Chương 1 TỎNG QUAN 1. Hệ vi sinh vật đường ruột của ga Hệ vi sinh vật là cộng đồng của các vi sinh vật đồng sinh, cộng sinh và gây bệnh được tìm thấy ở tất cả các sinh vật da bao từ thực vật đến động vật. Hệ vi sinh vật đường ruột của gà thịt đã được nghiên cứu rộng rãi và đóng vai trò quan trọng đối với sức khỏe vật chủ. Nó có tác động tích cực đến hệ thống miễn dịch, sinh lí hệ tiêu hóa và sinh sản.
Ngoài ra, hệ vi sinh vật cũng tham gia vào việc giảm thiểu và xâm chiếm của các vi sinh vật gây bệnh đường ruột khác thông qua quá trình cạnh tranh va sản xuất các chất kìm khuẩn, diét khuẩn (Clavijo và Florez, 2018). Thành phần của hệ vi sinh vật đường ruột Mỗi phần của hệ tiêu hóa trên gà có chức năng sinh hóa và thành phần vi sinh vật khác nhau (Hình 1. Tổng số vi khuẩn của hệ tiêu hóa nhiều hơn số lượng tế bao nhân thực của cơ thé. Hệ tiêu hóa của gia cầm bao gồm tỉ lệ đáng ké các vi khuẩn gram dương, chủ yêu là vi khuẩn ki khí từ điều đến đoạn dưới hồi tràng, trong khi manh tràng bao gồm Lactobacillus, Enterococcus và nam men (Savage, 1977).
Sự xâm nhập ban đầu của vi sinh vật ở gà diễn ra tự nhiên ngay từ khi mới nở, thậm chí có thé bat đầu trước đó bằng cách truyền qua các lỗ nằm trên vỏ trứng (Lee va cs., 2019; Roto và cs. Sau khi hình thành quần thể ban đầu ở ruột, một loạt các vi sinh vật được quan sát thấy, trong đó sự phong phú về loài và mức độ phức tạp của cau trúc quan thé vi sinh vật sé tăng và đạt đến mức trạng thái trưởng thành va ồn định khi gia cầm lớn lên. Quá trình này thường diễn ra ở gà thịt thương phẩm khoảng ba tuần tuổi (Johnson và cs, 2018; Jurburg và cs, 2019; Shang và cs, 2018). Các loài Lactobacillus khác nhau có chủ yêu ở diều (108 đến 10° CFU/g), chúng giúp thủy phân tinh bột và lên men lactate; đây cũng được xem là nơi cư trú của các vi khuẩn họ Clostridiaceae.
Ở da dày cơ, số lượng vi khuẩn tương đương như ở diều, nhưng hoạt động lên men của vi khuẩn thấp do pH thấp. Vi khuan chủ yêu ở da day cơ là Lactobacillus, Enterococcus, vi khuân không lên men lactose và các coliform. Diều 103- 104 CFU/ g, Lactobacilli/ Streptococci Da dày cơ 3, x ^ 103- 10* CFU/ g. : Lo huyệt Lactobacilli/ Streptococci 101- 1012 CFU/g, Ruminococci, Bacteroides, Clostridia, Hồi trang Streptococci, Enterococci, 108- 10° CFU/ g, Ruminococci, Lactobacilli, E.
coli Bacteroides, Clostridia, Streptococci, Enterococci, Lactobacilli, E. coli Manh trang 101- 1012 CFU/ g, Ruminococci, Bacteroides, Clostridia, Streptococci, Enterococci, Lactobacilli, E. Môi trường sống và nồng độ vi khuẩn ở ruột ga (Yadav và Jha, 2019) Ở dạ dày tuyến và dạ dày cơ, pH thấp làm giảm số lượng vi khuẩn. Ở tá tràng, enzyme, nồng độ oxy cao, muối mật là nguyên nhân làm giảm nồng độ vi sinh vật; trong khi, ở phần dưới ruột non và ruột già là môi trường thuận lợi cho sự phát triển của các vi sinh vật.
Ở tá tràng, thành phan vi sinh vật chủ yếu bao gồm Clostridia, Streptococci, Enterobacteria và Lactobacilli (Shang và cs. Hồi tràng chứa các vi khuẩn chủ yếu là Lactobacillus, Enterococcus và các thành viên khác nhau của họ Clostridiaceae, trong đô Lactobacillus chiém ưu thé với ty lệ 70% trong tông số vi khuẩn hiện điện (Han và cs. Vai trò của hệ vi sinh vật đường ruột Ruột đại điện cho mối quan hệ tự nhiên giữa hệ vi sinh vật đường ruột va vật chủ. Thành phần của hệ vi sinh vật đường ruột phụ thuộc vào môi trường sống của thú, chế độ ăn uống, tình trạng bệnh, liệu pháp kháng sinh và nhiều yếu tố khác.
Số lượng tế bao vi khuẩn vượt xa số lượng tế bao vật chủ, chứa hàng triệu gen và hình thành một cộng đồng gọi là quần xã vi sinh vật. Vai trò của hệ vi sinh vật này là cung cấp chức năng trao đổi chat cho vật chủ, bao gồm sử dụng và hấp thu chất dinh dưỡng, lên men chat xơ không tiêu hóa được, tông hợp một số vitamin, chuyên hóa axit mật (Cisek và Binek, 2014). Hệ vi sinh vật kết hợp đóng vai trò quan trọng trong dinh dưỡng, sinh lý và sự phát triển đường ruột ở gia cầm. Hàng rào bảo vệ được hình thành khi hệ vi sinh vật gắn vào các tế bao biểu mô ruột, giúp làm giảm nguy cơ xâm nhập của các vi khuẩn gây bệnh (Yegani va Korver, 2008).
Những vi khuẩn nay sản xuất vitamin (vitamin B và vitamin K), axit béo chuỗi ngắn (axit axetic, axit butyric và axit propoinic), axit hữu cơ (axit lactic) và các hợp chất kháng khuẩn, chất béo (triglyceride), giúp cung cấp chất dinh dưỡng và bảo vệ vật chủ (Jeurissen và cs., 2002; Apajalahti, 2005; Yegani va Korver, 2008). Các axit béo chuỗi ngắn đóng vai trò quan trọng trong hệ tiêu hóa như cung cấp năng lượng bang cách tăng tổng hợp glucose và giảm sự hiện điện các vi khuẩn bat lợi ở manh tràng. Các axit béo chuỗi ngắn cũng kích thích tăng sinh, biệt hóa tế bào biểu mô ruột, giúp tăng chiều cao nhung mao, do đó làm tăng bề mặt hấp thụ (De Vadder và cs. Các vi khuẩn đường ruột giúp phân hủy muối mật, giảm khả năng tiêu hóa của các axit béo bão hòa nhưng lại không tác dụng với axit béo không bão hòa.
Ngoài ra, hệ vi sinh vật đường ruột cũng góp phan vào quá trình chuyền hóa các hợp chất ni tơ của vật chủ (Shang và cs. Ngoài vai trò về mặt tiêu hóa, các vi sinh vật cũng có thé tương tác với niêm mạc trực tiếp, làm thay đổi tinh trạng sinh lí và miễn dịch của gà (Cisek và Binek, 2014). Hệ vi sinh vật chống lại các mầm bệnh ngoại sinh bằng cách điều hòa hệ miễn dịch tại chỗ và miễn dịch thu được của vật chủ, bằng cách kích thích sản sinh chất nhay. Chúng giúp kích thích sự phát triển của lớp chất nhay, tế bào biéu mô và những tế bảo miễn dịch ruột (tế bảo T gây độc, T giúp đỡ, tế bào sản xuất kháng thê và tế bào đại thực bảo) (Dibner va Richards, 2005; Shakouri và cs., 2009; Oakley va cs.
Hệ vi sinh vật đường ruột chống lại sự xâm nhập của các mầm bệnh và các vi sinh vật gây bệnh khác thông qua loại trừ cạnh tranh. Sự gắn kết của các vi sinh vật vào nhung mao cản trở sự bám và xâm nhập của mầm bệnh vào tế bào ruột; bên cạnh đó, vi sinh vật đường ruột còn sản xuất chất kháng khuẩn và chuyển hóa các chất độc hại, loại trừ vi sinh vật gây bệnh, lên men polysaccharide và cung cấp năng lượng cho vật chủ. Tương tác ban đầu giữa hệ vi sinh vật và hệ thống miễn dịch bam sinh của vật chủ có thé dan đến phản ứng miễn dịch thích ứng sau đó, có thé phụ thuộc vao tế bào B hoặc tế bào T (Pan và Yu, 2014). Ở hệ thống miễn dịch thu được, vi khuẩn hội sinh giúp bảo vệ màng niêm mạc bằng cách điều chỉnh hệ thống miễn dịch, kiểm soát các chất trung gian được tiết ra bởi các tế bào thuộc hệ miễn địch thu được và kích thích tế bào T giúp đỡ (Oakley và cs.
Theo Naidu và cs. (1999), Lactobacillus reuteri có thé sản sinh ra những chất kháng khuẩn như axit hữu cơ, ethanol và reuterin; chất kháng khuẩn reuterin có khả năng ức chế sự phát triển của các vi khuân có hại như Saửnonella, Shigella, Clostridium va Listeria. VỊ sinh vật xâm nhập sớm vào cơ thể là điều cần thiết cho sự phát triển khỏe mạnh của hệ tiêu hóa (Carrasco và cs. Các nghiên cứu ban đầu cho thấy VIỆC tiếp xúc sớm với các vi sinh vật có lợi ở gà con là điều cần thiết cho sự phát triển và trưởng thành của hệ thống miễn dịch đường ruột (Taha-Abdelaziz và cs.
Kết quả thí nghiệm so sánh ở nhóm gà 7 ngày tuổi nuôi trong điều kiện vô trùng và gà nuôi thông thường cho thấy, số lượng và mật độ của bạch cầu trung tính, bạch cầu ưa axit, chất nhay mucin ruột, niêm mạc ruột kém phát triển ở nhóm gà nuôi vô trùng (Cheled-Shoval và cs. Mặc dù có nhiều lợi ích cho vật chủ, nhưng hệ vi sinh vật đường ruột cũng có thé dẫn đến những tác động bắt lợi trong một số điều kiện đặc biệt. Ở phan da dày cơ và ruột non, vi khuẩn cạnh tranh với vật chủ đề lấy năng lượng và protein. Các chất chuyền hóa độc hại (chất dị hóa axit amin) và chất dị hóa mật được tạo ra ở phần ruột trên và đưới, làm giảm tốc độ tăng trưởng và khả năng tiêu hóa chất béo của gia cầm (Gaskins và cs.
Sự dị hóa muối mật trong ruột gây ra bởi các vi sinh vật sẽ gây giảm hấp thu lipid và tạo ra các sản phẩm độc hại ức chế sự phát triển của gà. Hệ vi sinh vật đường ruột bị mat cân bằng được gọi là rối loạn vi khuẩn, gây giảm chức năng bảo vệ ở hang rào ruột, khả năng tiêu hóa chất dinh dưỡng kém, do đó làm tăng nguy cơ xâm nhập của vi khuẩn có hại và gây ra các phản ứng viêm (Teirlynck và cs. Các yếu tố lây nhiễm và không lây nhiễm là nguyên nhân dẫn đến việc rối loạn vi khuẩn trong hệ vi sinh vật đường ruột. Yếu tố không lây nhiễm gồm stress, yếu tố môi trường, mat cân bằng dinh dưỡng, thay đôi chế độ ăn, độc tố nam mốc, rối loạn chức năng enzyme hoặc di truyền (Teirlynck và cs.
Trong khi các yếu tố lây nhiễm bao gồm virus hoặc vi khuẩn, ki sinh trùng, các chất chuyền hóa độc hai gây ra bởi các vi sinh vật. Vi khuẩn gây bệnh hệ tiêu hóa Sự hiện diện của vi khuẩn gây bệnh ở hệ tiêu hóa gia cam đóng vai trò quan trọng đôi với sức khỏe của động vật và con người. Một sô mâm bệnh có thê gây bệnh trên người đã được ghi nhận là có nguồn gốc từ gia cam như Salmonella enterica, Escherichia coli và C. perfringens (Oakley và cs.
Salmonella Salmonella là vi khuân gram âm ki khí, có chiều dai từ 2-5 wm, đường kính 0,5- 1,5 um và di động bằng roi. Salmonella thuộc họ Enterobacteriaceae và là mầm bệnh quan trọng đối với con người và động vật (Vaino và Hanning, 2015). Salmonella có thé phát triển tốt trong môi trường ki khí và hiếu khí, nhiệt độ tối ưu dé chúng nhân lên là 37°C, với pH từ 4.0 nhưng tối ưu nhất là pH = 7. Salmonella enteria có hơn 2600 serovar được phát hiện trên thế giới và phan lớn trong số đó có khả năng gây bệnh trên thú và người (Mezal và cs.