Эффективность животноводства является ключом к обеспечению растущего населения стабильным сельским хозяйством. Также растет озабоченность по поводу использования антибиотиков и устойчивости к ним в животноводстве, что подталкивает к оценке альтернативных вариантов для поддержания продуктивности животных.
Пробиотики, пребиотики и постбиотики - это альтернативы антибиотикам, которые показали свои преимущества в отношении здоровья и производительности животных. Прежде чем обсуждать роль этих добавок, мы приведем самые последние определения каждого из них, данные Международной научной ассоциацией пробиотиков и пребиотиков.
Пробиотики - это живые микроорганизмы, которые при введении в организм в достаточном количестве оказывают благоприятное воздействие на здоровье хозяина. В кормлении животных чаще всего используются такие микроорганизмы, как бифидобактерии, лактобактерии, бациллы и дрожжевые штаммы сахаромицетов.
Пребиотики - это субстрат, который избирательно используется микроорганизмами хозяина и приносит пользу здоровью. По сути, пребиотики - это пища для хороших бактерий, таких как пробиотики. Наиболее распространенными пребиотиками являются фруктоолигосахарид (ФОС), инулин и фруктаны.
Постбиотики - это неживые микроорганизмы и их компоненты, которые могут принести пользу здоровью хозяина. Постбиотики могут быть неживыми пробиотиками или представлять собой смесь соединений, которые пробиотики вырабатывают при выращивании в лаборатории. На сегодняшний день большинство исследований постбиотиков проведено на термоубитых пробиотиках.
Здесь мы сосредоточимся на воздействии пробиотиков на молочных коров и телят. Важно отметить, что на действие пробиотиков может повлиять добавление пребиотиков, а механизм действия пробиотиков может быть связан с постбиотическими свойствами.
Пробиотики имеют очень динамичную роль в пищеварительном тракте, которая до конца не изучена. В целом, есть три возможных механизма действия пробиотиков на молочных животных. Первый предложенный механизм заключается в том, что пробиотик взаимодействует с клетками кишечника для создания барьера, препятствующего проникновению патогенов и аллергенов в организм. Второй предложенный механизм заключается в ингибировании патогенов, таких как бактерии и вирусы, и стимулировании роста других хороших или нейтральных бактерий. Возможно, именно таким образом бактериальные пробиотики могут регулировать пищеварение и метаболизм, что повышает эффективность роста и производства. Третий предполагаемый механизм - это взаимодействие с иммунным ответом. В целом, сообщается, что пробиотики либо приносят пользу, либо не оказывают существенного влияния на производство или здоровье. Поскольку пробиотики являются живыми микроорганизмами, на их эффективность могут влиять такие факторы, как способ применения, окружающая среда, штамм и доза микроорганизма, и даже животное-хозяин.
Польза пробиотиков для молочных животных может меняться в зависимости от периода производства. Микробиом кишечника влияет на рост и развитие молодых животных и может быть подвержен воздействию внешних факторов, таких как диета, материнские факторы и окружающая среда. Диарея - одна из самых распространенных проблем, с которыми сталкиваются при выращивании молочных телок. Преджвачные телята с диареей имеют большую частоту заболеваемости и смертности, что приводит к экономическим потерям и снижению здоровья и благополучия телят.
Была установлена связь определенной популяции бактерий со здоровьем телят, приводящая к снижению заболеваемости диареей и увеличению роста. Исследования на телятах показали, что пробиотики способны не только снизить частоту возникновения диареи, но и уменьшить ее тяжесть, обеспечивая более быстрое выздоровление. Сообщалось, что добавки пробиотиков уменьшают диарею и увеличивают рост за счет улучшения барьерной функции кишечника, стимулирования комменсальных микроорганизмов, подавления патогенов и модулирования иммунной системы.
Важно помнить, что эффективность пробиотиков для снижения случаев диареи зависит от причины диареи. Например, пробиотик на основе bacillus (давали телятам с диареей), показал свою эффективность в отношении C. perfringens (бактерии, вызывающей некротический энтерит), но он никак не снижал частоту заболевания диареей (Таблица 1). Неэффективность пробиотика в этой ситуации, вероятно, объясняется тем, что этиология диареи не была связана с C. perfringens.
Жвачные животные полагаются на популяцию микроорганизмов для переваривания питательных веществ, которые необходимы для функционирования тела, роста и производства. Популяция микроорганизмов в пищеварительной системе существенно влияет на ферментацию, переваривание и усвоение питательных веществ из рациона. Как сообщается, управление микробами рубца и кишечника с помощью пробиотических добавок увеличивает производство молока.
Одно из направлений действия пробиотиков - увеличение количества ферментирующих бактерий в рубце, таких как ruminococcus и roseburia, которые способствуют положительному балансу питательных веществ. Эти бактерии могут способствовать повышению переваримости сухого вещества и клетчатки, валовой энергии, потребления метаболической энергии, уровня глюкозы в крови и общего количества летучих жирных кислот (ЛЖК). Любопытно, что недавно был опубликован доклад о том, что применение пробиотиков при выращивании животных на пастбище может улучшить качество выпаса и привести к увеличению производства молока.
Пробиотики также могут повысить производство молока за счет повышения устойчивости к заболеваниям. Пробиотики могут подавлять рост патогенов непосредственно через производство бактериоцинов или противовирусных метаболитов. Пробиотики также способствуют улучшению производства молока косвенно, регулируя микробиом кишечника, что может уменьшить ущерб, наносимый жвачным животным паразитарными инфекциями. Пробиотики также могут напрямую влиять на способность животного сопротивляться болезни посредством иммунной системы, активируя воспалительные сигнальные пути, специфичные для конкретного типа проблемы.
В целом, пробиотики играют чрезвычайно активную роль в пищеварительной системе и могут быть очень эффективным инструментом для использования в качестве альтернативы антибиотикам. Ключевым моментом является выбор штаммов пробиотиков, способных выживать и процветать в пищеварительной системе, и их применение в тех случаях, когда это будет наиболее полезно для хозяина. По мере того, как наше представление о микробиоме кишечника продолжает расти, необходимо расширять наши знания о пробиотиках как эффективных инструментах для поддержания здоровья животных, увеличения производства и оптимальной эффективности.
