С появлением устойчивых к противомикробным препаратам штаммов и стремлением уменьшить использование антибиотиков все более важным аспектом в животноводстве становится здоровье кишечника. Слизистая оболочка кишечника выполняет различные функции: переваривает пищу и поглощает питательные вещества; она служит физическим барьером против микробов и токсинов благодаря наличию защитного слоя слизи и плотных контактов белкового комплекса, которые герметизируют парацеллюлярное пространство.

Слизистая оболочка кишечника содержит как кишечную микрофлору, так и иммунные клетки (70% от общего числа иммунных клеток расположены на слизистой оболочке кишечника и кишечно-ассоциированной лимфоидной ткани).

В современных производственных системах желудочно-кишечный тракт животных постоянно находится в зоне риска, и тонкий баланс здоровья кишечника может быть легко нарушен. Компоненты, определяющие барьер кишечника и иммунную функцию, иногда ослабляются. Это приводит к более частому возникновению проблем пищеварения и дисбактериозам.

Такой дисбаланс вызывает локальное и общее воспаление, влияющее на состояние здоровья и показатели роста животных во всем мире. Задача отрасли — найти решения, способные поддерживать эпителиальную барьерную функцию и укреплять связанную с кишечником лимфоидную ткань, чтобы поддерживать надлежащее здоровье кишечника и, таким образом, обеспечивать хорошую работу без необходимости применения антибиотиков.

Морские водоросли: многофункциональное решение!

Существует несколько доступных решений, обладающих различной степенью эффективности и базой научных доказательств. Среди них морские водоросли или макро-водоросли привлекли к себе значительное внимание за последние десятилетия и становятся объектом все большего числа исследований. В научной литературе водорослям приписывают широкий спектр биологических свойств, например, иммуномодулирующие, антиоксидантные, противовирусные или антигиперлипидемические свойства.

Морские водоросли делятся на три группы: коричневые, красные и зеленые водоросли. Несмотря на свои филогенетические различия, специфика морских водорослей сходна со спецификой париетальных полисахаридов. Их структурная сложность и уникальный состав позволяют быстро вступать в реакцию и объясняют высокую биологическую активность по отношению к животным, растениям и человеку.

Сложность и химическая активность полисахаридов морских водорослей обусловлены природой сахаров, которые разнообразны и иногда редки. Подобно уроновым кислотам, ксилозе и рамнозе, разнообразие гликозидных связей стало причиной разветвленности их структуры и наличия сульфатных групп.

Кроме того, их полианионная структура и растворимость повышают химическую активность и облегчают распознавание клетками-хозяевами. Основные типы полисахаридов морских водорослей — это агар и каррагинаны (красные водоросли), ульваны (зеленые водоросли) и фуканы (коричневые водоросли). Каждый из них обладает специфическими молекулярными свойствами, определяющими биологические особенности и химическую активность.

Поэтому важно определить, какие типы полисахаридов отвечают за ту или иную биологическую активность и использовать для поддержания здоровья кишечника. В течение последних 10 лет такая работа проводилась в центре научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ Olmix Group.

3 экстракта MSP^® с особыми свойствами для поддержания здоровья кишечника

Иммуномодуляция стала первой целью группы Olmix после того, как в Европе запретили использовать антибиотики для стимулирования роста. В качестве вероятного иммуномодулятора выделили экстракт из зеленых водорослей Ulva sp (MSP®_IMMUNITY). Исследовательский проект в сотрудничестве с INRA показал влияние этого экстракта на иммунные медиаторы у подопытных особей свиней и домашней птицы, в том числе определил метаболические пути, участвующие в этом.

Berri et al. (2016) впервые доказали, что MSP®_IMMUNITY может стимулировать экспрессию генов нескольких иммунных медиаторов (цитокинов и хемокинов). Среди прочего, экстракт регулировал экспрессию TNFa, участвующего во врожденном иммунном ответе путем стимуляции активности макрофагов, а также CCL20 и IL-1α, отвечающих за рекрутирование и дифференцировку T и В-лимфоцитов, соответственно (адаптивный иммунный ответ), и PPARγ, обладающего противовоспалительными свойствами.

Исследования in vivo также подтвердили, что MSP®_IMMUNITY может модулировать иммунный ответ у животных, поддерживая их на критических стадиях, способствуя передаче иммунитета от свиноматки к ее поросятам (увеличение титров IgG в молозиве и IgA в молоке) или развитию адаптивного иммунного ответа у бройлеров (снижение отношения гетерофилов к лимфоцитам).

Своевременное использование этого экстракта (коммерческий бренд Searup, растворяется в питьевой воде), то есть, во время вакцинации или в случае вирусной атаки, укрепило иммунную систему и способствовало восстановлению животного, в то время как непрерывное использование в качестве добавки к корму (недавно запущен препарат Algimun®) усиливает иммунную защиту животного на всем протяжении жизненного цикла, особенно на ранних стадиях, когда оно наиболее подвержено болезням.

Olmix Group также определили некоторые экстракты, способствующие защитной функции кишечника. В предыдущей работе (Barcelo et al., 2000) высказывалось предположение, что ульваны (выделены из Ulva sp.) могли стимулировать выведение белков муцина, и подчеркивалась возможность их применения против различных кишечных заболеваний. Olmix Group провела ряд экспериментов, чтобы определить молекулярный путь, запускающий производство муцина, и определить, улучшит ли экстракт экспрессию плотных контактов белкового комплекса как важной составляющей барьерной функции кишечника.

Испытание прошли два экстракта морских водорослей: MSP®_MUCIN (из Ulva sp) и MSP®_BARRIER (из Solieria chordalis). Результаты показали, что оба экстракта MSP® вызывали экспрессию муцинов и плотных белковых соединений (у подопытных в реальных условиях, используя секретирующие слизь клетки HT-29 MTX для оценки муцина и энтероцитарные клетки Caco-2 для оценки плотных соединений). Однако каждый экстракт обладал некоторыми особенностями: MSP®_MUCIN в основном стимулировал экспрессию генов муцина (гелеобразующий MUC2 и мембраносвязанный MUC5AC), в то время как MSP®_BARRIER отвечал за экспрессию белков плотного соединения (каркасные белки ZO-1 и ZO-2 и трансмембранный белок Claudin-2).

Различные реакции, вызванные различными экстрактами, подчеркивают важность отбора соответствующих видов морских водорослей для целенаправленного получения определенных биологических эффектов. В полевых условиях MSP®_MUCIN используется для поддержки пищеварительной системы, когда молодые особи сталкиваются с обезвоживанием или пищеварительными проблемами, в то время как MSP®_BARRIER используется совместно с MSP®_IMMUNITY (Algimun®) для постоянного укрепления кишечного барьера с целью предотвращения проникновения болезнетворных микробов в организм в течение всего жизненного цикла.

Olmix Group — эксперт в области обнаружения и отбора активных полисахаридов морских водорослей, имеющих целевое применение в животноводстве для поддержания здоровья кишечника. Продукция Olmix MSP® доступна в нескольких формах (различные концентрации и методы применения), что обеспечивает покупателям возможность выбора, чтобы решить различные проблемы, с которыми сталкиваются животные на протяжении всей жизни.
——
Supporting gut health with seaweed extracts. International Aquafeed magazine. JUL 2019