VIỆC CHUYỂN HÓA ĐỒNG VÀ THÚC ĐẨY TĂNG TRƯỞNG Ở LỢN LIỆU CÓ MỐI QUAN HỆ VỚI NHAU?
Tác giả: Alessandra Monteiro
Hàm lượng đồng (Cu) liều lượng cao từ lâu đã được bổ sung vào khẩu phần ăn như một chất kích thích tăng trưởng ở các loài động vật sản xuất khác nhau.
Hai cơ chế tác động của đồng là: cơ chế tiền hấp thụ (tác dụng kháng khuẩn và tại điểm) và sau hấp thụ (tác động toàn thân).
Tuy có nhiều nguồn Cu khả dụng khác nhau nhưng nguồn Cu dạng sunfat (CuSO4) lại thường được bổ sung vào thức ăn chăn nuôi. Việc tăng cường bổ sung CuSO4 ở liều lượng cao nhất đã được công nhận là giúp nâng cao đáng kể năng suất tăng trưởng và cải thiện trọng lượng cơ thể (BW) của lợn con.
Giả thuyết về cơ chế tiền hấp thụ của Cu
Tác dụng kháng khuẩn của Cu đã được công nhận từ thời Ai Cập cổ đại, khi mà nó được sử dụng để khử trùng vết thương ở ngực và tiệt trùng nước uống. Ở lợn, tác dụng kháng khuẩn này xảy ra khi Cu trong thức ăn đi qua dạ dày, phân li thành các ion Cu và đến ruột ở dạng ion.
Một số nghiên cứu báo cáo rằng việc bổ sung Cu ở hàm lượng cao 250 mg/kg từ nguồn CuSO4 vào khẩu phần đã làm giảm 23% quần thể Enterobacteriaceae trong manh tràng và cải thiện mức tăng trọng trung bình hàng ngày ở lợn con lên đến 37% khi so sánh với khẩu phần ăn cơ bản.
Một thử nghiệm gần đây được thực hiện tại Trường Đại học & Nghiên cứu Wageningen (WUR) cũng đã quan sát thấy sự cải thiện năng suất ở 200 lợn con cai sữa được cho ăn bổ sung với hàm lượng Cu cao. Kết quả cho thấy trọng lượng cơ thể (BW) xuất chuồng đã tăng lên đáng kể đồng thời còn giảm số lượng E. coli trong ruột kết khi bổ sung Cu ở hàm lượng 160mg/kg từ CuSO4 trong khẩu phần so với số lợn được cho ăn với hàm lượng Cu 15 mg/kg.
Theo kết quả nghiên cứu, trước quá trình hấp thụ, hàm lượng Cu cao đã giúp làm giảm sự phát triển của quần thể vi khuẩn và còn đóng góp tích cực vào việc ổn hệ vi sinh vật đường ruột. Các nghiên cứu khác cũng chỉ ra rằng việc bổ sung hàm lượng Cu cao từ nguồn CuSO4 đã giúp ức chế đáng kể các vi khuẩn coliform gây bệnh tiềm ẩn trong manh tràng và ruột của lợn con.
Sự ức chế này có tác động tích cực đối với sức khỏe đường ruột ở lợn con và giúp giảm tỷ lệ mắc bệnh tiêu chảy ở chúng. Bên cạnh đó, việc điều chỉnh hệ vi sinh vật cũng có ảnh hưởng đến khả năng tận dụng và chuyển hóa năng lượng và protein trong thức ăn, từ đó cung cấp thêm năng lượng và các chất dinh dưỡng khả dụng cho con vật.
Ví dụ, ở ruột non, vi khuẩn có thể sản xuất enzyme hydrolase muối mật (BSH), enzyme này tham gia vào quá trình chuyển hóa lipid và giải phóng năng lượng. Việc giảm hoạt động của enzyme này đã được báo cáo là có hiệu quả trong việc nâng cao hiệu quả sử dụng thức ăn và tăng trọng lượng cơ thể ở động vật dạ dày đơn. Vì Cu là một trong những chất ức chế BSH chính nên việc điều chỉnh thành phần hệ vi sinh vật đường ruột có thể là một cơ chế giúp Cu cải thiện hiệu suất tăng trưởng ở lợn con. Điều này có thể giải thích tại sao một số nghiên cứu gần đây chứng minh rằng việc bổ sung Cu dường như giúp tăng cường khả năng sử dụng chất béo của lợn sau khi hấp thụ, dẫn đến cải thiện khả năng tận dụng năng lượng trong toàn bộ khẩu phần ăn.
Giả thuyết về cơ chế sau hấp thụ của Cu
Khi Cu ở trong ruột, dạng Cu (II) phải được khử ở màng tế bào ruột thành dạng Cu (I) để các tế bào ruột có thể hấp thụ được. Sau đó, nó liên kết với protein chaperone và/hoặc metallicothionein (MT) để tránh gây hại cho tế bào và vận chuyển thêm đồng ra ngoài tế bào ruột. Cu sau đó được sản xuất khẩu qua hệ thống cửa tĩnh mạch đến gan, là cơ quan trung tâm điều tiết cân bằng nội môi đồng; nhưng sau đó nó có thể được hấp thụ bởi các mô khác (não, thận, tim…).
Khi xâm nhập vào tế bào gan, Cu lại nhanh chóng được hấp thụ bởi các phối tử tế bào như MT và glutathione. Vai trò chính của MT là lưu trữ Cu trong một “ngăn an toàn” và cô lập lượng Cu dư thừa nội bào để đáp ứng với sự phơi nhiễm đồng siêu sinh lý, có thể tạo ra các gốc hydroxyl và có thể gây độc.
Vì gan là nơi lưu trữ Cu chính nên sự tích tụ Cu ở gan là chỉ tiêu chính để đánh giá tính khả dụng sinh học của nguồn Cu. Nghiên cứu này đã sử dụng với các liều lượng dinh dưỡng khác nhau nhằm cho phép điều chỉnh cân bằng nội môi. Tuy nhiên, gần đây hơn, các thử nghiệm cho lợn ăn với liều lượng Cu cao cũng đã sử dụng hàm lượng Cu tích tụ ở gan làm chỉ số sinh khả dụng. Việc bổ sung Cu liều cao vượt xa nhu cầu của lợn thể hiện qua sự tích tụ Cu trong gan, và cơ quan này sẽ tìm cách để tránh ngộ độc Cu.
Trong các tế bào gan, Cu sẽ liên kết với các enzyme khác nhau và lượng Cu dư thừa sẽ được loại bỏ khỏi gan thông qua sự bài tiết qua mật. Vai trò chính của mật là tăng cường quá trình tiêu hóa và hấp thu chất béo cũng như bài tiết các chất thải trao đổi chất ra khỏi cơ thể. Vì khoảng 80% lượng Cu hấp thụ được bài tiết qua mật nên một số tác giả đã nêu ra hoạt tính kháng khuẩn hậu hấp thu của Cu. Có báo cáo cho rằng Cu trong mật ở dạng chelate đồng ổn định không thể hấp thụ. Do đó, sự tái hấp thụ Cu trong mật có thể được coi là không đáng kể và chủ yếu được bài tiết qua phân. Ngoài ra, Cu được bài tiết qua mật (dựa trên hàm lượng Cu và lưu lượng mật trong 28 ngày) chiếm ít hơn 0,1% tổng lượng Cu ăn vào, do đó có thể cho rằng sự bài tiết Cu qua mật sẽ không có tác động kháng khuẩn tương tự như tác động đối với hệ vi sinh vật đường ruột khi ion Đồng phân li sau khi tiêu thụ.
Một nghiên cứu gần đây được thực hiện tại Hoa Kỳ đã chỉ ra rằng số lợn con được cho ăn hàm lượng Cu 250 mg/kg từ CuSO4 đã cải thiện hiệu quả sử dụng thức ăn hơn so với số lợn con được cho ăn hàm lượng Cu 5 mg/kg cùng loại, nhưng chưa cho thấy sự khác biệt về khả năng ức chế của mật đối với các quần thể Salmonella, E. coli hoặc Enterobacter. Một thử nghiệm khác cho lợn ăn với hàm lượng Cu cao, được thực hiện tại Đại học Illinois, cho thấy sự tích tụ Cu ở gan không làm ảnh hưởng đến năng suất của lợn. Việc tăng hàm lượng bổ sung từ 125 lên 250 mg/kg Cu từ CuSO4 cho lợn xuất chuồng dẫn đến sự tích tụ Cu ở gan cao hơn, do đó dự kiến sẽ có một lượng lớn Cu được tiết qua mật. Sau 133 ngày thử nghiệm, tốc độ tăng trưởng của số lợn xuất chuồng vẫn ổn định khi được cho ăn hàm lượng Cu vượt quá 100 mg/kg, sự tích tụ Cu trong gan đã thể hiện mối quan hệ phản ứng theo liều (tăng theo liều lượng trong thức ăn).
Việc tích tụ Cu trong gan là hậu quả của lượng Cu được tiêu thụ, sự tích tụ này không phải là nguyên nhân dẫn đến tác động kích thích tăng trưởng của Đồng. Ngoài ra, việc cho ăn hàm lượng Cu cao lâu dài sẽ dẫn đến dư thừa Cu trong cơ thể, có thể gây tổn thương tế bào thông qua việc hình thành các gốc tự do và điều này có thể gây ra stress oxy hóa.
Kết luận
Theo các nghiên cứu gần đây, giả thuyết thuyết phục nhất về tác dụng của Cu (Đồng) đối với năng suất của lợn là do cơ chế tiền hấp thụ có ảnh hưởng tích cực đến việc cân bằng hệ vi sinh vật và giúp cải thiện sức khoẻ đường tiêu hoá dẫn đến cải thiện sức khỏe đường ruột chứ không liên quan đến sự tích tụ Cu trong gan. Do đó, việc sử dụng nguồn đồng có tính kháng khuẩn mạnh hơn có thể sẽ mang lại hiệu quả hơn trong việc thúc đẩy tăng trưởng ở lợn. Tác dụng diệt khuẩn của Đồng sẽ có sự khác biệt dựa trên trạng thái oxi hóa khử của nó. Đồng có hai trạng thái oxi hóa là Đồng(I), dạng cuprous khử, có tác dụng kháng vi khuẩn mạnh hơn trong điều kiện không khí hít phải hơn so với Đồng(II), dạng cupric oxi hóa.
Tóm lại, việc bổ sung Cu (Đồng) trong thức ăn của lợn đã thể hiện tác dụng kháng khuẩn mạnh mẽ của nó và cải thiện năng suất của lợn, đồng thời giảm nguy cơ gây độc cho con vật.
Nguồn: feedandadditive.com
Biên dịch: Ecovet Team.