Strategie żywieniowe zapewniające zdrowie jelit

W tym artykule przedstawiamy szeroki wachlarz strategii żywieniowych obejmujących różne składniki i dodatki, które mogą być interesujące z punktu widzenia zarządzania zdrowiem jelit. Aby ułatwić zrozumienie mechanizmu działania i oczekiwanych skutków każdej ze strategii, sformułowaliśmy je w czterech głównych grupach, które zostaną szczegółowo przedstawione w kolejnych artykułach: wzmocnienie odpowiedzi immunologicznej, zmniejszenie ilości chorobotwórczych bakterii, stymulacja kolonizacji korzystnej mikroflory jelit i stymulacja procesu trawienia (Tabela 1). Należy wspomnieć, że niektóre z opisanych strategii zawdzięczają swoje wyniki działaniom wieloczynnikowym, gdzie równolegle działają różne mechanizmy.

Tabela 1. Klasyfikacja głównych mechanizmów działania obecnych w różnych strategiach żywieniowych mających na celu poprawę zdrowia jelit.

Wzmocnienie odpowiedzi immunologicznej i funkcji barierierowej jelit	Redukcja ilosći bakterii patogennych	Stymulacja korzystnej mikroflory	Stymulacja trawienia i wykorzystanie składników odżywczych
Wielonienasycone kwasy tłuszczowe	Włókno fermentacyjne	Włókno fermentacyjne	Włókno fermentacyjne
Probiotyki	Redukcja białka	Redukcja białka	Redukcja białka
Probiotyki	Fermentowane diety	Fermentowane diety	Fermentowane diety
Symbiotyki	Diety o niskiej pojemności buforowej	Probiotyki	Diety o niskiej pojemności buforowej
Nucleotydy	Probiotyki	Prebiotyki	Zmniejszenie czynników przeciwodżywczych
Bioaktywne peptydy i białka	Probiotyki	Symbiotyki	Probiotyki
Aminokwasy	Symbiotyki	Kwasy organiczne i nieorganiczne	Symbiotyki
Fitogeny	Kwasy organiczne i nieorganiczne	Enzymy	Kwasy organiczne i nieorganiczne
Pierwiastki śladowe	Bioaktywne peptydy i białka		Enzymy
	Fitogeny		Nucleotydy
	Pierwiastki śladowe		Bioaktywne peptydy i białka
			Aminokwasy
			Pierwiastki śladowe

Dodatki funkcjonalne

Probiotyki: Żywe mikroorganizmy, które mogą przenosić korzyści dla gospodarza, gdy są spożywane w odpowiedniej formie i ilości. Obecnie najpopularniejsze probiotyki w produkcji świń należą do rodzajów: Bacillus, Lactobacillus, Bifidobacterium, Enterococcus i Saccharomyces. Przypisuje im się zdolność wzmacniania odpowiedzi immunologicznej, zmniejszania ilości chorobotwórczych bakterii, stymulowania kolonizacji przez korzystną mikroflorę i stymulowania trawienia.

Prebiotyki: Składniki niestrawne, które przynoszą korzyści gospodarzowi poprzez selektywne stymulowanie wzrostu lub aktywności bakterii (lub ograniczonej liczby bakterii) w jelicie. Najczęściej stosowanymi prebiotykami u świń są mannan-oligosacharydy (MOS), fruktozo-oligosacharydy (FOS), inulina lub lignoceluloza.

Symbiotyki: Specyficzna mieszanina probiotyków i prebiotyków, gdzie prebiotyk poprawia przeżycie, implantacje lub funkcjonowanie probiotycznych mikroorganizmów. Jest to koncepcja, która nadal nie jest w znacznym stopniu wdrożona u świń, głównie dlatego, że na jej efekty i synergię w znacznym stopniu wpływają warunki zewnętrzne. Oczekuje się jednak, że w przyszłości zyskają na popularności dzięki większemu zrozumieniu tematu dzieki technikom analizy molekularnej. Niektóre kombinacje stosowane u świń to FOS i Lactobacillus paracasei (Bomba et al., 2002) lub inulina z Enterococcus faecium (Bohmer et al., 2005).

Kwasy organiczne (i ich sole): Wysokoenergetyczne produkty stosowane w żywieniu zwierząt ze względu na ich wysoką strawność, zdolność zakwaszania, stymulację funkcji trawiennych, działanie antybakteryjne i stymulację korzystnej mikroflory. Najczęściej stosowane kwasy jako konserwanty paszowe to kwas mrówkowy i propionowy. Z kolei kwasy octowy, masłowy, cytrynowy, mlekowy i fumarowy są często stosowane w diecie młodych zwierząt, aby uniknąć pojawienia się biegunki po odsadzeniu, polepszając trawienie i zmniejszając ilość potencjalnych patogenów.

Enzymy: Enzymy egzogenne, które są włączane do diety z powodu ich właściwości umożliwiających rozkład składników odżywczych, jak również wpływania na profil mikroflory jelita. Najczęściej stosowane są fitazy, ksylanazy, β-glukanazy lub proteazy.

Nukleotydy: Są one strukturalną jednostką kwasów nukleinowych komórek, zasad purynowych i pirymidynowych, które są składnikami kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA) i kwasu rybonukleinowego (RNA). W normalnych warunkach są syntetyzowane przez zwierzę na podstawie prekursorów (aminokwasów) lub poprzez degradację aminokwasów i nukleotydów w diecie. Jednakże, gdy występuje szybki wzrost, choroba, ograniczone spożycie składników odżywczych lub zaburzeń endogennych, uważa się, że spożycie egzogennych nukleotydów może przynieść korzyści. Zostały one przypisane do zdolności do modulowania odpowiedzi immunologicznej i poprawy wykorzystania składników odżywczych.

Bioaktywne peptydy i białka: Są to białka lub składniki białek zdolne do wywierania znacznej aktywności przeciwdrobnoustrojowej, lub innych specyficznych aktywności biologicznych. Wyróżniają się wysokim potencjałem w zapewnieniu zdrowia jelit:

• Glikomakropeptyd: Peptyd otrzymywany z trawienia serwatki kazeiną K. Przypisano mu funkcje immunomodulacyjne, ochronę bariery jelitowej i zdolności antybakteryjne.
• Laktoferryna: Glikoproteina obecna w mleku o dużej zdolności wiązania żelaza. Może wywierać działanie przeciwbakteryjne i immunomodulujące.
• Ovotransferyna: Glikoproteina obecna w białku jaja (albumen) z analogicznymi efektami dla laktoferyny u ssaków. Może wywierać działanie przeciwbakteryjne i immunomodulujące.
• Czynniki wzrostu: Peptydy obecne w płynach ustrojowych (głównie mleko) o zdolności do stymulacji mitozy komórkowej, zdolności regeneracyjnych morfologii jelit i immunomodulacji.
• Immunoglobuliny: Białka z mleka, osocza zwierzęcego lub kurzych jaj. Są to substancje bioaktywne, które zapewniają zwierzęciu odporność bierną i są zdolne do zapobiegania przyleganiu patogennych bakterii do komórek nabłonka, do aglutynacji bakterii, do neutralizowania toksyn i do dezaktywacji wirusów.
• Lizozym: Białka wyekstrahowane głównie z jaj lub mleka, o działaniu przeciwdrobnoustrojowym przeciwko bakteriom Gram-dodatnim (powodującym lizę ściany komórkowej) oraz o właściwościach immunomodulujących.

Aminokwasy: Zastosowanie krystalicznych aminokwasów pozwala obniżyć poziom surowego białka w diecie (strategię żywieniową poprawiającą zdrowie jelit), obejmując dokładniej "idealny" profil białka. Z drugiej strony, aminokwasy treonina, glutamina, arginina i seryna odgrywają znaczącą rolę w zdrowiu jelitowym ze względu na ich zdolność wpływania na metabolizm i architekturę jelit.

Fitogeny: Obejmują one aromatyczne rośliny (zioła i przyprawy), ekstrakty roślinne i kwasy lotne (zwykle znane jako "olejki eteryczne"). Główne składniki aktywne to kwasy lotne (tymol, cynamonaldehyd, β-jonina i karwakrol) oraz związki polifenolowe. Naukowcy przypisali im zdolność do modulowania odpowiedzi immunologicznej i mikroflory jelitowej (dzięki działaniu przeciwdrobnoustrojowemu przeciwko chorobotwórczym bakteriom).

Pierwiastki śladowe lub elementy rzadko występujące: Są one wymagane w minimalnych ilościach, aby wspierać wzrost, rozwój i optymalne funkcjonowanie organizmu. Najważniejsze w odniesieniu do zdrowia jelitowego jest cynk, a w mniejszym stopniu miedź, niezbędna w wielu procesach metabolicznych. Wysoka zawartość tlenku cynku (ZnO) (od 2000 do 3500 mg / kg) może poprawić zdrowie jelit poprzez zmniejszenie ilosci patogenów, poprawę trawienia oraz funkcji barierowej układu odpornościowego zwierzęcia. Jednak ze względu na problemy środowiskowe związane z konwencjonalnym ZnO, jego użycie jest ograniczone. Obecnie wprowadzane są nowe ulepszone formy o większej skuteczności terapeutycznej przy niższych dawkach, takich jak mikrokapsułkowany ZnO.

Składniki Funkcjonalne

Włókno fermentacyjne: Wzrost fermentowalnego włókna zapewnia substrat do fermentacji bakterii okrężnicy, przy czym korzyści obejmują bardziej złożoną populację bakterii, większą produkcję krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych in situ i modyfikacje w przewodzie pokarmowym i integralności błony śluziwej jelit.

Tłuszcze wielonienasycone: Jego suplementacja, w szczególności z niezbędnym kwasem tłuszczowym omega-3 (na przykład z olejami rybimi lub siemiem lnianym) może zapewnić korzyści na poziomie immunologicznym, będąc strukturalnymi składnikami błon komórkowych, cząsteczkami sygnałowymi i prekursorami syntezy eikozanoidów (promotory stanu zapalnego).

Źródła białka o wysokiej wartości biologicznej i wysokiej strawności: Wysoce strawne i smaczne źródła białka są szeroko stosowane w diecie we wczesnej fazie rozwoju, nie tylko ze względu na ich wysoką wartość odżywczą, ale także ze względu na ich właściwości wpływające na zdrowie jelit..

• Hydrolizowana błona śluzowa jelit: Ma bardzo wysoką smakowitość i obecność bioaktywnych peptydów o działaniu przeciwbakteryjnym i immunomodulującym.
• Suszone osocze świńskie: Obejmuje immunoglobuliny i peptydy przenoszące odporność bierną na zwierzę.
• Żółtko jaja (immunizowane): Od kurcząt, które zostały zaszczepione przeciwko określonym patogenom. Oprócz wysokiej zawartości wysokiej jakości białka, obejmują one przeciwciała zdolne do neutralizowania określonych patogenów.
• Siara bydlęca: Zawiera wysoki poziom peptydów przeciwdrobnoustrojowych, immunoglobulin i czynników wzrostu, które pomagają modulować odporność, a także nadają pasywną odporność przeciwko patogenom.
• Serwatka: Ma wysoką zawartość cysteiny, która zapewnia działanie immunomodulujące i przyczynia się do syntezy glutationu, silnego wewnątrzkomórkowego przeciwutleniacza.

Modyfikacje diety

Dostosowane poziomy białka: Redukcja poziomów białka w diecie redukuje bakterie zdolne do jej fermentacji, ograniczając obecność patogenów i zapalenie błony śluzowej jelita. Jednak w celu obniżenia poziomów białka do poziomu <180g / kg, konieczne jest uzupełnienie dawki o syntetyczne niezbędne aminokwasy.

Diety prefermentowane: Szczególnie interesujące są pre-fermentowane pasze mokre. Fermentacja przez bakterie kwasu mlekowego poprawia dostępność składników odżywczych, jak również opisano modulowanie odpowiedzi immunologicznej i mikroflory jelitowej.

Diety o niskiej pojemności buforowej: Diety o niskiej zdolności do blokowania kwasu żołądkowego, szczególnie związane ze składnikami mineralnymi i koncentratami białkowymi. Są one szczególnie przydatne u młodych zwierząt o ograniczonej zdolności zakwaszania i mogą zapewnić korzyści, takie jak zmniejszenie ilości bakterii patogennych i poprawić zdolności trawienia.

Zmniejszenie obecności czynników antyodżywczych: Substancje obecne w warzywach, które zmniejszają spożycie paszy, zmniejszają strawność i / lub zwiększają lepkość żywności. Obecnie dostępne są przetworzone koncentraty roślinne na rynku, które są bardziej pożywne i mają niższy poziom czynników antyodżywczych. Na przykład koncentraty hydrolizowane białkiem sojowym.