CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG CỦA PROBIOTICS TRONG VIỆC ỨC CHẾ VI KHUẨN GÂY BỆNH ĐƯỜNG RUỘT Ở VẬT NUÔI

Trong hệ thống tiêu hóa của vật nuôi chứa hàng ngàn tỷ vi sinh vật phân bố dọc khắp đường tiêu hóa. Trong đó hệ vi sinh vật quan trọng chủ yếu phân bố trong hệ đường ruột của chúng: Đại tràng là nơi có số lượng và thành phần vi sinh vật đa dạng nhất, đặc biệt là các vi khuẩn Gram (-). 

Do quá trình hoạt động mạnh mẽ của chúng giúp cho ruột già trở thành cơ quan chuyển hoá tích cực của cơ thể.Thành phần vi sinh vật ở ruột non chủ yếulà các vi khuẩn Gram (+). Hơn 99% vi khuẩn đường ruột là vi khuẩn kị khí, tuy nhiên vi khuẩn yếm khí có mật độ cao hơn ở manh tràng. Phần đầu của ruột kết,đóng vai tròtrong quá trình lên men chuyển hóa các hợp chất carbohydrate, trong khi đó phần sau của ruột chịu trách nhiệm phân huỷ protein và amino acid. Thông thường, vi khuẩn phát triển với tốc độ nhanh ở manh tràng và phần đi lên của ruột kết, nơi có độ pH thấp và phát triển chậm ở kết tràng nơi có độ pH gần như trung tính. 

Thành phần vi khuẩn trong hệ đường ruột bao gồm ba nhóm vi khuẩn chính: Nhóm thứ nhất chứa các vi khuẩn có lợi với thành phần chính là các nhóm vi khuẩn (Bacillus, Bifidobacteria, Lactobacillus, Streptococcus,…). Nhóm vi khuẩn thứ hai chứa nhóm vi khuẩn Enterococcus E. Coli có khả năng gây bệnh. Nhóm vi khuẩn cuối cùng chủ yếu là nhóm vi khuẩn gây bệnh như: Proteus, Staphylococcus, Pseudomonas,… Ở trạng thái cân bằng, trong hệ đường ruột của vật nuôi, tỷ lệ các nhóm vi khuẩn này lần lượt chiếm tỷ lệ >90:1:0,01. Thông thường, cơ thể vật nuôi có khả năng chủ động điều chỉnh, đảm bảo sự cân bằng và phân bố các nhóm vi khuẩn đường ruột thông qua thay đổi độ pH, hoạt động hệ miễn dịch và nhu động ruột. Dưới tác động của điều kiện nuôi dưỡng, chăm sóc hoặc dịch bệnh, tỷ lệ vi khuẩn có hại, gây bệnh gia tăng, khiến cho tỷ lệ cân bằng này bị phá vỡ, số lượng vi khuẩn có ích giảm thiểu gây ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng hấp thụ dinh dưỡng, hệ miễn dịch và sức khỏe vật nuôi.

Với mục đích gia tăng sự ổn định của trạng thái cân bằng hệ vi khuẩn đường ruột, điều hòa hoạt động trao đổi chất của hệ vi sinh vật có lợi, điều chỉnh pH ở các cơ quan tiêu hóa, cản trở hoạt động của các vi sinh vật gây hại tồn tại ở đường ruột, hỗ trợ sự phát triển hệ vi khuẩn có lợi và ức chế những vi khuẩn gây bệnh,… phương pháp bổ sung hệ vi sinh vật có lợi-Probiotics cho vật nuôi thông qua nguồn thức ăn với tỷ lệ thích hợp được xem là phương pháp tối ưu, giảm thiểu sử dụng thuốc có nguồn gốc hóa học, mang lại nhiều lợi ích như tăng cường sức đề kháng của ruột do kích thích đáp ứng miễn dịch tại chỗ, sản xuất các acid mạnh, chuyển hoá, bài tiếtchất độc và thay thế các chủng vi khuẩn gây bệnh,…

Việc bổ sung Probiotics vào hệ đường ruột của vật nuôi có tác dụng ức chế lớn đến sự phát triển của nhóm vi khuẩn gây bệnh đường ruột thông qua một số cơ chế: cạnh tranh dinh dưỡng, cạnh tranh vị trí bám trên nhu mô ruột, sản xuất các hợp chất kháng khuẩn, ức chế hệ thống “quorum sensing”,tăng cường hệ miễn dịch, tăng cường chức năng hàng rào biểu mô,…

Probiotics khi được bổ sung vào hệ tiêu hóa của vật nuôi, số lượng vi sinh vật có lợi trong đường ruột sẽ tăng lên đáng kể, điều này dẫn đến sự cạnh tranh nguồn dinh dưỡngquan trọng giữa nhóm vi sinh vật có lợi đối với nhóm vi sinh vật gây bệnh, nhóm vi sinh vật gây bệnh bị cạnh tranh, ức chế khả năng sinh trưởng và phát triển,từ đó giảm thiểu số lượng cũng như khả năng gây hại đến sức khỏe vật nuôi. Các vi khuẩn có lợi sẽ tiết ra các tín hiệu hoá học đến vật chủ về nhu cầu dinh dưỡng cần thiết cho quá trình sinh trưởng và phát triển của chúng. Từ đó, các vi khuẩn có hại bị thiếu hụt nguồn dinh dưỡng, ức chế khả năng phát triển và gây bệnh. Đồng thời, tất cả các vi sinh vật đều cần sắt trong quá trình sinh trưởng của chúng, các vi sinh vật có lợi tiết siderophore-gắn kết và hòa tan các ion sắt cạnh tranh nguồn sắt với các vi khuẩn gây bệnh. Từ đó loại bỏ nguồn cạnh tranh dinh dưỡng và năng lượng của các vi khuẩn có lợi cộng sinh trong hệ đường ruột của vật nuôi.

Bên cạnh quá trình cạnh tranh dinh dưỡng và năng lượng, quá trình cạnh tranh quan trọng khác của Probioticstrong quá trình ngăn chặn sự phát triển của các vi khuẩn gây hại, nấm và các vi khuẩn gây bệnhchính là phương thức cạnh tranh các thụ thể hay vị trí bám dính (receptor) với tế bào biểu mô của ruột. Các Probiotics thường có khả năng bám dím trên các tế bào biểu mô cao hơn so với các vi khuẩn gây bệnh do khả năng bám dính lên nhiều vị trí. Đồng thời, khi các Probiotics bám vào các thụ thể này không những làm thay đổi bề mặt niêm mạc của tế bào này mà còn làm thay đổi bề mặt của các tế bào lân cận, do đó làm giảm khả năng bám dính của các vi khuẩn gây hại và chúng được đào thải ra bên ngoài.

Các vi khuẩn có lợi cạnh tranh với các vi sinh vật khác trong hệ sinh thái đường ruột đặc trưng bởi khả năng sản xuất các hợp chất đối kháng và thay đổi môi trường thông qua các sản phẩm trao đổi chất thứ cấp. Một số hợp chất như: acidhữu cơ, reuterin,reutericyclin, hydro peroxide, acetoin, diacyl,… hay bacteriocin có thể tiêu diệt vi khuẩn có hại và số lượng của chúng được điều khiển bởi các enzyme của vật chủ. Một số hợp chất này có tính đặc hiệu cao đối với một số nhóm vi khuẩn gây bệnh. Sự tồn tại của các vi khuẩn có lợi cũng như các hợp chất kháng khuẩn trong hệ đường ruột của vật nuôi hình thành một hàng rào bảo vệ, ngăn chặn các mầm bệnh.

“Quorum sensing” là một kiểu “giao tiếp của vi khuẩn” dựa trên cơ sở tiết ra các phân tử tín hiệu và có thể được nhận biết bởi các vi khuẩn kề cận. Khi mật độ vi khuẩn tăng, kéo theo sự gia tăng các phân tử tín hiệu này trong môi trường ngoại bào, giúp chúng kiểm soát mật độ cũng như sự hiện diện của các vi khuẩn khác. Do đó, phương pháp gia tăng mật độ của hệ vi sinh vật có lợi trong đường ruột của tế bào vật chủ giúp can thiệp vào quá trình kiểm soát, ức chế quá trình sinh trưởng và phát triển của các vi sinh vật gây bệnh.

Các vi khuẩn Probiotics có mặt trong đường ruột không những tác động một cách liên tục lên hệ tiêu hoá mà còn tác động lên hệ miễn dịch của cơ thể. Chúng đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển sớm về mặt vật lí và chức năng của hệ miễn dịch màng nhày. Vai trò này tiếp tục kéo dài trong suốt hoạt động của chúng. Các vi khuẩn có lợi kích thích các tế bào lympho cùng với màng nhày tạo ra các kháng thể chống lại vi khuẩn gây bệnh, giúp hệ miễn dịch nhận biết và tiêu diệt các vi khuẩn có hại. Một tác động khác của vi khuẩn Probiotics là làm gia tăng đáp ứng miễn dịch của chúng vớiIgA-immunoglobulin quan trọng và chiếm ưu thế trên bề mặt màng nhày, bảo vệ chống lại các kháng nguyên, vi khuẩn gây bệnh, các độc tố và các yếu tố độc hại khác.

Bên cạnh đó, trong quá trình sinh trưởng và phát triển của các vi sinh vật có lợi cũng sản sinh các acid béo, làm giảm độ pH trong ruột già, từ đó làm giảm sự tăng sinh của vi khuẩn có hại và tạo điều kiện thuận lợi cho các vi khuẩn có ích, giúp tăng khả năng điều chỉnh pH tự nhiên của vật nuôi. Đồng thời, Probiotics còn có khả năng giúp hệ đường ruột của vật chủ hấp thu tốt và dự trữ lipid,vitamin (vitamin K,… ), calci, magie và sắt giúp gia tăng sự phát triển, kiểm soát sự tăng sinh và biệt hoá các tế bào biểu mô ruột, thay đổi sự phát triển đường ruột thông qua việc thay đổi sản sinh các protein bề mặt tế bào như protein vận chuyển natri và glucose. 

Phương pháp bổ sung Probiotics vào hệ đường ruột của vật nuôi thông qua nguồn thức ăn với nồng độ thích hợp trong từng giai đoạn phát triển sẽ hình thành một rào cản bảo vệ của vi khuẩn có ích nhằm ngăn ngừa sự xâm nhập của vi khuẩn gây bệnh và ức chế sự phát triển làm giảm số lượng các vi khuẩn này trong đường ruột.

Cố Vấn Khoa Học: TS. Nguyễn Đình Bồng

Trưởng Khoa Công nghệ Sinh học – Môi Trường 

Trường Đại học Yersin Đà Lạt.

Bài viết liên quan

Tầm quan trọng của việc ứng dụng chế phẩm sinh học trong nuôi thủy sản
06/07/2016 9:11:41 SA

Tầm quan trọng của việc ứng dụng chế phẩm sinh học trong nuôi thủy sản

Trước yêu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng đối với các mặt hàng thực phẩm thủy sản là phải an toàn, chất lượng...
Dùng tỏi trong nuôi trồng thủy sản
06/07/2016 9:25:15 SA

Dùng tỏi trong nuôi trồng thủy sản

Tỏi được dùng để phòng trị nhiều bệnh (đường ruột, phân trắng, đốm trắng, gan tụy…) trên tôm cá; nhưng đa số người dùng và...
Phòng bệnh IHHNV trên tôm nuôi nước lợ
06/07/2016 10:19:07 SA

Phòng bệnh IHHNV trên tôm nuôi nước lợ

Kết quả xét nghiệm của Chi cục Thú y một số tỉnh ĐBSCL cho thấy, tỷ lệ mẫu tôm bệnh dương tính đối với bệnh...
Chế phẩm sinh học, tác nhân ức chế hoạt động của vi rút trong nuôi tôm
06/07/2016 10:51:42 SA

Chế phẩm sinh học, tác nhân ức chế hoạt động của vi rút trong nuôi tôm

Ngành nuôi tôm hiện được coi là ngành sản xuất lương thực chính, đóng góp quan trọng trong việc cung cấp nguồn protein cho nhu...
Cải tạo nguồn nước bằng chế phẩm sinh học
06/07/2016 11:11:53 SA

Cải tạo nguồn nước bằng chế phẩm sinh học

Vấn đề ô nhiễm nguồn nước hiện nay gây ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển nuôi trồng thủy sản. Chính vì thế việc...
Men vi sinh từ lý thuyết đến thực tiễn
06/07/2016 11:21:04 SA

Men vi sinh từ lý thuyết đến thực tiễn

Thực chất của việc dùng men vi sinh trong ao nuôi thủy sản như thế nào và thực sự men vi sinh có giải quyết...
Bản quyền © 2016 bioone.vn | Designed by Viễn Nam