Корма и кормовые добавки

08.02.2021

Bacillus subtilis создает защитную биопленку на эпителии кишечника

Пробиотические продукты на основе спор Bacillus особенно хорошо подходят для использования в кормах для бройлеров. В форме спор они метаболически неактивны и устойчивы к влиянию окружающей среды, включая гранулирование. О механизме действия пробиотиков на кур и эффективности применения их в птицеводстве в целом ведутся дискуссии уже много лет.

Краеугольным камнем дебатов является способность спор прорастать и становиться жизнеспособными организмами в кишечнике благодаря быстрому прохождению через желудочно-кишечный тракт птицы. Эти аспекты были разъяснены Cartman S.T. et al. (2008). Исследование показало, что споры Bacillus subtilis, введенные перорально, прорастают в ЖКТ курицы (Cartman S.T. et al., 2008). Для достижения значимых результатов рекомендуется непрерывное введение эффективного пробиотика на основе Bacillus subtilis (Latorre J.D. et al., 2014). Другим предметом обсуждения стал вопрос, являются ли спорообразующие Bacillus spp. временными организмами в кишечнике или они могут каким-либо образом прикрепиться к эпителию. Это привело к возникновению двух различных мнений в научном сообществе.

Чтобы ответить на данный вопрос, специалисты отдела инноваций компании Chr. Hansen в сотрудничестве с отделом кормления Института физиологии и кормления животных им. Келановского, который является частью Польской академии наук (Яблонна, Польша), провели специальный эксперимент с применением флуоресценции.

Новые исследования дают ответ на вопросы

Самое последнее исследование выполнялось с целью изучения воздействия пробиотического препарата от компании Chr. Hansen на основе спор Bacillus subtilis в рационах из расчета 1,6×106 КОЕ/г корма. Оценивали показатели продуктивности и активность микробиоты у бройлеров. Флуоресцентная гибридизация in situ (или метод FISH) была проведена для исследования пространственной организации и образования Bacillus subtilis в образцах кишечника из различных участков ЖКТ у 6 цыплят-бройлеров. Срезы тканей каждого цыпленка анализировали в двух экземплярах и визуализировали с помощью флуоресцентной микроскопии с 40-кратным увеличением.

Колонизируют ли Bacillus subtilis кишечник, или их присутствие временное? Оба варианта верные

На рис. 1 продемонстрировано, как B. subtilis колонизируют эпителий в кишечнике. Очень ясно видна красная флуоресценция на поверхности ворсинок кишечника.

На втором снимке (рис. 2) наблюдается другая флуоресценция — некоторое свечение внутри просвета кишечника, которое отчетливо показывает, что в кишечнике находятся временные палочки. Бактерии живы и размножаются в просвете кишечника.

Бациллы в нужном месте!

На рис. 2 четко показано, что Bacillus способны колонизировать поверхность ворсинок. Для них это отличное место в кишечнике. Верхушки ворсинок представляют собой один из наиболее чувствительных участков эпителия, где всасывается много питательных веществ за счет полноценного развития микроворсинок. Здесь также действует большинство патогенов, разрушая слизистые оболочки (C. perfringens, E. coli, Salmonella).

Присутствие Bacillus subtilis на поверхности эпителия дает несколько преимуществ.

Присутствие на ворсинках означает улучшение общей поверхности кишечника

В различных публикациях документально подтверждено, что использование пробиотических препаратов GalliPro® от компании Chr. Hansen приводит к увеличению длины ворсинок и повышению известного соотношения их длины к глубине крипты (Boroojeni F.G. et al., 2018). Этот показатель характерен для повышенной функциональности кишечника. Очевидно, что когда поверхность всасывания увеличивается, соответственно усиливается эффективность поглощения питательных веществ через эпителий. Покрывая поверхность ворсинок, споры Bacillus способны защитить целостность ворсинок и микроворсинок и впоследствии продлить жизненный цикл клеток (обычно от 4 до 5 дней) до их изгнания в просвет кишечника.

Присутствие на ворсинках приводит к продуцированию бактериоцина

Некоторые виды Bacillus spp. особенно сильны в производстве бактериоцина. Бактериоцин можно

определить как пептид, ингибирующий неблагоприятные бактерии. Например, известно, что пептиды подавляют рост C. perfringens, а с недавнего времени и E. coli и Salmonella.

Присутствие на ворсинках улучшает выработку метаболитов и ферментов

Bacillus spp. может производить и высвобождать несколько активных ферментов в кишечном тракте. Основная цель этих ферментов — помогать усвоению неперевариваемой часть корма, которая может находиться в микросреде, окружающей колонии бацилл. Как только ферменты высвобождаются, они продолжают активно действовать и расщепляют сложную нерастворимую или неперевариваемую фракцию корма на более мелкие частицы, которые затем легко поглощаются микроворсинками. Присутствие Bacillus на поверхности эпителия заставляет эти ферменты действовать именно так, как необходимо для усвоения организмом птицы. Вдобавок к этому в недавней статье Konieczka P. et al. (2018) продемонстрирована способность к увеличению выработки бутирата в кишечнике.

Выводы

Последние исследования помогают еще лучше понять механизм действия и доказывают эффективность пробиотических препаратов на основе спор Bacillus. С уверенностью можно сказать, что пробиотики на основе Bacillus могут выполнять следующие функции:

• прорастать в кишечнике и становиться активной частью микробиома птицы;

• присутствовать в потоке кишечного содержимого как временные (транзиторные) микроорганизмы;

• колонизировать поверхность ворсинок кишечника, что дает три основных преимущества для кишечника птицы:

– защиту поверхности ворсинок, тем самым сохраняя и расширяя эту очень важную зону общего усвоения питательных веществ;

– создание подходящего места для выработки бактериоцина, что приводит к формированию неблагоприятной микросреды для патогенов, таких как C. perfringens, Salmonella и E. coli;

– локальное высвобождение ферментов и бутирата близко к поверхности эпителия, что позволяет расщеплять неперевариваемую часть корма и улучшает усвояемость основных элементов рациона.

После многолетних дискуссий наука снова свидетельствует, что мы лишь слегка касаемся возможного потенциала пробиотиков в птицеводстве. Исследования показывают, что у этой технологии есть блестящие перспективы, подтвержденные научными данными.

Количество показов: 1168
Автор:  К. Боствиронуа, менеджер по глобальным продуктам, Ж.-К. Боден, технический менеджер по продукции Дж. Шлейфер, технический менеджер по продукции в Северной Америке, Д. Сандванг, менеджер отдела инноваций, компания Chr. Hansen