Бул макала "Микробго каршы колдонуу, микробго каршы туруктуулук жана жаныбарлардын азык-түлүк микробиомасы" изилдөө темасынын бир бөлүгү болуп саналат. Бардык 13 макаланы көрүү
Органикалык кислоталар жаныбарлардын тоютуна кошулма катары жогорку суроо-талапка ээ. Бүгүнкү күнгө чейин азык-түлүк коопсуздугуна, айрыкча канаттуулардын жана башка жаныбарлардын тамак-аш аркылуу жугуучу патогендердин пайда болуусун азайтууга басым жасалууда. Учурда бир нече органикалык кислоталар изилденип жатат же коммерциялык максатта колдонулууда. Кеңири изилденген көптөгөн органикалык кислоталардын арасында кумурска кислотасы алардын бири. Кумурска кислотасы тоютта жана тамак-аш аркылуу жугуучу башка патогендердин болушун чектөө үчүн канаттуулардын рационуна кошулат. Кумурска кислотасынын кожоюнга жана тамак-аш аркылуу жугуучу патогендерге эффективдүүлүгүн жана таасирин түшүнүү өскөн сайын, кумурска кислотасынын болушу сальмонелладагы белгилүү бир жолдорду козгой турганы айкын болуп баратат. Бул реакция кумурска кислотасы ашказан-ичеги жолуна кирип, ашказан-ичеги жолун колониялаштырган сальмонелла менен гана эмес, ошондой эле ичегинин өзүнүн микробдук флорасы менен да өз ара аракеттенгенде татаалдашып кетиши мүмкүн. Бул серепте кумурска кислотасы менен иштетилген канаттуулардын жана тоюттун микробиомасы боюнча андан аркы изилдөөлөрдүн учурдагы жыйынтыктары жана келечеги каралат.
Мал чарбасында жана канаттуулар өндүрүшүндө кыйынчылык - азык-түлүк коопсуздугунун тобокелдиктерин чектөө менен бирге өсүштү жана өндүрүмдүүлүктү оптималдаштыруучу башкаруу стратегияларын иштеп чыгуу. Тарыхый жактан алганда, антибиотиктерди субтерапиялык концентрацияларда колдонуу жаныбарлардын ден соолугун, жыргалчылыгын жана өндүрүмдүүлүгүн жакшырткан (1–3). Иш-аракет механизминин көз карашынан алганда, субингибитордук концентрацияларда берилген антибиотиктер ашказан-ичеги (GI) флорасын жана өз кезегинде алардын кожоюн менен өз ара аракеттенүүсүн модуляциялоо менен кожоюндун реакциясын ортомчулук кылат деген божомолдор бар (3). Бирок, антибиотиктерге туруктуу тамак-аш аркылуу жугуучу патогендердин жайылышы жана алардын адамдарда антибиотиктерге туруктуу инфекциялар менен байланышы жөнүндөгү тынчсыздануулар тамак-аш жаныбарларында антибиотиктерди колдонууну акырындык менен токтотууга алып келди (4–8). Ошондуктан, бул талаптардын жок дегенде айрымдарына жооп берген тоют кошулмаларын жана жакшыртуучуларын иштеп чыгуу (жаныбарлардын ден соолугун, жыргалчылыгын жана өндүрүмдүүлүгүн жакшыртуу) академиялык изилдөө жана коммерциялык өнүктүрүү көз карашынан чоң кызыгууну жаратат (5, 9). Жаныбарлардын тоют рыногуна ар кандай коммерциялык тоют кошулмалары, анын ичинде ар кандай өсүмдүк булактарынан алынган пробиотиктер, пребиотиктер, эфир майлары жана ага байланыштуу кошулмалар, ошондой эле альдегиддер сыяктуу химиялык заттар кирди (10–14). Канаттууларда кеңири колдонулган башка коммерциялык тоют кошулмаларына бактериофагдар, цинк кычкылы, экзогендик ферменттер, атаандаштыкка жөндөмдүү продукциялар жана кислоталык кошулмалар кирет (15, 16).
Азыркы химиялык тоют кошулмаларынын ичинен альдегиддер жана органикалык кислоталар тарыхый жактан эң кеңири изилденген жана колдонулган кошулмалар болуп келген (12, 17–21). Органикалык кислоталар, айрыкча кыска чынжырлуу май кислоталары (СКЧК), патогендик бактериялардын белгилүү антагонисттери болуп саналат. Бул органикалык кислоталар тоют матрицасында патогендердин болушун чектөө үчүн гана эмес, ошондой эле ашказан-ичеги функциясына активдүү таасир этүү үчүн тоют кошулмалары катары колдонулат (17, 20–24). Мындан тышкары, СКЧКлар тамак сиңирүү трактындагы ичеги флорасы тарабынан ачытуу жолу менен өндүрүлөт жана кээ бир пробиотиктердин жана пребиотиктердин ашказан-ичеги трактына кирген патогендерге каршы туруу жөндөмүндө механикалык ролду ойнойт деп эсептелет (21, 23, 25).
Жылдар бою ар кандай кыска чынжырлуу май кислоталары (СКФА) тоют кошулмалары катары көп көңүл бурду. Атап айтканда, пропионат, бутират жана формат көптөгөн изилдөөлөргө жана коммерциялык колдонмолорго ээ болду (17, 20, 21, 23, 24, 26). Алгачкы изилдөөлөр жаныбарлардын жана канаттуулардын тоютундагы тамак-аш аркылуу жугуучу патогендерди көзөмөлдөөгө багытталган болсо, акыркы изилдөөлөр алардын көңүлүн жаныбарлардын жалпы көрсөткүчтөрүн жана ашказан-ичеги ден соолугун жакшыртууга бурду (20, 21, 24). Ацетат, пропионат жана бутират органикалык кислота тоют кошулмалары катары көп көңүл бурду, алардын арасында кумурска кислотасы да келечектүү талапкер болуп саналат (21, 23). Кумурска кислотасынын азык-түлүк коопсуздугу аспектилерине, атап айтканда, мал тоютундагы тамак-аш аркылуу жугуучу патогендердин пайда болуу ыктымалдыгын азайтууга көп көңүл бурулду. Бирок, башка мүмкүн болгон колдонуулар да каралууда. Бул серептин жалпы максаты - кумурска кислотасынын мал тоютун жакшыртуучу катары тарыхын жана учурдагы абалын изилдөө (1-сүрөт). Бул изилдөөдө биз кумурска кислотасынын антибактериалдык механизмин карап чыгабыз. Мындан тышкары, биз анын мал жана үй канаттууларына тийгизген таасирин кененирээк карап чыгып, анын натыйжалуулугун жогорулатуунун мүмкүн болгон ыкмаларын талкуулайбыз.
Сүрөт 1. Бул серепте камтылган темалардын ой жүгүртүү картасы. Атап айтканда, төмөнкү жалпы максаттарга багытталган: малдын тоютун жакшыртуучу каражат катары кумурска кислотасынын тарыхын жана учурдагы абалын, кумурска кислотасынын микробго каршы механизмдерин жана аны колдонуунун жаныбарлар менен канаттуулардын ден соолугуна тийгизген таасирин, ошондой эле натыйжалуулукту жогорулатуунун мүмкүн болгон ыкмаларын сүрөттөө.
Мал жана канаттуулар үчүн тоют өндүрүү – бул данды физикалык иштетүү (мисалы, бөлүкчөлөрдүн өлчөмүн азайтуу үчүн майдалоо), гранулдоо үчүн термикалык иштетүү жана жаныбардын өзгөчө азыктык муктаждыктарына жараша рационго бир нече азык заттарды кошуу сыяктуу бир нече этаптарды камтыган татаал операция (27). Бул татаалдыкты эске алганда, тоютту иштетүү данды тоют фабрикасына жеткенге чейин, майдалоо учурунда жана андан кийин аралаш тоют рациондорунда ташуу жана берүү учурунда ар кандай экологиялык факторлорго дуушар кылаары таң калыштуу эмес (9, 21, 28). Ошентип, жылдар бою тоютта бактерияларды гана эмес, бактериофагдарды, козу карындарды жана ачыткыларды камтыган ар кандай микроорганизмдер тобу аныкталган (9, 21, 28–31). Бул булгоочу заттардын айрымдары, мисалы, айрым козу карындар, жаныбарлардын ден соолугуна коркунуч келтирген микотоксиндерди пайда кылышы мүмкүн (32–35).
Бактериялардын популяциялары салыштырмалуу ар түрдүү болушу мүмкүн жана кандайдыр бир деңгээлде микроорганизмдерди бөлүп алуу жана идентификациялоо үчүн колдонулган тиешелүү ыкмаларга, ошондой эле үлгүнүн булагына көз каранды. Мисалы, гранулалоо менен байланышкан жылуулук менен иштетүүгө чейин микробдук курамдын профили ар кандай болушу мүмкүн (36). Классикалык культура жана пластина менен каптоо ыкмалары бир аз маалымат бергени менен, 16S рРНК генине негизделген кийинки муундагы секвенирлөө (NGS) ыкмасынын жакында колдонулушу тоют микробиомунун коомчулугун ар тараптуу баалоону камсыз кылды (9). Соланки жана башкалар (37) курт-кумурскаларды жок кылуучу фумигант болгон фосфиндин катышуусунда бир аз убакытка сакталган буудай дандарынын бактериялык микробиомасын изилдегенде, алар микробиом жыйналгандан кийин жана 3 ай сакталгандан кийин ар түрдүү экенин аныкташкан. Андан тышкары, Соланки жана башкалар. (37) (37) буудай дандарында Proteobacteria, Firmicutes, Actinobacteria, Bacteroidetes жана Planctomyces доминанттык филалар, Bacillus, Erwinia жана Pseudomonas доминанттык уруулар, ал эми Enterobacteriaceae анча чоң эмес үлүштү түзөрүн көрсөттү. Таксономиялык салыштыруулардын негизинде алар фосфин менен фумигациялоо бактериялардын популяциясын олуттуу түрдө өзгөрткөнүн, бирок козу карындардын ар түрдүүлүгүнө таасир этпегенин аныкташкан.
Соланки жана башкалар (37) микробиомдо Enterobacteriaceae бактерияларын аныктоого негизделген тоют булактарында коомдук саламаттыкты сактоо көйгөйлөрүн жаратышы мүмкүн болгон тамак-аш аркылуу жугуучу патогендер да болушу мүмкүн экенин көрсөтүштү. Clostridium perfringens, Clostridium botulinum, Salmonella, Campylobacter, Escherichia coli O157:H7 жана Listeria monocytogenes сыяктуу тамак-аш аркылуу жугуучу патогендер жаныбарлардын тоюту жана силосу менен байланышкан (9, 31, 38). Жаныбарлардын жана канаттуулардын тоютунда башка тамак-аш аркылуу жугуучу патогендердин сакталышы азырынча белгисиз. Ге жана башкалар (39) 200дөн ашык жаныбарлардын тоют ингредиенттерин текшерип, Salmonella, E. coli жана Enterococci бактерияларын бөлүп алышкан, бирок E. coli O157:H7 же Campylobacter бактерияларын аныкташкан эмес. Бирок, кургак тоют сыяктуу матрицалар патогендүү E. coli булагы болуп кызмат кылышы мүмкүн. 2016-жылы адам оорусу менен байланышкан Шига токсинин өндүрүүчү Escherichia coli (STEC) серогруппаларынын O121 жана O26 чыгышынын булагын издөөдө Кроу жана башкалар (40) клиникалык изоляттарды тамак-аш азыктарынан алынган изоляттар менен салыштыруу үчүн бүтүндөй геномдук ырааттуулукту колдонушкан. Бул салыштыруунун негизинде алар ыктымалдуу булак ун тегирмендеринен алынган нымдуулугу аз чийки буудай уну деген тыянакка келишкен. Буудай унунун нымдуулугунун төмөндүгү STECтин нымдуулугу аз жаныбарлардын тоютунда да жашай алаарын көрсөтүп турат. Бирок, Кроу жана башкалар (40) белгилегендей, STECти ун үлгүлөрүнөн бөлүп алуу кыйын жана жетиштүү сандагы бактериялык клеткаларды калыбына келтирүү үчүн иммуномагниттик бөлүү ыкмаларын талап кылат. Ушул сыяктуу диагностикалык процесстер жаныбарлардын тоютундагы сейрек кездешүүчү тамак-аш аркылуу жугуучу патогендерди аныктоону жана бөлүп алууну татаалдаштырышы мүмкүн. Аныктоодогу кыйынчылык бул патогендердин нымдуулугу аз матрицаларда узак убакытка сакталып калышына да байланыштуу болушу мүмкүн. Форгани жана башкалар. (41) бөлмө температурасында сакталып, энтерогеморрагиялык Escherichia coli (EHEC) серогруппаларынын O45, O121 жана O145 жана Salmonella (S. Typhimurium, S. Agona, S. Enteritidis жана S. Anatum) аралашмасы менен эмделген буудай унунун 84 жана 112 күндө сандык жактан аныктала тургандыгын жана 24 жана 52 жумада дагы эле аныктала тургандыгын көрсөттү.
Тарыхый жактан алганда, Campylobacter эч качан жаныбарлардын жана канаттуулардын тоютунан салттуу өстүрүү ыкмалары менен бөлүнүп алынган эмес (38, 39), бирок Campylobacter канаттуулардын жана канаттуулардын азыктарынын ашказан-ичеги трактынан оңой эле бөлүнүп алынышы мүмкүн (42, 43). Бирок, тоюттун потенциалдуу булак катары артыкчылыктары дагы эле бар. Мисалы, Alves жана башкалар (44) семиртилген тооктун тоютуна C. jejuni эмдөө жана андан кийин тоютту эки башка температурада 3 же 5 күн сактоо жашоого жөндөмдүү C. jejuni калыбына келтирүүгө жана кээ бир учурларда алардын көбөйүшүнө алып келгенин көрсөтүштү. Алар C. jejuni канаттуулардын тоютунда сөзсүз жашай алат жана ошондуктан тооктор үчүн инфекциянын потенциалдуу булагы болушу мүмкүн деген тыянакка келишкен.
Мал жана канаттуулардын тоютунун сальмонелла менен булганышы мурда көп көңүл бурулуп келген жана тоютка тиешелүү аныктоо ыкмаларын иштеп чыгуу жана натыйжалуураак көзөмөл чараларын табуу боюнча уланып жаткан аракеттердин чордонунда калууда (12, 26, 30, 45–53). Жылдар бою көптөгөн изилдөөлөр ар кандай тоют мекемелеринде жана тоют заводдорунда сальмонелланы бөлүп алууну жана мүнөздөөнү изилдеген (38, 39, 54–61). Жалпысынан алганда, бул изилдөөлөр сальмонелланы ар кандай тоют ингредиенттеринен, тоют булактарынан, тоют түрлөрүнөн жана тоют өндүрүү операцияларынан бөлүп алууга болорун көрсөтүп турат. Таралуу көрсөткүчтөрү жана бөлүнүп алынган басымдуу Salmonella серотиптери да ар кандай болгон. Мисалы, Ли жана башкалар (57) Salmonella spp. бар экенин тастыкташкан. Ал 2002-2009-жылдар аралыгындагы маалыматтарды чогултуу мезгилинде толук жаныбарлардын тоюттарынан, тоют ингредиенттеринен, үй жаныбарларынын тоюттарынан, үй жаныбарларынын таттууларынан жана үй жаныбарларынын кошумчаларынан чогултулган 2058 үлгүнүн 12,5%ында аныкталган. Мындан тышкары, оң натыйжа берген Сальмонелла үлгүлөрүнүн 12,5%ында эң көп кездешкен серотиптер С. Сенфтенберг жана С. Монтевидео болгон (57). Техаста даяр тамак-аштарды жана жаныбарлардын тоютунун кошумча продуктуларын изилдөөдө Хсиех жана башкалар (58) Сальмонелланын эң көп таралышы балык унунда, андан кийин жаныбарлардын белокторунда, эң көп кездешкен серотиптер С. Мбанка жана С. Монтевидео экенин билдиришкен. Тоют заводдорунда ингредиенттерди аралаштыруу жана кошуу учурунда тоюттун булганышынын бир нече потенциалдуу учурлары да бар (9, 56, 61). Магосси жана башкалар (61) Кошмо Штаттарда тоют өндүрүү учурунда бир нече булгануу учурлары болушу мүмкүн экенин көрсөтө алышкан. Чындыгында, Магосси жана башкалар (61) АКШнын сегиз штатындагы 11 тоют заводунда (жалпысынан 12 үлгү алуу жайы) жок дегенде бир оң Сальмонелла культурасын табышкан. Тоютту иштетүү, ташуу жана күнүмдүк тамактандыруу учурунда сальмонелла менен булгануу мүмкүнчүлүгүн эске алганда, жаныбарлардын өндүрүш цикли боюнча микробдук булгануунун төмөн деңгээлин азайтып жана кармап тура турган тоют кошулмаларын иштеп чыгуу үчүн олуттуу аракеттер көрүлүп жатканы таң калыштуу эмес.
Салмонелланын кумурска кислотасына болгон өзгөчө реакциясынын механизми жөнүндө аз маалымат бар. Бирок, Хуанг жана башкалар (62) кумурска кислотасы сүт эмүүчүлөрдүн ичке ичегисинде бар экенин жана Salmonella spp. кумурска кислотасын өндүрө аларын көрсөтүшкөн. Хуанг жана башкалар (62) Salmonella вируленттүүлүк гендеринин экспрессиясын аныктоо үчүн негизги жолдордун бир катар делеция мутанттарын колдонушкан жана формат Салмонелланын Hep-2 эпителий клеткаларына кирип кетишине түрткү берүү үчүн диффузиялык сигнал катары иштей аларын аныкташкан. Жакында эле, Лю жана башкалар (63) Salmonella typhimuriumдан рН 7.0до өзгөчө формат каналы катары иштеген, бирок жогорку тышкы рНда пассивдүү экспорт каналы же төмөнкү рНда экинчилик активдүү формат/суутек ионунун импорт каналы катары да иштей алган формат ташуучу FocAны бөлүп алышкан. Бирок, бул изилдөө S. Typhimuriumдун бир гана серотибинде жүргүзүлгөн. Бардык серотиптер кумурска кислотасына окшош механизмдер менен жооп береби деген суроо туулат. Бул келечектеги изилдөөлөрдө каралышы керек болгон маанилүү изилдөө суроосу бойдон калууда. Натыйжаларга карабастан, тоюттагы сальмонелла деңгээлин төмөндөтүү үчүн кислота кошулмаларын колдонуу боюнча жалпы сунуштарды иштеп чыгууда скринингдик эксперименттерде бир нече сальмонелла серотиптерин же ал тургай ар бир серотиптин бир нече штаммдарын колдонуу акылдуулукка жатат. Бир эле серотиптин ар кандай кичи топторун айырмалоо үчүн штаммдарды коддоо үчүн генетикалык штрих-коддоону колдонуу сыяктуу жаңы ыкмалар (9, 64) айырмачылыктарды тыянактарга жана чечмелөөгө таасир этиши мүмкүн болгон майда айырмачылыктарды аныктоо мүмкүнчүлүгүн берет.
Форматтын химиялык мүнөзү жана диссоциация формасы да маанилүү болушу мүмкүн. Бир катар изилдөөлөрдө Бейер жана башкалар (65–67) Enterococcus faecium, Campylobacter jejuni жана Campylobacter coli бактерияларынын ингибирлениши диссоциацияланган кумурска кислотасынын көлөмү менен корреляцияланганын жана рН же диссоциацияланбаган кумурска кислотасынан көз карандысыз экенин көрсөтүшкөн. Бактериялар дуушар болгон форманын химиялык формасы да маанилүү болуп көрүнөт. Кованда жана башкалар (68) бир нече Грам-терс жана Грам-позитивдүү организмдерди текшерип, натрий форматынын (500–25 000 мг/л) жана натрий форматы менен эркин форматтын аралашмасын (40/60 м/кв; 10–10 000 мг/л) минималдуу ингибирлөөчү концентрацияларын (МИК) салыштырышкан. MIC маанилерине таянып, алар натрий форматы Campylobacter jejuni, Clostridium perfringens, Streptococcus suis жана Streptococcus pneumoniae бактерияларына гана каршы ингибирлөөчү таасирге ээ экенин, бирок Escherichia coli, Salmonella typhimurium же Enterococcus faecalis бактерияларына каршы эместигин аныкташкан. Ал эми натрий форматы менен эркин натрий форматынын аралашмасы бардык организмдерге каршы ингибирлөөчү таасирге ээ болуп, авторлорду эркин кумурска кислотасы көпчүлүк микробго каршы касиеттерге ээ деген тыянакка алып келген. MIC маанилеринин диапазону аралаш формуладагы кумурска кислотасынын деңгээли жана 100% кумурска кислотасына болгон реакция менен корреляцияланабы же жокпу, аныктоо үчүн бул эки химиялык форманын ар кандай катыштарын изилдөө кызыктуу болмок.
Гомес-Гарсия жана башкалар (69) чочколордон алынган Escherichia coli, Salmonella жана Clostridium perfringens бир нече изоляттарына каршы эфир майларынын жана органикалык кислоталардын (мисалы, кумурска кислотасы) айкалыштарын сынап көрүшкөн. Алар формальдегидди оң контрол катары колдонуп, кумурска кислотасын кошкондо алты органикалык кислотанын жана алты эфир майынын чочко изоляттарына каршы эффективдүүлүгүн текшеришкен. Гомес-Гарсия жана башкалар (69) кумурска кислотасынын Escherichia coli (600 жана 2400 ppm, 4), Salmonella (600 жана 2400 ppm, 4) жана Clostridium perfringens (1200 жана 2400 ppm, 2) бактерияларына каршы MIC50, MBC50 жана MIC50/MBC50 аныкташкан, алардын ичинен кумурска кислотасы бардык органикалык кислоталарга караганда E. coli жана Salmonella бактерияларына каршы эффективдүү экени аныкталган. (69) Кумурска кислотасы кичинекей молекулярдык өлчөмү жана узун чынжырынан улам Escherichia coli жана Salmonella бактерияларына каршы натыйжалуу (70).
Бейер жана башкалар чочколордон бөлүнүп алынган Campylobacter штаммдарын (66) жана канаттуулардан бөлүнүп алынган Campylobacter jejuni штаммдарын (67) текшерип, кумурска кислотасы башка органикалык кислоталар үчүн өлчөнгөн MIC реакцияларына шайкеш келген концентрацияларда диссоциацияланаарын көрсөтүштү. Бирок, кумурска кислотасын кошо алганда, бул кислоталардын салыштырмалуу потенциалы суроо жаратты, анткени Campylobacter бул кислоталарды субстрат катары колдоно алат (66, 67). C. jejuniнин кислотаны пайдалануусу таң калыштуу эмес, анткени анын гликолитикалык эмес метаболизми бар экени көрсөтүлгөн. Ошентип, C. jejuni углевод катаболизми үчүн чектелүү мүмкүнчүлүккө ээ жана энергия алмашуусунун жана биосинтетикалык активдүүлүгүнүн көпчүлүгү үчүн аминокислоталардан жана органикалык кислоталардан глюконеогенезге таянат (71, 72). Line жана башкалар тарабынан жүргүзүлгөн алгачкы изилдөөдө (73) 190 көмүртек булагын камтыган фенотиптик массив колдонулган жана C. jejuni 11168(GS) органикалык кислоталарды көмүртек булактары катары колдоно аларын көрсөткөн, алардын көпчүлүгү трикарбон кислотасы циклинин ортоңку продуктулары. Вагли жана башкалар тарабынан жүргүзүлгөн андан аркы изилдөөлөр. (74) фенотиптик көмүртекти пайдалануу массивин колдонуу менен жүргүзүлгөн изилдөөдө изилденген C. jejuni жана E. coli штаммдары органикалык кислоталарда көмүртек булагы катары өсө аларын көрсөттү. Formate C. jejuni дем алуу энергиясынын алмашуусунун негизги электрондук донору жана ошондуктан C. jejuni үчүн негизги энергия булагы болуп саналат (71, 75). C. jejuni форматты суутек донору катары мембрана менен байланышкан форматдегидрогеназа комплекси аркылуу колдоно алат, ал форматты көмүр кычкыл газына, протондорго жана электрондорго чейин кычкылдандырат жана дем алуу үчүн электрондук донор катары кызмат кылат (72).
Кумурска кислотасы микробго каршы тоютту жакшыртуучу каражат катары колдонулуп келген, бирок кээ бир курт-кумурскалар микробго каршы коргонуу химиялык каражаты катары колдонуу үчүн кумурска кислотасын да өндүрө алышат. Россини жана башкалар (76) кумурска кислотасы Рей (77) тарабынан дээрлик 350 жыл мурун сүрөттөлгөн кумурскалардын кислоталуу ширесинин курамдык бөлүгү болушу мүмкүн деп божомолдошкон. Ошондон бери кумурскаларда жана башка курт-кумурскаларда кумурска кислотасынын өндүрүлүшү жөнүндөгү түшүнүгүбүз бир топ жогорулады жана азыр бул процесс курт-кумурскалардагы татаал токсиндик коргонуу системасынын бир бөлүгү экени белгилүү (78). Чакпаган аарылар, учтуу кумурскалар (Hymenoptera: Apidae), жер коңуздары (Galerita lecontei жана G. janus), чакпаган кумурскалар (Formicinae) жана кээ бир көпөлөк личинкалары (Lepidoptera: Myrmecophaga) сыяктуу курт-кумурскалардын ар кандай топтору кумурска кислотасын коргонуу химиялык каражаты катары өндүрөрү белгилүү (76, 78–82).
Кумурскалар, балким, эң жакшы мүнөздөлөт, анткени аларда ацидоциттер, негизинен кумурска кислотасынан турган ууну чачууга мүмкүндүк берген атайын тешиктер бар (82). Кумурскалар серинди прекурсор катары колдонушат жана уу бездеринде көп өлчөмдөгү форматты сакташат, алар кожоюн кумурскаларды форматтын цитотоксикалык таасиринен чачылганга чейин коргоо үчүн жетиштүү деңгээлде изоляцияланган (78, 83). Алар бөлүп чыгарган кумурска кислотасы (1) башка кумурскаларды тартуу үчүн коңгуроо феромону катары кызмат кылышы мүмкүн; (2) атаандаштарга жана жырткычтарга каршы коргонуу химиялык зат болушу мүмкүн; жана (3) уя материалынын бир бөлүгү катары чайыр менен айкалышканда грибокко каршы жана антибактериалдык агент катары иштейт (78, 82, 84–88). Кумурскалар тарабынан өндүрүлгөн кумурска кислотасы микробго каршы касиетке ээ, бул аны жергиликтүү кошумча катары колдонсо болорун көрсөтүп турат. Муну чайырга синтетикалык кумурска кислотасын кошуп, грибокко каршы активдүүлүгүн бир кыйла жакшырткан Брух жана башкалар (88) көрсөтүшкөн. Кумурска кислотасынын эффективдүүлүгүнүн жана анын биологиялык пайдалуулугунун дагы бир далили - ашказан кислотасын өндүрө албаган алп кумурска жегичтер өздөрүн альтернатива катары концентрацияланган кумурска кислотасы менен камсыз кылуу үчүн кумурска кислотасы бар кумурскаларды жешет (89).
Айыл чарбасында кумурска кислотасынын практикалык колдонулушу көп жылдар бою каралып жана изилденип келет. Атап айтканда, кумурска кислотасын жаныбарлардын тоютуна жана силоско кошумча катары колдонсо болот. Катуу жана суюк түрүндөгү натрий форматы бардык жаныбарлардын түрлөрү, керектөөчүлөр жана айлана-чөйрө үчүн коопсуз деп эсептелет (90). Алардын баалоосуна ылайык (90), тоюттун бир кг үчүн 10 000 мг кумурска кислотасынын эквивалентинин максималдуу концентрациясы бардык жаныбарлардын түрлөрү үчүн коопсуз деп эсептелген, ал эми тоюттун бир кг үчүн 12 000 мг кумурска кислотасынын эквивалентинин максималдуу концентрациясы чочколор үчүн коопсуз деп эсептелген. Кумурска кислотасын жаныбарлардын тоютун жакшыртуучу катары колдонуу көп жылдардан бери изилденип келет. Ал силос консерванты жана жаныбарлардын жана канаттуулардын тоютунда микробго каршы агент катары коммерциялык баалуулугу бар деп эсептелет.
Силос өндүрүүдө жана тоютту башкарууда кислоталар сыяктуу химиялык кошулмалар ар дайым ажырагыс элемент болуп келген (91, 92). Борреани жана башкалар (91) жогорку сапаттагы силостун оптималдуу өндүрүшүнө жетүү үчүн мүмкүн болушунча кургак затты сактап калуу менен тоюттун сапатын сактоо зарылдыгын белгилешкен. Мындай оптималдаштыруунун натыйжасы силостоо процессинин бардык этаптарындагы жоготууларды минималдаштыруу болуп саналат: силостогу баштапкы аэробдук шарттардан баштап, андан кийин ачытуу, сактоо жана силосту азыктандыруу үчүн кайра ачууга чейин. Талаа силос өндүрүүнү жана андан кийин силос ачытуусун оптималдаштыруунун конкреттүү ыкмалары башка жерде кеңири талкууланган (91, 93-95) жана бул жерде кеңири талкууланбайт. Негизги көйгөй - силосто кычкылтек болгондо ачыткылар жана көктөр пайда кылган кычкылдануу бузулушу (91, 92). Ошондуктан, бузулуунун терс таасирин жок кылуу үчүн биологиялык инокулянттар жана химиялык кошулмалар киргизилген (91, 92). Силос кошулмаларына байланыштуу башка ойлорго силосто болушу мүмкүн болгон патогендердин (мисалы, патогендик E. coli, Listeria жана Salmonella), ошондой эле микотоксин чыгаруучу козу карындардын жайылышын чектөө кирет (96–98).
Мак жана башкалар (92) кислота кошулмаларын эки категорияга бөлүшкөн. Пропиондук, уксус, сорбиндик жана бензой кислоталары сыяктуу кислоталар кепшөөчү жаныбарларга берилгенде силостун аэробдук туруктуулугун ачыткылардын жана көктүн өсүшүн чектөө менен сакташат (92). Мак жана башкалар (92) кумурска кислотасын башка кислоталардан бөлүп, аны силос белогунун бүтүндүгүн сактоо менен клостридияларды жана бузулуучу микроорганизмдерди басуучу түз кычкылдандыргыч деп эсептешкен. Иш жүзүндө алардын туз формалары тузсуз формадагы кислоталардын коррозиялык касиеттерин болтурбоо үчүн эң кеңири таралган химиялык формалар болуп саналат (91). Көптөгөн изилдөө топтору кумурска кислотасын силос үчүн кислота кошулмасы катары да изилдешкен. Кумурска кислотасы тез кычкылдандыруучу потенциалы жана силостун белок жана сууда эрүүчү углеводдорун азайтуучу зыяндуу силос микроорганизмдеринин өсүшүнө ингибирлөөчү таасири менен белгилүү (99). Ошондуктан, Хе жана башкалар (92) кумурска кислотасын силостогу кислота кошулмалары менен салыштырышкан. (100) кумурска кислотасы Escherichia coli бактериясын ингибирлеп, силостун рН деңгээлин төмөндөтө аларын көрсөттү. Кычкылданууну жана органикалык кислоталардын өндүрүшүн стимулдаштыруу үчүн силоско кумурска жана сүт кислотасын өндүргөн бактериялык культуралар да кошулган (101). Чындыгында, Кули жана башкалар (101) силос 3% (салмак/көб) кумурска кислотасы менен кычкылданганда, сүт жана кумурска кислоталарынын өндүрүшү тиешелүү түрдө 100 г үлгүгө 800 жана 1000 мг органикалык кислотадан ашканын аныкташкан. Мак жана башкалар (92) силос кошулмасы боюнча изилдөө адабияттарын, анын ичинде 2000-жылдан бери жарыяланган, кумурска кислотасына жана башка кислоталарга багытталган жана/же камтыган изилдөөлөрдү деталдуу карап чыгышкан. Ошондуктан, бул серепте жеке изилдөөлөр кеңири талкууланбайт, бирок кумурска кислотасынын химиялык силос кошулмасы катары эффективдүүлүгүнө байланыштуу кээ бир негизги пункттар кыскача баяндалат. Буферленбеген жана буферленген кумурска кислотасы изилденген жана көпчүлүк учурларда Clostridium spp. Анын салыштырмалуу активдүүлүгү (углеводдордун, белоктордун жана лактаттын сиңирилиши жана бутираттын бөлүнүп чыгышы) төмөндөйт, ал эми аммиак менен бутираттын өндүрүшү азаят жана кургак заттардын кармалышы көбөйөт (92). Кумурска кислотасынын иштешине чектөөлөр бар, бирок аны башка кислоталар менен айкалыштырып силос кошулмасы катары колдонуу бул көйгөйлөрдүн айрымдарын чечет окшойт (92).
Кумурска кислотасы адамдын ден соолугуна коркунуч келтирген патогендик бактерияларды басаңдата алат. Мисалы, Паули жана Там (102) кичинекей лабораториялык силосторду үч башка кургак заттын деңгээлин (200, 430 жана 540 г/кг) камтыган L. monocytogenes менен эмдеп, андан кийин кумурска кислотасы (3 мл/кг) же сүт кислотасы бактериялары (8 × 105/г) жана целлюлолитикалык ферменттер менен толукташкан. Алар эки дарылоо тең кургак заттын деңгээли төмөн силосто (200 г/кг) L. monocytogenesти аныкталбай турган деңгээлге чейин төмөндөткөнүн билдиришкен. Бирок, орточо кургак зат силосунда (430 г/кг), кумурска кислотасы менен иштетилген силосто 30 күндөн кийин да L. monocytogenes аныктала берген. L. monocytogenesтин азайышы рН деңгээлинин төмөндөшү, сүт кислотасы жана айкалышкан диссоциацияланбаган кислоталар менен байланыштуу окшойт. Мисалы, Паули жана Там (102) сүт кислотасынын жана диссоциацияланбаган кислотанын айкалышкан деңгээли өзгөчө маанилүү экенин белгилешкен, бул кургак заттардын курамы жогору болгон силостордон алынган кумурска кислотасы менен иштетилген чөйрөлөрдө L. monocytogenesтин азайышы байкалбагандыгынын себеби болушу мүмкүн. Ушул сыяктуу изилдөөлөр келечекте Salmonella жана патогендик E. coli сыяктуу башка кеңири таралган силос патогендери үчүн жүргүзүлүшү керек. Силостун бүтүндөй микробдук коомчулугунун 16S рДНК ырааттуулугун кеңири талдоо, кумурска кислотасынын катышуусунда силостун ачытуусунун ар кандай этаптарында пайда болгон силостун жалпы микробдук популяциясындагы өзгөрүүлөрдү аныктоого жардам берет (103). Микробиом маалыматтарын алуу силостун ачытуусунун жүрүшүн жакшыраак алдын ала айтууга жана силостун жогорку сапатын сактоо үчүн оптималдуу кошумча айкалыштарды иштеп чыгууга аналитикалык колдоо көрсөтүшү мүмкүн.
Дан негизиндеги мал тоюттарында кумурска кислотасы ар кандай дандан алынган тоют матрицаларындагы, ошондой эле жаныбарлардын кошумча азыктары сыяктуу айрым тоют ингредиенттериндеги патогендердин деңгээлин чектөө үчүн микробго каршы агент катары колдонулат. Канаттуулардын жана башка жаныбарлардын патоген популяциясына тийгизген таасирин эки категорияга бөлүүгө болот: тоюттун өзүнүн патоген популяциясына түздөн-түз таасир этүү жана иштетилген тоютту жегенден кийин жаныбарлардын ашказан-ичеги жолунда колония түзгөн патогендерге кыйыр таасир этүү (20, 21, 104). Албетте, бул эки категория бири-бири менен байланыштуу, анткени тоюттагы патогендердин азайышы жаныбар тоютту жегенде колониялашуунун азайышына алып келиши керек. Бирок, тоют матрицасына кошулган белгилүү бир кислотанын микробго каршы касиеттерине тоюттун курамы жана кислота кошулган форма сыяктуу бир нече факторлор таасир этиши мүмкүн (21, 105).
Тарыхый жактан алганда, кумурска кислотасын жана башка тиешелүү кислоталарды колдонуу, негизинен, жаныбарлардын жана канаттуулардын тоютундагы сальмонелланы түздөн-түз көзөмөлдөөгө багытталган (21). Бул изилдөөлөрдүн жыйынтыктары ар кайсы убакта жарыяланган бир нече серептерде кеңири баяндалган (18, 21, 26, 47, 104–106), ошондуктан бул серепте бул изилдөөлөрдүн негизги жыйынтыктарынын айрымдары гана талкууланат. Бир нече изилдөөлөр тоют матрицаларындагы кумурска кислотасынын микробго каршы активдүүлүгү кумурска кислотасынын дозасына жана таасир этүү убактысына, тоют матрицасынын нымдуулугуна жана тоюттагы жана жаныбардын ашказан-ичеги трактындагы бактериялардын концентрациясына көз каранды экенин көрсөттү (19, 21, 107–109). Тоют матрицасынын түрү жана жаныбарлардын тоют ингредиенттеринин булагы да таасир этүүчү факторлор болуп саналат. Ошентип, бир катар изилдөөлөр көрсөткөндөй, сальмонелла деңгээли. Жаныбарлардын кошумча азыктарынан бөлүнүп алынган бактериялык токсиндер өсүмдүк кошумча азыктарынан бөлүнүп алынгандардан айырмаланышы мүмкүн (39, 45, 58, 59, 110–112). Бирок, кумурска кислотасы сыяктуу кислоталарга реакциянын айырмачылыктары диетадагы сероварлардын жашоо деңгээлинин жана диета иштетилген температуранын айырмачылыктары менен байланыштуу болушу мүмкүн (19, 113, 114). Кислота менен иштетүүгө серовар реакциясынын айырмачылыктары канаттуулардын булганган тоют менен булгануусунун фактору болушу мүмкүн (113, 115), ал эми вируленттүүлүк генинин экспрессиясындагы айырмачылыктар да роль ойношу мүмкүн (116). Эгерде тоюттан алынган кислоталар жетиштүү түрдө буферленбесе, кислотага чыдамдуулуктун айырмачылыктары өз кезегинде культуралык чөйрөдө сальмонелланы аныктоого таасир этиши мүмкүн (21, 105, 117–122). Диетанын физикалык формасы (бөлүкчөлөрдүн өлчөмү боюнча) ашказан-ичеги трактындагы кумурска кислотасынын салыштырмалуу жеткиликтүүлүгүнө да таасир этиши мүмкүн (123).
Тоютка кошулган кумурска кислотасынын микробго каршы активдүүлүгүн оптималдаштыруу стратегиялары да абдан маанилүү. Тоют фабрикасынын жабдууларына келтирилиши мүмкүн болгон зыянды жана мал тоютунун даамдуулугундагы көйгөйлөрдү азайтуу үчүн тоютту аралаштыруудан мурун жогорку булгануу деңгээли бар тоют ингредиенттери үчүн кислотанын жогорку концентрациясы сунушталган (105). Джонс (51) химиялык тазалоодон мурун тоютта болгон сальмонелланы химиялык иштетүүдөн кийин тоют менен байланышта болгон сальмонеллага караганда көзөмөлдөө кыйыныраак деген жыйынтыкка келген. Тоют фабрикасында иштетүү учурунда тоютту жылуулук менен иштетүү тоюттун сальмонелла менен булганышын чектөө үчүн кийлигишүү катары сунушталган, бирок бул тоюттун курамына, бөлүкчөлөрдүн өлчөмүнө жана майдалоо процесси менен байланышкан башка факторлорго жараша болот (51). Кислоталардын микробго каршы активдүүлүгү да температурага көз каранды жана органикалык кислоталардын катышуусундагы жогорку температуралар сальмонеллага синергетикалык ингибирлөөчү таасир этиши мүмкүн, бул сальмонелланын суюк культураларында байкалат (124, 125). Сальмонелла менен булганган тоюттарды изилдөө боюнча бир нече изилдөөлөр жогорку температура тоют матрицасындагы кислоталардын эффективдүүлүгүн жогорулатат деген түшүнүктү колдойт (106, 113, 126). Амадо жана башкалар. (127) ар кандай мал тоюттарынан бөлүнүп алынып, кычкылдандырылган мал гранулдарына эмделген Salmonella enterica жана Escherichia coli 10 штаммындагы температура менен кислотанын (кумурска же сүт кислотасы) өз ара аракеттенүүсүн изилдөө үчүн борбордук композиттик дизайнды колдонгон. Алар жылуулук, кислота жана бактериялык изоляттын түрү менен бирге микробдордун азайышына таасир этүүчү негизги фактор деген жыйынтыкка келишкен. Кислота менен синергетикалык таасир дагы эле басымдуулук кылат, ошондуктан төмөнкү температураларды жана кислотанын концентрациясын колдонсо болот. Бирок, алар ошондой эле кумурска кислотасы колдонулганда синергетикалык таасирлер дайыма эле байкала бербестигин белгилешти, бул аларды кумурска кислотасынын жогорку температурада учуп кетиши же тоют матрицасынын компоненттеринин буфердик таасири фактор деп шектенүүгө алып келди.
Жаныбарларга тоют берүүдөн мурун тоюттун сактоо мөөнөтүн чектөө - тоюттандыруу учурунда жаныбардын организмине тамак-аш аркылуу жугуучу патогендердин киришин көзөмөлдөөнүн бир жолу. Бирок, тоюттагы кислота ашказан-ичеги жолуна киргенден кийин, ал өзүнүн микробго каршы активдүүлүгүн көрсөтө бериши мүмкүн. Ашказан-ичеги жолуна экзогендик жол менен берилген кислоталуу заттардын микробго каршы активдүүлүгү ашказан кислотасынын концентрациясы, ашказан-ичеги жолунун активдүү жери, ашказан-ичеги жолунун рН жана кычкылтек курамы, жаныбардын жашы жана ашказан-ичеги микробдук популяциясынын салыштырмалуу курамы (бул ашказан-ичеги жолунун жайгашкан жерине жана жаныбардын жетилгендигине жараша болот) сыяктуу ар кандай факторлорго көз каранды болушу мүмкүн (21, 24, 128–132). Мындан тышкары, ашказан-ичеги жолундагы анаэробдук микроорганизмдердин туруктуу популяциясы (моногастриялык жаныбарлардын жетилген сайын төмөнкү тамак сиңирүү жолунда доминант болуп калат) ачытуу аркылуу органикалык кислоталарды активдүү түрдө өндүрөт, бул өз кезегинде ашказан-ичеги жолуна кирген өткөөл патогендерге антагонисттик таасир этиши мүмкүн (17, 19–21).
Алгачкы изилдөөлөр канаттуулардын ашказан-ичеги жолундагы сальмонелланы чектөө үчүн форматты кошо алганда, органикалык кислоталарды колдонууга багытталган, бул бир нече сын-пикирлерде (12, 20, 21) кеңири талкууланган. Бул изилдөөлөрдү чогуу карасак, бир нече маанилүү байкоолорду жасоого болот. МакХан жана Шоттс (133) бактериялар менен эмделген тооктордун сокур ичегисиндеги кумурска жана пропион кислотасын берүү Salmonella Typhimurium деңгээлин төмөндөтүп, аларды 7, 14 жана 21 күндүк курагында сандык жактан аныктаганын билдиришкен. Бирок, Хьюм жана башкалар (128) C-14 менен белгиленген пропионатты көзөмөлдөгөндө, алар диетадагы пропионат сокур ичегиге өтө аз өлчөмдө жетиши мүмкүн деген жыйынтыкка келишкен. Бул кумурска кислотасы үчүн да туурабы же жокпу, азырынча аныктала элек. Бирок, жакында Бурасса жана башкалар... (134) бактериялар менен эмделген тооктордун сокур ичегисиндеги кумурска жана пропион кислотасын берүү Salmonella Typhimurium бактериясынын деңгээлин төмөндөткөнүн билдирген, алар 7, 14 жана 21 күндүк курагында сандык жактан аныкталган. (132) бройлер тоокторуна 6 жумалык өсүү мезгилинде кумурска кислотасын 4 г/т өлчөмүндө берүү сокур ичегидеги S. Typhimurium концентрациясын аныктоо деңгээлинен төмөн түшүргөнүн белгилеген.
Тамак-ашта кумурска кислотасынын болушу канаттуулардын ашказан-ичеги жолдорунун башка бөлүктөрүнө да таасирин тийгизиши мүмкүн. Аль-Тарази жана Альшавабкех (134) кумурска кислотасы менен пропион кислотасынын аралашмасы өсүмдүктө жана сокур ичегиде Salmonella pullorum (S. PRlorum) менен булганууну азайта аларын көрсөтүшкөн. Томпсон жана Хинтон (129) коммерциялык жактан жеткиликтүү кумурска кислотасы менен пропион кислотасынын аралашмасы өсүмдүктө жана ашказанда эки кислотанын тең концентрациясын жогорулаткандыгын жана репрезентативдик багуу шарттарында in vitro моделинде Salmonella Enteritidis PT4кө каршы бактерициддик таасирге ээ экенин байкашкан. Бул түшүнүктү Берд жана башкалар (135) жүк ташуучу тооктордун ичүүчү суусуна кумурска кислотасын кошушкан, бул жүк ташуучу тооктордун канаттууларды кайра иштетүүчү заводго жеткирүү алдындагы орозо кармоо мезгилине окшош. Ичүүчү сууга кумурска кислотасын кошуу өсүмдүктө жана эпидидимде S. Typhimurium санынын азайышына жана S. Typhimurium-позитивдүү өсүмдүктөрдүн жыштыгынын азайышына алып келди, бирок эпидидимдин оң саны азайган жок (135). Органикалык кислоталар ашказан-ичеги трактынын төмөнкү бөлүктөрүндө активдүү болгондо аларды коргой турган жеткирүү системаларын иштеп чыгуу натыйжалуулукту жогорулатууга жардам берет. Мисалы, кумурска кислотасын микрокапсуляциялоо жана аны тоютка кошуу сокур ичегидеги Salmonella Enteritidis санын азайтаары көрсөтүлгөн (136). Бирок, бул жаныбарлардын түрүнө жараша өзгөрүшү мүмкүн. Мисалы, Валия жана башкалар (137) кумурска кислотасынын, лимон кислотасынын жана эфир майынын капсулаларынын аралашмасы менен азыктанган 28 күндүк чочколордун сокур ичегисинде же лимфа түйүндөрүндө Salmonella азайганын байкашкан эмес, ал эми заң менен Salmonella бөлүнүп чыгышы 14-күнү азайган болсо да, 28-күнү азайган эмес. Алар чочколор арасында Salmonella горизонталдуу жугушу алдын алынганын көрсөтүштү.
Мал чарбасында кумурска кислотасын микробго каршы агент катары колдонуу боюнча изилдөөлөр негизинен тамак-аш аркылуу жугуучу сальмонеллаларга багытталганы менен, башка ашказан-ичеги ооруларынын козгогучтарына багытталган айрым изилдөөлөр да бар. Кованда жана башкалар тарабынан жүргүзүлгөн in vitro изилдөөлөр (68) кумурска кислотасы Escherichia coli жана Campylobacter jejuni сыяктуу башка ашказан-ичеги тамак-аш аркылуу жугуучу козгогучтарга каршы да натыйжалуу болушу мүмкүн экенин көрсөтүп турат. Мурунку изилдөөлөр органикалык кислоталар (мисалы, сүт кислотасы) жана курамында кумурска кислотасы бар коммерциялык аралашмалар канаттуулардагы Campylobacter деңгээлин төмөндөтө аларын көрсөттү (135, 138). Бирок, Бейер жана башкалар мурда белгилегендей (67), кумурска кислотасын Campylobacterге каршы микробго каршы агент катары колдонуу этияттыкты талап кылышы мүмкүн. Бул ачылыш канаттуулардагы тамак-аш кошулмалары үчүн өзгөчө көйгөйлүү, анткени кумурска кислотасы C. jejuni үчүн дем алуунун негизги энергия булагы болуп саналат. Андан тышкары, анын ашказан-ичеги нишасынын бир бөлүгү форма сыяктуу ашказан-ичеги бактериялары тарабынан өндүрүлгөн аралаш кислота ачытуу продуктулары менен метаболикалык кайчылаш тамактануудан келип чыгат деп эсептелет (139). Бул көз караштын кандайдыр бир негизи бар. Формат C. jejuni үчүн хемоаттрактант болгондуктан, формадегидрогеназада да, гидрогеназада да кемчиликтери бар кош мутанттар бройлер тоокторунда жапайы типтеги C. jejuni штаммдарына салыштырмалуу сокур ичеги колонизациясынын көрсөткүчүн төмөндөткөн (140, 141). Тышкы кумурска кислотасынын кошулмасы тооктордо C. jejuni тарабынан ашказан-ичеги трактынын колонизациясына кандай деңгээлде таасир этери азырынча белгисиз. Ашказан-ичеги формасынын чыныгы концентрациясы башка ашказан-ичеги бактерияларынын катаболизминен же жогорку ашказан-ичеги трактында форманын сиңирилишинен улам төмөн болушу мүмкүн, андыктан бир нече өзгөрмөлөр буга таасир этиши мүмкүн. Мындан тышкары, форма - бул кээ бир ашказан-ичеги бактериялары тарабынан өндүрүлгөн потенциалдуу ачытуу продуктусу, ал ашказан-ичеги формасынын жалпы деңгээлине таасир этиши мүмкүн. Ашказан-ичеги курамындагы форманы сандык жактан аныктоо жана метагеномиканы колдонуу менен форматдегидрогеназа гендерин аныктоо формат өндүрүүчү микроорганизмдердин экологиясынын айрым аспектилерине жарык чачышы мүмкүн.
Рот жана башкалар (142) бройлер тоокторуна антибиотик энрофлоксацин же кумурска, уксус жана пропион кислоталарынын аралашмасын берүүнүн антибиотикке туруктуу Escherichia coli таралышына тийгизген таасирин салыштырышкан. Жалпы жана антибиотикке туруктуу E. coli изоляттары 1 күндүк бройлер тоокторунун фекалдык үлгүлөрүндө жана 14 жана 38 күндүк бройлер тоокторунун сокур ичегисинин курамындагы үлгүлөрдө эсептелген. E. coli изоляттары ар бир антибиотик үчүн мурда аныкталган чектөө чекиттерине ылайык ампициллинге, цефотаксимге, ципрофлоксацинге, стрептомицинге, сульфаметоксазолго жана тетрациклинге туруктуулугу текшерилген. Тиешелүү E. coli популяциялары сандык жактан аныкталып жана мүнөздөлгөндө, энрофлоксацин да, кислота коктейли кошулмасы да 17 жана 28 күндүк бройлер тоокторунун сокур ичегисинен бөлүнүп алынган E. coliнин жалпы санын өзгөрткөн эмес. Энрофлоксацин кошулган диета менен азыктанган канаттууларда ципрофлоксацинге, стрептомицинге, сульфаметоксазолго жана тетрациклинге туруктуу E. coli деңгээли жогорулаган жана сокур ичегиде цефотаксимге туруктуу E. coli деңгээли төмөндөгөн. Коктейль менен азыктанган канаттууларда сокур ичегиде ампициллинге жана тетрациклинге туруктуу E. coli саны контролдук жана энрофлоксацин кошулган канаттууларга салыштырмалуу азайган. Аралаш кислота менен азыктанган канаттууларда сокур ичегиде ципрофлоксацинге жана сульфаметоксазолго туруктуу E. coli саны энрофлоксацин менен азыктанган канаттууларга салыштырмалуу азайган. Кислоталар антибиотикке туруктуу E. coli санын E. coli жалпы санын азайтпастан кантип азайтаары азырынча белгисиз. Бирок, Рот ж.б. тарабынан жүргүзүлгөн изилдөөнүн жыйынтыктары энрофлоксацин тобунун жыйынтыктарына дал келет. (142) Бул Cabezon ж.б. тарабынан сүрөттөлгөн плазмидге байланышкан ингибиторлор сыяктуу E. coliде антибиотикке туруктуулук гендеринин таралышынын азайышынын белгиси болушу мүмкүн. (143). Кумурска кислотасы сыяктуу тоют кошулмаларынын катышуусунда канаттуулардын ашказан-ичеги популяциясында плазмиддердин жардамы менен антибиотиктерге туруктуулукту тереңирээк талдоо жана ашказан-ичеги резистомун баалоо менен бул талдоону андан ары өркүндөтүү кызыктуу болмок.
Патогендерге каршы оптималдуу антимикробдук тоют кошулмаларын иштеп чыгуу, идеалдуу түрдө, жалпы ашказан-ичеги флорасына, айрыкча кожоюн үчүн пайдалуу деп эсептелген микробиотага минималдуу таасир этиши керек. Бирок, экзогендик жол менен берилген органикалык кислоталар жашоочу ашказан-ичеги микробиотасына терс таасирин тийгизип, кандайдыр бир деңгээлде алардын патогендерге каршы коргоочу касиеттерин жокко чыгарышы мүмкүн. Мисалы, Томпсон жана Хинтон (129) кумурска жана пропион кислоталарынын аралашмасы менен азыктанган жумуртка тууп жаткан тооктордо сүт кислотасынын деңгээлинин төмөндөгөнүн байкашкан, бул экзогендик органикалык кислоталардын түшүмдө болушу түшүмдөгү лактобациллалардын азайышына алып келгенин көрсөтүп турат. Өнүмдөгү лактобациллалар сальмонелла үчүн тоскоолдук болуп эсептелет, ошондуктан бул жашоочу түшүм микробиотасынын бузулушу ашказан-ичеги трактында сальмонелла колонизациясынын ийгиликтүү азайышына терс таасирин тийгизиши мүмкүн (144). Ачыкгөз жана башкалар канаттуулардын төмөнкү ашказан-ичеги трактына тийгизген таасири төмөн болушу мүмкүн экенин аныкташкан. (145) Кумурска кислотасы менен кычкылдандырылган суу ичкен 42 күндүк бройлер тоокторунда жалпы ичеги флорасында же Escherichia coli санында эч кандай айырмачылыктар табылган жок. Авторлор муну форманын ашказан-ичеги жолунун жогорку бөлүгүндө метаболизденишине байланыштуу болушу мүмкүн деп божомолдошкон, муну экзогендик жол менен берилген кыска чынжырлуу май кислоталары (SCFA) менен башка изилдөөчүлөр байкашкан (128, 129).
Кумурска кислотасын кандайдыр бир капсула аркылуу коргоо анын ашказан-ичеги трактынын төмөнкү бөлүгүнө жетүүгө жардам берет. (146) микрокапсулаланган кумурска кислотасы корголбогон кумурска кислотасы менен азыктанган чочколорго салыштырмалуу чочколордун сокур ичегисиндеги жалпы кыска чынжырлуу май кислотасынын (SCFA) курамын бир топ жогорулаткандыгын белгилеген. Бул жыйынтык авторлорду кумурска кислотасы тийиштүү түрдө корголсо, ашказан-ичеги трактынын төмөнкү бөлүгүнө натыйжалуу жете алат деген ойго алып келди. Бирок, формат жана лактаттын концентрациясы сыяктуу башка бир нече параметрлер, контролдук диета менен азыктанган чочколорго караганда жогору болсо да, корголбогон формат диетасы менен азыктанган чочколордогудан статистикалык жактан айырмаланган эмес. Корголбогон жана корголбогон кумурска кислотасы менен азыктанган чочколордо сүт кислотасынын дээрлик үч эсе көбөйүшү байкалганы менен, лактобациллалардын саны эки дарылоонун тең таасири астында өзгөргөн жок. Бул ыкмалар менен аныкталбаган сокур ичегидеги башка сүт кислотасын өндүрүүчү микроорганизмдер үчүн айырмачылыктар көбүрөөк болушу мүмкүн (1) жана/же (2) алардын зат алмашуу активдүүлүгүнө таасир этет, ошону менен ачытуу схемасын өзгөртүп, жашаган лактобациллалар көбүрөөк сүт кислотасын өндүрөт.
Тоют кошулмаларынын айыл чарба жаныбарларынын ашказан-ичеги жолуна тийгизген таасирин так изилдөө үчүн жогорку сапаттагы микробдук идентификациялоо ыкмалары керек. Акыркы бир нече жылда микробиом таксондорун аныктоо жана микробдук жамааттардын ар түрдүүлүгүн салыштыруу үчүн 16S РНК генинин кийинки муундагы секвенирлөө (NGS) колдонулуп келет (147), бул диеталык тоют кошулмалары менен канаттуулар сыяктуу тамак-аш жаныбарларынын ашказан-ичеги микробиотасынын өз ара аракеттенүүсүн жакшыраак түшүнүүгө мүмкүндүк берди.
Бир нече изилдөөлөрдө тооктун ашказан-ичеги микробиомунун кошумча азыктарды формалаштырууга болгон реакциясын баалоо үчүн микробиом секвенирлөө колдонулган. Окли жана башкалар (148) ичүүчү сууда же тоютта кумурска кислотасынын, пропион кислотасынын жана орто чынжырлуу май кислоталарынын ар кандай айкалыштары менен кошумча азыктандырылган 42 күндүк бройлер тоокторунда изилдөө жүргүзүшкөн. Иммунизацияланган тоокторго налидиксин кислотасына туруктуу Salmonella typhimurium штаммы колдонулган жана алардын цекалары 0, 7, 21 жана 42 күндүк курагында алынып салынган. 454 пиросеквенирлөө үчүн сокур ичеги үлгүлөрү даярдалган жана секвенирлөөнүн жыйынтыктары классификациялоо жана окшоштуктарды салыштыруу үчүн бааланган. Жалпысынан алганда, дарылоо сокур ичеги микробиомуна же S. Typhimurium деңгээлине олуттуу таасир эткен эмес. Бирок, микробиомдун таксономиялык анализи менен тастыкталгандай, куштардын улгайышы менен Salmonellaны аныктоонун жалпы көрсөткүчтөрү төмөндөгөн жана Salmonella секвенирлеринин салыштырмалуу саны да убакыттын өтүшү менен төмөндөгөн. Авторлор бройлер тооктору улгайган сайын, сокур ичеги микробдук популяциясынын ар түрдүүлүгү жогорулаганын, ашказан-ичеги флорасындагы эң маанилүү өзгөрүүлөр бардык дарылоо топторунда байкалганын белгилешет. Жакында жүргүзүлгөн бир изилдөөдө Ху жана башкалар (149) эки этапта (1–21 күн жана 22–42 күн) чогултулган бройлер тоокторунун сокур ичеги микробиомунун үлгүлөрүнө ичүүчү суу жана органикалык кислоталардын (кумурска кислотасы, уксус кислотасы, пропион кислотасы жана аммоний форматы) жана виргиниямициндин аралашмасы менен кошумчаланган тамак-аш менен азыктандыруунун таасирин салыштырышкан. 21 күндүк курагында дарылоо топторунун арасында сокур ичеги микробиомунун ар түрдүүлүгүндө айрым айырмачылыктар байкалганы менен, 42 күндүк курагында α- же β-бактериялардын ар түрдүүлүгүндө эч кандай айырмачылыктар аныкталган эмес. 42 күндүк курагында айырмачылыктардын жоктугун эске алганда, авторлор өсүү артыкчылыгы оптималдуу ар түрдүү микробиомдун эртерээк түзүлүшүнө байланыштуу болушу мүмкүн деген божомолду айтышкан.
Микробиомдун талдоосу сокур ичегидеги микробдук коомчулукка гана багытталган, тамак-аш органикалык кислоталарынын таасири ашказан-ичеги трактынын кайсы жеринде көп кездешерин чагылдырбашы мүмкүн. Хьюм ж.б. (128) изилдөөсүнүн жыйынтыктары көрсөткөндөй, бройлер тоокторунун жогорку ашказан-ичеги трактынын микробиосу тамак-аш органикалык кислоталарынын таасирине көбүрөөк сезгич болушу мүмкүн. Хьюм ж.б. (128) экзогендик кошулган пропионаттын көпчүлүгү канаттуулардын жогорку ашказан-ичеги трактында сиңип кеткенин көрсөтүштү. Ашказан-ичеги микроорганизмдеринин мүнөздөмөсү боюнча акыркы изилдөөлөр да бул көз карашты колдойт. Нава ж.б. (150) органикалык кислоталардын [DL-2-гидрокси-4(метилтио)май кислотасы], кумурска кислотасы жана пропион кислотасынын (HFP) аралашмасынын айкалышы ичеги микробиотасын таасир этип, тооктордун ичегисинде лактобациллалардын колонизациясын күчөткөнүн көрсөттү. Жакында Гударзи Борожени ж.б. (150) органикалык кислота аралашмасынын [DL-2-гидрокси-4(метилтио)май кислотасынын], кумурска кислотасынын жана пропион кислотасынын (HFP) айкалышы ичеги микробиотасын таасир этип, тооктордун ичегисиндеги лактобациллалардын колонизациясын күчөткөнүн көрсөттү. (151) бройлер тоокторуна кумурска кислотасынын жана пропион кислотасынын аралашмасын эки концентрацияда (0,75% жана 1,50%) 35 күн бою азыктандыруу изилденген. Эксперименттин аягында өсүмдүк, ашказан, ичегинин дисталдык үчтөн эки бөлүгү жана сокур ичеги алынып салынып, RT-PCR колдонуу менен белгилүү бир ашказан-ичеги флорасынын жана метаболиттердин сандык анализи үчүн үлгүлөр алынган. Культурада органикалык кислоталардын концентрациясы Lactobacillus же Bifidobacteriumдун көптүгүнө таасир эткен эмес, бирок Clostridium популяциясын көбөйткөн. Ичегиде бир гана өзгөрүүлөр Lactobacillus жана Enterobacterдин азайышы болгон, ал эми сокур ичегиде бул флора өзгөрүүсүз калган (151). Органикалык кислота кошулмасынын эң жогорку концентрациясында түшүмдө сүт кислотасынын жалпы концентрациясы (D жана L) төмөндөгөн, ашказанда эки органикалык кислотанын тең концентрациясы төмөндөгөн, ал эми сокур ичегинде органикалык кислоталардын концентрациясы төмөн болгон. Ичегиде эч кандай өзгөрүүлөр болгон жок. Кыска чынжырлуу май кислоталарына (СКФА) келсек, органикалык кислоталар менен азыктанган канаттуулардын түшүмүндө жана ашказанында бирден-бир өзгөрүү пропионаттын деңгээлинде болгон. Органикалык кислотанын төмөнкү концентрациясы менен азыктанган канаттуулардын түшүмүндө пропионаттын дээрлик он эсеге көбөйгөнүн көрсөткөн, ал эми органикалык кислотанын эки концентрациясы менен азыктанган канаттуулардын ашказанында пропионаттын тиешелүүлүгүнө жараша сегиз жана он беш эсеге көбөйгөнүн көрсөткөн. Ичегидеги ацетаттын көбөйүшү эки эседен аз болгон. Жалпысынан алганда, бул маалыматтар тышкы органикалык кислотаны колдонуунун көпчүлүк таасири түшүмдө байкалган, ал эми органикалык кислоталар төмөнкү ашказан-ичеги микробдук коомчулугуна минималдуу таасир эткен деген көз карашты колдойт, бул ашказан-ичеги трактынын жогорку бөлүгүндөгү резидент флоранын ачытуу схемалары өзгөргөн болушу мүмкүн экенин көрсөтүп турат.
Албетте, ашказан-ичеги трактындагы микробдордун формага болгон реакциясын толук аныктоо үчүн микробиомду тереңирээк мүнөздөө зарыл. Айрым ашказан-ичеги бөлүмдөрүнүн, айрыкча өсүмдүк сыяктуу жогорку бөлүмдөрдүн микробдук таксономиясын тереңирээк талдоо микроорганизмдердин айрым топторун тандоо жөнүндө көбүрөөк түшүнүк бере алат. Алардын зат алмашуу жана ферменттик активдүүлүгү алардын ашказан-ичеги трактына кирген патогендер менен антагонисттик байланышы бар-жогун да аныктай алат. Канаттуулардын жашоосунда кислоталуу химиялык кошулмалардын таасири "кислотага чыдамдуу" туруктуу бактерияларды тандап алабы же жокпу, жана бул бактериялардын болушу жана/же зат алмашуу активдүүлүгү патогендердин колонизациясына кошумча тоскоолдук жаратабы же жокпу, аныктоо үчүн метагеномикалык анализдерди жүргүзүү да кызыктуу болмок.
Кумурска кислотасы көп жылдар бою мал тоютунда химиялык кошулма жана силос кычкылдандыргыч катары колдонулуп келет. Анын негизги колдонулуштарынын бири - тоюттагы патогендердин санын жана алардын канаттуулардын ашказан-ичеги жолунда андан ары колониялашуусун чектөө үчүн микробго каршы таасири. In vitro изилдөөлөр кумурска кислотасы сальмонелла жана башка патогендерге каршы салыштырмалуу натыйжалуу микробго каршы агент экенин көрсөттү. Бирок, тоют матрицаларында кумурска кислотасын колдонуу тоют ингредиенттериндеги органикалык заттардын көптүгү жана алардын потенциалдуу буфердик жөндөмдүүлүгү менен чектелиши мүмкүн. Кумурска кислотасы тоют же ичүүчү суу аркылуу жутулса, сальмонелла жана башка патогендерге антагонисттик таасир этет окшойт. Бирок, бул антагонизм негизинен ашказан-ичеги жолунун жогорку бөлүгүндө пайда болот, анткени кумурска кислотасынын концентрациясы пропион кислотасындагыдай эле, ашказан-ичеги жолунун төмөнкү бөлүгүндө төмөндөшү мүмкүн. Кумурска кислотасын капсулалоо аркылуу коргоо концепциясы ашказан-ичеги жолунун төмөнкү бөлүгүнө көбүрөөк кислота жеткирүүнүн потенциалдуу ыкмасын сунуштайт. Андан тышкары, изилдөөлөр көрсөткөндөй, органикалык кислоталардын аралашмасы канаттуулардын өндүрүмдүүлүгүн жакшыртууда бир кислотаны берүүгө караганда натыйжалуураак (152). Ашказан-ичеги трактындагы Campylobacter формага ар кандай жооп кайтарышы мүмкүн, анткени ал форманы электрондук донор катары колдоно алат жана форма анын негизги энергия булагы болуп саналат. Ашказан-ичеги трактындагы форманын концентрациясын жогорулатуу Campylobacter үчүн пайдалуу болобу же жокпу белгисиз, жана бул форманы субстрат катары колдоно турган башка ашказан-ичеги флорасына жараша болбошу мүмкүн.
Ашказан-ичеги кумурска кислотасынын патогендик эмес резиденттик ашказан-ичеги микробдоруна тийгизген таасирин изилдөө үчүн кошумча изилдөөлөр талап кылынат. Биз кожоюн үчүн пайдалуу болгон ашказан-ичеги микробиомунун мүчөлөрүн бузбастан, патогендерди тандап бутага алууну артык көрөбүз. Бирок, бул резиденттик ашказан-ичеги микробдук коомдоштуктарынын микробиом ырааттуулугун тереңирээк талдоону талап кылат. Кумурска кислотасы менен иштетилген канаттуулардын сокур ичеги микробиомасы боюнча айрым изилдөөлөр жарыяланганы менен, ашказан-ичеги микробдук коомдоштугунун жогорку бөлүгүнө көбүрөөк көңүл буруу керек. Микроорганизмдерди аныктоо жана кумурска кислотасынын катышуусунда же жоктугунда ашказан-ичеги микробдук коомдоштуктарынын ортосундагы окшоштуктарды салыштыруу толук эмес сүрөттөмө болушу мүмкүн. Курамы боюнча окшош топтордун ортосундагы функционалдык айырмачылыктарды мүнөздөө үчүн метаболомика жана метагеномиканы камтыган кошумча анализдер керек. Мындай мүнөздөмө ашказан-ичеги микробдук коомдоштугу менен куштардын кумурска кислотасына негизделген жакшыртуучу заттарга болгон реакциясынын ортосундагы байланышты аныктоо үчүн абдан маанилүү. Ашказан-ичеги функциясын так мүнөздөө үчүн бир нече ыкмаларды айкалыштыруу органикалык кислоталарды кошумчалоонун натыйжалуу стратегияларын иштеп чыгууга мүмкүндүк берет жана акырында канаттуулардын ден соолугунун жана иштешинин оптималдуу божомолдорун жакшыртып, ошол эле учурда тамак-аш коопсуздугунун тобокелдиктерин чектейт.
SR бул сын-пикирди DD жана KRдин жардамы менен жазган. Бардык авторлор бул сын-пикирде берилген ишке олуттуу салым кошушкан.
Авторлор бул серепти жазууну жана жарыялоону баштоо үчүн Anitox Corporation компаниясынан каржылоо алганын билдиришет. Каржылоочулар бул сереп макаласында айтылган көз караштарга жана тыянактарга же аны жарыялоо чечимине эч кандай таасир тийгизишкен эмес.
Калган авторлор изилдөө кызыкчылыктардын кагылышуусу катары чечмелениши мүмкүн болгон эч кандай коммерциялык же каржылык мамилелер жок болгон учурда жүргүзүлгөнүн билдиришет.
Доктор ДД Арканзас университетинин аспирантурасынын "Артыкчылыктуу окутуу стипендиясы" аркылуу көрсөткөн колдоосуна, ошондой эле Арканзас университетинин клетка жана молекулярдык биология программасы жана Тамак-аш илимдери департаментинин үзгүлтүксүз колдоосуна ыраазычылык билдирет. Мындан тышкары, авторлор бул сын-пикирди жазууда баштапкы колдоосу үчүн Anitox компаниясына ыраазычылык билдиришет.
1. Дибнер Ж.Ж., Ричардс Ж.Д. Айыл чарбасында антибиотиктердин өсүү стимуляторлорун колдонуу: тарыхы жана таасир этүү механизмдери. Канаттуулар илими (2005) 84:634–43. doi: 10.1093/ps/84.4.634
2. Джонс Ф.Т., Рик С.К. Канаттуулардын тоютундагы микробго каршы каражаттардын өнүгүү тарыхы жана байкоо жүргүзүү. Канаттуулар илими (2003) 82:613–7. doi: 10.1093/ps/82.4.613
3. Брум Л.Ж. Антибиотиктердин өсүү стимуляторлорунун субингибитордук теориясы. Канаттуулар илими (2017) 96:3104–5. doi: 10.3382/ps/pex114
4. Sorum H, L'Abe-Lund TM. Тамак-аш аркылуу жугуучу бактериялардын антибиотиктерге туруктуулугу — глобалдык бактериялык генетикалык тармактардагы үзгүлтүктөрдүн кесепеттери. Эл аралык тамак-аш микробиологиясы журналы (2002) 78:43–56. doi: 10.1016/S0168-1605(02)00241-6
5. Ван Иммерсил Ф., Кауэртс К., Девриз Л.А., Хизебрук Ф., Дукател Р. Тоюттагы сальмонелланы көзөмөлдөө үчүн тоют кошулмалары. Канаттуулар илиминин дүйнөлүк журналы (2002) 58:501–13. doi: 10.1079/WPS20020036
6. Ангуло Ф.Ж., Бейкер Н.Л., Олсен С.Ж., Андерсон А., Барретт Т.Ж. Айыл чарбасында микробго каршы колдонуу: адамдарга микробго каршы туруктуулуктун жугушун көзөмөлдөө. Балдардын жугуштуу оорулары боюнча семинарлар (2004) 15:78–85. doi: 10.1053/j.spid.2004.01.010
7. Лекшми М, Аммини П, Кумар С, Варела МФ. Тамак-аш өндүрүш чөйрөсү жана жаныбарлардан алынган адам патогендериндеги микробго каршы туруктуулуктун эволюциясы. Микробиология (2017) 5:11. doi: 10.3390/microorganisms5010011
8. Лоренчо Ж.М., Сейдель Д.С., Каллауэй Т.Р. 9-бөлүм: Антибиотиктер жана ичеги-карындын функциясы: тарыхы жана учурдагы абалы. Рикке СК, ред. Канаттуулардын ичеги-карын ден соолугун жакшыртуу. Кембридж: Берли Додд (2020). 189–204-беттер. DOI: 10.19103/AS2019.0059.10
9. Рик СК. №8: Тоюттун гигиенасы. In: Dewulf J, van Immerzeel F, eds. Жаныбарларды өндүрүүдө жана ветеринарияда биокоопсуздук. Leuven: ACCO (2017). 144–76-беттер.