##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
Анотація
Фізіологічні механізми засвоєння їжі у людей та корму у тварин визначаються будовою шлунково-кишкового тракту (ШКТ) та раціоном. Відповідно, людина є всеїдною, а свійські тварини поділяються на жуйних, моногастричних травоїдних та моногастричних всеїдних, птахи – на рослиноїдних (гуси, качки) та всеїдних (кури, індики та ін.). Травлення та засвоєння їжі й корму залежить не лише від власних механізмів, а але й від мікробіому ШКТ. Розташування найважливішої частини цього мікробіому та його склад залежить від біологічного виду: у жуйних набільше значення має мікробіом рубця шлунка, у коней – мікробіом сліпої кишки (аналог рубця), у людини та свиней – кишковика, у птахів – вола, м’язового шлунка та сліпих кишок. Ці мікробіоми знаходяться в постійному тісному зв’язку з організмом хазяїна, цей зв’язок реалізується через цілу низку молекулярних механізмів взаємодії бактеріальних клітин між собою та з клітинами і тканинами хазяїна. Мікроорганізми ШКТ не лише допомагають засвоїти їжу (корм) шляхом їхнього часткового перетравлення, але й виділяють біологічно активні речовини, які мають захисну, стимулюючу та іншу корисну для хазяїна дію. У дорослих хазяїв ця мікроекологія ШКТ достатньо розвинута і стійка, а у дітей та молодняка може бути значно рухливішою та вразливішою. Харчові продукти та комбікорми містять багато компонентів, які є сприятливим середовищем для розвитку мікроорганізмів. Найбільш забрудненими є сировина та компоненти тваринного походження, рослинні сировина й компоненти та премікси містять помітно меншу кількість мікроорганізмів. Серед мікроорганізмів, що колонізують сировину, харчові продукти та комбікорми, можуть бути присутні кишкові палички, сальмонели та плісеневі гриби. У молодняка тварин при потраплянні в шлунково-кишковий тракт мікробіота продукту або корму, навіть без урахування патогенних або умовно-патогенних мікроорганізмів, може спричинити зсуви або зміни у мікроекології травлення в бік погіршення, що відповідним чином відобразиться на ефективності засвоєння корму і відтак через неї – на ефективності годівлі та продуктивності тварини.
Ключові слова:
мікробіом, шлунково-кишковий тракт, мікроекологія, комбікорми, харчові продукти, імунна відповідь
##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
Як цитувати
Yegorov, B., YegorovaА., & Yeryganov, K. (2023). МІКРОБІОМИ ШЛУНКОВО-КИШКОВОГО ТРАКТУ ЛЮДИНИ, СВІЙСЬКИХ ТВАРИН ТА ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ І КОМБІКОРМІВ: ЗВ’ЯЗОК ТА ВПЛИВ. ЧАСТИНА 1. Food Science and Technology, 17(3). https://doi.org/10.15673/fst.v17i3.2651
Номер
Розділ
Нутриціологія, дієтологія, проблеми харчування
Посилання
1. Anee IJ, Alam S, Begum RA, Shahjahan RM, Khandaker AM. The role of probiotics on animal health and nutrition. J Basic Appl Zool [Internet]. 2021;82(1). https://doi.org/10.1186/s41936-021-00250-x
2. Lambo MT, Chang X, Liu D. The recent trend in the use of multistrain probiotics in livestock production: An overview. Animals. 2021;11(10):1-15. https://doi.org/10.3390/ani11102805
3. Quince C, Walker AW, Simpson JT, Loman NJ, Segata N. Shotgun metagenomics, from sampling to sequencing and analysis. Nature [Internet]. 2017;35:833-44. https://doi.org/10.1038/nbt.3935
4. Zhang L, Chen FX, Zeng Z, Xu M, Sun F, Yang L, et al. Advances in Metagenomics and Its Application in Environmental Microorganisms. Front Microbiol. 2021;12(December):1-15. https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.766364
5. Stamboulian M, Canderan J, Ye Y. Metaproteomics as a tool for studying the protein landscape of human gut bacterial species. PLoS Comput Biol [Internet]. 2022;18(3):1-17. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1009397
6. Van Den Bossche T, et al. The Metaproteomics Initiative: a coordinated approach for propelling the functional characterization of microbiomes. Microbiome [Internet]. 2021;9(1):1-4. https://doi.org/10.1186/s40168-021-01176-w
7. Xu Q, Qiao Q, Gao Y, Hou J, Hu M, Du Y, et al. Gut Microbiota and Their Role in Health and Metabolic Disease of Dairy Cow. Vol. 8, Frontiers in Nutrition. Frontiers Media S.A.; 2021. https://doi.org/10.3389/fnut.2021.701511
8. Lobo RR, Faciola AP. Ruminal Phages - A Review. Front Microbiol. 2021;12(December):1-10. https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.763416
9. Gresse R, Durand FC, Dunière L, Blanquet-Diot S, Forano E. Microbiota composition and functional profiling throughout the gastrointestinal tract of commercial weaning piglets. Microorganisms. 2019 Sep 1;7(9). https://doi.org/10.3390/microorganisms7090343
10. Knecht D, Cholewińska P, Jankowska-Mąkosa A, Czyż K. Development of swine's digestive tract microbiota and its relation to production indices-a review. Vol. 10, Animals. MDPI AG; 2020. https://doi.org/10.3390/ani10030527
11. Chen L, Xu Y, Chen X, Fang C, Zhao L, Chen F. The maturing development of gut microbiota in commercial piglets during the weaning transition. Front Microbiol. 2017 Sep 4;8(SEP). https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.01688
12. Chaucheyras-Durand, F.; Sacy, A.; Karges, K.; Apper, E. Gastro-Intestinal Microbiota in Equines and Its Role in Health and Disease: The Black Box Opens. Microorganisms 2022, 10, 2517. https://doi.org/10.3390/microorganisms10122517
13. Kauter A, Epping L, Semmler T, Antao E-M, Kannapin D, Stoeckle SD, et al. The gut microbiome of horses: current research on equine enteral microbiota and future perspectives. Anim Microbiome. 2019 Dec;1(1). https://doi.org/10.1186/s42523-019-0013-3
14. Khan S, Moore RJ, Stanley D, Chousalkar KK. The gut microbiota of laying hens and its manipulation with prebiotics and probiotics to enhance gut health and food safety [Internet]. Vol. 86, Applied and Environmental Microbiology. 2020. https://doi.org/10.1128/AEM.00600-20
15. Viso NP, Redondo E, Carrasco JMD, Redondo L, Garcia JS, Miyakawa MF, et al. Geography as non-genetic modulation factor of chicken cecal microbiota. PLoS One. 2021 Jan 1;16(1 January). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0244724
16. Susanti R, Yuniastuti A, Sasi FA, Dafip M. Metagenomic analysis of intestinal microbiota in geese from different farming systems in Gunungpati, Semarang. Indones J Biotechnol. 2020 Dec 1;25(2):76-83. https://doi.org/10.22146/ijbiotech.53936
17. Parker A, Lawson MAE, Vaux L, Pin C. Host-microbe interaction in the gastrointestinal tract. Vol. 20, Environmental Microbiology. Blackwell Publishing Ltd; 2018. p. 2337-53. https://doi.org/10.1111/1462-2920.13926
18. Hertli S, Zimmermann P. Molecular interactions between the intestinal microbiota and the host. Mol Microbiol. 2022 Jun 1;117(6):1297-307. https://doi.org/10.1111/mmi.14905
19. Terry SA, Badhan A, Wang Y, Chaves A V., McAllister TA. Fibre digestion by rumen microbiota - a review of recent metagenomic and metatranscriptomic studies. Vol. 99, Canadian Journal of Animal Science. Agricultural Institute of Canada; 2019. p. 678-92. https://doi.org/10.1139/cjas-2019-0024
20. Fouhse JM, Zijlstra RT, Willing BP. The role of gut microbiota in the health and disease of pigs. Anim Front. 2016 Jul 1;6(3):30-6. https://doi.org/10.2527/af.2016-0031
21. Ghoul M, Mitri S. The Ecology and Evolution of Microbial Competition. Vol. 24, Trends in Microbiology. Elsevier Ltd; 2016. p. 833-45. https://doi.org/10.1016/j.tim.2016.06.011
22. Borgeaud S, Metzger LC, Scrignari T, Blokesch M. The type VI secretion system of Vibrio cholerae fosters horizontal gene transfer. Science. 2015. 347. p. 63-67. https://doi.org/10.1126/science.1260064
23. Marshall JS, Warrington R, Watson W, Kim HL. An introduction to immunology and immunopathology. Allergy, Asthma. Clin Immunol [Internet]. 2018;14(s2):1-10. https://doi.org/10.1186/s13223-018-0278-1
24. Lochmiller RL, Deerenberg C. Trade-offs in evolutionary immunology: Just what is the cost of immunity? Oikos. 2000;88(1):87-98. https://doi.org/10.1034/j.1600-0706.2000.880110.x
25. Lighton JRB, Halsey LG. Flow-through respirometry applied to chamber systems: Pros and cons, hints and tips. Comp Biochem Physiol - A Mol Integr Physiol. 2011;158(3):265-75. https://doi.org/10.1016/j.cbpa.2010.11.026
26. Martin LB, Scheuerlein A, Wikelski M. Immune activity elevates energy expenditure of house sparrows: A link between direct and indirect costs? Proc R Soc B Biol Sci. 2003 Jan 22;270(1511):153-8. https://doi.org/10.1098/rspb.2002.2185
27. Svensson E, Råberg L, Koch C, Hasselquist D. Energetic stress, immunosuppression and the costs of an antibody response. Functional Ecology. 1998. 12. p. 912-919. https://doi.org/10.1046/j.1365-2435.1998.00271.x
28. Ots I, Kerimov AB, Ivankina E V., Ilyina TA, Hõrak P. Immune challenge affects basal metabolic activity in wintering great tits. Proc R Soc B Biol Sci. 2001 Jun 7;268(1472):1175-81. https://doi.org/10.1098/rspb.2001.1636
29. Demas GE, Chefer V, Talan MI, Nelson RJ. Metabolic costs of mounting an antigen-stimulated immune response in adult and aged C57BL/6J mice. American Journal of Physiology. 1997., No. 5 Vol. 273. https://doi.org/10.1152/ajpregu.1997.273.5.R1631
30. Cabrera-Martínez LV, Gerardo-Herrera LM, Cruz-Neto AP. The energetic cost of mounting an immune response for Pallas's long-tongued bat (Glossophaga soricina). PeerJ. 2018., No. 6 Vol. 11. https://doi.org/10.7717/peerj.4627
31. Otálora-Ardila A, Gerardo-Herrera LM, Flores-Martínez JJ, Welch KC Jr. Metabolic cost of the activation of immune response in the fish eating Myotis: the effects of inflammation and the acute phase response. PLOS ONE. 2016., No. 10 Vol. 11. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0164938
32. De Melo Pereira L, Zangeronimo MG, Fialho ET, De Souza Cantarelli V, Silveira H, Pospissil Garbossa CA, et al. Metabolizable energy for piglets in the nursery phase submitted at activation of immune system. Revista Brasileira de Zootecnia. 2011., No. 8 Vol. 40. P. 1732-1737. https://doi.org/10.1590/S1516-35982011000800016
33. Vorobyeva AS, Sokolov VV, Aksenova LA, Kokin VK. Issledovanie sanitarno-mikologicheskogo sostoyaniya kombikormov, vyirabatyivayemyih dlya svinovodcheskih kompleksov. Trudyi VNIIKP. M. 1982. issue 21.
34. Vorobeva AS, Sokolov VV, Aksenova LA, Kokin VK. Mikologicheskaya harakteristika syrya, postavlyaemogo kombikormovoy promyishlennosti. Trudyi VNIIKP. Voronezh 1983. vyp. 23.
35. Sokolov VV. Obsemenennost kombikormov stafilokokkami Materialy nauchno-praktich. konf. prof.-prep. i aspir. sostava zooinzhenernogo i veterinarnogo fak-tov. Issue 6. Voronezh 2000.
36. Sokolov VV, Spichkin IP. Veterinarno-sanitarnoe kachestvo kombikormov dlya indyushat. Puti povyishen. prod. zh-h. Issue 4. Voronezh 1999.
37. Sokolov VV., Spichkin IP., Aksenova LA. Veterinarno-sanitarnoe sostoyanie importnyih shrotov, zhmyihov i tapioki. Kombikorma. 1999. Issue 4.
38. Sokolov VV, Spichkin IP, Barbashina GA, Tupilina EP. Obsemenennost stafilokokkami syirya dlya proizvodstva kombikormov. Trudyi VNIIKP. Issue 23. M. 1983.
39. Haberecht S, Bajagai YS, Moore RJ, Van TTH, Stanley D. Poultry feeds carry diverse microbial communities that influence chicken intestinal microbiota colonisation and maturation. AMB Express. 2020 Dec 1;10(1). https://doi.org/10.1186/s13568-020-01077-5
2. Lambo MT, Chang X, Liu D. The recent trend in the use of multistrain probiotics in livestock production: An overview. Animals. 2021;11(10):1-15. https://doi.org/10.3390/ani11102805
3. Quince C, Walker AW, Simpson JT, Loman NJ, Segata N. Shotgun metagenomics, from sampling to sequencing and analysis. Nature [Internet]. 2017;35:833-44. https://doi.org/10.1038/nbt.3935
4. Zhang L, Chen FX, Zeng Z, Xu M, Sun F, Yang L, et al. Advances in Metagenomics and Its Application in Environmental Microorganisms. Front Microbiol. 2021;12(December):1-15. https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.766364
5. Stamboulian M, Canderan J, Ye Y. Metaproteomics as a tool for studying the protein landscape of human gut bacterial species. PLoS Comput Biol [Internet]. 2022;18(3):1-17. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1009397
6. Van Den Bossche T, et al. The Metaproteomics Initiative: a coordinated approach for propelling the functional characterization of microbiomes. Microbiome [Internet]. 2021;9(1):1-4. https://doi.org/10.1186/s40168-021-01176-w
7. Xu Q, Qiao Q, Gao Y, Hou J, Hu M, Du Y, et al. Gut Microbiota and Their Role in Health and Metabolic Disease of Dairy Cow. Vol. 8, Frontiers in Nutrition. Frontiers Media S.A.; 2021. https://doi.org/10.3389/fnut.2021.701511
8. Lobo RR, Faciola AP. Ruminal Phages - A Review. Front Microbiol. 2021;12(December):1-10. https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.763416
9. Gresse R, Durand FC, Dunière L, Blanquet-Diot S, Forano E. Microbiota composition and functional profiling throughout the gastrointestinal tract of commercial weaning piglets. Microorganisms. 2019 Sep 1;7(9). https://doi.org/10.3390/microorganisms7090343
10. Knecht D, Cholewińska P, Jankowska-Mąkosa A, Czyż K. Development of swine's digestive tract microbiota and its relation to production indices-a review. Vol. 10, Animals. MDPI AG; 2020. https://doi.org/10.3390/ani10030527
11. Chen L, Xu Y, Chen X, Fang C, Zhao L, Chen F. The maturing development of gut microbiota in commercial piglets during the weaning transition. Front Microbiol. 2017 Sep 4;8(SEP). https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.01688
12. Chaucheyras-Durand, F.; Sacy, A.; Karges, K.; Apper, E. Gastro-Intestinal Microbiota in Equines and Its Role in Health and Disease: The Black Box Opens. Microorganisms 2022, 10, 2517. https://doi.org/10.3390/microorganisms10122517
13. Kauter A, Epping L, Semmler T, Antao E-M, Kannapin D, Stoeckle SD, et al. The gut microbiome of horses: current research on equine enteral microbiota and future perspectives. Anim Microbiome. 2019 Dec;1(1). https://doi.org/10.1186/s42523-019-0013-3
14. Khan S, Moore RJ, Stanley D, Chousalkar KK. The gut microbiota of laying hens and its manipulation with prebiotics and probiotics to enhance gut health and food safety [Internet]. Vol. 86, Applied and Environmental Microbiology. 2020. https://doi.org/10.1128/AEM.00600-20
15. Viso NP, Redondo E, Carrasco JMD, Redondo L, Garcia JS, Miyakawa MF, et al. Geography as non-genetic modulation factor of chicken cecal microbiota. PLoS One. 2021 Jan 1;16(1 January). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0244724
16. Susanti R, Yuniastuti A, Sasi FA, Dafip M. Metagenomic analysis of intestinal microbiota in geese from different farming systems in Gunungpati, Semarang. Indones J Biotechnol. 2020 Dec 1;25(2):76-83. https://doi.org/10.22146/ijbiotech.53936
17. Parker A, Lawson MAE, Vaux L, Pin C. Host-microbe interaction in the gastrointestinal tract. Vol. 20, Environmental Microbiology. Blackwell Publishing Ltd; 2018. p. 2337-53. https://doi.org/10.1111/1462-2920.13926
18. Hertli S, Zimmermann P. Molecular interactions between the intestinal microbiota and the host. Mol Microbiol. 2022 Jun 1;117(6):1297-307. https://doi.org/10.1111/mmi.14905
19. Terry SA, Badhan A, Wang Y, Chaves A V., McAllister TA. Fibre digestion by rumen microbiota - a review of recent metagenomic and metatranscriptomic studies. Vol. 99, Canadian Journal of Animal Science. Agricultural Institute of Canada; 2019. p. 678-92. https://doi.org/10.1139/cjas-2019-0024
20. Fouhse JM, Zijlstra RT, Willing BP. The role of gut microbiota in the health and disease of pigs. Anim Front. 2016 Jul 1;6(3):30-6. https://doi.org/10.2527/af.2016-0031
21. Ghoul M, Mitri S. The Ecology and Evolution of Microbial Competition. Vol. 24, Trends in Microbiology. Elsevier Ltd; 2016. p. 833-45. https://doi.org/10.1016/j.tim.2016.06.011
22. Borgeaud S, Metzger LC, Scrignari T, Blokesch M. The type VI secretion system of Vibrio cholerae fosters horizontal gene transfer. Science. 2015. 347. p. 63-67. https://doi.org/10.1126/science.1260064
23. Marshall JS, Warrington R, Watson W, Kim HL. An introduction to immunology and immunopathology. Allergy, Asthma. Clin Immunol [Internet]. 2018;14(s2):1-10. https://doi.org/10.1186/s13223-018-0278-1
24. Lochmiller RL, Deerenberg C. Trade-offs in evolutionary immunology: Just what is the cost of immunity? Oikos. 2000;88(1):87-98. https://doi.org/10.1034/j.1600-0706.2000.880110.x
25. Lighton JRB, Halsey LG. Flow-through respirometry applied to chamber systems: Pros and cons, hints and tips. Comp Biochem Physiol - A Mol Integr Physiol. 2011;158(3):265-75. https://doi.org/10.1016/j.cbpa.2010.11.026
26. Martin LB, Scheuerlein A, Wikelski M. Immune activity elevates energy expenditure of house sparrows: A link between direct and indirect costs? Proc R Soc B Biol Sci. 2003 Jan 22;270(1511):153-8. https://doi.org/10.1098/rspb.2002.2185
27. Svensson E, Råberg L, Koch C, Hasselquist D. Energetic stress, immunosuppression and the costs of an antibody response. Functional Ecology. 1998. 12. p. 912-919. https://doi.org/10.1046/j.1365-2435.1998.00271.x
28. Ots I, Kerimov AB, Ivankina E V., Ilyina TA, Hõrak P. Immune challenge affects basal metabolic activity in wintering great tits. Proc R Soc B Biol Sci. 2001 Jun 7;268(1472):1175-81. https://doi.org/10.1098/rspb.2001.1636
29. Demas GE, Chefer V, Talan MI, Nelson RJ. Metabolic costs of mounting an antigen-stimulated immune response in adult and aged C57BL/6J mice. American Journal of Physiology. 1997., No. 5 Vol. 273. https://doi.org/10.1152/ajpregu.1997.273.5.R1631
30. Cabrera-Martínez LV, Gerardo-Herrera LM, Cruz-Neto AP. The energetic cost of mounting an immune response for Pallas's long-tongued bat (Glossophaga soricina). PeerJ. 2018., No. 6 Vol. 11. https://doi.org/10.7717/peerj.4627
31. Otálora-Ardila A, Gerardo-Herrera LM, Flores-Martínez JJ, Welch KC Jr. Metabolic cost of the activation of immune response in the fish eating Myotis: the effects of inflammation and the acute phase response. PLOS ONE. 2016., No. 10 Vol. 11. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0164938
32. De Melo Pereira L, Zangeronimo MG, Fialho ET, De Souza Cantarelli V, Silveira H, Pospissil Garbossa CA, et al. Metabolizable energy for piglets in the nursery phase submitted at activation of immune system. Revista Brasileira de Zootecnia. 2011., No. 8 Vol. 40. P. 1732-1737. https://doi.org/10.1590/S1516-35982011000800016
33. Vorobyeva AS, Sokolov VV, Aksenova LA, Kokin VK. Issledovanie sanitarno-mikologicheskogo sostoyaniya kombikormov, vyirabatyivayemyih dlya svinovodcheskih kompleksov. Trudyi VNIIKP. M. 1982. issue 21.
34. Vorobeva AS, Sokolov VV, Aksenova LA, Kokin VK. Mikologicheskaya harakteristika syrya, postavlyaemogo kombikormovoy promyishlennosti. Trudyi VNIIKP. Voronezh 1983. vyp. 23.
35. Sokolov VV. Obsemenennost kombikormov stafilokokkami Materialy nauchno-praktich. konf. prof.-prep. i aspir. sostava zooinzhenernogo i veterinarnogo fak-tov. Issue 6. Voronezh 2000.
36. Sokolov VV, Spichkin IP. Veterinarno-sanitarnoe kachestvo kombikormov dlya indyushat. Puti povyishen. prod. zh-h. Issue 4. Voronezh 1999.
37. Sokolov VV., Spichkin IP., Aksenova LA. Veterinarno-sanitarnoe sostoyanie importnyih shrotov, zhmyihov i tapioki. Kombikorma. 1999. Issue 4.
38. Sokolov VV, Spichkin IP, Barbashina GA, Tupilina EP. Obsemenennost stafilokokkami syirya dlya proizvodstva kombikormov. Trudyi VNIIKP. Issue 23. M. 1983.
39. Haberecht S, Bajagai YS, Moore RJ, Van TTH, Stanley D. Poultry feeds carry diverse microbial communities that influence chicken intestinal microbiota colonisation and maturation. AMB Express. 2020 Dec 1;10(1). https://doi.org/10.1186/s13568-020-01077-5