A baktériumok „megtanítása” a rostbontásra: új takarmányozási stratégia

TARA YORK, GILSON GOMES/AB Vista

Magyar fordítás: Panadditív Kft.

A rost bélegészségügyben és az állatok termelésében játszott szerepe újra az érdeklődés középpontjába került azzal párhuzamosan, hogy az Egyesült Államok az antibiotikum-mentes állati termelés felé halad. A rost azonban egy átfogó kifejezés, és számos különböző komponenst foglal magában, amint azt egy, a közelmúltban megjelent, „A rost megértése, és a monogasztrikus állatok takarmányozásában játszott szerepének megismerése” című cikk tárgyalja (Van Wyhe és Santos, 2019).

Noha a sejtfalat alkotó rostfrakciók összetétele eltérő, egyesek közülük könnyebben emészthetők, mint mások. Az emészthetetlen rostfrakciókat gyakran nem keményítő típusú poliszacharidoknak (NSP) nevezik, és számos adat támasztja alá a baromfitakarmányokban kifejtett antinutritív tulajdonságaikat. Az irodalomban számos cikk olvasható azonban az állatok teljesítményének az NSP enzimek bevezetése óta megfigyelhető javulásáról is. Ezek az enzimek az arabinoxilánt xilo-oligoszacharidokká (XOS) – kisebb méretű, a baktériumok által fermentált szénhidrát-fragmentumokká – bontják le. A kutatók úgy gondolják, hogy a XOS erjedése olyan változásokat indít meg a gyomor-bél traktus mikrobiómájában, amelyek rövid szénláncú zsírsavak (SCFA-k) termelődése révén javítják az állatok teljesítményét.

Korábbi kutatási eredmények már utaltak arra, hogy a baromfi teljesítménye összefügghet a mikroflórával és az általa termelt anyagcseretermékekkel (Rinttila és Apajalahti, 2013). A rostra és az NSP enzimekre vonatkozó ismereteink bővülésének köszönhetően azonban most már úgy tűnik, hogy végre képesek leszünk a rostot az állat előnyére szolgáló módon kihasználni a mikroflóra „képzése” és fermentációs képességeinek beindítása révén.

A rost előnyei

A baromfitakarmányokban már csaknem 40 éve használnak NSP enzimeket a táplálóanyagok – elsősorban a zsír – felszívódásának javítására, ezáltal a takarmányköltségek csökkentésére. Ez idő alatt jelentősen bővültek az NSP enzimek hatásmechanizmusára vonatkozó ismereteink. Bedford (2018) egy nemrég megjelent cikkében tárgyalta az NSP enzimek három fő feltételezett hatásmódját: a viszkozitás csökkentését, a sejtfal lebontását és a prebiotikumok termelését. Szemlecikkében a prebiotikus elmélet egy módosítását javasolta, nevezetesen azt, hogy az NSP enzimek önmagukban nem állítanak elő prebiotikumokat, hanem jelzéseket küldenek a mikrobióma felé, hogy az fejlessze ki rostbontó képességét. Ahogyan az NSP enzimek szubsztrátja kisebb xilo-oligoszacharid fragmentumokra bomlik le, a baktériumok hatékonyabban képesek hasznosítani a szubsztrátot, ami a vakbélben zajló erjedés fokozódását eredményezi (Masey O’Neil és mtsai, 2014). Bedford feltevése szerint a takarmányrost erjedése – nem pedig az enzim által generált oligoszacharidok – adja a plusz energiát a baromfinak és küld visszajelzést a zúzógyomornak, amely révén a zúzógyomor hatékonyabban képes megőrölni a takarmányt, ami a táplálóanyagok jobb emésztését eredményezi. Az elképzelés szerint a XOS keletkezése a mikrobióma összetételének eltolódását eredményezi a vajsavtermelő baktériumok számának növekedése irányába.

Noha a csirkék belében élő mikrobák legnagyobb része ismeretlen, körülbelül 75%-ukat a Firmicutes törzsbe tartozó fajok teszik ki. Az e törzset alkotó legfontosabb fajok a Ruminococcaceae és Lachnospiraceae családokba tartoznak, melyek más néven Clostridium klaszter IV és XIV a néven ismertek. Mindkét család tagjairól ismert, hogy erjedési végtermékként vajsavat termelnek. Nemrég azt is kimutatták, hogy 26 napos, XOS kiegészítést tartalmazó takarmányokkal etetett csirkék vakbelében nőtt a Clostridium klaszter XIVa-ba tartozó és egyéb baktériumok száma, ami összhangban volt a butiráttermelés növekedésével.

Jeladás a mikrobiómának

Noha már korábban felvetették, hogy a baromfi és annak bélmikroflórája között alapvetően fontos kapcsolat található, a rost xilo-oligoszacharidokká történő lebomlására, és az XOS által a gyomor-bél csatorna mikrobiómájában előidézett kedvező változásokra vonatkozó új ismereteink még inkább alátámasztják e kapcsolat jelentőségét. A xilo-oligoszacharidok által az állatok teljesítményére gyakorolt,s az irodalomban leírt kedvező hatások azonban csak a XOS takarmány-kiegészítőként való közvetlen etetésekor voltak kimutathatók, amikor azokat sokkal nagyobb dózisban etették, mint amekkora mennyiségben egyedül egy NSP enzim hozzáadása esetén keletkeznének (De Maesschalck és mtsai, 2015; Liu és mtsai, 2018).

Jóllehet a fiatalabb csirkék belében és vakbelében eleve meglehetősen ala-csony a rövid szénláncú zsírsavak (SCFA) szintje, a mikrobióma felé történő esetleges jeladási képesség – amely a mikrobióma hatékonyabb rostbontásra és a rövid szénláncú zsírsavak korábbi termelésére való „megtanítását” célozza – még az SCFA szint emelésénél is nagyobb előnyökkel járhat.


1. diagram

Egy nemrég megjelent tanulmány felvetette, hogy a baktériumok megtaníthatók arra, hogy korábban megkezdjék a rostbontást (1. diagram). A kísérletet végző kutatók azt a kérdést tették fel, hogy az adott állat ki volt-e téve korábban egy NSP enzim hatásának, és ez megváltoztatja-e a vakbél-mikrobióma későbbi rostemésztő képességét. Csirkékkel egy enzimmentes kontroll tápot vagy egy xilanáz enzimet tartalmazó kísérleti tápot etettek 35 napon át. A 35. napon a csirkéket leölték, majd vakbéltartalmukat és a mikrobiómát összegyűjtötték. A mikrobákat ezt követően egy sor különböző inokulum hatásának tették ki.

A kutatók azt találták, hogy a korábban egy xilanáz enzim hatásának kitett csirkék mikrobiómája a gáztermelés fokozódása mellett nagyobb butiráttermelést is mutatott, mint a xilanázzal nem kezelt kontroll csirkéké (1. diagram). Ezek az adatok azt sugallják, hogy a xilanáz enzimmel való korábbi találkozás hatására a mikrobióma „megtanulta” a xilán hatékony erjesztését és készen állt arra.

Egymást kiegészítő kettős hatásAz utóbbi években az AB Vista kutatásokat folytatott annak meghatározására, hogy mi irányítja a mikrobióma rostbontó képességét, és hogy az erre vonatkozó ismeretek optimalizálhatók-e a még hatékonyabb rostbontás elérése érdekében.

E kutatások vezettek egy új, kettős hatásmechanizmusú készítmény kifejlesztéséhez. Az új készítménynyel folytatott kutatások eredményei arra utalnak, hogy a vajsavtermelő baktériumok képesek olyan jelzéseket felfogni, amelyek alapján javul a rostbontó képességük, egyben saját enzimeket kezdenek termelni a fokozott rostbontás és a rövid szénláncú zsírsavak nagyobb mennyiségű termelése érdekében.


2. ábra

A rostoldhatóság és a táplálóanyag-felszívódás javításából álló kettős hatás egy sor különböző mechanizmus révén valósul meg, amint azt a 2. ábra szemlélteti. A rövid szénláncú zsírsavak – például a vajsav – fokozott termeléséből és e zsírsavak gyomor-bél egészségre gyakorolt igazoltan előnyös hatásaiból (Brons és mtsai, 2002) adódó plusz előnyök, valamint a lelassuló gyomorürülés hatása az állatok életképességének és teljesítményének javulásához vezettek sertés és baromfi esetében egyaránt (3. diagram).

3. diagram

Tartalom közti banner a cikk végére
no