Od czasu wprowadzenia w styczniu 2006 r. w Unii Europejskiej całkowitego zakazu stosowania w paszach dla zwierząt antybiotykowych stymulatorów wzrostu (AGPs) popularnym aspektem w sferze naukowej było opracowanie alternatywnych metod w tym zastosowanie różnych substancji czynnych pozwalających na wykorzystanie maksymalnego potencjału genetycznego zwierząt w produkcji wielkotowarowej. Jedną z nich jest zastosowanie substancji biologicznie aktywnych, do których należą składniki lipidowe. Tłuszcz jest źródłem energii, ale również jest bogaty w substancje, które są odpowiedzialne za regulację wielu istotnych procesów zachodzących w organizmie. Spore zainteresowanie pod względem prozdrowotnym wzbudzają różne formy kwasów tłuszczowych, do których należy m.in. kwas masłowy na jelita (BA).
- Charakterystyka kwasu masłowego
- Wpływ kwasu masłowego na jelita, ich integralność oraz na morfologię
- Kwas masłowy – działanie immunomodulujące
- Efekt przeciwbakteryjny kwasu masłowego
- Zastosowanie fermowe kwasu masłowego
Charakterystyka kwasu masłowego
Kwas masłowy (BA) to organiczny kwas karboksylowy o silnym, nieprzyjemnym zapachu przypominającym zjełczałe masło. Klasyfikowany jest jako krótkołańcuchowy kwas tłuszczowy (C4). W warunkach naturalnych wytwarzany jest w jelitach ssaków i ptaków podczas beztlenowej fermentacji bakteryjnej błonnika pokarmowego. Wytwarzany w jelicie grubym, stanowi kluczowe źródło energii dla komórek nabłonka jelit (kolonocytów), wspierając ich wzrost, regenerację i wzmacniając barierę jelitową.
Wolny kwas masłowy jest łatwo wchłaniany i wykorzystywany głównie w górnym odcinku przewodu pokarmowego. Aby zwiększyć wartość funkcjonalną tego kwasu, bardzo często suplementowany jest w różnych formach mających na celu m.in. zapewnienie stabilności, poprawy walorów zapachowych i dotarcia do dalszych odcinków przewodu pokarmowego.
Najbardziej popularna jest estryfikacja z glicerolem, z której powstają estry glicerolowe kwasu masłowego, zastosowanie soli sodowych i wapniowych (tzw. maślanu sodu lub potasu) oraz enkapsulacja nośnikami lipidowymi. Wiele badań naukowych potwierdziło zasadność stosowania tego typu surowców, ponieważ przyczyniają się do zwiększenia odporności na patogeny, wzmocnienia integralności bariery jelitowej, poprawy morfologii nabłonka przewodu pokarmowego oraz modulacji odpowiedzi immunologicznej.
Wpływ kwasu masłowego na jelita, ich integralność oraz na morfologię
Nabłonek jelita jest strukturą wrażliwą na czynniki zewnętrzne i wewnętrzne, które mogą prowadzić do jej uszkodzenia i zwiększonej przepuszczalności. Pełni on kluczową rolę w procesach, wchłaniania substancji odżywczych, a jednocześnie stanowi istotny element bariery jelitowej, zabezpieczającej organizm przed wnikaniem patogenów i toksyn. Osłabienie integralności bariery jelitowej może prowadzić do rozwoju stanów zapalnych, zaburzeń wchłaniania składników odżywczych oraz dysfunkcji układu immunologicznego.
Dlatego ważnym aspektem jest dbałość o dobrą kondycję jelit. Liczne badania przeprowadzane na stadach drobiu i trzody chlewnej udowodniły pozytywny wpływ różnych form kwasu masłowego na jelito cienkie i jego morfologię. Zaobserwowano znaczącą poprawę stosunku długości kosmków jelitowych do głębokości krypt enterocytów i zwiększenie powierzchni absorpcyjnej komórek nabłonka jelit. Stosowanie różnych form BA stymuluje regenerację komórek nabłonka jelitowego i zwiększa grubość błony śluzowej jelit.
Efekt ten może być spowodowany pobudzeniem sekrecji hormonów żołądkowo-jelitowych, peptydów indukujących proliferację enterocytów oraz zwiększonym przepływem krwi. Ponadto BA jest znakomitym źródłem energii dla komórek jelitowych. Wykazano również, że sole sodowe kwasu masłowego działają korzystnie na tworzenie połączeń ścisłych między komórkami jelit poprzez aktywację kluczowych szlaków sygnałowych komórek, w szczególności szlaku kinazy białkowej aktywowanej przez AMP (AMPK), przez co wzmożona zostaje ekspresja białek, takich jak klaudyna, okludyna i ZO-1 (zonula occludens-1), które odpowiadają za proces wzmacniania bariery jelitowej.
Kwas masłowy – działanie immunomodulujące
Zastosowanie kwasu masłowego dla zwierząt w różnych postaciach wpłynęło na polepszenie funkcji immunologicznych zarówno w żywieniu drobiu jak i trzody chlewnej. Wykazano, że stymuluje on proliferację i różnicowanie się komórek odpornościowych. W badaniach na trzodzie chlewnej zaobserwowano podwyższenie poziomu immunoglobin IgA w błonie śluzowej jelit oraz zwiększenie poziomu IgG w surowicy krwi.
W kolejnym przypadku stosowanie BA zwiększyło masę grasicy i miano przeciwciał, co spowodowało wzrost odporności brojlerów na zakażenie chorobą Newcastle. Wykazano również, że różne formy kwasu masłowego dla zwierząt wzmacniają barierę ochronną nabłonka jelit poprzez stymulacje sekrecji mucyny, która buduje gęstą warstwę śluzu, utrudniającą przeniknięcie toksyn i patogenów. Związane formy kwasu masłowego hamują stany zapalne i łagodzą stres oksydacyjny. Wiele badań potwierdziło mechanizm, w którym hamowały one ekspresję interleukin IL-1, IL-6 i interferonu (IFN), które są odpowiedzialne za zwiększenie przepuszczalności błony śluzowej i regulację stanu zapalnego. Dzieje się to za sprawą zahamowania aktywacji NF-κB, która prowadzi również do obniżenia poziomu reaktywnych form tlenu (ROS).
Kwas masłowy – działanie ma wpływ na rozwój pożytecznej mikroflory w przewodzie pokarmowym, która m.in. poprzez sekrecję bakteriocyn oraz konkurencyjne wypieranie patogenów również wpływa na odporność organizmu.
Efekt przeciwbakteryjny kwasu masłowego
Kwas masłowy wykazuje właściwości przeciwbakteryjne. W odpowiednich warunkach treść żołądka i jelit ulega dysocjacji z wydzieleniem jonów wodorowych zakwaszających środowisko. Utrzymanie niskiego pH w świetle przewodu pokarmowego stymuluje sekrecję enzymów trawiennych, tworząc środowisko niesprzyjające rozwojowi mikroorganizmów patogennych. Jednocześnie sprzyja ono namnażaniu się korzystnej mikroflory, w szczególności bakterii z rodzajów Bifidobacterium i Lactobacillus.
Części niezdysocjowane kwasu masłowego przenikają przez błony komórek bakterii do wnętrza cytozolu, tam uwalniają kation wodorowy, który destabilizuje procesy metaboliczne, zakłóca replikację DNA oraz inaktywuje enzymy bakteryjne. Bakterie podczas pozbywania się kationów wodorowych dodatkowo zużywają energię, przez co stają się słabsze, ostatecznie prowadząc do zmniejszenia proliferacji i zahamowania wzrostu kolonii. Ponadto badania dowiodły, że maślan sodu manipulując ekspresją endogennych peptydów przeciwdrobnoustrojowych takich jak protegryny, β-defensyny, oraz glikoproteiny takie jak mucyny przyczynia się do ograniczenia rozwoju niektórych patogenów. Według wielu doniesień zastosowanie różnych form kwasu masłowego w hodowli drobiu i trzody chlewnej zredukowało populację patogenów z rodzaju: E. Coli, Clostridium i Salmonella.
Wpływ kwasu masłowego na jelita, strawność i wyniki produkcyjne
Wymienione wyżej właściwości kwasu masłowego i różnych jego form mogą mieć istotny wpływ na poprawę wyników produkcyjnych. Procesy trawienia i wchłaniania substancji odżywczych są ściśle związane ze stanem zdrowia jelit, a dokładniej z ich powierzchnią chłonną. Wydłużenie kosmków i pogłębienie krypt jelitowych przez kwas masłowy może wpłynąć na efektywne wykorzystanie paszy. Przeprowadzono wiele badań, które potwierdziły skuteczność stosowania BA m.in. w poprawie współczynnika FCR oraz strawności białka, poprzez wzmożoną sekrecję enzymów trawiennych oraz ogólnie pojętą lepszą kondycja przewodu pokarmowego.
Zastosowanie fermowe kwasu masłowego
Obecnie na rynku można znaleźć różne formy kwasu masłowego umożliwiające podanie do paszy w formie sypkiej lub w formie płynnej np. glicerydy. Bardzo często stosuje się połączenia BA z innymi substancjami czynnymi, takimi jak kwas kaprylowy, kaprynowy lub laurynowy, co pozwala na uzyskanie efektu synergistycznego i wzmocnienie działania przeciwbakteryjnego.
Stosowanie wspomnianych wyżej połączeń substancji często daje efekt działania addytywnego lub po prostu zwiększa zakres właściwości produktu. Przykładem może być dodatkowe zastosowanie ziół, witamin i minerałów wspierających funkcjonowanie przewodu pokarmowego i układu odpornościowego. Kwas masłowy (także w połączeniu z innymi substancjami aktywnymi) warto stosować w okresie rekonwalescencji po przebytych infekcjach i biegunkach. Ma to szczególne uzasadnienie ze względu na jego korzystny wpływ na procesy regeneracji.
Ponadto może wspomagać przewód pokarmowy w okresie zmiany asortymentu paszy lub podczas przygotowania do newralgicznych momentów cyklu produkcyjnego takich jak odsadzenie prosiąt. Ten ostatni przypadek został dosyć dobrze opisany w literaturze, często z pozytywnymi efektami stosowania tzw. maślanów.
Podsumowanie
Podsumowując, co to jest kwas masłowy – to naturalny składnik wspierający zdrowie jelit i odporność zwierząt hodowlanych. Jego obecność w żywieniu drobiu i trzody przekłada się na lepsze wyniki produkcyjne i wyższą odporność organizmu.
W ofercie na dodatki i mieszanki paszowe BioPoint znajdziesz m.in. zakwaszające mieszanki paszowe uzupełniające dla trzody oraz zakwaszacze dla drobiu, oparte na kwasie masłowym, wspomagające kondycję przewodu pokarmowego i zdrowy rozwój zwierząt.