Введение
Поддержание хорошего здоровья кишечника напрямую связано с хорошей продуктивностью. Целостность кишечного эпителия, связанная с балансом микробиоты и хорошей функциональностью пищеварения, имеет решающее значение для эффективного усвоения питательных веществ, адекватного роста и оптимального общего состояния здоровья. Кроме того, кишечник не только играет фундаментальную роль в пищеварении, но и является одной из первых линий защиты от внешних патогенов, что делает его одним из основных иммунных барьеров организма.
С другой стороны, воздействие микотоксинов на животных происходит в основном через потребление загрязненного корма, поэтому желудочно-кишечный тракт является одной из первых тканей, вступающих с ними в контакт. Помимо этого, кишечник является мишенью для некоторых из этих токсинов, таких как дезоксиниваленол (ДОН) и токсин Т-2, микотоксины, принадлежащие к группе трихотеценов, производимых грибами рода Fusarium.
DON, также известный как вомитоксин, является трихоцеценом типа B, который серьезно нарушает работу пищеварительной системы, вызывая рвоту, диарею и отказ от пищи. Токсин T-2, трихоцецен типа A, вызывает аналогичные токсические эффекты в желудочно- кишечном тракте, а также кожные поражения с некрозом и воспалением. Оба микотоксина связаны с токсическим воздействием на печень и отличаются тем, что повреждают кишечный эпителий, ослабляя эту важную защитную барьерную функцию организма, что приводит к ухудшению усвоения питательных веществ, усилению воспаления и ослаблению иммунной функции.
Существует несколько методов решения этих проблем в животноводстве. К ним относятся стратегии, основанные на адсорбции микотоксинов и смягчении их побочных эффектов. В этом отношении BIŌNTE® QUIMITŌX® PLUS позиционируется как комплексный продукт, основанный на трех механизмах действия: адсорбции, биозащите и постбиотическом эффекте. Это альтернатива, которая снижает биодоступность микотоксинов и смягчает их токсичность, способствуя укреплению пищеварительной системы, оптимизации усвоения питательных веществ и более здоровому развитию свиней.
В связи с этим, было проведено исследование в сотрудничестве с исследовательским центром Schothorst Feed Research (SFR) в Нидерландах с целью оценки эффективности BIŌNTE® QUIMITŌX® PLUS в снижении токсичности ДОН и токсина Т-2 на уровне кишечника с помощью инновационной модели ex vivo с использованием свиных илеальных органоидов (IPO).
Ex vivo модель: инновация в оценке антимикотоксиновых агентов
Исследование ex vivo — это научный эксперимент, проводимый вне живого организма, но с использованием свежеизолированных тканей, органов или клеток, которые еще сохраняют некоторые из своих естественных функций. Такая конструкция позволяет:
- Добиться реалистичных результатов без сложностей, связанных с работой со всем организмом.
- Добиться большей ясности в понимании функций конкретных органов или тканей.
- Гарантировать получение результатов с этической точки зрения.
Исследования такого типа представляют собой инновационный инструмент для экспериментов в области животноводства, поскольку позволяют оценивать токсическое воздействие определенных веществ непосредственно на целевые системы, что повышает ценность благополучия животных и облегчает валидацию применяемых решений.
В этой ситуации целью данного испытания было оценить эффективность BIŌNTE® QUIMITŌX® PLUS в смягчении негативных эффектов, вызванных воздействием микотоксинов DON и T-2 на желудочно-кишечный тракт свиней, путем измерения жизнеспособности клеток, контроля митохондриальной активности и проницаемости кишечника (рисунок 1).
Рисунок 1. Схема методологии исследования.
Исследование включало четыре экспериментальные группы: контрольную группу, группу с добавлением микотоксинов (ДОН и Т-2), группу с добавлением BIŌNTE® QUIMITŌX® PLUS и группу с добавлением микотоксинов и BIŌNTE® QUIMITŌX® PLUS (табл. 1).
| Экспериментальные методы, применяемые к IPOS | ||
|---|---|---|
| Экспериментальное исследование | Условия ex vivo | Условия на поле* |
| 1. Контроль | — | — |
2. Микотоксины (MIC) DON T-2 | 1 µM 0,1 µM | 296 ppb 46,7 ppb |
| 3. BIŌNTE® QUIMITŌX® PLUS (BQP) | 0,5 mg/mL | 1 kg/t |
| 4. MIC + BQP | значения групп 2 и 3 | значения групп 2 и 3 |
Таблица 1. Экспериментальные методы, примененные к IPO. *Теоретическая экстраполяция единиц ex vivo на единицы в полевых условиях. Не представляют собой прямых рекомендаций по применению.
BIŌNTE® QUIMITŌX® PLUS увеличивает жизнеспособность клеток эпителия кишечника свиней
Жизнеспособность клеток — это параметр, который указывает процент «живых», то есть биологически активных клеток в образце. Таким образом, это ключевой показатель здоровья кишечника и способности усваивать питательные вещества. Большее количество функциональных кишечных клеток способствует повышению производственной эффективности, лучшему развитию и росту. Для оценки жизнеспособности кишечных клеток анализируется митохондриальная активность, поскольку она определяет жизнеспособность клетки и, следовательно, ее процветание или ухудшение.
При нормальной митохондриальной функции, клетка эффективно производит энергию и противостоит стрессу, обеспечивая целостность и функциональность тканей. Напротив, если эта активность нарушается под воздействием токсинов или других стрессовых факторов, жизнеспособность клеток снижается, что влияет на структуру и функцию тканей и жизненно важных органов. Эта ситуация вызывает воспаление и иммуносупрессию, что приводит к снижению производительности и повышению восприимчивости к заболеваниям.
На основе этого исследования ex vivo было оценено влияние BIŌNTE® QUIMITŌX® PLUS на жизнеспособность клеток кишечника свиней, в частности, посредством экспериментов с контрольной обработкой (1) и обработкой тканей, получившей BIŌNTE® QUIMITŌX® PLUS (3).
Рисунок 2. Результаты митохондриальной активности (%).
Результаты показали 65% увеличение митохондриальной активности в клетках экспериментальной ткани благодаря применению продукта (рисунок 2). Таким образом, доказано, что BIŌNTE® QUIMITŌX® PLUS повышает жизнеспособность клеток, улучшая общее состояние здоровья кишечного эпителия.
BIŌNTE® QUIMITŌX® PLUS восстанавливает целостность клеток кишечника, поврежденных воздействием дона и токсина т-2 у свиней
Здоровый кишечник имеет основополагающее значение для здоровья животных, поскольку он действует как селективный барьер, позволяющий всасывать необходимые питательные вещества и одновременно препятствующий проникновению бактерий, токсинов и других вредных веществ в кровоток. Однако воздействие микотоксинов, таких как ДОН и Т-2, может нарушить эту барьерную функцию, приводя к проницаемости кишечника, что позволяет патогенным агентам проникать в организм, вызывая воспаление и иммуносупрессию (Li et al., 2022) (Рисунок 3).
Рисунок 3. Схема проницаемости кишечника для токсинов и патогенов. Слева — здоровый непроницаемый эпителий; справа — измененный эпителий, проницаемый для токсинов и патогенов.
Последствия нарушения проницаемости кишечника напрямую влияют на рентабельность и здоровье свиней, проявляясь в потере веса, диарее и низкой продуктивности (Wellington et al., 2020; Zhang et al., 2024). Кроме того, это уязвимое состояние не только снижает общую продуктивность, но и значительно увеличивает восприимчивость к инфекциям, ставя под угрозу здоровье животного (Lessard et al., 2015).
В рамках настоящего исследования ex vivo была оценена проницаемость кишечника с целью определения как токсического воздействия микотоксинов на кишечный эпителий, так и способности BIŌNTE® QUIMITŌX® PLUS противодействовать этой токсичности.
Рисунок 4. Результаты исследования проницаемости кишечника (%).
Результаты показали физиологические параметры проницаемости кишечника, не измененные как в контрольной группе, так и в группе, которая получала только BIŌNTE® QUIMITŌX® PLUS. Затем воздействие микотоксинами DON и T-2 вызвало значительное увеличение проницаемости, нарушив целостность ткани. На клиническом уровне такое изменение отразилось бы на усвоении питательных веществ и снижении продуктивности пораженного скота. Наконец, комбинированное воздействие, при котором ткань подвергалась влиянию микотоксинов и дополнительно получала BIŌNTE® QUIMITŌX® PLUS, продемонстрировало эффективность продукта, снизив проницаемость кишечника на 44% по сравнению с тканью, подвергавшейся воздействию только DON и T— 2.
Заключение
В заключение, здоровье и продуктивность животных в значительной степени зависят от целостности и правильного функционирования кишечной барьерной функции. BIŌNTE® QUIMITŌX® PLUS защищает функцию кишечника и предохраняет скот от токсичности, вызванной микотоксинами, такими как DON и T-2, способствуя уменьшению воспаления, укреплению иммунитета и максимальному повышению продуктивности. С этой точки зрения, исследования на ex vivo моделях представляют собой этичную и инновационную альтернативу для оценки токсичности этих веществ и эффективности решений в области питания животных.
