ไมโครไบโอมกับการเสริมสร้างสุขภาพสัตว์ปีกและความปลอดภัยในอาหาร

สุขภาพทางเดินอาหารและการจัดการเกี่ยวกับสุขภาพทางเดินอาหารเป็นเรื่องที่ซับซ้อนและละเอียดอ่อน เพราะถูกควบคุมโดยปัจจัยหลายประการ ได้แก่ โภชนาการ จุลชีววิทยา ภูมิคุ้มกันวิทยา และสรีรวิทยา เมื่อสุขภาพทางเดินอาหารถูกทำลายจะส่งผลเสียต่อ การย่อยและการดูดซึมสารอาหาร, การเปลี่ยนอาหารเป็นพลังงานแย่ลง, และความไวต่อโรคจะเพิ่มขึ้น ซึ่งท้ายที่สุดก็จะส่งผลเสียในเชิงเศรษฐกิจ

ทําความเข้าใจกับไมโครไบโอมของสัตว์

ชุมชนของจุลินทรีย์ในลําไส้เรียกว่า "ไมโครไบโอม" และได้รับการยอมรับว่าเป็นชุมชนที่มีความหลากหลายของ แบคทีเรีย เชื้อรา โปรโตซัว และไวรัส ความหลากหลายของจุลินทรีย์จะแตกต่างกันไปตามแต่ละส่วนของทางเดินอาหาร (GI) โดยบางส่วนมีสภาวะที่ไม่เอื้อต่อการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์จะมีความหลากหลายของจุลินทรีย์น้อยกว่าส่วนที่เอื้อต่อการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์

ไมโครไบโอมในระบบทางเดินอาหารมีบทบาทสําคัญต่อการทํางานทางโภชนาการ สรีรวิทยา และภูมิคุ้มกัน สุขภาพลําไส้ที่ไม่ดีสัมพันธ์กับการก่อตัวของเชื้อโรคและความไวต่อโรคติดเชื้อ และนำไปสู่การเติบโตที่แย่ลงและอัตราการตายที่สูงขึ้น

ภายในทางเดินอาหารมีปฏิสัมพันธ์หลายอย่างระหว่างโฮสต์ สิ่งแวดล้อมในลำไส้ และเซลล์จุลินทรีย์ รวมถึงส่วนประกอบของอาหาร ปฏิสัมพันธ์เหล่านี้เน้นย้ำถึงความสำคัญของไมโครไบโอมในการรักษาสุขภาพและความเป็นอยู่ที่ดีของโฮสต์ แม้ว่าจะยังไม่เข้าใจถึงรายละเอียดทั้งหมดว่ามันทำงานอย่างไร

บทบาทของความหลากหลายของจุลินทรีย์ในการลดเชื้อโรคในไก่

ความหลากหลายของไมโครไบโอมมีบทบาทสําคัญต่อสุขภาพทางเดินอาหาร โดยจุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์จะเป็นชั้นป้องกันในลําไส้จากการเจริญเติบโตของแบคทีเรียก่อโรค เช่น Salmonella, Campylobacter, Clostridia และ Escherichia เป็นต้น

มีทฤษฎีมากมายเกี่ยวกับวิธีที่จุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์ใช้ป้องกันการตั้งถิ่นฐานของเชื้อก่อโรค บางทฤษฎีเสนอว่าจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ครอบครองที่ยึดเกาะบนเซลล์ทางเดินอาหาร ลดโอกาสในการเกาะและตั้งถิ่นฐานของเชื้อโรค อีกทฤษฎีหนึ่งเสนอว่าจุลินทรีย์ในลําไส้หลั่งสารประกอบ เช่น กรดไขมันระเหยง่าย, กรดอินทรีย์ และสารต้านจุลชีพธรรมชาติ ที่ยับยั้งการเจริญเติบโตหรือทำให้สภาพแวดล้อมไม่เหมาะสมต่อแบคทีเรียที่ไม่เป็นประโยชน์

การวิจัยล่าสุดได้แสดงให้เห็นว่าความหลากหลายของจุลินทรีย์ในลำไส้ที่เพิ่มขึ้น สัมพันธ์กับความต้านทานต่อการตั้งถิ่นฐานของเชื้อก่อโรคที่เพิ่มขึ้นเช่นกัน โดยสรุปคือยิ่งความหลากหลายของจุลินทรีย์ในทางเดินอาหารมีมากขึ้นเท่าไร ความเสี่ยงในการตั้งถิ่นฐานของเชื้อโรคก็น้อยลงเท่านั้น

การเพิ่มความหลากหลายของจุลินทรีย์ในลำไส้โดยรวมสามารถลดจำนวนเชื้อโรค ซึ่งรวมถึงเชื้อโรคที่มีผลกระทบต่อสุขภาพของโฮสต์และเชื้อโรคที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยของอาหาร

สารเสริมที่มุ่งเน้นการเพิ่มและปรับปรุงความหลากหลายของจุลินทรีย์ในลำไส้ เพื่อช่วยสุขภาพทางเดินอาหารและลดความไวต่อโรคของสัตว์ สามารถแบ่งออกเป็น prebiotics และ probiotics ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา การศึกษามุ่งเน้นไปที่การระบุว่าโภชนาการมีประโยชน์ต่อจุลินทรีย์ในทางเดินอาหารอย่างไร โดยเฉพาะอย่างยิ่งการทำความเข้าใจว่าการเพิ่มความหลากหลายของจุลินทรีย์มีผลต่อสุขภาพและประสิทธิภาพการผลิตของสัตว์อย่างไรบ้าง

ท้ายที่สุดแล้ว เป้าหมายของการแทรกแซงทางโภชนาการไม่เพียงแต่เพื่อควบคุมเชื้อโรคที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของโฮสต์ แต่ยังเพื่อลดการแพร่กระจายของเชื้อโรคผ่านห่วงโซ่อาหารอีกด้วย

การใช้ prebiotic mannan-rich fraction เพื่อเพิ่มความหลากหลายของจุลินทรีย์

จากมุมมองทางโภชนาการ สารเสริมอาหารสัตว์จํานวนมากมุ่งเน้นไปที่การรักษาสมดุลของจุลินทรีย์ในลําไส้เพื่อช่วยสร้างสุขภาพลําไส้ที่ดีและลดความเสี่ยงต่อการเกิดโรคของสัตว์

ในบรรดาส่วนผสมที่มีประสิทธิภาพสำหรับการควบคุมจุลินทรีย์ในปัจจุบัน mannan-rich fraction (MRFs) ที่สกัดจากผนังเซลล์ของยีสต์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการเลี้ยงสัตว์ และแสดงให้เห็นว่าสามารถช่วยปรับปรุงสมรรถนะของสัตว์โดยสามารถใช้เป็นทางเลือกแทนการใช้ยาปฏิชีวนะ

ผลิตภัณฑ์ MRF ส่วนใหญ่ที่ได้มาจากผนังเซลล์ของยีสต์ Saccharomyces cerevisiae มีจำหน่ายเชิงพาณิชย์ตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1990 และมีการใช้ในอาหารสัตว์แพร่หลายมากขึ้นตั้งแต่ปี ค.ศ. 1999 เกิดจากการห้ามใช้ยาปฏิชีวนะที่ใช้เร่งการเจริญเติบโตในการเลี้ยงสัตว์ในยุโรป ด้วยความสามารถในการจับและจำกัดการตั้งถิ่นฐานของเชื้อโรคในระบบทางเดินอาหาร MRFs ได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นวิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพเพื่อการผลิตอาหารที่ปราศจากยาปฏิชีวนะ และยังช่วยส่งเสริมภูมิคุ้มกันและการย่อยอาหารอีกด้วย

ผลของการเสริม MRF ต่อสุขภาพและสมรรถนะของสัตว์ ได้รับการศึกษาอย่างละเอียด และแสดงให้เห็นว่า MRF มีประสิทธิภาพในสร้างเสริมการเจริญเติบโตและประสิทธิภาพในการเปลี่ยนอาหารเป็นพลังงานของสัตว์

การศึกษาชิ้นใหม่ๆ มุ่งเน้นไปที่ผลของ MRFs ต่อชุมชนแบคทีเรียโดยรวมในลำไส้ไม่เพียงเฉพาะแบคทีเรียบางชนิดเท่านั้น และการศึกษาดังกล่าวได้แสดงให้เห็นว่าการเสริม MRF สามารถเพิ่มความหลากหลายของจุลินทรีย์ในลำไส้ได้อย่างมีนัยสำคัญ การศึกษายังแสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงนี้สัมพันธ์กับการลดจำนวนเชื้อโรคที่เป็นอันตรายต่อความปลอดภัยของอาหาร เช่น Salmonella, Campylobacter และ E. coli อีกด้วย

บทสรุป

การผลิตสมัยใหม่อาจทำให้เกิดปัญหาความหลากหลายของจุลินทรีย์ในทางเดินอาหาร ในบางกรณีส่งผลให้เกิดความไม่สมดุลที่ก่อผลเสีย ซึ่งอาจนำไปสู่วงจรการตั้งถิ่นฐานและการกลับมาตั้งถิ่นฐานของเชื้อก่อโรค การปรับปรุงความหลากหลายของจุลินทรีย์ภายในลำไส้โดยรวม ทำให้เราสามารถตั้งเป้าที่จะใช้ประโยชน์จากจุลินทรีย์ในลำไส้ให้เหมาะสมยิ่งขึ้น ซึ่งจะช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการตั้งถิ่นฐานของเชื้อโรคและลดจำนวนจุลินทรีย์ที่เป็นอันตรายต่อความปลอดภัยของอาหารได้

การปรับความเข้าใจของเราเรื่องการเปลี่ยนแปลงขององค์ประกอบชุมชนแบคทีเรียในทางเดินอาหารที่มีส่วนช่วยต่อสุขภาพและสมรรถนะของโฮสต์มีความสำคัญ อย่างไรก็ตาม ด้วยการมองที่องค์ประกอบของชุมชนแบคทีเรียทั้งหมด แทนที่จะมองเฉพาะแบคทีเรียที่เป็นประโยชน์หรือเป็นอันตราย เราอาจเริ่มเข้าใจว่าโภชนาการส่งผลเฉพาะต่อไมโครไบโอมได้อย่างไร

________________________________________

เกี่ยวกับผู้เขียน:

ดร. ริชาร์ด เมอร์ฟี เป็นผู้อำนวยการฝ่ายวิจัยที่ศูนย์วิทยาศาสตร์ชีวภาพยุโรปของออลเทค ในเมืองดันบอยน์ ประเทศไอร์แลนด์ เขาได้รับปริญญาตรีสาขาชีวเคมีในปี ค.ศ. 1994 จากมหาวิทยาลัยแห่งชาติไอร์แลนด์ กัลเวย์ ต่อมาได้รับทุนวิจัยจากออลเทคและได้รับปริญญาเอกในภาควิชาชีวเคมีที่มหาวิทยาลัยแห่งชาติไอร์แลนด์ กัลเวย์ ในปี ค.ศ. 1999

ดร. เมอร์ฟี มีความสัมพันธ์อันแน่นแฟ้นกับมหาวิทยาลัยและสถาบันวิจัยหลายแห่ง และได้รับการแต่งตั้งเป็นศาสตราจารย์พิเศษที่คณะวิทยาศาสตร์และการศึกษาสุขภาพที่มหาวิทยาลัยดับลินซิตี้ เขายังทำหน้าที่เป็นกรรมการสอบวิทยานิพนธ์สำหรับหลักสูตรระดับปริญญาตรีและเป็นคณะกรรมการบริหารของสถาบันชีววิทยาเซลล์แห่งชาติที่มหาวิทยาลัยดับลินซิตี้

งานวิจัยปัจจุบันของเขามีความหลากหลาย เช่น peptide biomarker detection, molecular fingerprinting of microbial populations, antimicrobial resistance, biogas production and transcriptional control, and regulation of protein production