Железо и резистентность

Дмитрий Пилюгин, к.в.н., технический эксперт компании ANCORE

Железо и резистентность

Как вы знаете, как в птицеводстве, так и в животноводстве активно обсуждается тема формирования резистентности к антибактериальным препаратам включая факторы, ускоряющие данный процесс. Одним из таких факторов является железо.

Роль железа в организме велика, но в данном небольшом обзоре хотел бы обсудить каким образом неорганические формы железа могут увеличивать развитие резистентности у патогенных форм бактерий, вызывающие различные поражения органов системы пищеварения. Изложенные идеи могут быть задействованы для реализации комплексной программы для снижения уровня заболеваний ЖКТ как у птицы, так и у животных.

Теперь рассмотрим по порядку, почему так происходит. 

В первую очередь стоит помнить, что биодоступность минералов и их лигандов может иметь влияние на многие факторы: маркер фазы жизненного цикла животного или птицы, вероятность соревнования лигандов за место в кишечнике, щелочность и т.д. Из-за них порядок биодоступности может меняться в зависимости от конкретной ситуации.

Кроме того, некоторые исследования показывают, что биодоступность глицината железа может составлять от 10% до 20% в зависимости от дозировки. В определенных условиях (например, при наличии сорбатов, аскорбатов (витамин С) и других пищевых компонентов) биодоступность глицината железа может быть выше, в то время как обычное неорганическое железо (двухвалентное) усваивается всего лишь до 10%.

Органическая форма железа в форме глицината (например, B-TRAXIM 2C Fe производства компании PANCOSMA, Швейцария) имеет несколько преимуществ перед неорганической формой железа, хотя их биодоступность может быть примерно одинаковой:

Легкость усвоения. Глицинат железа считается более легкорастворимой формой и поэтому легче усваиваемой формой железа, благодаря своей органической природе. Он также легче переносится, поскольку органический глицинат может быть более совместимым с организмом, чем неорганический железо-сульфат, который может вызывать побочные эффекты, такие как запор.

Уменьшение негативного воздействия на желудок. Как птица, так и животные могут испытывать дискомфорт после приема неорганической формы железа, который может привести, например, к запорам или диарее. Глицинат железа, с другой стороны, имеет меньшее раздражающее действие на желудок, и поэтому его усвоение не сопровождается побочными эффектами.

Лучшее сочетание с другими питательными веществами. Глицинат железа может лучше сочетаться с другими биологически активными веществами, такими как витамин С, который может повысить усвоение железа в кишечнике. Это может улучшить восприятие органической формы железа по сравнению с неорганической формой.

Более благоприятный профиль безопасности. Глицинат железа может считаться более безопасной формой железа, чем неорганическая форма. Он имеет более благоприятный профиль безопасности, особенно у животных с ослабленным иммунитетом, например, у новорожденных поросят-сосунов.

В целом, глицинат железа может иметь несколько преимуществ перед неорганической формой железа, хотя его биодоступность может быть примерно одинаковой.

Однако, ионы железа, присутствующие в воде или корме в свободной форме, находятся в степени окисления +2 и имеют серьезное влияние на развитие резистентности со стороны многих бактериальных патогенов, способных вызвать заболевания у животных и птицы.

Железо является жизненно важным веществом практически для всех форм жизни. Потребность в железе обусловлена ​​его ролью в клеточных процессах - начиная от выработки энергии и репликации ДНК и заканчивая транспортом кислорода и защитой от окислительного стресса. Бактериальные патогены нуждаются в железе, чтобы размножаться и вызывать заболевание, а единственным источником железа для них могут быть только ионы в желудочно-кишечном тракте у своих позвоночных хозяев.

Наиболее важной формой алиментарного иммунитета являются природные механизмы секвестрации (ограничение на использование) железа.

Позвоночные животные, лишенные свободного железа, обрекают бактериальные патогены на голодание по ионам этого металла при проникновении к своим хозяевам. Впервые данный эффект был замечен у людей c врожденным заболеванием гемохроматизмом или нарушением обмена железа. Воздействие перегрузки организма железом способствовало повышенной восприимчивости пациентов к инфекциям. Кроме того, проведенные многочисленные исследования с применением избыточного количества железа увеличивали вирулентность многочисленных патогенов на животных моделях.

В соответствии с этим бактериальные патогены эволюционировали, чтобы ощущать истощение запасов железа в качестве маркера ткани позвоночных. Это восприятие обычно включает контроль транскрипции, опосредованной железозависимым репрессором, известным как Fur (регулятор поглощения железа).

Большинство патогенов эволюционно развили механизмы поглощения железа, которые конкурируют с опосредованной хозяином секвестрацией. Эти системы захвата можно разделить на три основные категории: системы на основе сидерофоров, системы захвата гема и рецепторы трансферрина / лактоферрина.

Золотистый стафилококк (S. Aureus) может вызывать целый ряд заболеваний, начиная от поверхностных раневых инфекций и заканчивая более тяжелыми заболеваниями, такими как септицемия, синдром токсического шока. Кроме того, S. aureus обладает замечательной способностью противостоять доступным в настоящее время противомикробным препаратам. Эти факты подчеркивают необходимость выявления новых мишеней для разработки противомикробных препаратов для лечения этой инфекционной угрозы. Перспективной стратегией борьбы с бактериальными инфекциями является подавление получения питательных веществ, необходимых для роста. Позвоночное животное-хозяин жестко регулирует уровень железа и изолирует это ценное вещество внутри клетки в качестве механизма предотвращения размножения бактерий. Внеклеточное железо быстро удаляется трансферрином и лактоферрином, белками с высоким сродством к железу. Кроме того, большая часть железа у позвоночных находится в комплексе с гем-порфирином, который связан с гемопротеинами. Этот процесс ограничения доступа к питательному металлу известен как питательный иммунитет.

В то время, как позвоночный хозяин развил сложные механизмы, с помощью которых он изолирует железо от вторгшихся патогенов, S. aureus развил не менее сложные механизмы для получения доступа к железу во время инфекции.

Снижение уровня свободного железа в степени окисления +2 (или 2х валентное железо), а также исключение неорганических форм железа из корма лишают патогенные микроорганизмы питательной среды для размножения, что, в свою очередь, является сдерживающим фактором в развитии поражений системы пищеварения от различных бактериальных патогенов.   

Полное замещение неорганического железа на органическое (например, железо в форме глицината B-TRAXIM 2C Fe производства компании PANCOSMA, Швейцария) повышает свойства иммунной системы, а также снижает риск его захвата патогенными микроорганизмами, так как ионы металла находятся в связанном состоянии и быстро проникают через стенку кишечника в организм, где уже связываются различными белками крови.

Для снижения свободного железа в воде можно также использовать дополнительные способы очистки: химический (хлор, калия перманганат) и механический (механические фильтры с специальной мембраной).

Применение органического железа путем полного или частичного замещения целесообразно не только с точки зрения его высокой биодоступности, но и также как инструмента для снижения доступности железа для патогенной микрофлоры, а значит создания неблагоприятных условий для их роста и размножения в пищеварительной системе.


Мы поможем вам эффективно выращивать здоровых животных. Оформите заявку, заполнив форму
Мы поможем вам эффективно выращивать здоровых животных. Оформите заявку, заполнив форму

Оставить заявку

Мы всегда рады ответить на любые Ваши вопросы

Спасибо!

Благодарим за обращение. Ваша заявка принята

Наш специалист свяжется с Вами в течение рабочего дня
Update cookies preferences