BỆNH VIÊM RUỘT HOẠI TỬ VÀ CẦU TRÙNG ĐƯỢC HẠN CHẾ BỞI KHẨU PHẦN ĂN

Bệnh cầu trùng ở gia cầm:

Bệnh cầu trùng gia cầm gây ra do nguyên sinh động vật sống ký sinh Eimeria. Sự dính líu của bệnh cầu trùng không chỉ liên quan đến một loại cầu trùng Eimeria spp riêng. Sự nhiễm trùng xảy ra xuất phát từ sự pha trộn của các loài Eimeria xâm lấn các phần khác nhau trong ruột, như được chỉ trong Hình 1.

Mầm bệnh ký sinh trong tế bào xâm lấn và phá hủy các tế bào biểu mô ruột của vật chủ, gây hư hại trầm trọng cho vách ruột. Có 9 loài Eimeria khác nhau được biết ở gia cầm, nhưng chỉ có 5 đến 7 trong số này có liên quan với các bệnh ở các đàn thương phẩm. Ngược lại sự nhiễm E. paraecox thường được nhìn nhận chung là ít gây bệnh, nhưng nhiễm E. acervulina và E. mitis có thể gây ra bệnh viêm ruột nhẹ, làm mất dịch và kém hấp thu các chất dinh dưỡng. Trong những trường hợp nặng hơn, chứng viêm vách ruột cùng với chảy máu cục bộ (xuất huyết) và bong tróc biểu mô (E. brunetti, E. maxima) hoặc phá hủy hoàn toàn lông ruột dẫn đến xuất huyết lan rộng và chết ở những gà nhiễm bệnh (E. necatrix, E. tenella). Hầu hết những loài có tính gây bệnh cao xâm lấn những phần dưới thấp hơn của đường tiêu hóa. Vòng đời của cầu trùng Eimeria tương đối ngắn, từ 4-6 ngày, bao gồm 2 giai đoạn phát triển; ngoại sinh (chất thải phân) và nội sinh (trong đường tiêu hóa vật chủ). Giai đoạn ngoại sinh bắt đầu từ sau sự giải thoát của các kén hợp tử không bào tử trong phân (không lây nhiễm). Sự hình thành bào tử ở kén hợp tử xảy ra trong phân được kích thích do nhiệt độ, độ ẩm và thông thoáng trong môi trường thích hợp. Trong kén bào tử các hạt bào tử được hình thành, kể từ thời điểm đó các kén hợp tử này được xem như có thể lây nhiễm bệnh. Các kén bào tử rất chắc và bảo vệ ký sinh này không bị khô và các chất sát trùng hóa học, đảm bảo sống thời gian dài trong môi trường chuồng trại gia cầm. Giai đoạn nội sinh bắt đầu sau khi gà ăn các kén bào tử. Trong tiểu môi trường ở mề các hạt bào tử được giải phóng khỏi kén hợp tử. Tiếp xuống dưới đường tiêu hóa, các hạt bào tử xâm lấn và phá hủy các tế bào biểu mô và bắt đầu chu kỳ sinh sản sản hiệu quả cao. Việc này bao gồm các vòng sinh sản vô tính khác nhau, tiếp theo bằng sự phân biệt phái tính, thụ tinh và tung ra các kén không bào tử. Sự sinh sản hiệu quả cao ở các loài Eimeria trong đường tiêu hóa và chiến lược sinh tồn hoàn hảo (hình thành bào tử) trong chất thải phân làm tăng nguy cơ lây nhiễm trùng ở các đàn gia cầm.

Chủng ngừa và trị bệnh trong thức ăn:

Chăn nuôi hợp lý giúp giảm rủi ro lan truyền bệnh cầu trùng do ký sinh gây ra. Thêm vào, điều trị là cần thiết, đặc biệt trong giai đoạn nội sinh nhiều nhạy cảm ở đường tiêu hóa của vật chủ. Có hai loại thuốc kháng cầu trùng được áp dụng, là các hợp chất ở thể mang ion và thuốc hóa chất tổng hợp. Thông thường các hợp chất thể ion gây chết (coccidiocidal) cho ký sinh bằng cách can thiệp truyền các ion qua màng tế bào, trong khi các hóa chất ngăn ngừa sự sao chép sinh trưởng (coccidiostatic) bằng cách ức chế chuỗi các phản ứng hóa sinh khác nhau của ký sinh này. Để làm giảm sự trỗi dậy của các dòng kháng thuốc các chương trình khác nhau đang được sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên, nhu cầu về các phương pháp thay thế, như chủng ngừa, điều trị theo khẩu phần đang tăng do áp lực từ các cơ quan chính phủ và người tiêu dùng cấm sử dụng thuốc trong vật nuôi cho tiêu dùng của người. Hơn nữa, sự đề kháng của bệnh với thuốc kháng cầu trùng đã khiến thiệt hại kinh tế cho ngành sản xuất này.

Sử dụng vaccine:

Ngoài lượng kén bào tử ăn vào, tính nghiêm trọng của bệnh cầu trùng còn tùy thuộc nhiều vào bộ nhớ miễn dịch học đối với nguồn bệnh. Ngay từ sớm, năm 1923 Johnson đã xuất bản những bài báo đầu tiên cho thấy sự đề kháng của kén hợp tử không lệ thuộc vào tuổi, nhưng được tin là có sự phơi nhiễm trước đối với ký sinh này. Ngày nay, chúng ta vẫn sử dụng kiến thức này qua việc áp dụng các vaccine sống (làm giảm độc). Từ quan điểm khẩu phần ăn, những chiến lược khác nhau có thể được dùng để chống lại bệnh cầu trùng. Một số sản phẩm kháng khuẩn kháng lại các loài Eimeria đặc thù, ví dụ các chất chiết thảo dược và tinh dầu. Những sản phẩm điều biến khác có lợi cho tình trạng miễn dịch của gà, trong khi các prebiotic và probiotic cải thiện hệ vi khuẩn để làm giảm nguy cơ nhiễm trùng kế phát (ví dụ C. Perfringens). Mô ruột bị tổn hại được lợi từ sự cộng thêm các chất kháng oxy hóa để làm giảm vòng lẩn quẩn của stress oxy hóa do các tế bào bị hư hại gây ra. Những sản phẩm khác cải thiện việc bảo vệ ruột và sửa lành lại niêm mạc, ví dụ như betaine, butyrate hoặc threonine.

Thương tổn bệnh viêm ruột hoại tử:

Bệnh cầu trùng ở gia cầm thường xuất hiện trước hoặc xảy ra đồng thời cùng với sự bộc phát của bệnh viêm ruột hoại tử. Tác nhân khởi phát của bệnh viêm ruột hoại tử là C. Perfringens, một vi khuẩn hiếu khí sinh bào tử G+, được thấy phổ biến trong đất, bụi, phân, thức ăn, chất độn gia cầm và chất chứa trong ruột. Bệnh viêm ruột hoại tử từ lâu đã được kiểm soát bằng cách sử dụng kháng sinh kích thích sinh trưởng trong thức ăn. Tuy nhiên, vào tháng 1/2006 lệnh cấm kháng sinh kích thích sinh trưởng trong thức ăn được thi hành có hiệu lực ở châu Âu và sử dụng kháng sinh đang được bàn luận ít hơn ở các lục địa khác. Bệnh viêm ruột hoại tử đã xuất hiện như một bệnh phổ biến trên gà thịt trên toàn thế giới. Các tác nhân kháng khuẩn chữa bệnh thường dùng và thuốc kháng cầu trùng không chỉ có hiệu quả kháng lại Eimeria spp mà còn kháng lại cả C. Perfringens, hiện tại chúng đang được sử dụng để kiểm soát bệnh viêm ruột hoại tử. Nhưng phương pháp này lại đi ngược với mục đích giảm sử dụng kháng sinh trong chăn nuôi. Hiểu biết các yếu tố dẫn dắt và bệnh lý viêm ruột hoại tử sẽ giúp ích để tìm những giải pháp thay thế phòng ngừa bệnh. Bệnh việm ruột hoại tử thường xảy ra 3-4 tuần sau khi ấp nở. Các thương tổn hoại tử giới hạn chủ yếu ở ruột non và sự nhiễm trùng có thể dẫn đến bệnh lâm sàng cấp tính hoặc bộc lộ ở trạng thái cận lâm sàng. Trong trường hợp lâm sàng, tỷ lệ chết trong đàn tăng lên ở những tuần chăn nuôi cuối, thường không có dấu hiệu báo trước. Bệnh xảy ra cấp tính thường chết trong vòng 1-2 giờ và tỷ lệ chết có thể tăng lên đến 50%. Những đàn gà thịt cùng với sự xuất hiện bệnh viêm ruột hoại tử cận lâm sàng không biểu lộ những dấu hiệu lâm sàng rõ ràng và tỷ lệ chết thường không có đỉnh điểm. Niêm mạc ruột bị hư hại thường xuyên dẫn đến tiêu hóa và hấp thu các chất dinh dưỡng kém làm giảm tăng trọng và tăng chuyển hóa thức ăn. Trong tình trạng cận lâm sàng mức ăn vào có thể bị giảm 35% trong thời kỳ nhiễm bệnh. Trong trường hợp nào đó, sự hư hại của ruột có thể cho C. perfringens lên tới ống mật và hệ thống máu cửa. Sự xâm lấn của C. perfringens trong gan dẫn đến viêm gan đường mật, những thương tổn ở gan cuối cùng được phát hiện ở lò giết mổ. Mặc dù bệnh viêm ruột hoại tử bộc phát dịch cận lâm sàng có thể gây ra các mức tỷ lệ chết cao, nhưng tình trạng cận lâm sàng lại hệ trọng đến kinh tế hơn, vì sự tồn tại của nó trong đàn lại không bị phát hiện. Sự sinh trưởng bị cản trở và số loại bỏ ở lò giết mổ tăng đã gây ra những thiệt hại kinh tế đáng kể cho người chăn nuôi gia cầm. Tác động kinh tế thực của bệnh viêm ruột hoại tử không chỉ là số gia cầm bệnh chết mà hơn nữa là từ những gia cầm bị bệnh còn tồn tại ở tình trạng bệnh cận lâm sàng.

Sự phát triển dựa trên dưỡng chất hữu dụng:

Clostridium perfringens được phát hiện phổ biến ở trong hệ vi khuẩn ruột của gia cầm khỏe mạnh. Độc lực của một dòng tùy thuộc vào bản chất của nó. Các dòng C. perfringens được phân làm 5 loại khác nhau (A đến E) dựa trên cơ sở sản sinh ra 4 độc tố chính. Clostridium loại A liên quan đến bệnh viêm ruột hoại tử ở gà thịt, mặc dù loại này cũng được phát hiện ở đường tiêu hóa của gia cầm khỏe mạnh. Vì bệnh viêm ruột hoại tử là bệnh nhiều yếu tố nên cần nhiều nhân tố dẫn dắt cho sự phát triển của nó. Các mức cao của protein (động vật) hoặc nguồn protein khó tiêu hóa có liên quan với bệnh viêm ruột hoại tử, vì protein không tiêu hóa là chất nền sinh trưởng cho vi khuẩn gây bệnh như C. perfringens. Mì, mạch đen, yến mạch và đại mạch thường có liên quan nhiều đến đến bệnh viêm ruột hoại tử do chứa các polysaccharide không tinh bột cao, tan trong nước mà khó tiêu hóa, ngược lại ở bắp thì không. Ngoài việc lựa chọn các nguyên liệu thô thì kích cỡ của các tiểu phần hạt cũng có vẻ ảnh hưởng đến sức khỏe của ruột. Thức ăn chứa nhiều tiểu phần nhỏ và một số những hạt có cỡ lớn dễ có khả năng mắc bệnh viêm ruột hoại tử hơn thức ăn chứa các tiểu phần hạt đồng nhất. Những thay đổi về chế độ nuôi dưỡng (chuyển từ khẩu phần khởi đầu sang sinh trưởng), những bệnh khác và mật độ đàn tăng sẽ làm tăng stress trong đàn và cản trở tình trạng miễn dịch của gà làm cho chúng nhạy cảm dễ nhiễm bệnh viêm ruột hoại tử hơn. Nhiễm bệnh cầu trùng là yếu tố dẫn đường quan trọng, vì sự hư hại của niêm mạc do Eimeria sẽ cung cấp môi trường thuận lợi cho sự phát triển của bệnh viêm ruột hoại tử. Hiện tượng hợp lực giữa Eimeria gây bệnh cầu trùng và C. perfringens gây bệnh viêm ruột hoại tử được chỉ trong Hình 3. Điều thú vị lưu ý là C. perfringens cần protein chất lượng cao, vì nó yêu cầu 13 các acid amin thiết yếu. Bằng việc giết chết các tế bào biểu mô, Eimeria gây rò rỉ protein huyết tương (A) và sự nhiễm cầu trùng làm tăng sản sinh dịch nhày (B). Cả hai tác động làm tăng cung cấp dưỡng chất hữu dụng cho C. perfringens sinh trưởng. Độc lực của các dòng C. perfringens tùy thuộc vào 4 yếu tố chủ yếu: khả năng sản sinh các kháng sinh của vi khuẩn, các enzyme collagenolytic vi khuẩn, các độc tố và khả năng bám dính vào vách ruột (Hình 2). Trong giai đoạn đầu của bệnh viêm ruột hoại tử các enzyme collagenolytic tác động vào ma trận ngoại bào và kết nối tế bào. Cả hai collagenase của vật chủ và enzyme collagenolytic vi khuẩn có thể đóng vai trò trong phá hoại tổ chức, thậm chí phá hủy hoàn toàn ma trận tế bào và kết nối chặt chẽ giữa các tế bào biểu mô (C). Sự sản sinh các kháng sinh vi khuẩn do dòng có độc lực làm ức chế sự sinh trưởng của các dòng C. perfringens khác trong ruột. Điều này có lợi tối đa làm tăng dưỡng chất hữu dụng được giải phóng do sự nhiễm bệnh cầu trùng (D).

Hình 2: Các yếu tố dẫn dắt bệnh viêm ruột hoại tử

 Độc tố mới NetB: 

Trong thời gian dài, α-toxin được cho là yếu tố độc lực chính của C. perfringens gây bệnh viêm ruột hoại tử. Gần đây các nhà nghiên cứu đã mô tả một độc tố mới, gọi là NetB. Độc tố này có vẻ dính líu gây thương tổn hoại tử bằng cách tạo các lỗ trong tế bào biểu mô, làm chết tế bào (E). Các dòng độc lực C.perfringens có khả năng kết dính các phân tử ma trận ngoại bào (F), một chiến lược tồn tại được sử dụng bởi nhiều vi khuẩn gây bệnh ở ruột. Biểu mô ruột bình thường không phơi nhiễm các phân tử ma trận ngoại bào này. Vì sự hư hại ruột gây ra do Eimeria (ECMMs), các độc tố NetB và enzyme collagenolytic, C. perfringens có thể liên kết tốt hơn và xâm nhập trong đường tiêu hóa thậm chí gây ra thương tổn rất trầm trọng. Chiến lược kiểm soát bệnh viêm ruột hoại tử không dùng kháng sinh và thuốc phòng bệnh hoặc điều trị bệnh đang là một thách thức. Cho đến nay vẫn chưa có chiến lược riêng nào để chống lại C. perfringens có liên quan đến bệnh viêm ruột hoại tử. Sự kết hợp quản trị vệ sinh chuồng trại gia cầm tốt, chủng ngừa vaccine (chống lại C. perfringens và cầu trùng) và can thiệp chế độ khẩu phần có thể phần nào thay thế cho kháng sinh để duy trì năng suất và kiểm soát bệnh viêm ruột hoại tử. Khẩu phần thấp protein hoặc sử dụng nguồn protein dễ tiêu hóa phối hợp với các enzyme để phân giải những thành phần cấu trúc khó tiêu hóa  trong khẩu phần sẽ giảm thấp cơ hội cho C. perfringens phát triển ở ruột. Ngoài ra, sử dụng các chất cộng thêm để kiểm soát bệnh cầu trùng, như đã đề cập ở trên là công cụ hữu ích để làm giảm tỷ lệ mắc bệnh viêm ruột hoại tử.

Hình 3: C. perfringens hưởng lợi từ sự hư hại của ruột bị nhiễm cầu trùng

Hiệu quả khác nhau của Butyrate: 

Sự gây nhiễm miễn dịch liên tục xuất hiện do các loài Eimeria, đồng thời cùng với C. perfringens làm cho chức năng hàng rào bảo vệ lớp biểu mô rất quan trọng. Butyrate là một acid béo chuỗi ngắn được sản sinh trong tự nhiên ở đường tiêu hóa do sự lên men của chất xơ. Acid béo được xem là nguồn năng lượng quan trọng nhất cho các tế bào ruột và có nhiều tác động có lợi về các chức năng sống còn của ruột. Các nghiên cứu và kinh nghiệm thực tiễn xác nhận là dùng riêng butyrate hoặc kết hợp cùng với các chiến lược khẩu phần khác giúp làm giảm tỷ lệ mắc bệnh viêm ruột hoại tử. Butyrate có khả năng kháng khuẩn trực tiếp hiệu quả trên C. perfringens, nhưng không được xem như yếu tố chính có liên quan. Nồng độ butyrate trong đường tiêu hóa đến từ sự lên men hoặc thậm chí kết hợp cùng với các nguồn bổ sung sẽ không đạt được mức yêu cầu để ức chế trực tiếp sự phát triển của C. perfringens. Ảnh hưởng tích cực của butyrate có thể liên quan nhiều đến hiệu quả trên chức năng ruột của gia cầm.

Trong ruột non butyrate thúc đẩy sự phát triển của lông ruột, hình thái và chức năng của ruột. Hơn nữa trong đường tiêu hóa butyrate tiêu biểu là nguồn năng lượng được ưa chuộng cho tế bào ruột và là tiền chất chủ yếu để tổng hợp lipid, hợp thành màng tế bào. Bằng việc trợ giúp cấu trúc màng tế bào, butyrate góp phần vào việc duy trì chức năng hàng rào ngăn cản và chuyên chở trong ruột. Ma et al. đã quan sát một vai trò quan trọng của butyrate chữa lành vết thương ở ruột nhờ vào tác động tích cực của nó trên các chức năng chặt chẽ và tính nguyên vẹn của ruột. Ở những nồng độ thấp, butyrate củng cố hàng rào bảo vệ ruột bằng cách tăng cường giải phóng dịch nhầy bảo vệ trong lớp niêm dịch và giải phóng các peptide kháng khuẩn. các peptide này cũng được gọi là peptide bảo vệ vật chủ (HDPs), có hoạt tính kháng khuẩn phổ rộng kháng lại vi khuẩn, ký sinh là nguyên sinh, virus có bao màng và nấm. HDPs kết dính vào màng vi khuẩn và gây vỡ màng, do đó dẫn vi khuẩn đến chết. Nhóm nghiên cứu của van Immerseel chỉ cho thấy hiệu quả kháng khuẩn khác của butyrate, nhờ acid béo này làm giảm khả năng bám dính vào vách tế bào ruột của vi khuẩn gây bệnh. Cuối cùng, butyrate hoạt động như một tác nhân kháng viêm. Việc kiềm chế tình trạng viêm ở gà là công cụ hữu ích để khắc phục sự giảm ăn và do đó làm giảm thấp sự phá hủy mô cơ trong khi bị nhiễm trùng hoại tử. Butyrate không được bao bọc sẽ bị hấp thu trực tiếp ở đoạn phần đầu của ruột non và không đến được những phần dưới của đường tiêu hóa. Bao bọc thích hợp butyrate trong thức ăn là cần thiết cho sự giải thoát trúng đích acid béo này trên toàn bộ đường tiêu hóa. Bằng việc kiểm tra sản phẩm butyrate được vi bao gói, cả ở in vitro và in vivo chỉ cho thấy tất cả butyrate chuyển qua dạ dày và được phóng thích từ từ ở đường ruột.

Kết luận:

Từ lệnh cấm kháng sinh trong thức ăn, bệnh viêm ruột hoại tử do C. perfringens lại nổi lên trong các đàn gia cầm cùng với ảnh hưởng kinh tế nghiêm trọng. Vì sự xuất hiện của những dòng kháng thuốc là một khó khăn đáng kể cho sức khỏe cộng đồng và chiến lược kiểm soát lâu dài chống lại bệnh viêm ruột hoại tử, các giải pháp để kiểm soát bệnh viêm ruột hoại tử phải được xây dựng để thay thế cho thuốc thường dùng. Dinh dưỡng có ảnh hưởng mạnh mẽ đến tỷ mắc bệnh viêm ruột hoại tử và nhiễm bệnh cầu trùng khác tồn tại trước đó. Butyrate được vi bao gói thích hợp trong khẩu phần sẽ đảm bảo sự giải thoát butyrate trúng đích trong suốt đường tiêu hóa, do đó giúp nuôi dưỡng tế bào ruột và củng cố chức năng hàng rào niêm mạc bị gây hại do các loài Eimeria và C. perfringens.

Nhận xét:

Những bệnh chính trên gia cầm thường là những bệnh lây lan rộng trên toàn cầu. Hầu hết những bệnh chủ yếu này đã đề kháng với thuốc điều trị thông thường và ảnh hưởng đến sức khỏe của vật nuôi và cộng đồng. Điển hình như bệnh cầu trùng có thể xuất hiện ở bất cứ nơi đâu có chăn nuôi gia cầm. Thực hiện các biện pháp an toàn sinh học trong chăn nuôi gia cầm vẫn là biện pháp chủ đạo trong suốt quá trình sản xuất. Thực hiện các biện pháp phòng bệnh bằng vaccine thích hợp sẽ làm tăng khả năng miễn dịch và kháng lại bệnh do nhiễm trùng. Công nghệ sinh học ngày càng tiến bộ, nghiên cứu cho ra các sản phẩm mới kết hợp điều kiện chăn nuôi tốt có thể thay thế kháng sinh. Việc sử dụng sản phẩm sinh học tốt như các acid hữu cơ, probiotic, prebiotic, enzyme (eubiotics) một cách phù hợp có thể thay thế kháng sinh trong thức ăn trong các trường hợp ngừa bệnh, cải thiện sinh trưởng và cho thực phẩm an toàn. Trong lúc chờ đón những giải pháp mới trong việc phòng trị bệnh bằng phương pháp sinh học, hoàn cảnh chăn nuôi hiện tại vẫn chưa có sản phẩm nào có thể thay thế hoàn toàn và hiệu quả như kháng sinh. Vì vây, chọn kháng sinh mới chống lại đúng bệnh sẽ hạn chế sự gây hại, giảm sự lây bệnh, sự kháng thuốc và thiệt hại kinh tế.

PGS Bùi Xuân Mến, Trung tâm nghiên cứu Vemedim

Tài liệu tham khảo

Pauline Paap (2015) Dietary treatments for major poultry diseases

http://www.allaboutfeed.net/Feed-Additives/Articles/2015/12/Dietary-treatments-for-major-poultry-diseases-2719777W/