Микробиом ЖКТ свиней

В настоящее время мы переживаем «золотой век» микробиома (Waldor и др., 2015). Организмы всех животных, от свиней до человека, населены колоссальным количеством микроорганизмов – «микробиотой» особи. «Микробиом» (перечень таких микроорганизмов и их генов) находится сейчас в центре пристального внимания в различных областях исследований, и ядром новейших из таких областей является усвоение питательных веществ (Ursell и др., 2012). Разумеется, это потому, что большинство ассоциируемых с животным бактерий локализовано в его желудочно-кишечном тракте (Sender и др., 2016). Ветеринары уже достаточно давно узнали о том, насколько важно контролировать внутрикишечную микробиоту животных. Конечно, такие приемы, как введение пре/пробиотиков направлены на изменение популяции микробов в ЖКТ. Тем не менее, мало кто был способен предсказать, насколько важна микробиота для развития и здоровья животных.

Изучение проблемы ожирения человека привлекло большое внимание к роли, играемой кишечными бактериями, и это служит наглядной иллюстрацией того, как наши представления в области питания и усвоения питательных элементов будут меняться в ближайшие годы под влиянием изучения микробиома. Эксперименты показали, что чрезмерная полнота может обусловливаться микробным составом ЖКТ. Другими словами: кроме того, что диета оказывает влияние на микробиоту, но и сами бактерии могут обусловливать результаты обмена веществ у хозяина (Ley, 2010; Sanmiguel и др., 2015). Потенциальные последствия этого грандиозны: замены «жирной» микробиоты на противоположную ей «постную» может оказаться достаточно для того, чтобы излечить это состояние (Harley и др., 2012; Marotz и др., 2016). Для ветеринара-специалиста по кормам такой ход мысли приводит к соблазнительной идее об единственном (и несложном) компоненте, изменив который, можно добиться продуктивности животного. Таким образом, управление микробиотой животных может потенциально оказаться таким же прорывом, какой имел место в области повышения продуктивности, когда производство стало пользоваться генетической селекцией.

Однако, данная область только зарождается. Во-первых, взаимосвязи микробиоты с диетой/рационом или с добавками имеют очень сложный характер. Конечно, интервенции демонстрируют свое влияние на микробиом, но они также зависят от изначального бактериального состава в ЖКТ. Поэтому, животные, выращиваемые в разных условиях, будут по-разному реагировать на одну и ту же интервенцию. Это, например, можно было видеть в эксперименте, в котором свиньям давали дрожжи для сидра (Upadrasta и др., 2013). Практическим опытом по этому поводу обладают многие производственники. Применение пробиотиков дает, в разных условиях, очень разные результаты. Кроме того, мы только начинаем понимать, что такое нормальная и здоровая микробиота и что означает ее изменение. Считается, что в большом количестве случаев релевантными являются продуценты короткоцепочечной (летучей) жирной кислоты (ЛЖК), поэтому при анализе микробиома огромное внимание уделяется этим бактериям (Park и др., 2014); в то же время, рассматривать в микробиоте лишь ограниченную популяцию бактерий, какой являются продуценты ЛЖК, - это прикоснуться только к одной из огромного числа возможностей. Несколько других, менее известных, образующих микробиоту элементов, также, по всей вероятности, играют важную роль для здоровья ЖКТ, и потребуется еще не одно исследование, чтобы мы смогли извлечь практическую пользу из информации, получаемой при анализе микробиоты. Наконец, микробиота показала, что с возрастом она подвержена вызреванию, а также демонстрирует определенную сопротивляемость модификациям в более позднем возрасте, хотя, определенно, она не застывает и ее можно менять, используя для этого подходящие процедуры (Mach и др., 2015, Umu и др., 2015).

Что касается свиней, были обнаружены корреляции между микробиотой и несколькими показателями здоровья и продуктивности. Качество мяса и содержание шпика (Park и др., 2014), выработка антител и масса туши (Mach и др., 2015), а также усиленная реакция на РРССв ((Niederwerder, и др., 2016) – вот некоторые из параметров, которые, как кажется, подвержены управлению через микробиоту. Это наглядно демонстрирует, чего можно добиться, расширив объем наших знаний о работе кишечных бактерий.

Нынешнее расширение в сфере микробиома вытекает из последних достижений в геномных технологиях. Исследование микробиома больше не ведется стандартными микробиологическими методами (например, выделением бактерий в чашках Петри) – многие кишечные бактерии не обладают предрасположенностью к лабораторным культурам. Чтобы получить представление о сдвигах во всей популяции бактерий в ЖКТ, таких микробов секвенируют. Это генерирует данные, позволяющие идентифицировать практически все бактерии в пробе. Таким образом, результатом этой технологии становится длинный список всех присутствующих бактерий и их относительных количеств. Располагая этими данными, можно провести анализ, например, влияния интервенций (таких, как применение пробиотиков) на состав микробиоты.

В заключение, весьма вероятно, что индустрия кормов для свиноводства в ближайшее время будет формироваться под влиянием изучения микробиома. При том, что использование пищевых добавок вплоть до последнего времени было в значительной степени эмпирическим, заинтересованность микробиомными исследованиями наверняка поможет с подбором более действенных продуктов, а также с определением условий, при которых они дадут максимальную отдачу. Индустрия производства кормовых добавок, естественно, вкладывается в изучение микробиоты – чтобы расширить возможности своих продуктов (Pajarillo и др., 2015). По мере развития технологий и накопления знаний, микробиомный анализ станет доступным не только исследователям в крупных компаниях, но и производителям, для которых он может стать ценным инструментом в повседневной работе.