействие циннамальдегида ((2Е)-3-фенилпроп-2-енал), входящего в состав корицы (Cinnamomum cassia), широко используемого ароматизирующего соединения, которое традиционно используется для лечения заболеваний человека. Циннамальдегид стимулировал первичную пролиферацию лимфоцитов селезенки цыплят in vitro и активировал макрофаги с образованием высокого уровня оксида азота (NO).

Из-за усиления регулирования AGPS в птицеводстве борьба с кишечными заболеваниями, такими как некротический энтерит (NE) и кокцидиоз, которые традиционно контролировались антибиотиками в кормах, нуждается в стратегиях борьбы с болезнями без антибиотиков. Результаты последних испытаний БИОС показали: увеличение массы тела у цыплят на 15 и 40% после инфекций Eimeria acervulina и E. maxima, соответственно, на 38% уменьшилось выпадение ооцист E. acervulina и в 2 раза увеличилось количество E. tenella-стимулированные реакции антител к паразитам по сравнению с контролем. Цыплятам получающим Биос,  перорально вводили живую E. acervulina ооцисты показали увеличение прироста массы тела, снижение экскреции ооцист с калом и более выраженную реакцию на антитела к паразитам в сыворотке крови по сравнению с контрольной группой. Глобальный анализ экспрессии генов путем гибридизации микрочипов в лимфоцитах кишечника птиц, которых кормили анетолом, показал, что многие гены, связанные с воспалительной реакцией, изменены. Уровни транскриптов, кодирующих IL-6, IL-8, IL-10 и члена 15 суперсемейства TNF (TNFSF15) в лимфоцитах кишечника, были повышены у зараженных паразитами цыплят, чем получавшие БИОС.

Так же использование БИОС увеличивало прирост массы тела и титры антител в сыворотке против профилина, иммуногенного белка эймерии, и снижало экскрецию фекальных ооцист у цыплят, инфицированных E.acervulina, по сравнению с цыплятами, получавшими контрольную диету. Добавление БИОС в рацион бройлеров изменило многие гены, связанные с врожденным иммунитетом, включая TLR3, TLR5 и NF-kB  и пониженная экспрессия IL-10 по сравнению с контрольной диетой. У неинфицированных цыплят получавших БИОС повышались уровни транскриптов, кодирующих IFN-γ, IL-4 и антиоксидантный фермент, параоксоназу 2, но снижали транскрипты для пероксиредоксина-6.

Комбинация нескольких фито веществ собранных в составе кормовой добавки БИОС оказывает синергетическое действие для уменьшения негативных последствий кишечных инфекций. Улучшает количество титров антител в сыворотке крови против profilin, и снижается фекальный ооциста линять в е. acervulina-инфицированных птиц, влияет на регуляцию экспрессии генов, уровни транскриптов IL-1β, IL-6, IL-15 и IFN-γ в лимфоцитах кишечника также были выше. В последующем исследовании повышали защитный иммунитет против экспериментальных Инфекция E. tenella после иммунизации профилином по сравнению с необработанными и иммунизированными контрольными группами. Иммунизированные цыплята, которых кормили диетой с добавлением БИОС, показали повышенное количество макрофагов в кишечнике и было увеличено количество Т-клеток. Дополнительно фито вещества БИОС ингибируют врожденный иммунный ответ, нацеливаясь на рецепторы распознавания патогенов или их нижестоящие сигнальные молекулы.

И одно из основных направлений работы БИОС это воздействие на заболевание домашней птицы, связанное с клостридием, такое как NE, которое приводит к значительным экономическим потерям в глобальном масштабе. Испытания показали увеличение массы и, что добавка снижала показатели поражения кишечника у птиц, пораженных NE, по сравнению с инфицированными птицами, получавшими корм без БИОС. Птицы, которых кормили БИОС, также имели более низкие уровни α-токсина в сыворотке крови и снижали экспрессию мРНК IL-8, липополисахарид-индуцированного фактора TNF (LITAF), IL-17A и IL-17F в кишечнике, но повышали уровни цитокинов/хемокинов в спленоцитах по сравнению с птицами, которых кормили контрольной диетой.

Кастонон ДЖИР (2007) История использования антибиотика в качестве стимулятора роста в европейских кормах для домашней птицы. Поулт Sci
Гадде У, Ким ЧХ, О СТ, Лиллехой ХС (2017) Альтернативы антибиотикам для максимизации эффективности роста и кормления домашней птицы: обзор. Аним Здоровье Res Откр
  1. Управление по контролю за продуктами питания и лекарствами (2013) Руководство для промышленности № 213 новые препараты для животных и новые комбинированные препараты для животных, вводимые в корм или питьевую воду для животных, производящих продукты питания, или на них: рекомендации для спонсоров лекарств для добровольного согласования условий использования продукта с GFI
Хен Лиллехой, Яньхун Лю, Sergio Calsamiglia, Мариано Э. Фернандес-Миякава, Фан Чи, Рон Л. Крейвенс, Сонтаек О & Сирил Г. Гей Фитохимические вещества в качестве альтернатив антибиотикам для стимулирования роста и укрепления здоровья хозяина
Ли Ш., Лиллехой Х. С., Чан СИ, Ли КВ, Парк МС, Браво Д., Лиллехой Е. П. (2011) Циннамальдегид повышает параметры иммунитета in vitro и снижает инфекцию in vivo против кокцидиоза птиц. Br J Nutr
Ким ДК, Лиллехой ХС, Ли Ш, Чан СИ, Лиллехой ЕР, Браво Д (2013) Диетическая куркума лонга повышает устойчивость кур к инфекциям Эймерия максима и Эймерия тенелла у кур. Поулт
 
Ли Ш, Лиллехой ХС, Хонг И, Чан СИ, Лиллехой ЕР, Ионеску С, Мазуранок Л, Браво Д (2010) Влияние экстрактов растений и грибов in vitro на иммунологическую функцию лимфоцитов и макрофагов цыплят. Br Poult Sci  
Ли Ш., Лиллехой Х. С., Чан СИ, Ли КВ, Браво Д., Лиллехой Э. П. (2011) Влияние пищевых добавок с фитонутриентами на иммунитет, стимулированный вакциной, против инфекции Эймерией тенеллы. Ветеринарный паразитол
Браво Д., Пиргозлиев В., Роуз С. П. (2014) Смесь карвакрола, циннамальдегида и живицы стручкового перца улучшает использование энергии и показатели роста цыплят-бройлеров, которых кормят рационом на основе кукурузы. J Anim Sci
Браво D, Ионеску C (2008) Метаанализ влияния смеси карвакрола, циннамальдегида и живицы стручкового перца на бройлеров. Poult Sci
11.
Ким Чже, Лиллехой ХС, Хонг И, Ким ГБ, Ли Ш, Лиллехой ЭП, Браво ДМ (2015) Диетические стручковый перец и живица Куркума лонга увеличивают микробиом кишечника и некротический энтерит у трех коммерческих пород бройлеров. Res Vet Sci
 
12.
Settle T, Леонард С. С., Фалькенштейн Е., Фикс Н., Ван Дайк К, Кландорф Х. (2014) Влияние фитогенной кормовой добавки по сравнению с кормовой добавкой с антибиотиками на окислительный стресс у цыплят-бройлеров и возможный механизм, определяемый электронным спиновым резонансом. Int J Poult Sci
 
13.
Ким ДК, Лиллехой ХС, Ли Ш, Чан СИ, Браво Д (2010) Анализ экспрессии генов высокой пропускной способности интраэпителиальных лимфоцитов кишечника после перорального приема карвакрола, циннамальдегида или живицы стручкового перца. Поулт Sci
14.
Ким ДК, Лиллехой ХС, Ли Ш, Лиллехой ЭП, Браво Д (2013) Улучшили устойчивость к инфекции эймерии ацервулины у цыплят за счет пищевых добавок с метаболитами чеснока. Br J Nutr
 
15.
Ким ДК, Лиллехой ХС, Ли Ш, Чан СИ, Пак МС, Мин Ш, Лиллехой ЭП, Браво Д (2013) Иммунные эффекты диетического анетола на инфекцию Эймерии ацервулины. Поулт Sci
16.
Lee Y, Lee SH, Gadde UD, Oh S, Lee SJ, Lillehoj HS (2017) Диетический Allium hookeri снижает воспалительную реакцию и увеличивает экспрессию белков плотного соединения кишечника у молодых цыплят-бройлеров, индуцированных LPS. Res Vet Sci
 
17.
Лиллехой Х. С., Ким Д. К., Браво Д. М., Ли Ш. (2011) Влияние пищевых фитонутриентов растительного происхождения на геномные профили и устойчивость к кокцидиозу у цыплят-бройлеров. BMC Proc
 
18.
Фернесс Дж. Б., Ривера Л. Р., Чо Х-Дж., Браво Д. М., Каллаган Б. (2013) Кишечник как орган чувств. Nat Rev Гастроэнтерол Гепатол
19.
Oh ST, Lillehoj HS (2016) Роль генетических факторов хозяина и иммунитета хозяина при некротическом энтерите. Птичий патол
20.
Liu Y, Song M, Che TM, Bravo D, Петтигрю Джей (2012) Противовоспалительное действие нескольких растительных экстрактов на альвеолярные макрофаги свиней in vitro. J Anim
 
21.
Вонг СИЙ, Грант ИР, Фридман М, Эллиотт КТ, Ситу С (2008) Антибактериальная активность природных соединений против Mycobacterium avium subsp. паратуберкулез. Приложение Микробиол
22.
Карсон CF, Ми Би Джей, Райли ТВ (2002) Механизм действия масла Melaleuca alternifolia (чайного дерева) на золотистый стафилококк, определяемый с помощью анализа времени уничтожения, лизиса, утечки и переносимости соли и электронной микроскопии. Противомикробные средства Химиотерапия
 
23.
Ламберт RJW, Скандамис П. Н., Кут П. Дж., Нюхас Г. (2001) Исследование минимальной ингибирующей концентрации и способа действия эфирного масла душицы, тимола и карвакрола. J
 
24.
Анкри С., Мирельман Д. (1999) Антимикробные свойства аллицина из чеснока. Микробы заражают
25.
Берт С. А., ван дер Зее Р., Коэтс А. П., де Граафф А. М., ван Кнапен Ф., Гаастра Ж, Хаагсман Л. С., Вельдхейзен Э. А. (2007) Карвакрол индуцирует белок теплового шока 60 и ингибирует синтез флагеллина в кишечной палочке O157: H7. Appl Микробиол окружающей среды
 
26.
Гюльчин, Шат ИГ, Бейдемир, Эльмасташ М, Кюфревиолу ОИ (2004) Сравнение антиоксидантной активности почек гвоздики (Eugenia caryophylata Thunb) и лаванды (Lavandula stoechas L.). Пищевая химия 87:393-400
 
27.
Эконому К. Д., Ореопулу В., Томопулос К. Д. (1991) Антиоксидантная активность некоторых растительных экстрактов семейства Лабиатных. J Am Oil Chem
28.
Франкич Т, Леварт А, Салобир Дж (2010) Влияние витамина Е и смеси растительных экстрактов, состоящей из карвакрола, циннамальдегида и капсаицина, на окислительный стресс, вызванный высокой нагрузкой ПНЖК у молодняка свиней.  
29.
Тейседре ПЛ, Уотерхаус АЛ (2000) Ингибирование окисления липопротеинов низкой плотности человека фенольными веществами в различных сортах эфирных масел. J Агропродовольственная химия
30.
Джеридан А, Юсфи М, Наджеми Б, Бутасуна Д, Стокер П, Видаль Н (2006) Антиоксидантная активность некоторых экстрактов алжирских лекарственных растений, содержащих фенольные соединения. Пищевая
31.
Ли Ш, Ли Си, Сон Диджей, Ли Х, Ю ХС, Сон С, О КВ, Хан ДК, Квон БМ, Хонг Джей Т (2005) Ингибирующее действие 2′-гидроксицинамальдегида на продукцию оксида азота путем ингибирования активации NF-kB в НЕОБРАБОТАННЫХ 264,7 клетках. Фармакол биохимии
32.
Jobin C, Bradham CA, Russo MP, Джума В, Нарула АС, Бреннер ДА, Сартор Р. Б. (1999) Куркумин блокирует цитокин-опосредованную активацию NF-kB и экспрессию провоспалительных генов путем ингибирования активности киназы I-kB ингибирующего фактора. J Иммунол
33
Лиллехой Х. С., Ким Д. К., Браво Д. М., Ли Ш. (2011) Влияние пищевых фитонутриентов растительного происхождения на геномные профили и устойчивость к кокцидиозу у цыплят-бройлеров. BMC
 

 

 

Вам может понравиться:
Форма обратной связи