Artikulu hau "Antimikrobianoen erabilera, antimikrobianoen erresistentzia eta elikagai-animalien mikrobioma" ikerketa-gaiaren parte da. Ikusi 13 artikulu guztiak.
Azido organikoek eskaera handia izaten jarraitzen dute animalien pentsuetarako gehigarri gisa. Orain arte, arreta elikagaien segurtasunean jarri da, batez ere hegaztietan eta beste animalia batzuetan elikagaien bidezko patogenoen intzidentzia murriztean. Hainbat azido organiko aztertzen ari dira edo dagoeneko merkataritza-erabileran daude. Sakon aztertu diren azido organiko askoren artean, azido formikoa horietako bat da. Azido formikoa hegaztien dietei gehitzen zaie Salmonella eta beste elikagaien bidezko patogeno batzuen presentzia mugatzeko pentsuan eta digestio-aparatuan irentsi ondoren. Azido formikoak ostalariarengan eta elikagaien bidezko patogenoetan duen eraginkortasuna eta eragina ulertzen diren heinean, argi dago azido formikoaren presentziak Salmonella-n bide espezifikoak eragin ditzakeela. Erantzun hau konplexuagoa bihur daiteke azido formikoa digestio-aparatura sartzen denean eta digestio-aparatua kolonizatzen ari den Salmonellarekin ez ezik, hesteetako flora mikrobianoarekin ere elkarreragiten duenean. Berrikuspenak egungo emaitzak eta azido formikoarekin tratatutako hegaztien mikrobiomari eta pentsuei buruzko ikerketa gehiago egiteko aukerak aztertuko ditu.
Abeltzaintzako eta hegazti-ekoizpenean, erronka hazkundea eta produktibitatea optimizatzen dituzten kudeaketa-estrategiak garatzea da, elikagaien segurtasunerako arriskuak mugatuz. Historikoki, antibiotikoak kontzentrazio subterapeutikoetan emateak animalien osasuna, ongizatea eta produktibitatea hobetu ditu (1-3). Ekintza-mekanismoaren ikuspegitik, proposatu da kontzentrazio subinhibitorioetan emandako antibiotikoek ostalariaren erantzunak bitartekatzen dituztela, gastrointestinal flora (GI) modulatuz eta, aldi berean, ostalariaren eta haien arteko elkarrekintzak (3). Hala ere, elikagaietan antibiotikoekiko erresistenteak diren patogenoen hedapen potentzialaren inguruko kezka etengabeak eta gizakietan antibiotikoekiko erresistenteak diren infekzioekin duten lotura potentzialaren ondorioz, antibiotikoen erabilera pixkanaka kentzea ekarri du elikagai-animalietan (4-8). Beraz, baldintza horietako batzuk betetzen dituzten pentsu-gehigarriak eta hobetzaileak garatzea (animalien osasuna, ongizatea eta produktibitatea hobetzea) interes handikoa da bai ikerketa akademikoaren bai garapen komertzialeko ikuspegitik (5, 9). Hainbat pentsu-gehigarri komertzial sartu dira animalien elikagaien merkatuan, besteak beste, probiotikoak, prebiotikoak, olio esentzialak eta landare-iturri desberdinetako konposatu erlazionatuak, eta aldehidoak bezalako produktu kimikoak (10-14). Hegaztietan erabili ohi diren beste pentsu-gehigarri komertzial batzuk bakteriofagoak, zink oxidoa, entzima exogenoak, lehiakortasun-bazterketa produktuak eta konposatu azidoak dira (15, 16).
Pentsuetarako gehigarri kimikoen artean, aldehidoak eta azido organikoak izan dira historikoki konposatu aztertu eta erabilienak (12, 17–21). Azido organikoak, bereziki kate laburreko gantz-azidoak (SCFA), bakterio patogenoen antagonista ezagunak dira. Azido organiko hauek pentsuetarako gehigarri gisa erabiltzen dira, ez bakarrik pentsu-matrizean patogenoen presentzia mugatzeko, baita digestio-aparatuaren funtzioan eragin aktiboak izateko ere (17, 20–24). Horrez gain, SCFAk digestio-aparatuko heste-florak hartziduraz sortzen ditu eta uste da probiotiko eta prebiotiko batzuek digestio-aparatuan irensten diren patogenoei aurre egiteko duten gaitasunean zeregin mekanistikoa betetzen dutela (21, 23, 25).
Urteetan zehar, hainbat kate laburreko gantz-azidok (SCFA) arreta handia erakarri dute pentsu-gehigarri gisa. Bereziki, propionatoa, butiratoa eta formiatoa ikerketa eta aplikazio komertzial ugariren xede izan dira (17, 20, 21, 23, 24, 26). Hasierako ikerketek animalien eta hegaztien pentsuetan elikagaien bidezko patogenoen kontrola aztertu zuten bitartean, azken ikerketek animalien errendimenduaren eta digestio-aparatuaren osasunaren hobekuntza orokorrera aldatu dute arreta (20, 21, 24). Azetatoak, propionatoak eta butiratoak arreta handia erakarri dute azido organikoen pentsu-gehigarri gisa, eta horien artean azido formikoa ere hautagai itxaropentsua da (21, 23). Arreta handia jarri da azido formikoaren elikagaien segurtasunaren alderdietan, bereziki abereen pentsuetan elikagaien bidezko patogenoen intzidentzia murriztean. Hala ere, beste erabilera posible batzuk ere aztertzen ari dira. Berrikuspen honen helburu orokorra azido formikoaren historia eta egungo egoera aztertzea da, abereen pentsu-hobetzaile gisa (1. irudia). Ikerketa honetan, azido formikoaren mekanismo antibakterianoa aztertuko dugu. Horrez gain, abereengan eta hegaztiengan dituen ondorioak aztertuko ditugu eta bere eraginkortasuna hobetzeko metodo posibleak eztabaidatuko ditugu.
1. irudia. Berrikuspen honetan landutako gaien mapa mentala. Bereziki, helburu orokor hauetan zentratu ziren: azido formikoaren historia eta egungo egoera abereentzako pentsuak hobetzeko, azido formikoaren mekanismo antimikrobianoak eta haren erabilerak animalien eta hegaztien osasunean duen eragina, eta eraginkortasuna hobetzeko metodo potentzialak deskribatzea.
Abeltzaintzako eta hegaztientzako pentsuaren ekoizpena eragiketa konplexua da, hainbat urrats dituena, besteak beste, alearen prozesamendu fisikoa (adibidez, partikulen tamaina murrizteko ehotzea), pelletatzeko prozesamendu termikoa eta animaliaren nutrizio-behar espezifikoen arabera mantenugai ugari gehitzea dietan (27). Konplexutasun hori kontuan hartuta, ez da harritzekoa pentsuen prozesamenduak alea hainbat ingurumen-faktoreren eraginpean jartzea pentsu-errotara iritsi aurretik, ehotzean zehar, eta ondoren garraioan eta pentsu konposatuen errazioetan elikatzean (9, 21, 28). Horrela, urteetan zehar, mikroorganismo talde oso anitza identifikatu da pentsuetan, bakterioak ez ezik, bakteriofagoak, onddoak eta legamia ere barne (9, 21, 28–31). Kutsatzaile horietako batzuek, hala nola onddo batzuek, mikotoxinak sor ditzakete, eta horiek animalientzat osasun-arriskuak dira (32–35).
Bakterioen populazioak nahiko anitzak izan daitezke eta neurri batean mikroorganismoak isolatzeko eta identifikatzeko erabiltzen diren metodoen eta laginaren iturriaren araberakoak dira. Adibidez, mikrobioen konposizio-profila desberdina izan daiteke pelletatzearekin lotutako bero-tratamendua baino lehen (36). Kultura klasikoko eta plaka-plantxatze metodoek informazio batzuk eman badituzte ere, 16S rRNA genean oinarritutako hurrengo belaunaldiko sekuentziazio (NGS) metodoaren aplikazio berriak bazka-mikrobioma komunitatearen ebaluazio zabalagoa eman du (9). Solanki et al. (37)ek fosfina, intsektuen aurkako fumigante baten, presentzian denbora batez gordetako gari-aleen mikrobioma bakterianoa aztertu zutenean, mikrobioma aniztasun handiagoa zuela ikusi zuten uztaren ondoren eta 3 hilabeteko biltegiratzearen ondoren. Gainera, Solanki et al. (37) (37) frogatu zuten Proteobacteria, Firmicutes, Actinobacteria, Bacteroidetes eta Planctomyces zirela gari-aleetako filuma nagusiak, Bacillus, Erwinia eta Pseudomonas genero nagusiak zirela, eta Enterobacteriaceae proportzio txiki bat osatzen zutela. Taxonomiaren konparazioetan oinarrituta, ondorioztatu zuten fosfinaren fumigazioak bakterioen populazioak nabarmen aldatzen zituela, baina ez zuela onddoen dibertsitatean eraginik.
Solanki et al. (37) ikerketak erakutsi zuten pentsu-iturriek elikagaien bidezko patogenoak ere izan ditzaketela, eta horiek osasun publikoko arazoak sor ditzaketela, mikrobioman Enterobacteriaceae detekzioan oinarrituta. Clostridium perfringens, Clostridium botulinum, Salmonella, Campylobacter, Escherichia coli O157:H7 eta Listeria monocytogenes bezalako elikagaien bidezko patogenoak animalien pentsuekin eta siloekin lotu dira (9, 31, 38). Beste elikagaien bidezko patogeno batzuen iraunkortasuna animalien eta hegaztien pentsuetan ezezaguna da oraingoz. Ge et al. (39) 200 animalien pentsu-osagai baino gehiago aztertu zituzten eta Salmonella, E. coli eta Enterococci isolatu zituzten, baina ez zuten E. coli O157:H7 edo Campylobacter detektatu. Hala ere, pentsu lehorra bezalako matrizeak E. coli patogenoaren iturri gisa balio dezakete. 2016an gizakien gaixotasunekin lotutako Shiga toxina sortzen duen Escherichia coli (STEC) serotaldeen O121 eta O26 agerraldiaren iturria aurkitzeko, Crowe et al. (40) genoma osoko sekuentziazioa erabili zuten isolatu klinikoak elikagaietatik lortutako isolatuekin alderatzeko. Konparazio honetan oinarrituta, ondorioztatu zuten iturri probablea irin-errotetako hezetasun gutxiko gari-irina gordina zela. Gari-irinaren hezetasun-eduki baxuak iradokitzen du STECek hezetasun gutxiko animalien pentsuetan ere biziraun dezakeela. Hala ere, Crowe et al. (40) adierazten duten bezala, STECen isolamendua irin-laginetatik zaila da eta bereizketa immunomagnetikoko metodoak behar dira zelula bakteriano kopuru nahikoa berreskuratzeko. Antzeko prozesu diagnostikoek ere zaildu dezakete animalien pentsuetan elikagaien bidez transmititzen diren patogeno arraroen detekzioa eta isolamendua. Detekzioan dagoen zailtasuna patogeno horien iraunkortasun luzea ere izan daiteke hezetasun gutxiko matrizeetan. Forghani et al. (41) frogatu zuen giro-tenperaturan gordetako eta Escherichia coli enterohemoragikoen (EHEC) O45, O121 eta O145 serotaldeen eta Salmonellaren (S. Typhimurium, S. Agona, S. Enteritidis eta S. Anatum) nahasketa batekin inokulatutako gari-irina kuantifikagarria zela 84 eta 112 egunetan eta oraindik detektagarria 24 eta 52 asteetan.
Historikoki, Campylobacter ez da inoiz animalien eta hegaztien pentsuetatik isolatu hazkuntza-metodo tradizionalen bidez (38, 39), nahiz eta Campylobacter erraz isolatu daitekeen hegaztien eta hegazti-produktuen digestio-aparatutik (42, 43). Hala ere, pentsuak oraindik ere baditu abantailak iturri potentzial gisa. Adibidez, Alves et al. (44) frogatu zuten oilasko gizendutako pentsuan C. jejuni txertatzeak eta ondoren pentsua bi tenperatura desberdinetan 3 edo 5 egunez gordetzeak C. jejuni bideragarria berreskuratzea ekarri zuela eta, kasu batzuetan, baita haien ugalketa ere. Ondorioztatu zuten C. jejuni hegaztien pentsuetan bizirik iraun dezakeela eta, beraz, oilaskoentzako infekzio-iturri potentziala izan daitekeela.
Iraganean arreta handia jaso du animalien eta hegaztien pentsuetan Salmonella kutsadurak, eta etengabeko ahaleginen ardatz izaten jarraitzen du pentsuetan bereziki aplikagarriak diren detekzio metodoak garatzeko eta kontrol neurri eraginkorragoak aurkitzeko (12, 26, 30, 45–53). Urteetan zehar, ikerketa askok aztertu dute Salmonellaren isolamendua eta karakterizazioa hainbat pentsu-establezimendutan eta pentsu-errotetan (38, 39, 54–61). Oro har, ikerketa hauek adierazten dute Salmonella pentsuen osagai, pentsu-iturri, pentsu mota eta pentsuen fabrikazio-eragiketa desberdinetatik isola daitekeela. Prebalentzia-tasak eta isolatutako Salmonella serotipo nagusiak ere aldatu egin ziren. Adibidez, Li et al.-ek (57) Salmonella spp.-ren presentzia baieztatu zuten. 2002tik 2009ra bitarteko datu-bilketa aldian, animalien pentsu osoetatik, pentsuen osagaietatik, maskotentzako elikagaietatik, maskotentzako gozokietatik eta maskotentzako osagarrietatik bildutako 2058 laginen % 12,5ean detektatu zen. Gainera, % 12,5ean positibo eman zuten Salmonella laginen % 12,5ean detektatu ziren serotipo ohikoenak S. Senftenberg eta S. Montevideo (57) izan ziren. Texasen jateko prest dauden elikagaien eta animalien pentsuen azpiproduktuen ikerketa batean, Hsieh et al. (58) jakinarazi zuten Salmonellaren prebalentzia handiena arrain-irinan zegoela, ondoren animalien proteinetan, eta S. Mbanka eta S. Montevideo serotipo ohikoenak zirela. Pentsu-fabrikek ere pentsuen kutsadura-puntu potentzial ugari dituzte osagaiak nahastu eta gehitzean (9, 56, 61). Magossi et al. (61) frogatu ahal izan zuten kutsadura-puntu anitz gerta daitezkeela Estatu Batuetako pentsuen ekoizpenean. Izan ere, Magossi et al. (61) gutxienez Salmonella kultura positibo bat aurkitu zuten Estatu Batuetako zortzi estatutako 11 pentsu-fabriketan (guztira 12 laginketa-leku). Pentsuaren manipulazioan, garraioan eta eguneroko elikaduran Salmonella kutsa daitekeen potentziala ikusita, ez da harritzekoa ahalegin handiak egitea animalien ekoizpen-ziklo osoan kutsadura mikrobianoa murriztu eta maila baxuak mantendu ditzaketen pentsu-gehigarriak garatzeko.
Gutxi dakigu Salmonellak azido formikoarekiko duen erantzun espezifikoaren mekanismoari buruz. Hala ere, Huang et al. (62) adierazi zuten azido formikoa ugaztunen heste meharrean dagoela eta Salmonella spp. gai direla azido formikoa sortzeko. Huang et al. (62) bide gakoen ezabatze mutanteen serie bat erabili zuten Salmonellaren birulentzia geneen adierazpena detektatzeko eta aurkitu zuten formatoak seinale hedagarri gisa joka dezakeela Salmonella Hep-2 zelula epitelialak inbaditzera bultzatzeko. Duela gutxi, Liu et al. (63) Salmonella typhimurium-etik formato garraiatzaile bat, FocA, isolatu zuten, pH 7.0-an formato kanal espezifiko gisa funtzionatzen duena, baina esportazio kanal pasibo gisa ere funtziona dezakeena kanpoko pH altuan edo bigarren mailako formato/hidrogeno ioien inportazio kanal aktibo gisa pH baxuan. Hala ere, ikerketa hau S. Typhimurium-en serotipo bakarrean egin zen. Galdera da ea serotipo guztiek antzeko mekanismoen bidez erantzuten dioten azido formikoari. Hau ikerketa galdera kritikoa da, etorkizuneko ikerketetan jorratu beharko litzatekeena. Emaitzak edozein direla ere, zuhurra da Salmonella serotipo anitz edo serotipo bakoitzeko andui anitz erabiltzea bahetze-esperimentuetan, pentsuetan Salmonella mailak murrizteko azido-osagarriak erabiltzeko gomendio orokorrak garatzerakoan. Ikuspegi berriek, hala nola barra-kode genetikoa erabiltzea anduiak kodetzeko eta serotipo beraren azpitalde desberdinak bereizteko (9, 64), aukera ematen dute desberdintasun finagoak hautemateko, eta horiek eragina izan dezakete desberdintasunen interpretazioan.
Formatoaren izaera kimikoa eta disoziazio forma ere garrantzitsuak izan daitezke. Hainbat ikerketatan, Beyer et al. (65–67) frogatu zuten Enterococcus faecium, Campylobacter jejuni eta Campylobacter coli inhibitzea disoziatutako azido formikoaren kantitatearekin korrelazionatuta zegoela eta pH-arekiko edo disoziatu gabeko azido formikoarekiko independentea zela. Bakterioak jasaten dituen formatikoaren forma kimikoa ere garrantzitsua dela dirudi. Kovanda et al. (68) hainbat organismo Gram-negatibo eta Gram-positibo aztertu zituzten eta sodio formiatoaren (500–25.000 mg/L) eta sodio formiato eta formiato librearen nahasketa baten (40/60 m/v; 10–10.000 mg/L) inhibizio-kontzentrazio minimoak (MIC) alderatu zituzten. MIC balioetan oinarrituta, aurkitu zuten sodio formiatoa Campylobacter jejuni, Clostridium perfringens, Streptococcus suis eta Streptococcus pneumoniae-ren aurka bakarrik inhibitzen zuela, baina ez Escherichia coli, Salmonella typhimurium edo Enterococcus faecalis-en aurka. Aldiz, sodio formiatoaren eta sodio formiato librearen nahasketa inhibitzen zuen organismo guztien aurka, eta horrek egileei ondorioztatu zien azido formiko libreak propietate antimikrobiano gehienak dituela. Interesgarria litzateke bi forma kimiko hauen arteko proportzio desberdinak aztertzea, MIC balioen tartea formula nahasian dagoen azido formiko mailarekin eta % 100eko azido formikoarekiko erantzunarekin korrelazionatzen den zehazteko.
Gomez-Garcia et al. (69) olio esentzialen eta azido organikoen (hala nola azido formikoa) konbinazioak probatu zituzten txerrietatik lortutako Escherichia coli, Salmonella eta Clostridium perfringens isolatu anitzekin. Sei azido organikoren eraginkortasuna probatu zuten, azido formikoa barne, eta sei olio esentzialen eraginkortasuna txerri isolatuen aurka, formaldehidoa kontrol positibo gisa erabiliz. Gomez-García et al. (69) azido formikoaren MIC50, MBC50 eta MIC50/MBC50 zehaztu zituzten Escherichia coli (600 eta 2400 ppm, 4), Salmonella (600 eta 2400 ppm, 4) eta Clostridium perfringens (1200 eta 2400 ppm, 2) aurka, eta horien artean azido formikoa azido organiko guztiak baino eraginkorragoa zela ikusi zen E. coli eta Salmonellaren aurka. (69) Azido formikoa eraginkorra da Escherichia coli eta Salmonellaren aurka, bere tamaina molekular txikia eta kate luzea direla eta (70).
Beyer et al.-ek txerrietatik isolatutako Campylobacter anduiak (66) eta hegaztietatik isolatutako Campylobacter jejuni anduiak (67) aztertu zituzten eta erakutsi zuten azido formikoa beste azido organiko batzuetarako neurtutako MIC erantzunekin bat datozen kontzentrazioetan disoziatzen dela. Hala ere, azido hauen potentzia erlatiboak, azido formikoa barne, zalantzan jarri dira, Campylobacterrek azido hauek substratu gisa erabil ditzakeelako (66, 67). C. jejuni-ren azido erabilera ez da harritzekoa, metabolismo ez-glikolitikoa duela frogatu baita. Beraz, C. jejuni-k karbohidratoen katabolismorako gaitasun mugatua du eta aminoazidoetatik eta azido organikoetatik lortutako glukoneogenesian oinarritzen da bere energia metabolismoaren eta jarduera biosintetikoaren zatirik handiena lortzeko (71, 72). Line et al.-ek egindako lehen ikerketa batek (73) 190 karbono iturri zituen fenotipo-multzo bat erabili zuen eta erakutsi zuen C. jejuni 11168(GS)-k azido organikoak karbono iturri gisa erabil ditzakeela, gehienak azido trikarboxilikoaren zikloaren bitartekariak direnak. Wagli et al.-ek egindako ikerketa gehiago. (74) karbonoaren erabilera fenotipikoaren matrizea erabiliz erakutsi zuten beren ikerketan aztertutako C. jejuni eta E. coli anduiak gai direla azido organikoetan hazteko karbono iturri gisa. Formatoa da C. jejuni-ren arnasketa-energia metabolismoaren elektroi-emaile nagusia eta, beraz, C. jejuni-ren energia-iturri nagusia (71, 75). C. jejuni-k formiatoa hidrogeno-emaile gisa erabiltzeko gai da mintzean lotutako formiato deshidrogenasa konplexu baten bidez, eta honek formiatoa karbono dioxido, protoi eta elektroi bihurtzen du eta arnasketarako elektroi-emaile gisa balio du (72).
Azido formikoak historia luzea du erabilera antimikrobianoen pentsuen hobetzaile gisa, baina intsektu batzuek azido formikoa ere ekoiz dezakete antimikrobianoen aurkako defentsa kimiko gisa erabiltzeko. Rossini et al. (76) iradoki zuten azido formikoa inurrien izerdi azidoaren osagai izan daitekeela, Ray-k (77) duela ia 350 urte deskribatua. Ordutik, inurrietan eta beste intsektu batzuetan azido formikoaren ekoizpenaren ulermena nabarmen handitu da, eta orain badakigu prozesu hau intsektuen toxina-defentsa sistema konplexu baten parte dela (78). Intsektu talde desberdinek, besteak beste, erle eztengabeak, inurri zorrotzak (Hymenoptera: Apidae), kakalardo lurrak (Galerita lecontei eta G. janus), inurri eztengabeak (Formicinae) eta sits larba batzuk (Lepidoptera: Myrmecophaga), azido formikoa ekoizten dutela ezagutzen da defentsa kimiko gisa (76, 78–82).
Inurriak dira, agian, hobekien ezaugarritzen direnak azidozitoak dituztelako, hau da, azido formikoz osatutako pozoia ihinztatzeko aukera ematen dieten irekidura espezializatuak (82). Inurriek serina erabiltzen dute aitzindari gisa eta formiato kantitate handiak gordetzen dituzte pozoi-guruinetan, eta hauek nahikoa isolatuta daude ostalari-inurriak formiatoaren zitotoxikotasunetik babesteko, ihinztatu arte (78, 83). Jariatzen duten azido formikoak (1) alarma-feromona gisa balio dezake beste inurriak erakartzeko; (2) lehiakideen eta harraparien aurkako defentsa-substantzia kimikoa izan daiteke; eta (3) agente antifungiko eta antibakteriano gisa joka dezake erretxina habia-materialaren zati gisa konbinatzen denean (78, 82, 84–88). Inurriek sortutako azido formikoak propietate antimikrobianoak ditu, eta horrek iradokitzen du gehigarri topiko gisa erabil daitekeela. Hori frogatu zuten Bruch et al.-ek (88), erretxinari azido formiko sintetikoa gehitu eta onddoen aurkako jarduera nabarmen hobetu zutenak. Azido formikoaren eraginkortasunaren eta haren erabilgarritasun biologikoaren beste froga bat da urdaileko azidoa ekoizteko gai ez diren inurri-jale erraldoiek azido formikoa duten inurriak jaten dituztela, digestio-azido alternatibo gisa azido formiko kontzentratua lortzeko (89).
Azido formikoaren erabilera praktikoa nekazaritzan urte askotan aztertu eta aztertu da. Bereziki, azido formikoa animalien pentsuetan eta siloetan gehigarri gisa erabil daiteke. Sodio formiatoa, bai forma solidoan bai likidoan, segurutzat jotzen da animalia espezie guztientzat, kontsumitzaileentzat eta ingurumenarentzat (90). Haien ebaluazioan oinarrituta (90), 10.000 mg azido formiko baliokide/kg pentsuko gehienezko kontzentrazioa segurutzat jo zen animalia espezie guztientzat, eta 12.000 mg azido formiko baliokide/kg pentsuko gehienezko kontzentrazioa segurutzat jo zen txerrientzat. Azido formikoa animalien pentsuen hobetzaile gisa erabiltzea urte askotan aztertu da. Balio komertziala duela uste da siloen kontserbagarri eta agente antimikrobiano gisa animalien eta hegaztien pentsuetan.
Azidoak bezalako gehigarri kimikoak betidanik izan dira siloaren ekoizpenean eta pentsuen kudeaketan funtsezko elementuak (91, 92). Borreani et al. (91) adierazi zuten kalitate handiko siloaren ekoizpen optimoa lortzeko, bazkaren kalitatea mantendu behar dela, ahalik eta materia lehor gehien mantenduz. Optimizazio horren emaitza da siloztatze-prozesuaren etapa guztietan galerak minimizatzea: siloaren hasierako baldintza aerobikoetatik hasi eta ondorengo hartzidura, biltegiratzea eta siloa elikatzeko berriro irekitzeraino. Zelaiko siloaren ekoizpena eta ondorengo siloaren hartzidura optimizatzeko metodo espezifikoak xehetasunez aztertu dira beste nonbait (91, 93-95) eta ez dira xehetasunez aztertuko hemen. Arazo nagusia legamien eta lizunen ondoriozko oxidazio-narriadura da, oxigenoa siloan dagoenean (91, 92). Hori dela eta, inokulatzaile biologikoak eta gehigarri kimikoak sartu dira hondatzearen ondorio kaltegarriak konpentsatzeko (91, 92). Silo-gehigarriei dagokienez, beste kontuan hartu beharreko beste faktore batzuk siloan egon daitezkeen patogenoen (adibidez, E. coli, Listeria eta Salmonella patogenoak) eta mikotoxinak sortzen dituzten onddoen hedapena mugatzea dira (96–98).
Mack et al. (92) azido-gehigarriak bi kategoriatan banatu zituzten. Azido propionikoa, azetikoa, sorbikoa eta bentzoikoa bezalako azidoek siloaren egonkortasun aerobikoa mantentzen dute hausnarkariei ematen zaienean, legamiaren eta lizunen hazkundea mugatuz (92). Mack et al. (92) azido formikoa beste azidoetatik bereizi zuten eta azidotzaile zuzentzat hartu zuten, klostridioak eta hondatzen duten mikroorganismoak inhibitzen dituena, siloaren proteinen osotasuna mantenduz. Praktikan, haien gatz-formak dira azidoen propietate korrosiboak saihesteko forma kimiko ohikoenak, gatzik gabeko forman (91). Ikerketa-talde askok azido formikoa siloaren gehigarri azido gisa ere aztertu dute. Azido formikoa azidotzeko duen potentzial azkarragatik eta siloaren proteina eta karbohidrato uretan disolbagarriak diren edukia murrizten duten silo-mikroorganismo kaltegarrien hazkundean duen eragin inhibitzaileagatik da ezaguna (99). Hori dela eta, He et al. (92) azido formikoa siloaren gehigarri azidoekin alderatu zuten. (100) azido formikoak Escherichia coli inhibitu eta siloaren pHa jaitsi zezakeela frogatu zuten. Azido formikoa eta laktikoa sortzen duten bakterio-kulturak ere gehitu zitzaizkion siloari azidotzea eta azido organikoen ekoizpena suspertzeko (101). Izan ere, Cooley et al. (101) aurkitu zuten siloa % 3ko (w/v) azido formikoarekin azidotzen zenean, azido laktikoaren eta formikoaren ekoizpenak 800 eta 1000 mg azido organiko/100 g lagin gainditzen zituela, hurrenez hurren. Mack et al. (92) silo-gehigarrien ikerketa-literatura berrikusi zuten zehatz-mehatz, 2000. urteaz geroztik argitaratutako ikerketak barne, azido formikoa eta beste azido batzuk barne hartzen zituztenak. Beraz, berrikuspen honek ez ditu banakako ikerketak xehetasunez aztertuko, baizik eta azido formikoak silo-gehigarri kimiko gisa duen eraginkortasunari buruzko puntu gako batzuk laburbilduko ditu. Azido formiko tamponatu gabekoa eta tamponatua aztertu dira eta kasu gehienetan Clostridium spp. Bere jarduera erlatiboak (karbohidratoak, proteinak eta laktatoaren xurgapena eta butiratoaren kanporatzea) gutxitu egiten dira, amoniakoaren eta butiratoaren ekoizpena gutxitu eta materia lehorraren atxikipena handitzen den bitartean (92). Azido formikoaren errendimenduak mugak ditu, baina beste azido batzuekin konbinatuta silo-gehigarri gisa erabiltzeak arazo horietako batzuk gainditzen dituela dirudi (92).
Azido formikoak gizakien osasunerako arriskua dakarten bakterio patogenoak inhibi ditzake. Adibidez, Pauly eta Tam-ek (102) laborategiko silo txikietan L. monocytogenes txertatu zuten, hiru materia lehor maila desberdin (200, 430 eta 540 g/kg) zituztenak, eta ondoren azido formikoarekin (3 ml/kg) edo azido laktikoko bakterioekin (8 × 105/g) eta entzima zelulolitikoekin osatu zuten. Jakinarazi zuten bi tratamenduek L. monocytogenes maila detektaezinetara murriztu zutela materia lehor gutxiko siloan (200 g/kg). Hala ere, materia lehor ertaineko siloan (430 g/kg), L. monocytogenes oraindik detektagarria zen 30 egun igaro ondoren azido formikoz tratatutako siloan. L. monocytogenes-en murrizketa pH baxuagoarekin, azido laktikoaren eta azido disoziatu gabeen konbinazioarekin lotuta zegoela zirudien. Adibidez, Pauly eta Tam-ek (102) adierazi zuten azido laktikoa eta azido disoziatu gabeko konbinazio mailak bereziki garrantzitsuak zirela, eta hori izan daiteke L. monocytogenes-en murrizketarik ez ikustearen arrazoia, materia lehorreko edukiera handiagoa duten siloetatik eratorritako azido formikoz tratatutako inguruneetan. Antzeko ikerketak egin beharko lirateke etorkizunean siloetako beste patogeno arrunt batzuetarako, hala nola Salmonella eta E. coli patogenoa. Siloetako mikrobio-komunitate osoaren 16S rDNA sekuentziaren analisi zabalagoak ere lagun dezake siloetako mikrobio-populazio orokorrean gertatzen diren aldaketak identifikatzen, azido formikoaren aurrean (103). Mikrobiomaren datuak lortzeak laguntza analitikoa eman dezake siloetako hartziduraren aurrerapena hobeto aurreikusteko eta siloetako kalitate handia mantentzeko gehigarrien konbinazio optimoak garatzeko.
Zerealetan oinarritutako animalien pentsuetan, azido formikoa agente antimikrobiano gisa erabiltzen da patogeno mailak mugatzeko hainbat zerealetatik eratorritako pentsu-matrizeetan, baita zenbait pentsu-osagaitan ere, hala nola animalia-azpiproduktuetan. Hegazti- eta beste animalia-eremuetako patogeno-populazioetan dituen eraginak bi kategoriatan bana daitezke, oro har: pentsuaren beraren patogeno-populazioan dituen eragin zuzenak eta tratatutako pentsua kontsumitu ondoren animalien digestio-aparatua kolonizatzen duten patogenoetan dituen eragin zeharkakoak (20, 21, 104). Argi dago bi kategoria hauek elkarri lotuta daudela, pentsuko patogenoen murrizketak kolonizazioaren murrizketa ekarri beharko lukeelako animaliak pentsua kontsumitzen duenean. Hala ere, pentsu-matrize bati gehitzen zaion azido jakin baten propietate antimikrobianoak hainbat faktorek eragin ditzakete, hala nola pentsuaren osaera eta azidoa gehitzeko modua (21, 105).
Historikoki, azido formikoaren eta antzeko beste azido batzuen erabilera batez ere animalien eta hegaztien pentsuetan Salmonellaren kontrol zuzenean zentratu da (21). Ikerketa hauen emaitzak xehetasunez laburbildu dira une desberdinetan argitaratutako hainbat berrikuspenetan (18, 21, 26, 47, 104–106), beraz, ikerketa hauen aurkikuntza nagusietako batzuk baino ez dira aztertzen berrikuspen honetan. Hainbat ikerketek erakutsi dute pentsu-matrizeetan azido formikoaren jarduera antimikrobianoa azido formikoarekiko esposizio-dosiaren eta denboraren, pentsu-matrizearen hezetasun-edukiaren eta pentsuko eta animaliaren digestio-aparatuko bakterioen kontzentrazioaren araberakoa dela (19, 21, 107–109). Pentsu-matrizearen mota eta animalien pentsuen osagaien iturria ere eragin-faktoreak dira. Horrela, hainbat ikerketek erakutsi dute animalien azpiproduktuetatik isolatutako bakterioen toxinak landareen azpiproduktuetatik isolatutakoetatik desberdinak izan daitezkeela (39, 45, 58, 59, 110–112). Hala ere, azido formikoa bezalako azidoekiko erantzun desberdintasunak serobariek dietan duten biziraupenaren eta dieta prozesatzen den tenperaturaren arteko desberdintasunekin erlazionatuta egon daitezke (19, 113, 114). Azido-tratamenduarekiko serobariek duten erantzun desberdintasunak ere faktore bat izan daitezke hegaztiak kutsatutako pentsuarekin kutsatzeko (113, 115), eta birulentzia-geneen adierazpenaren desberdintasunek (116) ere eragina izan dezakete. Azidoarekiko tolerantziaren desberdintasunek, aldi berean, Salmonellaren detekzioan eragina izan dezakete hazkuntza-inguruneetan, pentsuek eragindako azidoak behar bezala bufferatuta ez badaude (21, 105, 117–122). Dietaren forma fisikoak (partikula-tamainari dagokionez) ere eragina izan dezake azido formikoaren erabilgarritasun erlatiboan digestio-aparatuan (123).
Pentsuari gehitzen zaion azido formikoaren jarduera antimikrobianoa optimizatzeko estrategiak ere funtsezkoak dira. Azidoaren kontzentrazio handiagoak iradoki dira kutsadura handiko pentsu-osagaietarako, pentsua nahastu aurretik, pentsu-errotaren ekipamenduari kalte egin diezaiokeen kaltea eta animalien pentsuen zapore-ahogarritasunarekin arazoak gutxitzeko (105). Jonesek (51) ondorioztatu zuen garbiketa kimikoa egin aurretik pentsuan dagoen Salmonella zailagoa dela kontrolatzen tratamendu kimikoaren ondoren pentsuarekin kontaktuan dagoen Salmonella baino. Pentsu-errotan prozesatzen ari den bitartean pentsuaren tratamendu termikoa iradoki da pentsuaren Salmonella kutsadura mugatzeko esku-hartze gisa, baina hori pentsuaren konposizioaren, partikulen tamainaren eta ehotze-prozesuarekin lotutako beste faktore batzuen araberakoa da (51). Azidoen jarduera antimikrobianoa ere tenperaturaren menpekoa da, eta azido organikoen aurrean tenperatura altuek efektu inhibitzaile sinergikoa izan dezakete Salmonellaren aurka, Salmonellaren kultura likidoetan ikusi den bezala (124, 125). Salmonellaz kutsatutako pentsuei buruzko hainbat ikerketek tenperatura altuek pentsu-matrizean azidoen eraginkortasuna handitzen dutela dioen ideia babesten dute (106, 113, 126). Amado et al. (127) ikerketa-lanek diseinu konposatu zentral bat erabili zuten tenperaturaren eta azidoaren (azido formikoa edo laktikoa) arteko elkarrekintza aztertzeko, hainbat behi-pentsutatik isolatuta eta azidotutako behi-pelletetan txertatuta. Ondorioztatu zuten beroa zela mikrobioen murrizketan eragiten zuen faktore nagusia, azidoarekin eta bakterio-isolatu motarekin batera. Azidoarekiko efektu sinergikoa oraindik ere nagusi da, beraz, tenperatura eta azido-kontzentrazio baxuagoak erabil daitezke. Hala ere, adierazi zuten efektu sinergikoak ez zirela beti ikusten azido formikoa erabiltzen zenean, eta horrek susmatzera eraman zituen azido formikoaren lurrunketa tenperatura altuagoetan edo pentsu-matrizearen osagaien buffer-efektuak faktore bat zirela.
Animaliei eman aurretik pentsuaren iraupena mugatzea da animaliaren gorputzean elikagaien bidezko patogenoak ez sartzeko modu bat, elikadura bitartean. Hala ere, pentsuko azidoa digestio-aparatura sartu ondoren, bere jarduera antimikrobianoa izaten jarrai dezake. Exogenoki administratzen diren substantzia azidoen jarduera antimikrobianoa digestio-aparatuan hainbat faktoreren araberakoa izan daiteke, besteak beste, azido gastrikoaren kontzentrazioa, digestio-aparatuaren gune aktiboa, digestio-aparatuaren pHa eta oxigeno-edukia, animaliaren adina eta digestio-aparatuaren mikrobio-populazioaren osaera erlatiboa (digestio-aparatuaren kokapenaren eta animaliaren heldutasunaren araberakoa dena) (21, 24, 128–132). Horrez gain, digestio-aparatuko mikroorganismo anaerobioen populazio egoiliarrak (animalia monogastrikoen beheko digestio-aparatuan nagusi bihurtzen direnak heltzen diren heinean) azido organikoak sortzen ditu aktiboki hartziduraren bidez, eta horrek, aldi berean, digestio-aparatura sartzen diren patogeno iragankorren aurkako efektu antagonikoa ere izan dezake (17, 19–21).
Hasierako ikerketa gehienek azido organikoen erabileran zentratu ziren, formiatoa barne, hegaztien digestio-aparatuan Salmonella mugatzeko, eta hainbat berrikuspenetan xehetasunez aztertu da hori (12, 20, 21). Ikerketa hauek batera aztertzen direnean, hainbat behaketa gako egin daitezke. McHan eta Shottsek (133) jakinarazi zuten azido formikoa eta propionikoa emateak Salmonella Typhimurium mailak murriztu zituela bakterioekin txertatutako oilaskoen itsu-zeluletan, eta 7, 14 eta 21 eguneko adinean kuantifikatu zituztela. Hala ere, Hume et al.-ek (128) C-14 markatutako propionatoa kontrolatu zutenean, ondorioztatu zuten dietako propionato oso gutxi irits daitekeela itsu-zelulara. Oraindik ez dago hori egia den azido formikoarentzat ere. Hala ere, duela gutxi, Bourassa et al. (134) ikerketak jakinarazi zuen azido formikoa eta propionikoa emateak Salmonella Typhimurium-en mailak murriztu zituela bakterioekin txertatutako oilaskoen itsu-zelulan, mailak 7, 14 eta 21 eguneko adinetan kuantifikatu zirenak. (132) ikerketak adierazi zuen 6 asteko hazkuntza-aldian oilaskoei 4 g/t-ko azido formikoa emateak S. Typhimurium-en kontzentrazioa murriztu zuela itsu-zelulan detekzio-mailaren azpitik.
Azido formikoaren presentziak dietan eragina izan dezake hegaztien digestio-aparatuaren beste atal batzuetan. Al-Tarazi eta Alshavabkeh-ek (134) frogatu zuten azido formiko eta azido propionikoaren nahasketa batek Salmonella pullorum (S. PRlorum) kutsadura murriztu zezakeela uztan eta zekuan. Thompson eta Hinton-ek (129) ikusi zuten merkataritzan eskuragarri zegoen azido formiko eta azido propionikoaren nahasketa batek bi azidoen kontzentrazioa handitzen zuela uztan eta oilaskoan, eta bakterizida zela Salmonella Enteritidis PT4-ren aurka in vitro eredu batean, hazkuntza-baldintza adierazgarrietan. Ideia hau Bird et al.-en in vivo datuek babesten dute. (135) oilaskoen edateko urari azido formikoa gehitu zioten, bidali aurretik baraualdi simulatu batean, oilaskoek hegazti-prozesatzeko planta batera garraiatu aurretik jasaten duten baraualdiaren antzekoa. Edateko urari azido formikoa gehitzeak S. Typhimurium-en kopurua murriztu zuen uztan eta epididimoan, eta S. Typhimurium-positiboak ziren uztak maiztasunean ere bai, baina ez epididimo positiboen kopuruan (135). Azido organikoak beheko digestio-aparatuan aktibo dauden bitartean babestu ditzaketen administrazio-sistemen garapenak eraginkortasuna hobetzen lagun dezake. Adibidez, azido formikoaren mikrokapsulazioak eta pentsuari gehitzeak zekaleko edukian Salmonella Enteritidis kopurua murrizten duela frogatu da (136). Hala ere, hau animalia-espeziearen arabera alda daiteke. Adibidez, Walia et al.-ek (137) ez zuten Salmonellaren murrizketarik ikusi azido formiko, azido zitriko eta olio esentzialaren kapsulen nahasketa batekin elikatu ziren 28 eguneko txerrien zekuan edo gongoil linfatikoetan, eta gorotzetan Salmonellaren kanporatzea 14. egunean murriztu bazen ere, ez zen 28. egunean murriztu. Erakutsi zuten txerrien arteko Salmonellaren transmisio horizontala eragotzi zela.
Azido formikoari buruzko ikerketak abeltzaintzan agente antimikrobiano gisa egindakoak batez ere elikagaien bidezko Salmonellan zentratu badira ere, beste patogeno gastrointestinal batzuk ere aztertzen dituzten ikerketa batzuk ere badaude. Kovanda et al.-ek (68) egindako in vitro ikerketek iradokitzen dute azido formikoa eraginkorra izan daitekeela beste patogeno gastrointestinal batzuen aurka ere, besteak beste, Escherichia coli eta Campylobacter jejuni. Aurreko ikerketek erakutsi dute azido organikoek (adibidez, azido laktikoa) eta azido formikoa osagai gisa duten nahasketa komertzialek Campylobacter mailak murriztu ditzaketela hegaztietan (135, 138). Hala ere, Beyer et al.-ek (67) aurretik adierazi zuten bezala, azido formikoa Campylobacterren aurkako agente antimikrobiano gisa erabiltzeak kontuz ibiltzea eska dezake. Aurkikuntza hau bereziki problematikoa da hegaztietan dieta-osagarrietarako, azido formikoa baita C. jejuni-ren arnasketa-energia iturri nagusia. Gainera, uste da bere nitxo gastrointestinalaren zati bat bakterio gastrointestinalek sortutako azido mistoko hartzidura-produktuekin, hala nola formiatoarekin (139), gurutzaketa metabolikoaren ondoriozkoa dela. Ikuspegi honek oinarri batzuk ditu. Formatoa C. jejuni-rentzat kimioerakargarria denez, format deshidrogenasan eta hidrogenasan akatsak dituzten mutante bikoitzek zekal kolonizazio-tasak murriztuagoak dituzte broiler oilaskoetan C. jejuni andui basatiekin alderatuta (140, 141). Oraindik ez dago argi zer neurritan eragiten duen kanpoko azido formikoen osagarriek C. jejuni-k oilaskoetan duen digestio-aparatuaren kolonizazioan. Benetako format gastrointestinalaren kontzentrazioak txikiagoak izan daitezke beste digestio-aparatuetako bakterio batzuek eragindako formataren katabolismoagatik edo goiko digestio-aparatuan formataren xurgapenagatik, beraz, hainbat aldagaik eragin dezakete horretan. Gainera, formatoa digestio-aparatuetako bakterio batzuek sortutako hartzidura-produktu potentziala da, eta horrek digestio-aparatuetako format gastrointestinalaren maila osoetan eragina izan dezake. Digestio-aparatuaren edukian formataren kuantifikazioak eta metagenomika erabiliz format deshidrogenasa geneen identifikazioak argitu ditzakete format ekoizten duten mikroorganismoen ekologiaren alderdi batzuk.
Roth et al. (142) oilasko broilerrei enrofloxazina antibiotikoa edo azido formiko, azetiko eta propionikoen nahasketa bat emateak Escherichia coli antibiotikoekiko erresistentearen prebalentzian zituen efektuak alderatu zituzten. E. coli isolatu osoak eta antibiotikoekiko erresistenteak egun bateko oilasko broilerren gorotz-lagin multzoetan eta 14 eta 38 eguneko oilasko broilerren zekal-edukiaren laginetan zenbatu ziren. E. coli isolatuak ampizilinarekiko, zefotaximarekiko, ziprofloxazinarekiko, estreptomizinarekiko, sulfametoxazolarekiko eta tetraziklinarekiko erresistentzia-probatu ziren, antibiotiko bakoitzerako aurretik zehaztutako haustura-puntuen arabera. E. coli populazioak kuantifikatu eta karakterizatu zirenean, ez enrofloxazinak ez azido-koktelaren osagarriak ez zuten aldatu 17 eta 28 eguneko oilasko broilerren zekaletik isolatutako E. coli kopuru osoa. Enrofloxazinaz osaturiko dieta elikatu zitzaien hegaztiek ziprofloxazina, estreptomizina, sulfametoxazol eta tetraziklinarekiko erresistentea den E. coli maila handiagoak eta zefotaximarekiko erresistentea den E. coli maila txikiagoak izan zituzten zekoan. Koktela elikatu zitzaien hegaztiek ampizilina eta tetraziklinarekiko erresistentea den E. coli kopuru txikiagoa zuten zekoan, kontrol taldearekin eta enrofloxazinaz osaturiko hegaztiekin alderatuta. Azido nahasia elikatu zitzaien hegaztiek ziprofloxazina eta sulfametoxazolarekiko erresistentea den E. coli kopurua ere murriztu zuten zekoan, enrofloxazinaz elikatu ziren hegaztiekin alderatuta. Azidoek antibiotikoekiko erresistentea den E. coli kopurua murrizteko mekanismoa, E. coli kopuru osoa murriztu gabe, oraindik ez dago argi. Hala ere, Roth et al.-en ikerketaren emaitzak enrofloxazina taldekoekin bat datoz. (142) Baliteke hau E. coli-n antibiotikoekiko erresistentzia geneen hedapen murriztuaren adierazle izatea, hala nola Cabezon et al.-ek deskribatutako plasmidoekin lotutako inhibitzaileak (143). Interesgarria litzateke hegazti-aparatuaren populazioan plasmidoek bitartekatutako antibiotikoekiko erresistentziaren analisi sakonagoa egitea, azido formikoa bezalako pentsu-gehigarrien aurrean, eta analisi hori gehiago fintzea, erresistoma gastrointestinala ebaluatuz.
Patogenoen aurkako pentsu-gehigarri antimikrobiano optimoen garapenak, idealki, eragin minimoa izan beharko luke hesteetako flora orokorrean, batez ere ostalariarentzat onuragarritzat jotzen den mikrobiotan. Hala ere, exogenoki administratutako azido organikoek eragin kaltegarriak izan ditzakete bertan bizi den hesteetako mikrobiotan eta, neurri batean, patogenoen aurkako babes-ezaugarriak baliogabetu. Adibidez, Thompson eta Hinton-ek (129) azido formiko eta propioniko nahasketa bat elikatzen zitzaien oilo erruleen laboreetan azido laktikoaren mailak gutxitzea ikusi zuten, eta horrek iradokitzen du azido organiko exogeno horien presentziak laborean laktobaziloen murrizketa eragin zuela. Laktobaziloak Salmonellaren aurkako oztopotzat hartzen dira, eta, beraz, bertan bizi den laborearen mikrobiota honen etenak kaltegarria izan daiteke hesteetako traktuko Salmonellaren kolonizazioa murrizteko (144). Açıkgöz et al.-ek aurkitu zuten hegaztien beheko traktuko efektuak txikiagoak izan daitezkeela. (145) Ez zen desberdintasunik aurkitu hesteetako flora osoan edo Escherichia coli kopuruetan azido formikoarekin azidotutako ura edaten zuten 42 eguneko oilaskoetan. Egileek iradoki zuten hori formiatoa goiko digestio-aparatuan metabolizatzen delako izan daitekeela, beste ikertzaile batzuek kanpoko kate laburreko gantz-azidoekin (SCFA) ikusi duten bezala (128, 129).
Azido formikoa kapsulatze motaren baten bidez babesteak beheko digestio-aparatura iristen lagun dezake. (146) ikerketak adierazi zuen mikrokapsulatutako azido formikoak nabarmen handitzen zuela txerrien itsu-hezurrean, babesik gabeko azido formikoa hartu zuten txerriekin alderatuta. Emaitza honek egileei iradokitzera eraman zituen azido formikoa eraginkortasunez irits daitekeela beheko digestio-aparatura, behar bezala babestuta badago. Hala ere, beste hainbat parametro, hala nola formiato eta laktato kontzentrazioak, kontrol-dieta bat hartu zuten txerrienak baino handiagoak izan arren, ez ziren estatistikoki desberdinak babesik gabeko formiato dieta bat hartu zuten txerrienekin alderatuta. Babesik gabeko eta babestutako azido formikoa hartu zuten txerriek azido laktikoaren ia hirukoitza handitu zuten arren, laktobaziloen kopurua ez zen aldatu tratamendu batekin ere. Desberdintasunak nabarmenagoak izan daitezke itsu-hezurrean dauden beste azido laktiko ekoizten duten mikroorganismo batzuentzat (1), metodo hauek detektatzen ez dituztenentzat eta/edo (2) haien jarduera metabolikoa eragiten dutenentzat, eta horrela hartzidura-eredua aldatzen da, egoiliar laktobaziloek azido laktiko gehiago ekoizteko.
Abeltzaintzako animalien digestio-aparatuan pentsu-gehigarriek dituzten efektuak zehatzago aztertzeko, bereizmen handiagoko mikrobioen identifikazio-metodoak behar dira. Azken urteotan, 16S RNA genearen hurrengo belaunaldiko sekuentziazioa (NGS) erabili da mikrobioma-taxoiak identifikatzeko eta mikrobio-komunitateen aniztasuna alderatzeko (147), eta horrek hobeto ulertzen lagundu du elikagai-gehigarrien eta hegaztiak bezalako elikagai-animalien digestio-aparatuaren mikrobiotaren arteko elkarrekintzak.
Hainbat ikerketek mikrobiomaren sekuentziazioa erabili dute oilaskoen hesteetako mikrobiomak formiatoaren osagarriei ematen dien erantzuna ebaluatzeko. Oakley et al. (148) ikerketa bat egin zuten 42 eguneko oilaskoetan, azido formiko, azido propioniko eta kate ertaineko gantz-azidoen konbinazio desberdinak emanez edateko uretan edo pentsuan. Txertotutako oilaskoei azido nalidixikoarekiko erresistentea den Salmonella typhimurium andui bat jarri zitzaien proban, eta zekoak kendu zitzaizkien 0, 7, 21 eta 42 egunetan. Zeko laginak prestatu ziren 454 pirosekuentziaziorako, eta sekuentziazioaren emaitzak ebaluatu ziren sailkapena eta antzekotasun-konparaketa egiteko. Oro har, tratamenduek ez zuten eragin nabarmenik zeko mikrobioman edo S. Typhimurium mailetan. Hala ere, Salmonella detekzio-tasak gutxitu egin ziren hegaztiak zahartu ahala, mikrobiomaren analisi taxonomikoak berretsi zuenez, eta Salmonella sekuentzien ugaritasun erlatiboa ere gutxitu egin zen denborarekin. Egileek adierazi dute oilasko-oilaskoak zahartu ahala, zekaleko mikrobioen populazioaren dibertsitatea handitu egiten zela, eta aldaketa esanguratsuenak tratamendu-talde guztietan hesteetako floran ikusi zirela. Duela gutxiko ikerketa batean, Hu et al. (149) edateko ura eta azido organikoen (azido formikoa, azido azetikoa, azido propionikoa eta amonio formiatoa) eta virginiamizina nahasketa batekin osatutako dieta bat ematearen ondorioak alderatu zituzten, bi etapatan (1-21 egun eta 22-42 egun) bildutako oilasko-oilaskoen zekaleko mikrobioma laginetan. 21 eguneko adinarekin tratamendu-taldeen artean zekaleko mikrobiomaren dibertsitatean zenbait desberdintasun ikusi baziren ere, ez zen α- edo β-bakterioen dibertsitatean desberdintasunik antzeman 42 eguneko adinarekin. 42 eguneko adinarekin desberdintasunik ez zegoenez, egileek hipotesi bat egin zuten: hazkuntza-abantaila mikrobioma optimoki dibertsifikatu bat lehenago ezartzearen ondorio izan daiteke.
Zekaleko mikrobio-komunitatean soilik zentratzen den mikrobiomaren analisiak ez du islatzen digestio-aparatuaren non gertatzen diren azido organiko dietetikoen efektu gehienak. Broiler oilaskoen goiko digestio-aparatuaren mikrobioma digestio-aparatuaren azido organiko dietetikoen efektuekiko sentikorragoa izan daiteke, Hume et al.-en emaitzek iradokitzen duten bezala (128). Hume et al.-ek (128) frogatu zuten exogenoki gehitzen den propionato gehiena hegaztien goiko digestio-aparatuan xurgatzen zela. Digestio-aparatuko mikroorganismoen karakterizazioari buruzko azken ikerketek ere ikuspegi hau babesten dute. Nava et al.-ek (150) frogatu zuten azido organikoen [DL-2-hidroxi-4(metiltio)butirikoaren azidoa], azido formikoaren eta azido propionikoaren (HFP) nahasketa batek hesteetako mikrobiotan eragina zuela eta oilaskoen ileon Lactobacillus kolonizazioa handitu zuela. Duela gutxi, Goodarzi Borojeni et al. (150) ikerketak frogatu zuen azido organikoen nahasketa batek [DL-2-hidroxi-4(metiltio)butiriko azidoa], azido formikoa eta azido propionikoa (HFP) hesteetako mikrobiotan eragina zuela eta oilaskoen ileon Lactobacillus kolonizazioa handitu zuela. (151) ikerketak aztertu zuen oilaskoei azido formiko eta azido propionikoaren nahasketa bat bi kontzentraziotan (% 0,75 eta % 1,50) 35 egunez elikatzea. Esperimentuaren amaieran, muskulua, urdaila, ileonaren bi heren distalak eta zekuma kendu ziren eta laginak hartu ziren RT-PCR erabiliz flora gastrointestinal espezifikoa eta metabolitoak kuantitatiboki aztertzeko. Kulturan, azido organikoen kontzentrazioak ez zuen eraginik izan Lactobacillus edo Bifidobacterium-en ugaritasunean, baina Clostridium-en populazioa handitu zuen. Ileon, aldaketa bakarrak Lactobacillus eta Enterobacter gutxitzea izan ziren, eta zekuman flora horiek aldatu gabe mantendu ziren (151). Azido organikoen osagarrien kontzentraziorik altuenean, azido laktikoaren kontzentrazio osoa (D eta L) murriztu egin zen laborean, bi azido organikoen kontzentrazioa murriztu zen oilaskoan, eta azido organikoen kontzentrazioa txikiagoa izan zen zekuan. Ez zen aldaketarik egon ileonan. Kate laburreko gantz-azidoei (SCFA) dagokienez, azido organikoak elikatutako hegaztien laborean eta oilaskoan izandako aldaketa bakarra propionato mailan izan zen. Azido organikoaren kontzentrazio txikiagoa elikatutako hegaztiek propionatoaren ia hamar aldiz igoera erakutsi zuten laborean, eta azido organikoaren bi kontzentrazioekin elikatutako hegaztiek, berriz, zortzi eta hamabost aldiz igoera propionatoa oilaskoan, hurrenez hurren. Ileon azetatoaren igoera ez zen bikoitza baino gehiago izan. Oro har, datu hauek babesten dute kanpoko azido organikoaren aplikazioaren efektu gehienak errendimenduan agerikoak zirela dioen ikuspegia, azido organikoek, berriz, eragin minimoak izan zituztela beheko digestio-aparatuko mikrobio-komunitatean, eta horrek iradokitzen du goiko digestio-aparatuko flora egoiliarraren hartzidura-ereduak aldatu egin daitezkeela.
Argi dago mikrobiomaren karakterizazio sakonagoa behar dela digestio-aparatu osoan zehar formatoarekiko erantzun mikrobianoak guztiz argitzeko. Digestio-aparatuko konpartimentu espezifikoen taxonomia mikrobianoaren analisi sakonago batek, batez ere goiko konpartimentuenak, hala nola uzta, mikroorganismo talde batzuen hautaketari buruzko informazio gehiago eman dezake. Haien jarduera metaboliko eta entzimatikoek ere zehaztu dezakete digestio-aparatura sartzen diren patogenoekin harreman antagonikoa duten ala ez. Interesgarria litzateke, halaber, analisi metagenomikoak egitea, hegaztien bizitzan zehar gehigarri kimiko azidoen eraginpean egoteak bakterio egoiliar "azidoarekiko toleranteagoak" hautatzen dituen ala ez zehazteko, eta bakterio horien presentziak eta/edo jarduera metabolikoak patogenoen kolonizaziorako oztopo gehigarri bat izango ote litzatekeen zehazteko.
Azido formikoa urte askotan erabili izan da animalien pentsuetan gehigarri kimiko gisa eta silo-azidotzaile gisa. Bere erabilera nagusietako bat pentsuko patogenoen kopurua eta ondoren hegaztien digestio-aparatuan kolonizazioa mugatzeko duen ekintza antimikrobianoa da. In vitro ikerketek erakutsi dute azido formikoa Salmonella eta beste patogeno batzuen aurkako agente antimikrobiano nahiko eraginkorra dela. Hala ere, pentsu-matrizeetan azido formikoaren erabilera mugatua izan daiteke pentsu-osagaietan dagoen materia organikoaren kantitate handiagatik eta haien buffering-ahalmen potentzialagatik. Badirudi azido formikoak efektu antagonikoa duela Salmonella eta beste patogeno batzuen aurka pentsuaren edo edateko uraren bidez irensten denean. Hala ere, antagonismo hau batez ere goiko digestio-aparatuan gertatzen da, azido formikoaren kontzentrazioak beheko digestio-aparatuan murriztu daitezkeelako, azido propionikoaren kasuan bezala. Azido formikoa kapsulazioaren bidez babesteko kontzeptuak azido gehiago beheko digestio-aparatura eramateko aukera potentziala eskaintzen du. Gainera, ikerketek erakutsi dute azido organikoen nahasketa eraginkorragoa dela hegaztien errendimendua hobetzeko azido bakarra ematea baino (152). Digestio-aparatuko Campylobacterrek modu ezberdinean erreakzionatu diezaioke formiatoari, formatoa elektroi-emaile gisa erabil baitezake, eta formatoa da bere energia-iturri nagusia. Ez dago argi digestio-aparatuko formiato-kontzentrazioak handitzeak Campylobacterrentzat onuragarria izango litzatekeen ala ez, eta baliteke hori ez gertatzea, formatoa substratu gisa erabil dezaketen beste digestio-floraren arabera.
Azterketa gehiago behar dira azido formiko gastrointestinalak patogenoak ez diren gastrointestinaletan dituen efektuak ikertzeko. Guk nahiago dugu patogenoak selektiboki jomugatzea, ostalariarentzat onuragarriak diren gastrointestinal mikrobiomako kideak eten gabe. Hala ere, horrek gastrointestinal komunitate mikrobiano horien mikrobioma sekuentziaren analisi sakonagoa eskatzen du. Azido formikoz tratatutako hegaztien zekal mikrobiomari buruzko ikerketa batzuk argitaratu diren arren, arreta gehiago behar da goiko gastrointestinal komunitate mikrobianoan. Mikroorganismoen identifikazioa eta gastrointestinal komunitate mikrobianoen arteko antzekotasunen alderaketa azido formikoaren presentzian edo gabezian deskribapen osatugabea izan daiteke. Analisi gehiago behar dira, metabolomika eta metagenomika barne, konposizio antzeko taldeen arteko funtzio-desberdintasunak karakterizatzeko. Karakterizazio hori funtsezkoa da gastrointestinal komunitate mikrobianoaren eta hegaztien errendimendu-erantzunen arteko erlazioa ezartzeko azido formikoan oinarritutako hobetzaileei. Hainbat ikuspegi konbinatzeak gastrointestinal funtzioa zehatzago karakterizatzeko azido organikoen osagarri estrategia eraginkorragoak garatzea ahalbidetu beharko luke eta, azken finean, hegaztien osasun eta errendimendu optimoaren iragarpenak hobetu, elikagaien segurtasun arriskuak mugatuz.
SR-k idatzi zuen berrikuspen hau DD eta KR-ren laguntzarekin. Egile guztiek ekarpen garrantzitsuak egin dituzte berrikuspen honetan aurkeztutako lanean.
Egileek adierazten dute berrikuspen honek Anitox Corporation-en finantzaketa jaso duela berrikuspen hau idazteko eta argitaratzeko. Finantzatzaileek ez dute eraginik izan berrikuspen-artikulu honetan adierazitako iritzi eta ondorioetan edo argitaratzeko erabakian.
Gainerako egileek adierazten dute ikerketa interes-gatazka potentzial gisa interpretatu zitekeen inolako merkataritza- edo finantza-harremanik gabe egin zela.
DD doktoreak Arkansasko Unibertsitateko Graduondoko Eskolari eskerrak eman nahi dizkio Irakaskuntza Bekaren bidez emandako laguntza, baita Arkansasko Unibertsitateko Zelulen eta Biologia Molekularraren Programaren eta Elikagaien Zientzien Sailaren etengabeko laguntza ere. Horrez gain, egileek Anitox-i eskerrak eman nahi dizkiote berrikuspen hau idazteko hasierako laguntzagatik.
1. Dibner JJ, Richards JD. Hazkuntza-sustatzaile antibiotikoen erabilera nekazaritzan: historia eta ekintza-mekanismoak. Poultry Science (2005) 84:634–43. doi: 10.1093/ps/84.4.634
2. Jones FT, Rick SC. Hegaztientzako pentsuetan antimikrobianoen garapenaren eta zaintzaren historia. Poultry Science (2003) 82:613–7. doi: 10.1093/ps/82.4.613
3. Broom LJ. Hazkuntza-sustatzaile antibiotikoen teoria subinhibitorioa. Poultry Science (2017) 96:3104–5. doi: 10.3382/ps/pex114
4. Sorum H, L'Abe-Lund TM. Elikagaien bidez transmititzen diren bakterioen antibiotikoekiko erresistentzia: bakterioen sare genetiko globalen etenen ondorioak. International Journal of Food Microbiology (2002) 78:43–56. doi: 10.1016/S0168-1605(02)00241-6
5. Van Immerseel F, Cauwaerts K, Devriese LA, Heesebroek F, Ducatel R. Pentsuetan Salmonella kontrolatzeko pentsu-gehigarriak. World Journal of Poultry Science (2002) 58:501–13. doi: 10.1079/WPS20020036
6. Angulo FJ, Baker NL, Olsen SJ, Anderson A, Barrett TJ. Antimikrobianoen erabilera nekazaritzan: gizakiei erresistentzia antimikrobianoaren transmisioa kontrolatzea. Gaixotasun Infekzioso Pediatrikoei buruzko Mintegiak (2004) 15:78–85. doi: 10.1053/j.spid.2004.01.010
7. Lekshmi M, Ammini P, Kumar S, Varela MF. Elikagaiak ekoizteko inguruneak eta animalietatik eratorritako gizakien patogenoetan antimikrobianoen aurkako erresistentziaren bilakaera. Mikrobiologia (2017) 5:11. doi: 10.3390/microorganisms5010011
8. Lourenço JM, Seidel DS, Callaway TR. 9. kapitulua: Antibiotikoak eta hesteetako funtzioa: historia eta egungo egoera. In: Ricke SC, ed. Hegaztietan hesteetako osasuna hobetzea. Cambridge: Burley Dodd (2020). 189–204 orrialdeak. DOI: 10.19103/AS2019.0059.10
9. Rick SC. 8. zenbakia: Elikaduraren Higienea. In: Dewulf J, van Immerzeel F, eds. Biosegurtasuna Animalia Ekoizpenean eta Albaitaritza Medikuntzan. Lovaina: ACCO (2017). 144–76 orrialdeak.