Đối tác marketing
VTV Youtube Bao Nguoi chan nuoi TH Ben Tre
ĐIỀU BIẾN MIỄN DỊCH, KHÁNG VIÊM CỦA KHÁNG SINH VÀ PROBIOTIC
ĐIỀU BIẾN MIỄN DỊCH, KHÁNG VIÊM CỦA KHÁNG SINH VÀ PROBIOTIC
Cập nhật 2017-09-02 12:21:36

 

           Kháng sinh đã được sử dụng nhiều năm để trị bệnh trên người và vật nuôi. Theo trích dẫn của Menconi et al. (2017) kháng sinh còn được sử dụng trong thức ăn chăn nuôi ở Mỹ đã trên 60 năm, được xem như chất kích thích sinh trưởng và cải thiện hiệu quả sử dụng thức ăn. Ở Việt Nam kháng sinh cũng được sử dụng để trị bệnh trên vật nuôi từ lâu và cũng được trộn trong thức ăn với liều thấp hơn liều trị để ngừa bệnh định kỳ hay thường xuyên và kháng sinh cũng được xem như chất kích thích sinh trưởng. Lạm dụng kháng sinh trên người và trong chăn nuôi đã gây ra hiện tượng kháng kháng sinh hay còn gọi là lờn thuốc. Hiện tượng kháng kháng sinh đang là mối lo ngại cho sức khỏe của người khi một bệnh mới xảy ra mà chưa kịp tìm ra một kháng sinh mới hiệu quả cho công tác điều trị. Tương tự, trong chăn nuôi, hiện tượng kháng kháng sinh của mầm bệnh đã làm cho công tác chữa trị bệnh trên vật nuôi kém hoặc không có hiệu quả khi chưa tìm ra được loại kháng sinh mới đặc hiệu để thay thế. Do có sự cảnh báo về hiện tượng kháng kháng sinh của mầm bệnh có thể lây sang người, Cộng đồng chung châu Âu và một số nước khác đã có lệnh cấm sử dụng kháng sinh trong thức ăn chăn nuôi (Papatsiros et al., 2013). Lệnh cấm sử dụng kháng sinh trong thức ăn đã gây ra không ít khó khăn cho các nhà chăn nuôi. Đó là làm tăng chi phí trong chăn nuôi, giảm sản xuất chăn nuôi và tăng tỷ lệ mắc một số bệnh trên vật nuôi.

Vì vậy,  nhà chăn nuôi phải tìm những sự thay thế khác thay cho kháng sinh. Nhiều nghiên cứu và thực tế sản xuất cho thấy một số các chế phẩm sinh học như các enzyme, acid hữu cơ, probiotic, prebiotic, dầu thiết yếu, chất chiết thực vật, chất kích thích miễn dịch đã cho kết quả thử nghiệm và có thể thay thế cho kháng sinh. Trong số các sản phẩm sinh học, probiotic được xem là sự bổ sung có lợi cho người và động vật và đã được sử dụng trong nhiều năm, ngày càng rộng rãi để tăng cường sức khỏe đường ruột và xử lý chứng rối loạn ruột. Sức khỏe đường tiêu hóa có ý nghĩa quyết định đến năng suất vật nuôi. Vì vậy, sử dụng những dòng probiotic có hoạt tính trao đổi thích hợp, khả năng sống, chịu đựng bền bỉ và nồng độ áp dụng phù hợp trong đường tiêu hóa là những vấn đề quan trọng cho hiệu quả tối ưu của sử dụng probiotic.

Để hiểu rõ hơn đặc tính và vai trò của kháng sinh trong việc ngừa bệnh và kích thích sinh trưởng khi được thay thế bằng probiotic và những mối liên quan của sự thay thế, bài viết này trích dẫn những nội dung có liên quan đến kháng sinh và probiotic sẽ phần nào được làm sáng tỏ trong hoạt động chăn nuôi hiện nay.

Cách hoạt động của kháng sinh trên chứng viêm ruột

          Trong thực tế sản xuất, hầu hết kháng sinh trộn trong thức ăn ở liều kích thích sinh trưởng thấp hơn liều trị tối thiểu đối với hầu hết vi khuẩn là mầm bệnh. Mặc dù ở liều dưới liều trị kháng sinh có thể gây ra sự thay đổi trong thành phần hệ vi sinh vật bằng cách tác động đến hình thái học và sự miễn dịch ruột, vì thế dẫn đến ảnh hưởng thúc đẩy sinh trưởng ở vật nuôi. Theo Niewold (2007) thì những thay đổi về phản ứng miễn dịch có thể gây ra sự điều biến thành phần của hệ vi sinh vật. Vì vậy, có nhiều sự chấp nhận cho rằng kháng sinh có tác động đến những phản ứng kháng viêm và điều biến miễn dịch bởi vật nuôi (Costa et al., 2011).

          Những yếu tố quan trọng trong chăn nuôi như sức sinh trưởng, hiệu quả sử dụng thức ăn và khả năng sinh sản bị tác động trực tiếp hay gián tiếp trong sự hiện diện của phản ứng viêm. Vì vật nuôi phụ thuộc vào nguồn năng lượng và protein để phát triển và duy trì các chức năng miễn dịch, có thể bị tổn hại khi chứng viêm không được kiểm soát. Điều được cho là sử dụng kháng sinh có thể ngăn ngừa stress miễn dịch liên kết đến thay đổi chuyển hóa, do đó cho phép nguồn năng lượng hữu dụng hơn cho sự phát triển cơ và cải thiện năng suất sinh trưởng. Niewold (2007) cho rằng kháng sinh sử dụng phổ biến trong sản xuất gia cầm có các mức tích lũy nội bào cao và ức chế chức năng thực bào, điều này hỗ trợ cho giả thuyết là kháng sinh có tác động trên vật chủ hơn là trên quần thể vi sinh vật trong ruột.

          Cũng theo Costa et al. (2011), kháng sinh có thể làm giảm các stress miễn dịch ở vật chủ, vì màng nhày ruột luôn tương tác với vi sinh vật ruột và do đó luôn ở trong tình trạng của “chứng viêm sinh lý học”. Cuối cùng, tác giả đã chỉ ra là hoạt động điều biến miễn dịch của kháng sinh là thích hợp với sự gia tăng tăng trọng cơ thể, bởi sự điều biến miễn dịch này quy định lợi ích dị hóa cho vật chủ.

          Niewold (2007) đã công bố, kháng sinh có thể được tích lũy trong các tế bào viêm do thực bào, cải thiện sự hủy hoại trong tế bào vi khuẩn và ức chế phần nào phản ứng miễn dịch vốn có. Kết quả là, những vật nuôi dùng kháng sinh có sự giảm thấp các cytokine (chất trung gian điều hòa) gây viêm, góp phần cứu vãn nguồn năng lượng dị hóa và có lợi cho sự sinh trưởng. Ngoài ra, kháng sinh còn làm giảm chứng viêm do làm giảm các cytokines gây viêm của cả hai hệ thống miễn dịch đạt được và bẩm sinh. Các kháng sinh đã chỉ cho thấy nhiều đặc tính điều biến miễn dịch và kháng viêm. Đó là sự ngăn chặn các yếu tố độc lực gây hại của vi khuẩn, sự tích lũy trong các tế bào viêm, giảm điều chỉnh của integrin cảm thụ mà nó tham gia trong sự bám dính của tế bào miễn dịch tại các vị trí viêm, ức chế sự phát triển và trưởng thành của tế bào T và sự di trú của bạch cầu trung tính (Menconi et al., 2017 trích dẫn từ Rubin and Tamaoki).

Cách hoạt động của probiotic trên chứng viêm ruột

          Một ảnh hưởng chức năng chính của probiotic là làm cân bằng cả hai là hệ vi sinh vật đường tiêu hóa và sự kích thích miễn dịch. Nhiều nghiên cứu trên người và động vật cho thấy  những dòng probiotic đặc hiệu có thể kích thích hệ thống miễn dịch tự thân bằng nhiều cách, trong đó làm tăng miễn dịch thể dịch. Hơn nữa, tác động của nhiều probiotic có liên quan đến điều chỉnh miễn dịch, bằng cách duy trì trạng thái cân bằng của các cytokine kháng viêm và gây viêm. Chứng viêm ruột có thể liên quan đến sự cân bằng giữa vi sinh vật ruột và hệ thống miễn dịch. Các cytokine gây viêm được mô tả hơn cả bao gồm trong chứng viêm ruột là interleukin 1 (IL-1), IL-8, yếu tố hoại tử u α (TNF-α) và interferon gamma (IFNγ). Mặt khác, có một số cytokine kháng viêm chung nhất là interleukin 10 (IL-10) và cytokine đa chức năng β (TGF-β). Điều được cho là cơ chế kháng viêm của vi khuẩn probiotic đã cải thiện chức năng cản trở, tổng hợp chất kháng khuẩn và điều biến cả hai hệ vi sinh vật và hệ thống miễn dịch niêm mạc màng nhày. Chung lại, đó là việc làm giảm sản xuất các cytokine gây viêm và tăng sản xuất các cytokine kháng viêm.

          Theo Menconi et al. (2017) trích dẫn từ Isolauri et al. thì vi khuẩn probiotic có thể làm cân bằng các cytokine kháng viêm và gây viêm cục bộ. Các vi sinh vật có lợi có thể làm giảm sự phát triển tế bào bạch huyết và sản xuất cytokine bởi các tế bào T (nhận biết kháng nguyên) và giảm phản ứng viêm ruột qua kích thích bài tiết kháng thể IgA, giúp bảo vệ bề mặt tế bào màng nhày bằng sự vô hoạt của các phản ứng viêm. Ở một nghiên cứu khác về ảnh hưởng của vi khuẩn acid lactic trên màng nhày ruột cho thấy, có một sự tăng số lượng các tế bào interleukin-10 và sự kích thích sản xuất kháng thể IgA sau khi sử dụng dòng probiotic Lactobacillus casei. Hơn nữa, sử dụng probiotic chỉ cho thấy kết quả làm giảm sự bài tiết các cytokine viêm bằng việc tăng sự thoái hóa các kháng nguyên trong ruột.

          Điều đáng chú ý là, vi khuẩn probiotic thay đổi có liên quan đến di truyền được sắp đặt để sản sinh các cytokine kháng viêm cũng có thể đóng một vai trò quan trọng trong kiểm soát chứng viêm ruột. Sự kích thích giải phóng IL-10 bằng 1 hỗn hợp các dòng probiotic (Bifidobacterium (B.) longum, B. infantis, B. breve, Lactobacillus (L.) acidophilus, L. casei, L. plantarum…) và có sự kích thích miễn dịch bẩm sinh thuộc biểu mô.

          Sử dụng dòng B. polyfermenticus trong chứng viêm ruột kết đã cho thấy có sự suy giảm biểu hiện các phân tử viêm, phân tử bám nội bào và yếu tố hoại tử u α. Ngoài ra dòng này cũng làm tăng biểu hiện của IL-10, vì thế đã làm giảm chứng viêm kết tràng. Một thí nghiệm in vitro sử dụng tế bào đơn nhân của máu người, cho thấy sự kết hợp probiotic Bacillus mesentericus, Clostridium butyricum Enterococcus faecalis đã làm giảm mức TNF-α và tăng các mức IL-10 và tăng số lượng tế bào điều hòa T. Ngoài ra, còn quan sát thấy có sự ức chế bài tiết IL-8 (cytokine liên kết chứng viêm loét đại tràng) bằng một probiotic gồm B. bifidum và  B. breve. Trong một nghiên cứu khác chỉ cho thấy có sự tăng mức huyết thanh cytokine IL-6 và IL-10 và sự giảm  mức huyết thanh IL-1β và TNF-α trong những người bệnh viêm ruột được điều trị với sữa chua yogurt probiotic chứa Bifidobacterium và Lactobacillus.

Thảo luận 

          Cơ chế về tác động kháng viêm và điều biến miễn dịch của probiotic và những liều dưới mức trị bệnh của kháng sinh trong thức ăn chăn nuôi chưa được hiểu biết thật đầy đủ. Điều đã được chứng minh cho thấy kháng sinh có thể ức chế một hoặc nhiều chức năng của các tế bào viêm hướng hóa chất (chemotaxis), sản sinh dạng oxy phản ứng và sản sinh cytokine gây viêm. Việc ức chế sản xuất cytokine gây viêm có thể gây ra sự suy giảm phản ứng giai đoạn cấp tính, liên kết với sự hấp thụ cao năng lượng dị hóa (Niewold, 2007). Bên cạnh những hiệu ứng được biết rõ của chúng vi khuẩn probiotic có thể hoạt động để ổn định để giảm chứng viêm ruột bằng việc cân bằng hệ vi sinh ruột, duy trì rào chắn niêm mạc, điều chỉnh và cải thiện hệ thống miễn dịch niêm mạc ruột, đặc biệt bằng việc giữ gìn sự cân bằng các cytokine kháng viêm và gây viêm và sản xuất kháng thể IgA của ruột.

Hiện nay chưa thể có hợp chất nào có thể thay thế hoàn toàn cho kháng sinh về thúc đẩy sinh trưởng, cơ chế hoạt động và hiệu quả tái sản xuất. Tuy nhiên, qua các nghiên cứu chứng minh cho thấy cả 2 kháng sinh và probiotic có tác động trên sự điều biến hệ vi sinh ruột và tác dụng tương tự làm giảm thấp chứng viêm ruột qua sự giảm điều chỉnh cytokine gây viêm.

Cơ chế hoạt động của kháng sinh và probiotic có thể không giống nhau, nhưng tác động trên vật nuôi và đường tiêu hóa là giống nhau và probiotic có tiềm năng thay thế cho kháng sinh trong chăn nuôi. Mặc dù sự kích thích miễn dịch do vi khuẩn probiotic đặc hiệu và thay đổi tùy thuộc vào rất nhiều trong số các dòng và sự kết hợp các dòng này. Cho rằng sử dụng probiotic trong chăn nuôi là khả năng bắt chước tác dụng của kháng sinh hoặc làm giảm nhẹ tổn thất do loại bỏ kháng sinh và là công cụ quan trọng trong phát triển chăn nuôi không có kháng sinh.

Nhận xét

Nghiên cứu và sử dụng từ probiotic trong mối quan hệ bổ sung vào thức ăn vật nuôi chỉ từ năm 1974 (Ezema, 2013) so với những nghiên cứu trên kháng sinh đã có từ lâu. Vì vậy sử dụng một hay nhiều probiotic đặc hiệu cho từng loài vật nuôi và ảnh hưởng của môi trường chăn nuôi đến năng suất vật nuôi và kháng bệnh vẫn còn cần phải được nghiên cứu sâu hơn.

Hiệu quả của sự kết hợp probiotic và các chế phẩm sinh học khác như enzyme, acid hữu cơ…để có một sự thay thế hoàn toàn cho kháng sinh trong thức ăn vật nuôi vẫn chưa có nhiều nghiên cứu để làm sáng tỏ để có kết luận đáng tin cậy về sự thay thế hoàn toàn này.

Bên cạnh việc sử dụng các chế phẩm sinh học thay cho kháng sinh trộn trong thức ăn cũng cần phải đề cập đến việc chọn giống vật nuôi có sức kháng bệnh tốt và biện pháp chăn nuôi an toàn sinh học để hạn chế đến mức thấp nhất sự phát triển của những vi khuẩn gây bệnh.

Việc vi khuẩn bệnh lờn thuốc kháng sinh đã có từ lâu nhưng cơ chế lờn thuốc của vi khuẩn bệnh vẫn chưa được làm sáng tỏ để có những đánh giá về sử dụng probiotic thay thế kháng sinh trong thức ăn vật nuôi.

 

PGS.TS. Bùi Xuân Mến, Trung tâm nghiên cứu và Phát triển Vemedim

 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Costa E., Uwiera R., Kastelic JP., Selinger LB & Inglis GD (2011). Non-therapeutic administration of a model antimicrobial growth promoter modulates intestinal immune responses. Gut Pathogens, 3(1):1-15.

Ezema C. (2013). Probiotics in animal production: A review. http://www.academicjournals.org /article/article1381909524_Ezema.pdf 

Menconi A., Bielke LR., Hargis BM. & Tellez G (2017). Immuno-modulation and anti-inflammatory effectsof antibiotic growth promoters versus probiotics in the intestinal tract. https://en.engormix.com/poultry-industry/articles/immuno-modulation-anti-inflammatory-t40399.htm

Papatsiros VG., Katsoulos PD., Koutoulis KC., Karatzia M., Dedousi A., Christodoulopoulos G (2013). Alternatives_to_antibiotics_for_farm_animals.  https://www.researchgate.net/ publication /259233388mals

Niewold T (2007). Thenonantibiotic anti-inflammatory effect of antimicrobial growth promoters, the real mode of action? A hypothesis.Poult. Sci., 86(4):605-609.

t g
0939 904 940
m