A. Sacranie – Technical Director Poultry, Alltech
International Poultry Production, Volume 16, Number 8

Всяка стратегия за подобряване на здравето и продуктивността на птиците е свързана с интегритета на гастро-интестиналния тракт (ГИT). Доктор Eckman от Университета Auburn, Alabama го описва като „двигател, който управлява всички останали. Неговият интегритет от първия ден до реализацията, е от първостепенно значение за  проявяването на генетичния потенциал на бройлерите.” Следователно, от съществено значение е да имаме основни познания за това как функционира гастро-интестиналния тракт в ролята си на основен орган, влияещ върху имунитета, здравето и продуктивността. Основната роля на стомашно-чревния тракт е извличането на хранителни вещества от приетата храна и тяхното абсорбиране в кръвния поток. Следователно ГИТ представлява основно свързващо звено между външната среда и метаболизма на организма.

Интегритетът на гастро-интестиналния тракт е застрашен от въздействието на патогени, хранителни токсини и вредни метаболити, продуцирани от нормалната микрофлора в организма. Факт е, че дори малки промени в състава на дажбите могат да окажат огромно въздействие върху чревното здраве, особено при младите птици. За  преодоляването на тези постоянни предизвикателства, ГИТ има редица защитни механизми и бариери, които го протектират от неблагоприятните промени в околната среда.

Гастро-интестинална защита
Напълно оформеният гастро-интестинален тракт е сложен баланс между нормалната микрофлора в организма, имунните медиатори и епителните клетки. Основен механизъм на ГИТ при външни въздействия е бързата регенерация на епителни клетки, както и на защитния мукозен слой на червата. Тъканите на стомашно-чревния тракт представляват само 5% от телесното тегло, но за сметка на това, за функционирането му са необходими 15-30% от потреблението на кислород и обмяната на протеини в целия организъм, причина за което е бързия метаболизъм и регенерация на епителни клетки.

Количеството на различните бактерии в ГИТ е 10 пъти по-голямо от количеството на клетките на организма. Тази микробна популация изпълнява важна отбранителна роля по отношение на „конкурентното изключване“ на патогенните видове, което прави колонизацията им много трудна. Спрямо условно патогенните микроорганизми (резидентна микрофлора), гостоприемникът е изградил свои защитни механизми – физични и химични бариери образувани от стомашния епител. Тяхното действие е подсилено от т.нар. придобит имунен отговор на мукозните повърхности. По време на имунния отговор се продуцират Т- и В- антиген специфични клетки, които регулират условно патогенната микрофлора и възпалителните процеси в организма. Чревните епителни клетки продуцират лизозими и дефензини, които директно инхибират микробния растеж и адхезия. Своеобразна защитна бариера предста вляват и антимикробните пептиди и секреторните антитела, намиращи се непосредствено на епителната повърхност. Като допълнение, епителните клетки отделят и някои цитокини, включително интерлевкини, моноцито-хемотаксисен протеин 1 (MCP-1), гранулоцито-макрофагиален колоно стимулиращ фактор (GM-CSF), тумор некротизиращ фактор (TNF-a) и трансформиращ растежен фактор Р (TGF-p). Необходимо е да се отбележи обаче, че връзката между антигенната същност на условно патогенната микрофлора и чувствителността на клетките гостоприемници може лесно да бъде нарушена.

Мукозен слой
Защитният мукозен гел е съставен от муцинови гликопротеини, които са синтезирани и секретирани от гоблетни клетки, покриващи стомашно-чревния епител. Присъствието на сиалова киселина и сулфати води до цялостен Хранителни стратегии с цел подобряване на здравето и продуктивността в птицевъдството A. Sacranie – Technical Director Poultry, Alltech International Poultry Production, Volume 16, Number 8 отрицателен заряд на муциновия гел, който е важен при улавянето на токсични метали като алуминий и др. и поради това им пречи да бъдат абсорбирани в кръвния поток.

Основната защитна функция на муцините е да свързват потенциалните патогени и да ги елиминират. В същото време посредством специфични компоненти те подпомагат адхезията на полезните бактерии и тяхната нормална колонизация. Независимо от това, някои патогени като Salmonella typhimurium са развили механизми за проникване през мукозната бариера. Условно патогенната (резидентна микрофлора) на гастро-интестиналния тракт също може да представлява заплаха за чревното здраве и за целия организъм. Чрез бактериално разграждане на тирозин и триптофан в червата се получaват високо токсични фенолни и ароматни съединения. По същия начин протеолитичната ферментация може да доведе до получаване на токсични нива на амоняк, които негативно повлияват върху развитието на чревната лигавица и намалят височината на чревните вили. Амонякът в дебелото черво от своя страна, може свободно да преминава през чревната стена и да въздейства и на други тъкани на тялото. Произведеният и абсорбиран амоняк трябва да се екскретира като пикочна киселина, което отнема от енергията необходима за продуктивността на птиците.

Естествени заместители на антибиотиците
За щастие съществуват естествени алтернативи на антибиотиците (EAA) които са ефективни в постигането на оптимално здраве на стомашно-чревния тракт. Макар много от тях да не функционират чрез намаляване на цялостното микробно натоварване в ГИТ, те променят микробния профил на червата чрез ограничаване на колонизацията на патогенни бактерии, като същевременно стимулират растежа на полезната микрофлора.

Манан олигозахариди
Олигозахаридите оказват значителен стимулиращ ефект върху прираста на птиците посредством повишаване устойчивостта им към чревните патогени. Манан олигозахаридите (MOС) успешно предотвратяват прикрепянето на бактериите към клетките на гостоприемника чрез блокиране на рецепторите по повърхността на патогените посредством свързване с богати на маноза структури (Фиг. 2).

Според Spring et al. (2002), MOС значително намаляват разпространението и концентрацията на различни щамове на Salmonella, както и на Е. coli в цекума на бройлери, както и редуцират промените предизвикани от тези организми. Въз основа на всички научни публикации и изследвания, достоверно е доказано, че МОС повишават устойчивостта на птиците към чревните заболявания като:

• Инхибират колонизацията на чревните патогени чрез блокиране на бактериалната адхезия;
• Повишават имунитета;
• Въздействат на бактериалната ферментация, което е благоприятно за осигуряването на хранителни вещества за организма;
• Усилват интегритета на муциновата бариера;
• Понижават скоростта на подмяна на ентероцитите;
• Наскоро беше демонстрирано, че MOС може ефективно да блокира трансфера на антибиотична резистентност към Salmonella.

Лечебни растения и екстракти
Някои билки и растителни екстракти упражняват антимикробен ефект in vivo и това се демонстрира с появата на нови продукти, особено в областта на контрола на кокцидиозата по птиците. Кокцидийните инфекции предразполагат към появата на заболявания, като от особено значение е Некротичния ентерит (NE), причинен
от Clostridium perfringens.
Сравнявани са ефектите от използването на хранителната добавка Natustat (продукт на растителна основа) и Salinomycin при бройлерни стада с изменения в резултат на кокцидиоза. Резултатите показаха:

• Интензивността на лезиите, които са наблюдавани по време на целия период на обследване са редуцирани при пробите от групите третирани с Natustat и Салиномицин, сравнени с пробите на нетретираните групи;
• Средно дневният прираст и конверсията на фураж са значително по-добри и при двете третирани групи в сравнение с нетретираната.

В резултат на проведените опити заключението е, че Natustat и Salinomycin са с еквивалентно действие по отношение на редуциране на отрицателните ефекти, свързани с Кокцидиозата при бройлерите.

Подобряване на смилаемостта на дажбата
Усвояемостта на зърното в дажбата може значително да се подобри чрез добавяне на ензими - ксиланази, фитази, протеази и β-глюканази:

• Не добре усвоеният протеин предразполага към продуциране на токсични метаболити (амоняк и биогенни амини) от бактериите в задните отдели на червата;
• Дажбите за птици, съставени предимно от пшеница и ечемик, богати на нескорбялни полизахариди (NSP), предразполагат в по-висока степен към ентеритни заболявания като например некротичен ентерит;
• Дажбите с преобладаващи NSP могат значително да увеличат чревната популация на патогените за сметка на полезните бактерии;
• Водоразтворимите NSP повишават вискозитета в храносмилателната система, като така намаляват скоростта на преминаване на хранителните вещества през червата и количеството на наличния кислород, което стимулира анаеробната чревна ферментация. Пролиферацията на анаеробни бактерии води до намаляване на броя на полезните бактериални популации. 

Добавянето на ензими в дажбата допринася за по-добро храносмилане и предоставя достъпни хранителни вещества за организма. Ензимите също променят чревните бактериални популации и намаляват смъртността. По-доброто храносмилане и по-добрата абсорбция в тънките черва ограничават наличието на хранителни вещества за условно патогенната микрофлора. Според Rosen (2001) ефектът от ензимите върху прираста и разхода на фураж е почти еквивалентен на този на антибиотиците.

При специални технологии, в резултат на инкубиране на негенетично модифицирани организми върху полутвърд субстрат едновременно се продуцират различни ензими. Например ензимният комплекс получен при твърдофазна ферментация (SSF), съдържа разнообразни ензимни активности, които не се намират в ензимни препарати получени в условия на водна ферментация. Тъй като смилаемостта на храната in vivo зависи не само от един ензим, е обяснимо, че няколко ензима работещи в синергизъм са много по-ефективни. Такъв пример е ензимния комплекс (Allzyme SSF/ Synergen), който подобрява смилаемостта на азота и фосфора при бройлери и носачки (Табл. 1). Авторите съобщават и за по-добра продуктивност на птиците: увеличаване на живото тегло при бройлерите с 3,8 % и увеличаване на носливостта при кокошки носачки с 2,3% (Табл. 2).

Микроелементи
Изискванията на гастро-интестиналния тракт и другите тъкани на животнския организъм са високи към основните микроелементи като мед, цинк, желязо и манган.  Традиционно се смята, че повишените нива на мед (Cu) стимулират растежа благодарение на неговото антибактериално действие в стомашно- чревния тракт. По-нови данни сочат, че Cu действа чрез свои специфични механизми, като се наблюдава зависимост между прираста и бионаличността на източника на мед.

Една от функциите на отрицателно заредения мукозен слой, покриващ вилите, е да защити организма от абсорбция на положително заредени токсични йони, като  алуминий. Едновременно с това обаче, мукозният слой свързва и други позитивно заредени метални йони от дажбата, включително мед, цинк, манган и желязо.  Тривалентните йони се свързват по-силно от двувалентните йони. По този начин се забавя преминаването им през мукозния слой, което намалява общата им  бионаличност. Освен това, мукозния слой е покрит с плътен слизест слой. Тук рН се регулира от киселини и бикарбонати, секретирани от мукуса. Нивото на рН е такова, че хидролитичните метали (мед, цинк, желязо и манган) претърпяват реакции на полимеризация като се образуват големи неразтворими метални оксиди и хидроокисни комплекси, които не могат да се абсорбират. Защитата на такива микроелементи от негативни въздействия е важна за да се постигне тяхната максимална  бионаличност и усвоимост. Съвременните технологии дават възможност важните минерали като Cu да се хелатират до аминокиселини и малки пептиди. По този начин заряда им се редуцира или тотално „маскира” и те се предпазват от преципитация. Така те да могат да преминат безпрепятствено през отрицателно заредения мукозен слой до местата на абсорбция, разположени върху епитела. Многобройни опити при бройлери са показали, че тези механизми на транспорт на важните микроелементи значително увеличават тяхната биоусвоимост.

Най-коментирания микроелемент по отношение ролята му в подобряване на здравето и продуктивността е органичният селен. Той е най-изследваният и най-проучваният в последните години минерал. При бройлерните родителски стада проучването се съсредоточава върху ефектите на Se върху плодовитостта, люпимостта и качеството на еднодневните пилета.
Опитите, проведени при бройлери показват положителни резултати по отношение на конверсията на фураж, оперяването и качеството на месото. При носачките ползите са свързани предимно с качеството и свежестта на яйцата.

Ефект върху ембрионите
Благоприятните ефекти от включването на органичен селенопротеин в дажбите на кокошките са безспорно доказани при всички видове родителски стада. Това се дължи на способността на селена да навлиза във вътрешността на яйцето във форма достъпна за развиващия се ембрион. Положителните резултати от органичния селен (Sel-Plex, Alltech Inc), включен в дажбите на родителските стада, могат да се видят при пилетата след излюпване. Натрупването на селен в яйцата е практически в линейна зависимост от концентрацията на селен в дажбата до достигане на 0,5 ppm, като най-високата концентрация е в жълтъка. По-нататък това води до трансфериране на елемента в ембрионите по време на инкубация (фиг. 3).

При работа с бройлерни родителски стада, Surai (2000) показва, че повишените нива на селен в дажбата на родителите са довели до:

• увеличаване на съдържанието на селен в черния дроб и мозъка на пилешкия ембрион, като тези промени са продължили до 10 дни след излюпването;
• повишаване на глутатион-пероксидазната активност при новоизлюпените пилета, което значително допринася за подобряване на техния антиоксидантен статус. Като положителен резултат е по-добрата приспособяемост на пилетата при стрес, предизвикан от заболяване (фиг. 4).

Ефект при родители
При оплождането, сперматозоидите трябва да пенетрират вътрешната вителинова мембрана, докато яйцето е все още в инфундибулума на яйцепровода. Това означава, че оплождането се случва преди да се оформи външната мемрана. Сперматозоидите трябва да разградят част от вътрешната мембрана за да достигнат ядрото на  яйцеклетката. Чрез преброяване на проникванията, направени от сперматозоидите във вътрешната вителинова мембрана е възможно да се осъществи оценка на плодовитостта. Благодарение на новите технологии, този анализ може да се извърши и на живи птици. Посредством светлинна микроскопия е възможно да се преброят отворите направени от сперматозоидите във вътрешната вителинова мембрана при птиците с добавен селенопротеин в дажбите. Изследванията са осъществени в два периода: 2-4 дни и 5-7 дни след инсеминацията.
 

Установява се, че в стадото с добавен органичен селен, броят на отворите във вътрешната вителинова мембрана 2-4 дни след инсеминация е значително по-голям в сравнение с тези, хранени с дажба съдържаща неорганичен селен (Фиг. 5). Тези резултати се потвърждават от Renema (2003), който докладва и за други икономически параметри като продуктивност, фертилитет, люпимост и качество на яйчната черупка. Renema стига до заключението, че включването на селен подобрява репродуктивните параметри, а когато селенът е органичен се подобряват производствените показатели (Фиг. 6 и 7). Предимствата при кокошки, приемали органичен селен в сравнение с тези приемали натриев селенит са следните:

• с 5 броя повече яйца;
• с 5,6 броя повече яйца годни за инкубация
• 7% по-висока средна продуктивност след 49-седмична възраст.

Броят на птиците, останали в производство след 49-седмична възраст, е 100% при тези, изхранвани с органичен селен (Sel-Plex) и 90%

Ефект върху петлите
Известно е, че селенът участва в мъжкия фертилитет, и че е важен компонент на антиоксидантния ензим глутатион пероксидаза (PHGPx). PHGPx е важен за  сперматозоидите и има много функции (Ursini et al, 1999). Авторите съобщават, че PHGPx се намира в тестисите, където ролята му е да осигури антиоксидантна защита
на сперматозоидите. Високи концентрации на PHGPx има и в митохондриите, разположени в областта на шийката на сперматозоида и изпълняващи структурна функция. Тъй като семенната течност съдържа високи концентрации на полиненаситени мастни киселини, защитата от образуване на хидропероксид е важна част от поддържането на жизнеспособността на сперматозоидите.
Според Edens (2002), дори когато основната дажба съдържа относително високо ниво на селен (0,28 ppm), добавянето на органичен селен под формата на Sel-Plex е било в състояние да редуцира честотата на аномалии при сперматозоидите и да намали възрастта, в която започва сперматогенезата при петлите (Табл. 3).

Ефект върху бройлерите
Икономическият ефект от храненето на бройлери с добавен органичен селен е изследван от Naylor et al (2000). В проучването, бройлерите са хранени с дажби, съдържащи две нива на селен (0,1 ppm или 0.25 ppm), с източник селенит или органичен селен, и са отглеждани до 38 дневна възраст. Наблюдава се бърз растеж (3,86 кг на 38 дни), който статистически не е повлиян от добавката на селен. Конверсията на фуража (FCR) обаче се е подобрила с повече от 0,05 когато нивото на Se е повишено от 0,1 ppm на 0,25 ppm. Данните са статистически достоверни (P <0,02) и показват значението на по-високите нива на селен. При извършена оценка на оперението на 10 броя птици от група на 37 дневна възраст, резултатите са значително по-добри при по-високо ниво на селен (P <0,01). При направени замервания на влагозадържащата способност на заклани и охладени птици, съхранявани за 24 часа при 3 ° С е установено, че при тези хранени с по-високо ниво на селен, загубата на телесни течности е значително по-малка в сравнение с по-ниските нива на Se. Източникът на селен също има огромно значение. Загубата на телесен сок е по-малка при бройлери, в чиито дажби е присъствал органичен селен.

Кокошки носачки: качество на яйцата
Проучванията показват, че добавката на селен при храненето на кокошки може да подобри свежестта на яйцата и здравината на техните черупки.
При проведени опити носачките са хранени с фураж без селен и с 0,3 ppm селенит или органичен селен. Събирането на яйцата е на 21 и 42 ден от началото на прилагането на различните дажби. Резултатът е, че птиците хранени с органичен селен, снасят яйца със значително по-здрави черупки, отколкото тези, хранени с неорганичен селен или без добавка на селен. Яйцата от птици, хранени с органичен селен за 42 дни, имат значително по-високи стойности на Haugh единици (измерващи свежестта на яйцето) след  седемдневно съхранение.
Rutz et al (2003) съобщават, че при добавянето в дажбите на носачки на органичен селен се подобрява цвета на жълтъка. Интензивността на жълтъчния пигмент е в линейна зависимост от дозата на селена.

Заключения
Здравата храносмилателна система е от съществено значение за оптималната продуктивност на животните и птиците. Същевременно тя е доста уязвима откъм  въздействия и заболявания, тъй като притежава голяма повърхност, тежко микробно натоварване и е основната връзка между външната среда и организма. Традиционно, антибиотиците са били използвани за усилване на естествените защитни механизми на червата, за превенция на заболявания, а в субтерапевтични нива за стимулиране
на растежа и подобряване на ефективността. Забраната на антибиотиците като растежни стимулатори обуслови важността за производителите да осигурят работещи естествени алтернативи, които да запазят здравето и продуктивността на птиците.
Натрупани са голямо количество данни, които демонстрират жизненоважните функции на селена в метаболизма на организма. Той е мощен антиоксидант. Като компонент на антиоксидантната защитна система, селенът има централна роля в поддържане на хомеостазата и в предотвратяване на преждевременната клетъчна смърт. Важна функция е участието му в тиоредуксин редуктазите, които елиминарат свободните радикали. Селенът участва в регулацията на синтеза на тиреоидните хормони, като по този начин играе основна роля в метаболизма. Тези биохимични функции обуславят неговия ефект върху икономически значими параметри в птицевъдството, като фертилитет, репродукция, конверсия на фураж и качество на месото.