Các chiến lược dinh dưỡng để tăng cường sức khỏe đường ruột

Trong bài viết này, chúng tôi giới thiệu một loạt các chiến lược bao gồm các nguyên liệu, chất phụ gia và các chiến lược dinh dưỡng khác có thể được quan tâm để quản lý sức khỏe đường ruột. Để tạo điều kiện cho việc hiểu cơ chế hoạt động và hiệu quả mong đợi của mỗi chiến lược, chúng tôi đã phân loại chúng trong bốn cơ chế hoạt động chính sẽ được trình bày chi tiết trong các bài tiếp theo: tăng cường đáp ứng ứng miễn dịch, giảm áp lực mầm bệnh, kích thích hệ vi sinh vật có lợi khu trú trong đường ruột và kích thích tiêu hóa (Bảng 1). Điều quan trọng cần đề cập là một số trong những chiến lược này có hiệu quả nhờ các tác động đa yếu tố, do đó, chúng có thể được đưa vào các cơ chế khác nhau.

Bảng 1. Phân loại các Cơ chế hoạt động chính trong các chiến lược khác nhau để cải thiện sức khỏe đường ruột.

Khả năng đáp ứng miễn dịch và chức năng bảo vệ	Giảm vi khuẩn gây bệnh	Kích thích hệ vi sinh vật có lợi	Kích thích tiêu hóa và tận dụng các chất dinh dưỡng
Axit béo không bão hòa đa	Chất xơ lên men	Chất xơ lên men	Chất xơ lên men
Probiotic	Giảm protein	Giảm protein	Giảm protein
Prebiotic	Chế độ ăn lên men	Chế độ ăn lên men	Chế độ ăn lên men
Symbiotic	Chế độ ăn có lượng đệm thấp	Probiotic	Chế độ ăn có lượng đệm thấp
Nucleotit	Probiotic	Prebiotic	Giảm các yếu tố kháng dinh dưỡng
Protein và peptit hoạt tính sinh học	Prebiotic	Symbiotic	Probiotic
Axit amin	Symbiotic	Axit vô cơ và hữu cơ	Symbiotic
Phytogenic (Chiết xuất thực vật)	Axit vô cơ và hữu cơ	Enzyme	Axit vô cơ và hữu cơ
Nguyên tố vi lượng	Protein và peptit hoạt tính sinh học		Enzyme
	Phytogenic (chiết xuất thực vật)		Nucleotit
	Nguyên tố vi lượng		Protein và peptit hoạt tính sinh học
			Axit amin
			Nguyên tố vi lượng

Phụ gia chức năng

Probiotic: Các vi sinh vật sống có thể chuyển các lợi ích cho vật chủ khi chúng được tiêu hóa ở hình thái và số lượng thích hợp. Hiện nay, các chế phẩm sinh học phổ biến nhất trong chăn nuôi heo thuộc các chi Bacillus, Lactobacillus, Bifidobacterium, Enterococcus và Saccharomyces. Chúng đã được ghi nhận có khả năng tăng cường phản ứng miễn dịch, giảm gánh nặng của vi khuẩn gây bệnh, kích thích sự xâm nhập của hệ vi sinh vật có lợi và kích thích tiêu hóa.

Prebiotic: Các nguyên liệu không tiêu hóa được tạo lợi ích cho vật chủ bằng cách kích thích có chọn lọc sự phát triển hoặc hoạt động của một loài vi khuẩn (hoặc một vài loài vi khuẩn) trong ruột. Các prebiotic được sử dụng phổ biến nhất ở heo là mannan-oligosaccharides (MOS), fructose-oligosaccharides (FOS), inulin hoặc lignocellulose.

Symbiotic: Một hỗn hợp của probiotic và prebiotic, trong đó prebiotic cải thiện khả năng tồn tại, khu trú hoặc chức năng của các vi sinh vật probiotic. Đây là một khái niệm vẫn chưa được thực hiện phổ biến trong chăn nuôi heo, chủ yếu là vì các tác động và hiệu quả hiệp lực của nó có thể bị ảnh hưởng rất nhiều bởi các điều kiện bên ngoài. Tuy nhiên, chúng dự kiến sẽ trở nên phổ biến hơn trong tương lai nhờ các kỹ thuật phân tích phân tử đã mở rộng tầm hiểu biết của chúng ta. Một số kết hợp được sử dụng ở heo là FOS và Lactobacillus paracasei (Bomba và cộng sự, 2002) hoặc inulin với Enterococcus faecium (Bohmer và cộng sự, 2005).

Axit hữu cơ (và muối của chúng): Các sản phẩm giàu năng lượng được sử dụng trong thức ăn chăn nuôi do khả năng tiêu hóa cao, khả năng axit hóa, kích thích chức năng tiêu hóa, sức mạnh kháng khuẩn và kích thích hệ vi sinh vật có lợi. Các axit thường được sử dụng làm chất bảo quản thức ăn chăn nuôi là formic và propionic. Ngược lại, axit axetic, butyric, xitric, lactic và fumaric thường được sử dụng trong khẩu phần ăn của heo non để tránh xuất hiện tiêu chảy sau cai sữa, cải thiện tiêu hóa và giảm sự hiện diện của mầm bệnh.

Enzyme: Các enzyme ngoại sinh được đưa vào chế độ ăn do chúng có khả năng cải thiện việc sử dụng các chất dinh dưỡng trong chế độ ăn cũng như ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật của ruột. Thường được sử dụng nhất là phytases, xylanases, β- glucanases hoặc protease.

Nucleotit: Chúng là đơn vị cấu trúc của axit nucleic của tế bào, gốc purine và pyrimidine, là thành phần của axit deoxyribonucleic (DNA) và axit ribonucleic (RNA). Trong điều kiện bình thường, heo tự tổng hợp nucleotit trên cơ sở tiền chất (axit amin), hoặc bằng cách phân hủy axit amin và nucleotit của chế độ ăn. Tuy nhiên, khi có tốc độ tăng trưởng nhanh, bệnh tật, tiêu thụ chất dinh dưỡng hạn chế hoặc rối loạn nội sinh, thì việc ăn các nucleotit ngoại sinh có thể mang lại lợi ích. Chúng được cho là có khả năng điều chỉnh phản ứng miễn dịch và cải thiện việc sử dụng các chất dinh dưỡng.

Protein và peptit có hoạt tính sinh học: Đây là những protein hoặc các thành phần của protein có khả năng thực hiện một hoạt động kháng khuẩn rõ rệt hoặc các hoạt động sinh học cụ thể khác. Chúng nổi bật về tiềm năng đối với sức khỏe đường ruột:

• Glycomacropeptide: Peptit thu được từ quá trình phân hủy whey với K-casein. Nó được cho là có chức năng điều hòa miễn dịch, bảo vệ hàng rào đường ruột và khả năng kháng khuẩn.
• Lactoferrin: Glycoprotein có trong sữa có khả năng liên kết sắt cao. Nó có thể thực hiện các hoạt động kháng khuẩn và điều hòa miễn dịch.
• Ovotransferrin: Glycoprotein có trong lòng trắng trứng (albumen) có tác dụng tương tự như lactoferrin ở động vật có vú. Nó có thể thực hiện các hoạt động kháng khuẩn và điều hòa miễn dịch.
• Yếu tố tăng trưởng: Peptit có trong dịch cơ thể (chủ yếu là sữa) với khả năng kích thích nguyên phân tế bào, khả năng tái tạo hình thái ruột và điều hòa miễn dịch.
• Immunoglobulin (Globulin miễn dịch): Protein từ sữa, huyết tương động vật hoặc trứng gà. Chúng là những chất có hoạt tính sinh học cung cấp khả năng miễn dịch thụ động cho động vật và có khả năng ngăn chặn sự bám dính của vi khuẩn gây bệnh vào tế bào biểu mô, ngưng kết vi khuẩn, trung hòa độc tố và bất hoạt virus.
• Lysozyme: Protein chiết xuất chủ yếu từ trứng hoặc sữa, có hoạt tính kháng khuẩn chống lại vi khuẩn Gram dương (gây phân giải thành tế bào) và có đặc tính điều hòa miễn dịch.

Axit amin: Việc sử dụng axit amin kết tinh cho phép giảm mức protein thô trong chế độ ăn (một chiến lược dinh dưỡng để cải thiện sức khỏe đường ruột), cung cấp chính xác hơn cấu hình protein "lý tưởng". Mặt khác, các axit amin threonine, glutamine, arginine và serine có vai trò nổi bật đối với sức khỏe đường ruột do khả năng ảnh hưởng đến sự trao đổi chất và cấu trúc của ruột.

Phytogenic (chiết xuất thực vật): Chúng bao gồm thực vật thơm (thảo mộc và các loại gia vị), chiết xuất thực vật và axit dễ bay hơi (thường được gọi là "tinh dầu"). Các hoạt chất chính là các axit dễ bay hơi (thymol, cinnamaldehyde, β- ioninea và carvacrol) và các hợp chất polyphenolic. Chúng được cho là có khả năng điều hòa đáp ứng miễn dịch và hệ vi sinh vật đường ruột (có tác dụng kháng khuẩn chống lại vi khuẩn gây bệnh).

Nguyên tố vi lượng hoặc nguyên tố hiếm: Chúng cần được dùng với số lượng tối thiểu để hỗ trợ sự tăng trưởng, phát triển và tối ưu chức năng của sinh vật. Quan trọng nhất liên quan đến sức khỏe đường ruột là kẽm, và ở mức độ thấp hơn là đồng, cần thiết cho nhiều quá trình trao đổi chất. Hàm lượng kẽm oxit (ZnO) cao (từ 2000 đến 3500 mg/kg) có thể cải thiện sức khỏe đường ruột bằng cách giảm tác nhân gây bệnh, cải thiện tiêu hóa, chức năng hàng rào và hệ thống miễn dịch của động vật. Tuy nhiên, do các vấn đề môi trường liên quan đến ZnO thông thường, nó đang bị ngừng sử dụng. Hiện nay, các dạng cải tiến mới đang được giới thiệu với hiệu quả điều trị cao hơn với liều lượng thấp hơn như ZnO vi bọc.

Nguyên liệu chức năng

Chất xơ lên men: Sự gia tăng chất xơ có thể lên men cung cấp chất nền cho quá trình lên men của vi khuẩn đại tràng, với những lợi ích bao gồm quần thể vi khuẩn phức tạp hơn, sản xuất nhiều hơn các axit béo chuỗi ngắn tại chỗ và các thay đổi trong đường tiêu hóa và tính toàn vẹn của niêm mạc.

Chất béo không bão hòa đa: Việc bổ sung nó, đặc biệt với axit béo thiết yếu omega-3 (ví dụ, với dầu cá hoặc hạt lanh) có thể mang lại lợi ích ở cấp độ miễn dịch vì là thành phần cấu trúc của màng tế bào, phân tử tín hiệu và tiền chất tổng hợp của eicosanoids (chất kích thích viêm).

Nguồn protein có giá trị sinh học cao và khả năng tiêu hóa cao: Nguồn protein dễ tiêu hóa và ngon miệng được sử dụng rộng rãi trong khẩu phần ăn của heo giai đoạn đầu, không chỉ vì giá trị dinh dưỡng cao mà còn có đặc tính ảnh hưởng đến sức khỏe đường ruột.

• Niêm mạc ruột thủy phân: Nó có độ ngon rất cao và có các peptit hoạt tính sinh học có tác dụng kháng khuẩn và điều hòa miễn dịch.
• Huyết tương heo phun khô: Bao gồm các globulin miễn dịch và peptit truyền miễn dịch thụ động cho heo.
• Lòng đỏ trứng (đã được miễn dịch): Từ những con gà đã được miễn dịch chống lại các mầm bệnh cụ thể. Ngoài hàm lượng protein chất lượng cao, chúng còn chứa các kháng thể có khả năng vô hiệu hóa các mầm bệnh cụ thể.
• Sữa non bò: Nó chứa hàm lượng cao các peptit kháng khuẩn, các globulin miễn dịch và các yếu tố tăng trưởng giúp điều chỉnh khả năng miễn dịch cũng như tạo ra khả năng miễn dịch thụ động chống lại các tác nhân gây bệnh
• Whey: Nó có hàm lượng cysteine ​​cao cung cấp tác dụng điều hòa miễn dịch và góp phần tổng hợp glutathione, một chất chống oxy hóa nội bào mạnh.

Điều chỉnh chế độ ăn

Điều chỉnh lượng protein: Việc giảm lượng protein trong khẩu phần làm giảm vi khuẩn có khả năng lên men, hạn chế sự hiện diện của mầm bệnh và viêm niêm mạc ruột. Tuy nhiên, để giảm lượng đạm xuống mức <180 g/kg, cần bổ sung các axit amin thiết yếu tổng hợp trong khẩu phần.

Chế độ ăn đã lên men trước: Chế độ ăn lỏng đã lên men trước được quan tâm đặc biệt. Quá trình lên men bằng vi khuẩn axit lactic cải thiện sự sẵn có của các chất dinh dưỡng và cũng đã được báo cáo là điều hòa đáp ứng miễn dịch và hệ vi sinh vật đường ruột.

Chế độ ăn có giá trị đệm thấp: Chế độ ăn độ đệm thấp để khóa axit dịch vị, đặc biệt là kết hợp với các thành phần khoáng và protein cô đặc. Chúng đặc biệt hữu ích trên heo con có khả năng axit hóa hạn chế và có thể mang lại những lợi ích như giảm mầm bệnh và cải thiện khả năng tiêu hóa.

Giảm sự hiện diện của các yếu tố kháng dinh dưỡng: Các chất có trong rau củ làm giảm lượng thức ăn ăn vào, giảm khả năng tiêu hóa và/hoặc tăng độ nhớt của thức ăn. Hiện nay trên thị trường có bán các loại thức ăn tinh từ rau củ đã qua chế biến, có nhiều dinh dưỡng hơn và có hàm lượng các yếu tố kháng dinh dưỡng thấp hơn. Ví dụ, protein đậu nành thủy phân cô đặc.