Chuẩn bị đường tiêu hóa để sẵn sàng đối phó với vi khuẩn

Phụ gia thức ăn chức năng đã đóng một vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ sức khỏe đường ruột.

Điều trị với kháng sinh sẽ có 2 tác dụng đối nghịch nhau: 

  1. Thứ nhất, tác dụng ngay lập tức ức chế sự sinh trưởng của vi khuẩn

  2. Thứ hai, ảnh hưởng kéo dài làm tăng sự phát triển của đề kháng kháng sinh

Vi khuẩn có các cơ chế khác nhau để trao đổi thông tin di truyền, cho phép sự đề kháng có thể lan rộng nhanh chóng trong toàn bộ quần thể. Cơ chế đề kháng có thể là: bằng cách biến đổi gen hiện tại (tiến hóa theo chiều dọc), hoặc bằng cách lấy gen mới từ các chủng hoặc các loài khác (chuyển đổi gen theo chiều ngang), điều này có thể xảy ra thông qua liên hợp, chuyển đổi hoặc truyền tải để thích nghi với sức ép chọn lọc trên quần thể vi khuẩn.

Các cơ chế đề kháng của vi khuẩn bao gồm:

- Ngăn chặn các loại thuốc vào môi trường bên trong cơ thể bao gồm các hệ thống tràn đa năng (multidrug efflux systems)

- Phân hủy enzyme, làm bất hoạt kháng sinh thông qua quá trình thay đổi thủy phân và hóa học

- Thay thế các protein mục tiêu là các đích đến của kháng sinh. Giảm tính thấm của kháng sinh cũng là một cơ chế đề kháng đối với một số loại thuốc kháng sinh bao gồm thuốc nhóm beta-lactam, các aminoglycosid, chloramphenicol và quinolon.

Có bằng chứng cho thấy rằng việc thay đổi sự đề kháng kháng sinh trong quần thể vi khuẩn là có thực hiện được nhưng điều này còn phụ thuộc vào các cơ chế kháng thuốc hiện tại bao gồm cả hướng chuyển biến của loài. Việc giảm kháng sinh kết hợp với sử dụng các hợp chất tự nhiên, chẳng hạn như các axit béo chuỗi ngắn và trung bình và một số thành phần thực vật đã cho thấy tác dụng đầy mong đợi trong việc giảm AMR. Một số thành phần tự nhiên có thể đóng một vai trò thiết yếu trong việc thay đổi sự đề kháng kháng sinh bằng cách giúp kháng sinh phục hồi chức năng trị bệnh đã bị cản trở bởi sự gia tăng theo số mũ số lượng các chủng vi khuẩn đề kháng.

Một ví dụ sử dụng Butyrate có bọc, giải phóng chính xác có thể làm giảm sự xâm nhập của một số loài vi khuẩn vào đường ruột, bằng cách kích hoạt tín hiệu tế bào nhân sơ và nhân thực, chứ không phải bằng cách tiêu diệt những vi khuẩn này. Một số phân tử phytogenic có thể làm gián đoạn quá trình phát sinh bệnh của vi khuẩn thông qua các hợp chất kháng khuẩn hoặc giúp tăng cường hoạt động của các kháng sinh. Phytogenic được báo cáo rằng sự ức chế quorum sensing (giao tiếp của tế bào) có thể điều chỉnh sự phát triển của đề kháng cũng như các gen độc hại.

Bổ sung Butyrate bọc, giải phóng chính xác vào khẩu phần giúp các con gà tăng cường chống lại viêm ruột hoại tử và Campylobacter. Ảnh: Jan Willem van Vliet

Cơ hội cho các lựa chọn thay thế

Phụ gia thức ăn chức năng đã đạt đưc sự quan tâm đáng kể vì khả năng cải thiện năng suất của động vật bằng cách duy trì môi trường đường ruột khỏe mạnh, cân bằng hệ vi sinh tối ưu và là nền tảng để ngăn chặn sự xâm nhập của các tác nhân gây bệnh đường ruột. Tuy nhiên, các kháng sinh và phụ gia có đặc điểm rất khác nhau. Thông thường, khi các nhà sản xuất phải đối mặt với nhu cầu hoặc mong muốn giảm bổ sung AGPs cho lần đầu tiên thì có một số người tìm cách loại bỏ kháng sinh và thay thế chúng bằng các thành phần hoạt tính khác có tác dụng tương tự trong thức ăn. Giống như vậy, một số nhà sản xuất muốn giảm thiểu các biện pháp can thiệp thú y thì có thể thử sử dụng các chất phụ gia vào thức ăn để trị bệnh, với hy vọng chúng sẽ hoạt động tương tự như thuốc. Tuy nhiên, những cách tiếp cận này phủ nhận thực tế rằng các chất phụ gia có phương thức hoạt động khác nhau so với thuốc kháng sinh, và cần có sự hiểu biết thấu đáo về các cơ chế này để sử dụng chúng một cách tối ưu. 

Giảm phụ thuộc vào các AGP

Để minh họa điều này, Hình 1 liệt kê một số phương thức hoạt động của AGPs / kháng sinh và phụ gia thức ăn làm tăng sức khỏe đường ruột. Thông thường, có một số cơ chế giống nhau, trong khi một số khác thì khác biệt. Do đó, phụ gia thức ăn chất lượng cao có thể được sử dụng để giảm sự phụ thuộc vào các AGP. Ngoài ra, khi việc sử dụng AGP bị cấm hoặc cần phải hạn chế thì các chất phụ gia giúp tăng cường sức khỏe đường ruột sẽ cần thiết để lấp đầy khoảng trống này và cung cấp các cách thay thế để tăng năng suất động vật.

Hình 1 - Các phương thức hoạt động của AGP và các chất phụ gia thức ăn giúp tăng cường sức khỏe

Trong bệnh viêm ruột hoại tử ở gà thịt, khi bổ sung Butyrate bọc giải phóng chính xác vào khẩu phần gà bị thách thức bệnh thì có tác động hạn chế đến số lượng của Clostridium perfringens trong đường ruột. Tuy nhiên, gà được cho ăn Butyrate bọc giải phóng chính xác lại có điểm tổn thương hoại tử thấp hơn. Những kết quả này phù hợp với giả thuyết rằng khi đưa trực tiếp Butyrate vào đường ruột giúp ngăn ngừa hoặc sửa chữa những điểm tổn thương biểu mô ruột, do đó hạn chế mất chất dinh dưỡng và hạn chế gây viêm, vì điều kiện hạn chế như vậy sẽ có lợi cho sự phát triển quá mức của Clostridium trong giai đoạn sau.

Tương tự, Butyrate có thể tác động đến Campylobacter và Salmonella làm giảm sự xâm nhập vào các tế bào biểu mô, nhưng nó không nên được sử dụng như một loại thuốc kháng sinh mà chỉ được áp dụng trong giai đoạn sản xuất cuối cùng, với hy vọng loại bỏ các yếu tố lây lan từ thú sang người trước khi bị giết mổ. Điều này được chứng minh bằng một thí nghiệm, trong đó bổ sung 0 hoặc 3 kg/T butyrate vào thức ăn của gà thịt bị nhiễm Campylobacter jejuni trong giai đoạn phát triển (Hình 2).

Khi Butyrate được thêm vào tất cả các thức ăn, hoặc từ thời điểm hiện tại trở đi, những con gà bị nhiễm trùng qua đường miệng có số lượng Campylobacter ở manh tràng sẽ giảm đáng kể so với những con ăn khẩu phần đối chứng. Tuy nhiên, việc chỉ bổ sung Butyrate bọc giải phóng chính xác vào khẩu phần khởi động hoặc vào 2 khẩu phần khởi động và vỗ béo thì ít có ảnh hưởng đến số lượng Campylobacter trong manh tràng.

Tóm lại, thuốc kháng sinh, dù được sử dụng như thuốc hoặc AGP thì có thể gây tác dụng trực tiếp và cụ thể đối với vi khuẩn đường ruột. Nhược điểm của phương pháp này là vi khuẩn có thể tạo ra sự đề kháng chống lại một số loại thuốc, gây nguy hiểm cho việc điều trị trong tương lai của con người và động vật bằng thuốc kháng sinh. Các chất phụ gia thức ăn chức năng như Butyrate bọc giải phóng chính xác không điều trị những bệnh cấp tính của vi khuẩn, nhưng nó giúp khắc phụ những hậu quả tiêu cực của một số bệnh nhất định trong giai đoạn sau này. 

Như vậy, các chất phụ gia thức ăn như Butyrate bao bọc giải phóng chính xác có thể là giải pháp an toàn hơn khi chăn nuôi giảm kháng sinh.