Tác giả: Dirk Schaumlöffel, và Arturo Pinon
(Ecovet) Lưu huỳnh (S) là một nguyên tố phân bố rộng rãi trong tự nhiên, đóng một vai trò quan trọng trong các quá trình sinh học đa dạng. Có rất nhiều quan tâm khoa học để hiểu rõ hơn về ảnh hưởng của nguyên tố này đối với hệ vi sinh vật, tình trạng viêm đường ruột và sức khỏe đường ruột.
Trong địa quyển, lưu huỳnh là nguyên tố phong phú thứ 15 . Trong sinh quyển, lưu huỳnh thậm chí còn dồi dào hơn vì nó được kết hợp trong nhiều hợp chất hữu cơ như axit amin và protein và do đó cần thiết cho sự sống. Về mặt hóa học, nguyên tử S có thể được tìm thấy ở tất cả các trạng thái oxi hóa giữa (–II) và (+ VI), nhưng chỉ một số trong số chúng là bền. Các trạng thái oxy hóa nguyên tử S phổ biến được liệt kê trong Bảng 1 . Vi khuẩn đóng một vai trò quan trọng trong việc thực hiện các phản ứng oxy hóa và khử dẫn đến các dạng S khác nhau này.
Yêu cầu về lưu huỳnh đối với vật nuôi
Hàm lượng lưu huỳnh trong cơ thể là khoảng. 0,15%. Động vật có xương sống không có khả năng sản xuất methionine, thiamine và biotin (vitamin B1 và B8) từ S vô cơ có trong thức ăn. Ở động vật dạ dày đơn đơn, các chất dinh dưỡng thiết yếu này phải được cung cấp và không có nhu cầu đối với lưu huỳnh vô cơ.
Tuy nhiên, khẩu phần ăn cho động vật nhai lại nên chứa 1000 đến 3000 ppm S / kg DM vì hệ vi khuẩn ở động vật nhai lại có thể chuyển hóa các nguồn nitơ phi protein cũng như nguyên tố S vô cơ và hữu cơ để tổng hợp axit amin chứa lưu huỳnh, vitamin B1 và B8 có thể được hấp thụ bởi động vật chủ sau này. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải xem xét S trong khẩu phần và nguồn nước uống để đánh giá tổng lượng lưu huỳnh ăn vào.
Lưu huỳnh trong ruột: Bạn hay thù?
Để tránh độc tính, lưu huỳnh hấp thụ sẽ bị oxy hóa nhanh chóng trong gan và thận. Trong trường hợp dư thừa, sulphat có trong máu có thể tạo ra tình trạng nhiễm toan chuyển tiếp ảnh hưởng đến sự cân bằng axit-bazơ của cơ thể.
Theo NRC (2005), mức S tối đa có thể dung nạp được trong khẩu phần là:
3000 ppm đối với bò sữa và bò thịt;
4000 ppm cho lợn và gia cầm
5000 ppm đối với ngựa.
Lưu ý: Khẩu phần dựa trên ngô và khô đậu nành đơn giản thường có thể chứa từ 100 đến 3500 ppm S.
Trong những năm 90, Đại học Guelph (Canada) đã tiến hành một số thử nghiệm để đánh giá phản ứng của gà thịt với S. vô cơ liên quan đến việc tăng hàm lượng S, sự suy giảm tuyến tính trong tăng trọng được báo cáo là do giảm lượng thức ăn và suy giảm cân bằng anion -cation
Ở gia cầm, độc tính của S cũng được chứng minh là ảnh hưởng đến sự hình thành khoáng xương cũng như chức năng buồng trứng ở gà đẻ và gà giống.
Ở lợn, khả năng chống chịu tốt với S trong khẩu phần đã được Đại học Illinois báo cáo, theo đó năng suất tăng trưởng hoặc các tính trạng thân thịt không bị ảnh hưởng bởi mức lưu huỳnh tới 4000 ppm trong khẩu phần ngô-SBM / DDGS. Tuy nhiên, USDA đã phát hiện ra rằng chế độ ăn uống dư thừa S (8200 và 12.100 ppm đối với heo con và 6400 ppm đối với heo hậu bị) đã dẫn đến giảm ADG.
Ngoài ra, lượng S được phân giải dẫn đến hậu quả làm tăng độ chua của phân, hàm lượng N và S và các hợp chất liên quan đến mùi như H2S. Các tác động độc hại của muối S vô cơ (ví dụ như SO42- ) ở các loài dạ dày đơn thường liên quan đến bất thường trong cân bằng nước trong đường tiêu hóa thường biểu hiện như tiêu chảy do lực hút thẩm thấu của nước vào lòng ruột.
Ngoài ra, trong điều kiện yếm khí (ví dụ: trong hố phân hoặc trong chất độn chuồng), sự bài tiết S được vi khuẩn khử sulphat chuyển hóa nhanh chóng thành H2S. Sự hiện diện của khí như vậy trong chuồng trại ảnh hưởng đến đường hô hấp và quyền lợi của động vật vì H2S cực kỳ độc hại.
Ở động vật nhai lại, trong một thời gian dài, bệnh Polioencephalomalacia (PEM) có liên quan đến sự thiếu hụt thiamine. Ngày nay, tình trạng PEM được biết là có liên quan đến việc sản xuất quá mức H2S khi lượng S được tiêu thụ quá mức. Khí được hấp thụ qua thành dạ cỏ và ruột và cản trở quá trình sản xuất năng lượng tế bào ở cấp độ ty thể. Vì não có nhu cầu năng lượng cao nên nó là một trong những cơ quan bị ảnh hưởng nhiều nhất. Tác dụng gây độc thần kinh của H2S cũng có thể được thông qua trung gian thông qua phản ứng tạo khí, với các khí khác, từ dạ cỏ và hấp thụ qua phổi.
Tác động tiêu cực đến việc sử dụng butyrate trong ruột
Gần đây, mối quan hệ giữa lưu huỳnh và các bệnh đại tràng khác nhau ở người đã được xác định. Bằng chứng mạnh mẽ cho thấy rằng chế độ ăn giàu protein động vật (có thịt, trứng) làm tăng lượng vi khuẩn khử sulphat và sản xuất H2S dồi dào , đồng thời ức chế các loài sản xuất butyrate (ví dụ như Ruminococcus ).
Trong tế bào màu khỏe mạnh, nồng độ H2S ngoại bào thấp có thể bị oxy hóa bởi ty thể để giải độc. Nhưng ở nồng độ quá cao, H2S ức chế hoạt động của cytochrome C oxidase ảnh hưởng đến chuỗi hô hấp của ty thể và do đó, tế bào màu sử dụng oxy.
Người ta cũng biết rằng H2S đang hạn chế quá trình oxy hóa butyrate (chịu trách nhiệm về khoảng 70% năng lượng cho tế bào màu). Sự thiếu hụt năng lượng này thường liên quan đến tỷ lệ mắc bệnh viêm loét đại tràng và suy giảm tính thấm của ruột.
Lưu huỳnh trong tầm nhiền tương lai?
Kể từ khi ngành công nghiệp thức ăn chăn nuôi bắt đầu chuyển sang cái gọi là dinh dưỡng “không kháng sinh”, sức khỏe đường ruột đã trở thành trụ cột quan trọng để duy trì lợi nhuận cho tất cả các hoạt động chăn nuôi. Do đó, sự chú ý ngày càng tăng đang tập trung vào vai trò của hệ vi sinh vật và sự tương tác của nó với các tế bào biểu mô ruột và tỷ lệ mắc các rối loạn viêm ruột.
Về mặt này, cần phải hiểu rõ hơn về tác động tiềm tàng của S đối với sự trao đổi chất của vật chủ và đối với việc hình thành hệ vi sinh vật dọc theo đường tiêu hóa của cả loài dạ dày đơn và loài nhai lại.
Chế độ ăn phù hợp với các hợp chất S vô cơ và hữu cơ cũng như việc xem xét các trạng thái oxy hóa và đặc trưng của S có thể giúp duy trì cấu trúc của hệ sinh thái đường ruột và chức năng hàng rào biểu mô.
Nguồn: Internet
Biên dịch: Ecovet Team