Пептидогликаны: кишечный «мусор»

Ф. ван Иммерзеель
Ноябрь 2019 • Птицеводство • Компания DSM Nutritional Products
Скачать статью в PDF

Расщепление провоспалительных пептидогликанов до противовоспалительных мурамилдипептидов предотвращает возникновение нежелательных воспалительных процессов в организме птицы и способствует повышению эффективности ее выращивания.

Ключевые слова: провоспалительные пептидогликаны (PGN) мурамилдипептиды (МДП) воспалительная реакция в организме птицы
Peptidoglycans: intestinal «junk»
F. van Immerseel

Cleavage of pro-inflammatory peptidoglycans to anti-inflammatory muramyldipeptides prevents undesirable inflammatory processes in poultry body and contributes to efficiency of poultry growing.

Кeywords: pro-inflammatory peptidoglycans (PGN) muramyldipeptides (MDP) inflammatory response in poultry body
Роль PGN в формировании иммунного ответа

 

Нормальное пищеварение в организме птицы и эффективность ведения птицеводства — наиболее обсуждаемые на протяжении длительного времени темы. В связи с запретом на использование антибиотиков — стимуляторов роста в Евросоюзе и с сокращением применения во всем мире этих препаратов появилась необходимость в поиске новых, альтернативных решений.

 

Кишечный «мусор»

Сегодня возросла частота возникновения различных патологий, в частности некротического энтерита и дисбакте­рио­за. В результате сельхозпроизводители нередко сталкиваются с такой проблемой, как сокращение прироста живой массы, что обусловлено пониженной переваримостью питательных веществ и ухудшением их всасывания в кишечнике. Влажный помет — один из факторов, способствующих образованию язв на подушечках лап птицы при нарушении условий содержания поголовья.

Новое исследование посвящено изучению свойств так называемого кишечного «мусора» — пептидогликанов, или PGN, и липополисахаридов (они образуются в процессе жизнедеятельности комменсальных бактерий) — и определению влияния таких соединений на работу желудочно-кишечного тракта птицы.

В этой статье речь пойдет о пептидо­гликанах.

<strong>Рис. 1.</strong> Клеточные стенки грамположительных и грамотрицательных бактерий
Рис. 1. Клеточные стенки грамположительных и грамотрицательных бактерий

Клеточные стенки бактерий состоят из нескольких слоев. Помимо мембран, в них могут входить липополисахариды, протеины и пептидогликаны. В клетках грамположительных бактерий внешний слой PGN толстый, а в клетках грамотрицательных бактерий слой PGN тонкий и расположен между внутренней и внешней мембранами и липополисахаридами (рис. 1).

Пептидогликаны состоят из крупной структуры полимера аминокислоты/сахара, что обеспечивает устойчивость бактерий к осмотическому давлению и защищает их от воздействия внешней среды (рис. 2).

<strong>Рис. 2.</strong> Строение пептидоглюкана (DSM)
Рис. 2. Строение пептидоглюкана (DSM)

В процессе жизнедеятельности бактерий в ЖКТ животных и птицы выделяются фрагменты клеточных стенок, а значит, в кишечнике остается большое количество PGN. В здоровом организме бактерии, входящие в состав кишечной микробиоты, заболеваний обычно не вызывают, но фрагменты клеточных стенок бактерий часто служат причиной «замусоривания» ЖКТ.

Фрагменты клеточных стенок, включая PGN, могут влиять на переваримость и всасывание питательных веществ. Это объясняется протекающими в кишечнике воспалительными реакциями (их запускают PGN).

Естественная смерть бактериальных клеток — основной фактор, которым обусловлено наличие PGN в кишечнике. С повышением микробной нагрузки в ЖКТ увеличивается количество «мусора» — бактериальных клеток, а следовательно, растет концентрация PGN.

Ученые проводят исследования, чтобы установить взаимозависимость между микробиомом и иммунной системой слизистых оболочек организма-хозяина. Очень важно определить содержание PGN в просвете кишечника и оценить степень влияния пептидогликанов на течение воспалительных процессов в организме птицы, а также на переваримость и всасывание питательных веществ в ЖКТ.

 

PGN в кишечнике

Выделение пептидогликанов в кишечнике происходит непрерывно. В случае поражения эпителия, например при воздействии кокцидий, микотоксинов и бактериальных токсинов, PGN достигают рецепторов (в частности, TLR2), расположенных на базо­латеральной поверхности эпителиальных клеток, активируют TLR2‑рецепторы и тем самым запускают воспалительный процесс. В кишечнике белки, распознающие пептидогликаны, связываются с PGN и расщепляют их молекулы на более мелкие фрагменты.

Кишечный лизоцим разрушает PGN, из‑за чего разрушается потенциальный воспалительный сигнал, вызываемый пептидогликанами. Распад PGN может приводить к образованию мурамилдипептидов (МДП). Их распознают внутриклеточные рецепторы, например NOD2. МДП обладают противовоспалительными свойствами.

Дальнейший структурный и биохимический анализ пептидогликанов даст понимание того, что между гибелью бактериальных клеток и иммунной системой слизистых оболочек организма-хозяина существует взаимосвязь.

 

Роль ферментов

Вырабатываемые в ответ на заражение ферменты являются ключевой составляющей врожденного иммунитета. Ферменты играют важную роль в регулировании иммунной системы организма-хозяина в случае присутствия патогенов. Часть ферментов обладает антибактериальными свойствами.

Некоторые эндогенные ферменты убивают бактерии путем гидролиза PGN. При этом в ЖКТ выделяются образующиеся при распаде микроорганизмов продукты, включая PGN, что в свою очередь может привести к активации рецепторов в клетках хозяина и к запуску воспалительных реакций при распознавании PGN TLR2‑рецепторами.

Установлено, что ферменты способствуют снижению воспаления на участках слизистых оболочек при дальнейшем разрушении PGN. Однако механизм этого тонкого баланса до конца не изучен.

 

Действие PGN на иммунитет

Пептидогликаны запускают как врожденный, так и адаптивный иммунный ответ на инфекцию. Поскольку распознавание PGN позволяет управлять воспалительными реакциями при желудочно-кишечных инфекциях, ключевую функцию выполняют ферменты, поддерживающие баланс между про­воспалительным и противовоспалительным ответом иммунных клеток.

Сегодня ученые разрабатывают технологии, позволяющие изменять структуру PGN путем расщепления про­воспалительных PGN до противовос­палительных МДП. Для птицеводства это имеет большое практическое значение, поскольку использование таких методов даст возможность оптимизировать условия содержания поголовья, предотвратить развитие нежелательных воспалительных процессов и тем самым повысить эффективность выращивания птицы.

Оригинал статьи размещен в журнале International Poultry Production, том 27, № 4.            


Представительство компании DSM Nutritional Products в России
129226, Москва, ул. Докукина, д. 16, стр. 1
Тел.: +7 (495) 980‑60‑60
www.dsm.com/animal-nutrition-health

 

Другие статьи

Разработана компьютерная программа, позволяющая прогнозировать динамику приростов живой массы свиней при различной вариабельности микроклиматических характеристик воздуха в свиноводческих помещениях.

Читать статью

Применение карбадокса (Мекадокса®) способствует либо полному уничтожению B. hyodysenteriae (благодаря бактерицидному действию), либо снижению концентрации патогенов до уровня, при котором они могут быть устранены естественными защитными механизмами организма.

Читать статью

При вынужденном скармливании птице неполноценного корма целесообразно применять натуральные ароматизаторы, имитирующие запах кормов животного происхождения. Такой прием позволяет корректировать пищевое поведение птицы (повысить потребление корма и снизить его потери).

Читать статью

Аутогенная вакцина — адресная вакцина, изготовленная из бактерий, выделенных от больного животного, и используемая в качестве лекарства. Такие препараты, в отличие от других средств (в том числе антибиотиков), более эффективны.

Читать статью

Единовременное применение продуктов НутриКАБ™ и ХолиПЕРЛ™ производства компании «Кемин» в течение минимум 14 дней ― это эффективная профилактика задержаний последа в стадах с большим количеством сухостойных коров упитанностью выше средней.

Читать статью

Определение структурной ценности кормов помогает сбалансировать рационы для коров по всем важнейшим элементам питания и тем самым улучшить состояние их здоровья, повысить продуктивность и качество продукции.

Читать статью

Органический селен в виде кормовой добавки Цитоплекс Селен 2000 позволяет решить проблемы, связанные с воспроизводством стада, а также повысить молочную и мясную продуктивность скота.

Читать статью

Применение лимонной кислоты при лечении поросят-гипотрофиков способствует повышению их сохранности и увеличению интенсивности роста.

Читать статью

ООО «ЕВ Нутришен РУС» на базе НИЦ «Черкизово» организовало и провело тренинг по определению содержания микотоксинов в кормовом сырье при помощи экспресс-анализатора.

Читать статью

Автор поднимает злободневный вопрос — о качестве статей в отраслевых журналах.

Читать статью

Применение современных средств для лечения и профилактики заболеваний желудочно-кишечного тракта молодняка крупного рогатого скота позволяет получать здоровых телят и способствует повышению рентабельности хозяйств.

Читать статью

Аналитики считают, что основной фактор увеличения рынка комбикормов — это развитие животноводства. Учитывая мировые тенденции, можно прогнозировать дальнейшее повышение спроса на комбикорма для крупного рогатого скота, свиней и птицы.

Читать статью

Корреспондент журнала побывал в подмосковном АО СП «Аксиньино» и побеседовал с генеральным директором Валерием Кирсановым и главными специалистами.

Читать статью