Giải mã mối liên hệ giữa stress, nội độc tố và sức khỏe gia cầm

Đánh giá các tác nhân gây stress cho gia cầm

30 tháng 10 năm 2023

Dinh dưỡng EW

Căng thẳng có thể được định nghĩa là bất kỳ yếu tố nào gây ra sự gián đoạn cân bằng nội môi, gây ra phản ứng sinh học để lấy lại trạng thái cân bằng . Chúng ta có thể phân biệt bốn loại yếu tố gây căng thẳng chính trong ngành chăn nuôi gia cầm:

• Công nghệ: liên quan đến các sự kiện và điều kiện quản lý
• Dinh dưỡng: liên quan đến sự mất cân bằng dinh dưỡng, chất lượng thức ăn và quản lý thức ăn
• Gây bệnh: bao gồm các thách thức về sức khỏe.
• Môi trường: những thay đổi về điều kiện môi trường

Trong thực tiễn chăn nuôi gia cầm, nhiều yếu tố căng thẳng xảy ra đồng thời. Tác dụng của chúng cũng có tính chất cộng hưởng, dẫn đến căng thẳng mãn tính. Con vật không lấy lại được cân bằng nội môi và liên tục đi chệch hướng trong việc sử dụng các nguồn tài nguyên thông qua tình trạng viêm và chức năng hàng rào ruột, do đó dẫn đến thay đổi hệ vi sinh vật. Hậu quả là phúc lợi, sức khỏe và năng suất bị tổn hại.

1. Nội độc tố là gì

Lipopolysacarit vi khuẩn (LPS), còn được gọi là nội độc tố, là thành phần chính của màng ngoài của tất cả các vi khuẩn gram âm và rất cần thiết cho sự sống sót của chúng. LPS tiếp xúc trực tiếp với môi trường xung quanh vi khuẩn và hoạt động như một cơ chế bảo vệ chống lại phản ứng miễn dịch của vật chủ và các cuộc tấn công hóa học từ muối mật, lysozyme hoặc các chất chống vi trùng khác.

Vi khuẩn gram âm là một phần của hệ vi sinh vật của động vật; do đó, luôn có LPS trong ruột. Trong điều kiện tối ưu, điều này không ảnh hưởng đến con vật vì các tế bào biểu mô ruột không phản ứng với LPS khi bị kích thích từ phía đỉnh. Trong tình huống căng thẳng, chức năng hàng rào ruột bị suy giảm, cho phép nội độc tố đi vào máu. Khi LPS được hệ thống miễn dịch phát hiện trong máu hoặc ở phần cơ bản của ruột, tình trạng viêm và thay đổi cấu trúc và chức năng biểu mô ruột sẽ xảy ra.

2. Đường ruột bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi căng thẳng

Ngay cả khi không có tổn thương trực tiếp đến ruột, các tín hiệu từ não có thể thay đổi các chức năng khác nhau của đường ruột, bao gồm cả khả năng miễn dịch. Căng thẳng có thể dẫn đến rối loạn chức năng, cũng như viêm và nhiễm trùng đường ruột. Các tín hiệu xuôi dòng hoạt động thông qua trục não-ruột, kích hoạt sự hình thành các loại oxy và nitơ phản ứng cũng như các yếu tố gây viêm cục bộ và các cytokine tuần hoàn, ảnh hưởng đến cân bằng nội môi đường ruột, hệ vi sinh vật và tính toàn vẹn của hàng rào.

Căng thẳng sau đó dẫn đến tổn thương tế bào, chết theo chương trình và làm tổn thương các mối nối chặt chẽ. Vì lý do này, các chất trong dạ dày, bao gồm cả chất độc và mầm bệnh, sẽ rò rỉ vào máu. Ngoài ra, khi bị căng thẳng, hệ vi sinh vật đường ruột sẽ xuất hiện và tăng lên trên vi khuẩn gram âm (GNB). Ví dụ, một nghiên cứu của Minghui Wang và các cộng tác viên (2020) cho thấy GNB tăng 24% và độ giàu thấp hơn ở manh tràng của những con gà mái tơ chịu áp lực nhiệt nhẹ (tăng nhiệt độ môi trường từ 24 đến 30°C).

Cả hai yếu tố này, tổn thương hàng rào và sự thay đổi trong hệ vi sinh vật, tạo điều kiện thuận lợi cho nội độc tố di chuyển vào dòng máu, thúc đẩy tình trạng viêm mãn tính toàn thân

3. Những loại yếu tố căng thẳng nào kích hoạt sự xâm nhập của nội độc tố vào máu?

   3.1. Căng thẳng công nghệ

Các hoạt động và sự kiện quản lý khác nhau có thể được sinh vật của động vật coi là tác nhân gây căng thẳng. Một trong những ví dụ phổ biến nhất là mật độ nuôi , được định nghĩa là số lượng gà hoặc tổng trọng lượng sống của gà trong một không gian cố định. Mật độ cao có liên quan đến căng thẳng và giảm năng suất vật nuôi.

Một nghiên cứu từ Đại học Chung-Ang vào năm 2019 cho thấy gà thịt có mật độ thả 30 con/m2 có LPS máu cao gấp hai lần so với gà nuôi ở mật độ thả giống này. Hơn nữa, trọng lượng cơ thể của những con chim ở nhóm mật độ cao thấp hơn 200g so với những con chim ở nhóm mật độ thấp. Nghiên cứu kết luận rằng mật độ nuôi cao là yếu tố có thể phá vỡ hàng rào ruột.

1. 3.2. Căng thẳng dinh dưỡng

Thức ăn cung cấp cho vật nuôi sản xuất được thiết kế để góp phần thể hiện tiềm năng di truyền của chúng, mặc dù một số thành phần thức ăn cũng là tác nhân gây viêm liên tục. Các yếu tố kháng dinh dưỡng, lipid bị oxy hóa và độc tố nấm mốc gây ra phản ứng viêm ở mức độ thấp.

Ví dụ, khi độc tố nấm mốc được ăn vào và hấp thụ, chúng sẽ gây ra căng thẳng và làm suy giảm khả năng miễn dịch ở động vật. Tác dụng của chúng bắt đầu ở đường tiêu hóa và kéo dài từ việc phá vỡ khả năng miễn dịch đến làm suy yếu chức năng hàng rào ruột, gây nhiễm trùng thứ cấp. Độc tố nấm mốc có thể làm tăng nguy cơ nội độc tố theo nhiều cách:

• Bằng cách gây ra những thay đổi trong hệ vi sinh vật đường ruột làm tăng vi khuẩn gram âm
• Bằng cách phá vỡ chức năng hàng rào ruột , cho phép nội độc tố (cũng như các chất độc và mầm bệnh khác) vượt qua hàng rào ruột và đi vào máu
• Bằng cách thay đổi phản ứng miễn dịch , liều thấp độc tố nấm mốc, chẳng hạn như trichothecenes, gây ra sự điều hòa tăng của các cytokine gây viêm. Có thể suy ra sức mạnh tổng hợp có thể xảy ra vì khi chúng ở cùng nhau, tác dụng có thể kéo dài và cần liều lượng thấp hơn để được kích hoạt.

 

(Từ trong sơ đồ: Control – Đối chứng, Lesion Score – Điểm tổn thương)

Điểm LPS trong máu và tổn thương đường ruột của gà thịt được thử với 200ppb AFB1 + 350 ppb OTA từ 1 đến 21 ngày tuổi không sử dụng và có sản phẩm chống độc tố từ EW Nutrition GmbH (từ Caballero và cộng sự, 2021).

Một nghiên cứu được thực hiện bởi EW Nutrition (Hình 1) cho thấy sự gia tăng các tổn thương đường ruột và nội độc tố trong máu sau khi thử thách độc tố nấm mốc 200pbb Aflatoxin B1 + 360ppb Ochratoxin ở gà thịt lúc 21 ngày tuổi. Những gà được thử thách có biểu hiện tổn thương và nội độc tố trong máu nhiều gấp hai lần so với những gà ở nhóm đối chứng không bị thách thức. Việc sử dụng chiến lược giảm thiểu phù hợp, một sản phẩm dựa trên bentonite, thành tế bào nấm men và chất phytogenics (EW Nutrition GmbH) đã ngăn chặn thành công những tác động này vì nó không chỉ giảm thiểu độc tố nấm mốc mà còn nhắm mục tiêu vào nội độc tố trong ruột.

 

(Từ trong sơ đồ: fold vs control- số lần so với đối chứng)

Tăng LPS toàn thân (so với đối chứng lành mạnh) sau thử NE (từ Chen và cộng sự, 2015, Li và cộng sự, 2018 & Liu và cộng sự, 2018)

1. 3.3. Gây bệnh

Bệnh đường ruột gây ra những thay đổi trong hệ vi sinh vật, làm giảm sự đa dạng và tạo điều kiện cho mầm bệnh phát triển mạnh. Trong bệnh viêm ruột hoại tử (NE) lâm sàng và cận lâm sàng, quần thể GNB trong ruột, bao gồm cả Salmonella và E.coli cũng tăng lên. Các tổn thương liên quan đến mầm bệnh làm tổn hại đến tính thấm của biểu mô và chức năng hàng rào ruột, dẫn đến sự di chuyển của vi khuẩn và LPS (Hình 5) vào máu và các cơ quan nội tạng.

1. 3.4. Môi trường căng thẳng

Căng thẳng nóng và lạnh cấp tính và mãn tính làm tăng tính thấm của ruột, bằng cách tăng căng thẳng oxy hóa trong ruột và phá vỡ sự biểu hiện của các protein liên kết chặt chẽ.  Điều này dẫn đến tổn thương và phá hủy các tế bào ruột, gây viêm và mất cân bằng hệ vi sinh vật. Sự giải phóng và di chuyển nội độc tố tăng lên đã được chứng minh trong stress nhiệt (Hình 3), cũng như biểu hiện cao hơn của TLR-4 và tình trạng viêm.

Tăng LPS toàn thân (so với đối chứng không bị stress) sau các thử thách stress nhiệt khác nhau ở gà thịt: tăng 16°C trong 2, 5 và 10 giờ (Huang và cộng sự, 2018); 9°C tăng trong 24 và 72 giờ (Nanto-Hara và cộng sự, 2020); 10°C liên tục trong 3 và 10 ngày và 15°C 4 giờ mỗi ngày trong 3 và 10 ngày (Alhenaky et al., 2017)

Chu và cộng tác viên (2021) đã chỉ ra rằng 72 giờ xử lý ở nhiệt độ thấp ở gà thịt non làm tăng tình trạng viêm ruột và biểu hiện các protein liên kết chặt chẽ, trong khi nội độc tố trong máu cao hơn cho thấy sự phá vỡ hàng rào ruột. Kết quả là căng thẳng làm giảm tăng trọng cơ thể và tăng tỷ lệ chuyển hóa thức ăn.

Một thí nghiệm được thực hiện bởi EW Nutrition GmbH với mục tiêu đánh giá khả năng của một sản phẩm giảm thiểu độc tố trong việc cải thiện LPS do stress nhiệt gây ra. Trong thí nghiệm, 1760 con gà mái tơ Cobb 500 được chia thành hai nhóm và mỗi nhóm được nhốt vào 11 chuồng gồm 80 con gà mái trong một chuồng. Một nhóm được cho ăn thức ăn có chứa 2kg/tấn sản phẩm ngay từ ngày đầu tiên. Từ tuần thứ 8 đến tuần thứ 12, nhiệt độ trong chuồng tăng 10°C trong 8 giờ mỗi ngày.

Trong suốt giai đoạn stress nhiệt, LPS máu (Hình 4) thấp hơn ở gà hậu bị nhận sản phẩm, điều này cho phép giảm tình trạng viêm, bằng chứng là biểu hiện TLR4 thấp hơn (Hình 5). Căng thẳng oxy hóa cũng được giảm thiểu nhờ sự trợ giúp của sự kết hợp các phân tử thực vật trong sản phẩm, cải thiện 8,5% khả năng chống oxy hóa tổng thể trong huyết thanh (TAC), được hỗ trợ bởi sự gia tăng superoxide effutase (SOD glutathione peroxidase (GSH) và giảm malondialdehyd (MDH).

 

(Từ trong sơ đồ: Fold relative to solid Max 2.0 – Số lần so với Max 2.0 đậm đặc; Heat stress: sốc nhiệt, week: tuần)

LPS trong máu và sự biểu hiện của thụ thể giống số 4 (TLR4) trong tế bào lympho của gà hậu bị trước (tuần 6) và khi bị stress nhiệt (tuần 9 và 10). (*) biểu thị sự khác biệt đáng kể (P<0,05) và (‡) xu hướng khác biệt so với nhóm đối chứng (P<0,1).

Hình 4 và 5 : LPS máu và biểu hiện của thụ thể giống toll 4 (TLR4) trong tế bào lympho của gà hậu bị trước (tuần 6) và khi bị stress nhiệt (tuần 9 và 10). (*) biểu thị sự khác biệt đáng kể (P<0,05) và (‡) xu hướng khác biệt so với nhóm đối chứng (P<0,1).

4. Trong thực tiễn: không có viên đạn bạc

Trong chăn nuôi gia cầm thương mại, vô số yếu tố gây căng thẳng có thể xảy ra cùng một lúc và một số yếu tố gây ra một chuỗi các sự kiện gây tổn hại đến sức khỏe và năng suất của vật nuôi. Giảm thiểu giải pháp làm nhẹ LPS là một cách tiếp cận đơn giản đến mức đáng ngờ. Tuy nhiên, đây phải là một phần của chiến lược nhằm đạt được sức khỏe và năng suất vật nuôi tốt hơn. Trên thực tế, chỉ riêng sản phẩm giảm thiểu độc tố của EW Nutrition đã giúp gà hậu bị cải thiện được 3% trọng lượng cơ thể và chuyển hóa thức ăn tích lũy thấp hơn 9 điểm (hình x).

Giữ cho vật nuôi không bị căng thẳng nhất có thể là ưu tiên thực sự của người chăn nuôi gia cầm, vì nó thúc đẩy sức khỏe vật nuôi cũng như tính toàn vẹn và chức năng của hàng rào ruột. An toàn sinh học, môi trường tốt, dinh dưỡng và thực hành quản lý tốt là rất quan trọng; việc sử dụng các chất phụ gia thức ăn để giảm hậu quả của những căng thẳng không thể tránh khỏi cũng hỗ trợ rất nhiều cho lợi nhuận của hoạt động chăn nuôi gia cầm.

Võ Văn Sự dịch từ: EW Nutrition. 30 October 2023. Decode the connection between stress, endotoxins, and poultry health. https://www.thepoultrysite.com/articles/decode-the-connection-between-stress-endotoxins-and-poultry-health