Morbiditatea și mortalitatea vițeilor reprezintă pierderi financiare majore pentru mulți producători de lactate. Una dintre cauzele principale ale mortalității vițeilor este diareea cauzată de infecțiile bacteriene intestinale.

În mod tradițional, antibioticele formulate în înlocuitorii de lapte au fost folosite ca tratamente preventive. Cu toate acestea, pe măsură ce îngrijorarea consumatorilor cu privire la rezistența la antibiotice a crescut, interesul pentru suplimentele alternative a crescut.

Prebioticele, care sunt ingrediente alimentare nedigerabile de enzimele animale, și probioticele, care sunt bacterii benefice, sunt două alternative propuse pentru antibiotice pentru a reduce diareea și a îmbunătăți imunitatea vițeilor.

În acest sens, a fost realizat un studiu foarte interesant, rezumat în raportul cu titul ”Effects of a prebiotic supplement on health of neonatal dairy calves” realizat de A.J. Heinrichs, C.M. Jones, J.A. Elizondo-Salazar, S.J. Terrill de la Department of Dairy and Animal Science, The Pennsylvania State University.

Trei grupe de tratament

În acest studiu, 75 de viței Holstein au fost repartizați aleatoriu la unul dintre cele 3 tratamente: martor (C; fără aditivi), tratament cu antibiotice (A; oxitetraciclină 0,220 g/kg și neomicină bază 0,441 g/kg) și supliment prebiotic (PB; 20). g/zi Prebio Support™, Meiji Feed Co., Ltd. Tokyo, Japonia).

Scorurile la nivelul gambelor, respiratorii și aspectul general nu au fost afectate de tratament. Nu au fost detectate diferențe statistice în niciuna dintre datele de sănătate colectate; cu toate acestea, tratamentul C a avut aproape de două ori mai mulți viței care au curățat și au refuzat hrana decât tratamentele A și PB.

Populațiile de bacterii benefice și patogene din fecale nu au fost în general afectate de tratamente. Cu toate acestea, vițeii tratați cu PB au avut o tendință generală pentru mai mulți lactobacili în fecale decât vițeii hrăniți A (P = 0,08), iar populația de Enterobacter a fost mai mare la vițeii C decât la vițeii aflați în tratamentul A în săptămâna 4 (Pb0,05).

A existat o tendință ca tratamentul cu PB să aibă populații crescute de specii benefice de bacterii în timpul săptămânii 2. Populațiile de limfocite purtătoare de markeri CD4 și CD8 nu au fost afectate de tratament.

Concentrația IgA/fecale a scăzut pe măsură ce vârsta vițeilor a crescut, cea mai mare concentrație în săptămâna 2 (Pb0,01) pentru toți vițeii. Nivelurile de IgA fecale au fost numeric mai mari pentru grupul PB în săptămânile 2 și 4.

Atât tratamentele cu PB, cât și cu A au afectat parametrii fecale, PB având efecte pozitive în mai multe zone. Deoarece vițeii din acest studiu au fost în general sănătoși, beneficiile observabile ale tratamentelor au fost probabil minimizate.

O condiție esențială

Stocul de vite tânăr sănătos este esențial pentru o producție de lapte de succes și profitabilă, iar metodele de îmbunătățire a creșterii și a sănătății vițeilor sunt cercetate în mod continuu. Cu toate acestea, unele metode tradiționale de îmbunătățire a sănătății și creșterii animalelor au fost supuse controlului public, inclusiv antibioticele utilizate pe scară largă în industria înlocuitorilor de lapte (Heinrichs et al., 1995).

S-a demonstrat că rezistența la antibiotice a bacteriilor intestinale ale vițeilor crește pe măsură ce doza de penicilină hrănită în lapte crește (Langford și colab., 2003). În plus, antibioticele pot elimina flora intestinală benefică și nu stimulează sau susțin sistemul imunitar inerent.

Pentru a aborda aceste preocupări cu privire la utilizarea antibioticelor, trebuie dezvoltate metode alternative pentru îmbunătățirea sănătății și creșterii vițeilor. O nouă metodă potențială este suplimentarea dietelor pentru viței cu prebiotice, probiotice sau o combinație a celor două, cunoscute sub numele de simbiotice.

Avantajul major al acestor suplimente este un efect proliferativ asupra bacteriilor intestinale benefice. S-a demonstrat că anumite microflore intestinale au efecte pozitive asupra întregului organism, inclusiv creșterea în greutate și funcția imunitară îmbunătățită și prezența scăzută a agenților patogeni (Gibson și Roberfroid, 1995).

Acțiunea prebioticelor

Prebioticele sunt carbohidrați indigerabili pentru enzimele animale și nu sunt hidrolizați de acizii intestinali sau absorbiți în tractul gastrointestinal superior; ele trebuie să apară în mod natural și să fie ușor disponibile (Gibson și Roberfroid, 1995).

Administrate, prebioticele au crescut populațiile de Bifidobacterii și Lactobacillus în intestinul porcilor tineri (Smiricky-Tjardes și colab., 2003). Probioticele sunt microorganisme vii care actioneaza benefic in gazda atunci cand sunt administrate pe cale orala; microorganismele utilizate în mod obișnuit atât la oameni, cât și la animale includ speciile Lactobacillus, Bifidobacterium și Enterococcus (Isolauri și colab., 2001).

Bacteriile probiotice au crescut creșterea în greutate și eficiența hranei la viței (Abe și colab., 1995; Timmerman și colab., 2005). Cercetarea asupra efectelor prebioticelor la viței se limitează în primul rând la măsurători fizice ușor de obținut, cum ar fi câștigul zilnic mediu și scorul fecal (Donovan și colab., 2002; Heinrichs și colab., 2003).

Studiile anterioare au arătat că adăugarea de prebiotice în dieta animalelor poate îmbunătăți funcția sistemului imunitar al mucoasei. În special, suplimentarea cu prebiotice poate crește nivelurile de imunoglobuline, atât în ​​serul porcilor (White și colab., 2002), cât și în lumenul intestinal al șoarecilor (Hosono și colab., 2003).

Un indicator al sănătății

Cantitatea de IgA prezentă în intestine este adesea folosită ca indicator al sănătății generale și al funcției imune. Deși sunt disponibile cercetări foarte limitate asupra nivelurilor de IgA la viței, cele disponibile se concentrează pe speci Răspunsul fic IgA la o infecție cu un anumit patogen (Wyatt și colab., 2000).

Studiile efectuate indică faptul că prebioticele pot crește secreția de IgA de către țesutul limfoid intestinal (Hosono și colab., 2003; Bakker-Zierikzee și colab., 2006). Au existat cercetări foarte limitate asupra efectelor prebioticelor asupra sistemului imunitar la viței, inclusiv informații despre efectele specifice asupra nivelurilor intestinale de IgA.

Prin urmare, obiectivele acestui studiu au fost să examineze efectele hrănirii cu un supliment care conține prebiotice sau antibiotice asupra sănătății, numărului de limfocite, populațiilor de bacterii fecale și nivelurilor de IgA fecale ale vițeilor nou-născuți de lapte.

Animale și tratamente

Toate procedurile de studiu au fost aprobate de Comitetul instituțional de îngrijire și utilizare a animalelor de la Universitatea de Stat din Pennsylvania. Șaptezeci și cinci de viței Holstein din efectivul universitar au fost repartizați aleatoriu în 3 grupuri (25/tratament) la vârsta de 1 zi și găzduiți în țarcuri individuale de 1,2×2,4 m, cu laturi deschise, așezate cu așchii de lemn într-un hambar ventilat natural.

Vițeii au fost scoși din femele lor în decurs de 1 oră de la naștere, hrăniți cu colostru timp de 2 hrăniri (4 l/1 zi) și apoi hrăniți cu lapte de tranziție timp de 2 zile înainte de a fi transformați în înlocuitor de lapte. O probă de sânge a fost prelevată la 48 de ore pentru măsurarea proteinei totale pentru a estima starea imunoglobulinei.

Grupul martor (C) a fost hrănit cu înlocuitor comercial de lapte (23,09±0,26% proteine, 16,92±0,30%; grăsime, ca bază de hrănire; C. S. Akey Inc, Lewisburg OH, SUA) care nu conținea aditivi.

Vițeii hrăniți cu tratamentul cu antibiotic (A) au primit înlocuitor de lapte martor cu un antibiotic standard adăugat (0,220 g oxitetraciclină/kg și 0,441 g neomicină bază/kg).

Al treilea grup a fost hrănit cu 20 g/zi de Prebio Support (PB; Meiji Feed Co., Ltd. Tokyo, Japonia), care conținea produse de fermentație ai Lactobacillus gasseri OLL2716 și Propionibacterium freudenreichi ET-3. Adăugarea de PB a început în ziua 2 și a continuat prin înțărcare.

Ulterior, s-au adăugat 10 g de produs la laptele de tranziție sau înlocuitorul de lapte de control la fiecare hrănire. Toți înlocuitorii de lapte au fost hrăniți de două ori pe zi la 6% din greutatea corporală per hrănire. Înlocuitorul de lapte a fost analizat pentru conținutul de substanță uscată, proteine ​​brute și grăsimi brute folosind procedurile standard AOAC (1990) pentru lapte.

Cereale proaspete pentru viței și apă au fost oferite ad libitum și hrănite zilnic cu refuzuri cântărite săptămânal pentru a monitoriza aportul de hrană. Probele săptămânale de cereale au fost compuse și depozitate la -20 C pentru analiză ulterioară.

Analiza furajelor

Toate furajele au fost analizate pentru substanța uscată prin uscare într-un cuptor cu aer forțat la 55 C (AOAC, 2000). Analiza proteinei brute (AOAC, 2000) a fost efectuată utilizând un analizor de ardere a azotului Leco FP-528 (Leco, St. Joseph, MI) cu proteină brută solubilă determinată așa cum este descris de Krishnamoorthy și colab. (1982).

Alte analize au inclus fibre neutre de detergent (Van Soest et al., 1991), fibre detergente acide (AOAC, 1990), grăsimi brute (AOAC, 1990), conținut de cenușă și minerale (AOAC, 1990), amidon (Holm și colab., 1990). 1986), și zahăr (Dubois și colab., 1956). Carbohidrații nestructurali au fost calculați prin adăugarea concentrațiilor de amidon și zahăr.

Măsurători de sănătate și creștere

La vârsta de 6 săptămâni, vițeii au fost înțărcați treptat prin hrănirea cu înlocuitor de lapte dimineața doar timp de 1 săptămână (înțărcați complet la 7 săptămâni) și au rămas în țarcuri individuale până la încheierea studiului la 8 săptămâni.

Sănătatea vițelului a fost monitorizată zilnic prin atribuirea scorurilor de frecare (diaree), respiratorie și aspect general (Lesmeister și Heinrichs, 2005). Greutatea corporală, înălțimea șoldurilor, înălțimea greabănului și circumferința inimii au fost măsurate în ziua 1 și săptămânal.

Probele de sânge au fost colectate în tuburi de sticlă evacuate care conţin EDTA de potasiu în săptămânile 2, 4, 6 şi 8 pentru analiza populaţiilor de limfocite prin citometrie în flux; Markerii celulelor T CD4, CD8 și γδ au fost determinați (Ohtsuka și colab., 2006) la Institutul Huck pentru Științe Vieții de la Universitatea de Stat din Pennsylvania.

În plus, CBS a fost efectuat pentru a ajuta la analiza markerilor de celule T. Probele de fecale au fost colectate din rect în săptămânile 2, 4, 6 și 8 și depozitate în condiții anaerobe până la enumerarea speciilor de Bifidobacterii, Lactobacili, Clostridia pozitivă pentru lecitinază și Enterobacter (Gilliland și colab., 1975; Rada și Petr, 2002; Hadadji et al., 2005).

În plus, toate probele de fecale au fost analizate pentru IgA utilizând ELISA (Bethyl Laboratories, Montgomery, TX, SUA). Toate probele pentru 2, 4, 6 și 8 săptămâni au fost prelevate în ziua cea mai apropiată de acea vârstă pentru fiecare vițel.

Performanța de creștere și sănătate

Nu au fost detectate diferențe între tratamente. Aportul de starter la vițel nu a fost distribuit în mod normal, astfel încât datele brute au fost transformate în log pentru analiză statistică. Datele sunt prezentate în formă brută pentru a facilita interpretarea. În general, sănătatea vițelului a fost excelentă.

Scorurile au fost similare pentru toate cele 3 tratamente și au prezentat un p attern cu un vârf în săptămâna 2 urmat de o scădere și stabilizare la un scor de 1 până la vârsta de 5 săptămâni. Scorurile de aspect respirator și general au fost în medie de aproximativ 1 și nu au fost afectate de tratament sau de săptămână. Scorul total zilnic reflectat scorul scorului.

Nu au fost detectate diferențe statistice în niciuna dintre datele de sănătate colectate; cu toate acestea, tratamentul C a avut de două ori mai mulți viței care au curățat decât tratamentele cu aditivi, care au fost similare.

Stres redus

Vițeii din acest studiu au fost supuși unui stres redus și au prezentat puține evenimente majore de sănătate. Ca rezultat, aportul și creșterea au fost egale pentru toate grupurile. În această situație nu este posibil să se observe potențialul real de efecte asupra sănătății rezultate din tratamentele cu aditivi.

Bacteriile fecale Populațiile de bacterii benefice și patogene din fecale au fost afectate minim de tratamente în condițiile acestui experiment. Vițeii tratați cu PB au avut tendința de a avea mai mulți lactobacili în fecale decât vițeii hrăniți cu A (P=0,08), în special în săptămâna 2.

Populațiile de bifidobacterii au fost similare pentru toate tratamentele în fiecare săptămână măsurată, iar Clostridia au fost similare în săptămâna 2. Populația speciilor de Enterobacter a fost mai mare la vițeii C decât la vițeii aflați în tratamentul A în săptămâna 4 (Pb0,05).

În studiile anterioare, cultura fără celule din Propionibacterium freudenreichii ET-3 a îmbunătățit creșterea mai multor Bifidobacterii în cultură, dar nu a stimulat creșterea altor microorganisme intestinale, inclusiv a mai multor Clostridii și Lactobacili (Uchida și colab., 2005).

În plus, cultura P. freudenreichii ET-3 cu flora fecală umană a crescut numărul de Bifidobacterii, iar consumul unei tablete care conține cultura P. freudenreichii ET-3 a crescut proporția de Bifidobacteria față de bacteriile fecale totale (Uchida și colab., 2005). Uchida și Mogami (2005) au constatat o recuperare accelerată la șobolanii cu colită ulceroasă indusă atunci când au fost hrăniți cu zer de lapte care conținea P. freudenreichii ET-3, comparativ cu martorii hrăniți cu apă distilată.

Impact redus

S-a demonstrat că propionatul, care este produs de bacterii, stimulează regenerarea celulelor epiteliale colonice (Uchida și Mogami, 2005). Poate că un motiv pentru lipsa efectului prebiotic asupra bacteriilor fecale este că vițeii din acest studiu au fost foarte sănătoși.

Scorurile fecale și incidența stropilor au fost destul de scăzute în comparație cu alte studii efectuate cu acest efectiv (Kehoe și colab., 2008). În plus, populațiile de bacterii benefice au fost foarte scăzute în comparație cu alte rezultate publicate (Abu-Tarboush și colab., 1996; Vlková și colab., 2006).

Deși impactul suplimentelor cu prebiotice în acest studiu a fost mic, populațiile de bacterii benefice îmbunătățite au fost observate în alte experimente și reprezintă un aspect potențial important al utilizării lor și o oportunitate pentru cercetări ulterioare.

Concentrația de IgA

Concentrația de IgA fecală a scăzut pe măsură ce vârsta vițelului a crescut, cea mai mare concentrație fiind în săptămâna 2 (Pb0,01). Nu au fost detectate diferențe în nivelurile de IgA fecale între vițeii hrăniți cu PB, A sau C. Scharek și colab. (2005) nu au observat nicio diferență în ceea ce privește IgA fecală între purceii și scroafele hrănite cu o tulpină probiotică de Enterococcus faecium și martori.

Pot exista mai multe motive pentru care nu a fost observată nicio diferență în studiul actual, spre deosebire de experimentele cu alte specii în care au fost observate creșteri semnificative ale secreției de IgA.

Variația poate masca efectele prebioticelor și probioticelor asupra nivelurilor intestinale de IgA (Bakker-Zierikzee și colab., 2006), iar variația considerabilă între probe a fost evidentă în acest experiment.

Timpul de înjumătățire al IgA din colostru este de 2-3 zile, astfel încât IgA maternă ar putea apărea în fecalele vițelului, în special la punctul de prelevare de 2 săptămâni (Butler, 1983). În plus, vițeii din acest studiu au fost foarte sănătoși și poate fi mai greu de observat o creștere a secreției de IgA la vițeii sănătoși, comparativ cu vițeii care răspund la o provocare a bolii.

Lipsa unui răspuns semnificativ la suplimentul de PB se poate datora, de asemenea, lipsei prelevării de fecale în primele 2 săptămâni de suplimentare. Efectele PB înainte ca vițeii să atingă vârsta de 2 săptămâni pot să fi scăzut semnificativ până la începutul eșantionării.

Până la vârsta de 2 săptămâni, vițeii din toate grupurile au început probabil să dezvolte o anumită microfloră intestinală și, astfel, diferențele de secreție de IgA între tratamente ar fi putut să fi scăzut. Acest răspuns este susținut de cercetările anterioare privind probioticele.

Un studiu alternativ

Într-un studiu realizat de Fukushima și colab. (1998), sugarilor li s-au administrat probiotice timp de 20 de zile, cu probe prelevate în acea perioadă. Producția de IgA a sugarilor tratați cu probiotice a atins vârful în ziua 8 în comparație cu sugarii martor și a scăzut ulterior.

Poate că efectul PB este măsurabil doar în primele 2 săptămâni de tratament și, ulterior, eficacitatea scade pe măsură ce țesuturile gastrointestinale și mucoase încep să regleze producția de IgA. Scăderea generală a producției de IgA pentru toate grupele de viței pe măsură ce vițeii au devenit mai în vârstă este susținută de cercetările anterioare.

La purcei, nivelurile totale de IgA fecale au scăzut a după vârsta de 14 zile și a continuat să scadă până în zilele 35-56 la sfârșitul perioadei de raportare (Scharek et al., 2005). Această creștere a IgA la începutul vieții s-ar putea datora prezenței continue a anticorpilor colostrali sau din cauza factorilor de stres timpurii în viață.

Primele 2 săptămâni de viață pentru vițeii de lapte sunt stresante, incluzând nașterea, separarea de mamă, trecerea la adăpostirea individuală, introducerea în băutură dintr-o sticlă sau găleată și consumul de hrană de început, toate acestea ar putea determina o activitate crescută a sistemului imunitar umoral. sistem.

Concluzie

Hrănirea vițeilor cu un prebiotic sau antibiotic nu a avut niciun efect detectabil asupra sănătății sau creșterii în primele 8 săptămâni de viață. Populațiile de bacterii benefice din fecale au fost afectate minim de tratamente; cu toate acestea, a existat o tendință ca vițeii hrăniți cu prebiotice să aibă populații crescute.

Vițeii din acest experiment au fost sănătoși și pot fi observate rezultate diferite la vițeii care se confruntă cu o provocare mai mare a bolii. Este justificată cercetarea continuă asupra efectelor suplimentelor prebiotice, în special la vițeii aflați în stres sau care se confruntă cu o expunere mai mare la patogeni