При постоянном росте экономической ценности птицеводства важное значение приобретает более глубокое понимание природы и функционирования иммунной системы птиц. Иммунитет позволяет организму вырабатывать защиту от чужеродных организмов и антигенов. Однако у цыплят сразу после вылупления иммунная система недоразвита, что делает их очень уязвимыми для инфекционных угроз, присутствующих в окружающей среде.
Сбалансированная по питательным веществам программа кормления наряду с антибиотиками-стимуляторами роста (AGP) в рационах птицы сыграли важную роль в достижении быстрых производственных успехов. Тем не менее ускоренный рост может оказывать негативное влияние на иммунную систему из-за снижения устойчивости к инфекционным заболеваниям, что приводит к увеличению случаев ранней смертности цыплят. Кроме того, неизбирательное длительное использование ростостимулирующих антибиотиков создало угрозу бактериальной резистентности, что серьезно повлияло на будущую эффективность этих основных лекарств. В связи с появлением проблем с благополучием птицы и защитой окружающей среды в некоторых странах было запрещено или сокращено профилактическое использование антибиотиков в качестве кормовых добавок. Ограничение использования антибиотиков в системе птицеводства увеличило потребность в поиске альтернативных кормовых соединений наряду с питательным рационом, который может улучшить здоровье кишечника и иммунную функцию.
Чтобы удовлетворить эту потребность, сегодня на рынке доступен широкий спектр продуктов, которые помогают модулировать врожденную иммунную систему. Одним из тщательно изученных инновационных подходов является использование бета-глюканов в рационах домашней птицы. Бета-глюканы представляют собой природные полисахариды, содержащиеся в клеточных стенках бактерий, грибов, дрожжей, водорослей и злаков (таких как ячмень, овес и рожь). И хотя отчеты о значении бета-глюканов в птицеводстве становятся все более популярными, у птицеводов все еще существует некоторая путаница в отношении того, какой источник лучше, какое количество необходимо для улучшения иммунитета и какая цена является наиболее справедливой.
Благодаря своей иммуномодулирующей способности бета-глюкан привлекает все большее внимание как потенциальная альтернатива AGP, не оказывающая неблагоприятное влияние на продуктивность птицы. Он принадлежит к группе физиологически активных соединений, называемых модификаторами биологического ответа, из-за его способности стимулировать иммунную систему. Бета-глюканы, такие как бета-глюканы водорослей, в природе не присутствуют в клетках животных. Когда животные получают добавки с данным полисахаридом, он попадает в тонкую кишку и проходит через бляшки в лимфоидной ткани, связанной с кишечником. Иммунные клетки (фагоциты) распознают молекулы бета-глюкана как ассоциированные с патогенами молекулярные структуры через определенный набор рецепторов, называемых рецепторами распознавания патогенов.
Кроме того, бета-глюканы продемонстрировали способность усиливать секрецию некоторых цитокинов и оказывать противоопухолевое, антибактериальное и противовирусное действие. Также у птиц, получавших бета-глюкан, было обнаружено значительное увеличение титров антител, специфичных как для болезни Ньюкасла, так и для инфекционного бронхита. Дополнительным доказательством иммуномодулирующих способностей полисахарида является и увеличение размера первичных и вторичных лимфоидных органов при его добавлении в корм. Таким образом, бета-(1,3)-глюкан может повысить устойчивость к инфекциям за счет усиления неспецифического иммунитета, и, следовательно, содействовать нормальному росту, развитию и снижению смертности.
Различия в функциональных свойствах бета-глюканов напрямую связаны с их происхождением, что может влиять на их эффективность в модулировании иммунной системы. Прежде чем включать их в рацион птицы, необходимо понять, как они функционируют и какой эффект оказывают на иммунную систему птиц. Особенности и различия между бета-глюканами дрожжей, овса и ячменя и водорослей описаны ниже.
Общепризнано, что бета-(1,3)-(1,6)-глюканы, полученные из дрожжей и грибов, считаются наиболее эффективным источником с точки зрения стимуляции иммунной системы из-за их очень сложной разветвленной структуры. Имеются многочисленные исследования влияния бета-глюканов клеточной стенки дрожжей на продуктивность бройлеров в качестве иммуномодулятора против инфекционных агентов по сравнению с антибиотиками-стимуляторами роста. Однако структура бета-(1,3)-(1,6)-глюканов тесно связана с другими компонентами клеточной стенки дрожжей, такими как хитин и маннопротеин, что создает определенные трудности при их извлечении. Таким образом, выход бета-глюканов, выделенных из пекарских дрожжей, составляет всего 5-7 % сухой массы из-за сложного процесса химической деградации. Кроме того, у них низкая молекулярная масса (около 190-200 кДа) и степень полимеризации (1500), что обуславливает низкую способность к связыванию и доступность для поглощения лимфоидными тканями.
Многочисленные несоответствия и различные результаты в отношении бета-глюкана, полученного из клеточных стенок грибов и дрожжей, а также из зерновых культур, заставляют искать альтернативные источники бета-глюканов для достижении более стабильных результатов.
В последнее время другим источником бета-глюканов, привлекающим все большее внимание промышленных производителей, является парамилон – бета-глюкан из микроводорослей. В отличие от дрожжей эта водоросль имеет высокую концентрацию бета-(1,3)-гликозидных связей и не содержит ответвлений бета-1,6, характерных для продуктов бета-глюканов дрожжей. Также в отличие от дрожжей бета-(1,3)-глюкан водорослей (парамилон) имеет высокую молекулярную массу (более 500 кДа) и обладает высокой биологической активностью наряду с большей способностью к связыванию. Следовательно, этот линейный высокомолекулярный бета-(1,3)-глюкан при культивировании в оптимальных условиях накапливает более 90 % клеточной массы в виде парамилона и не требует каких-либо дорогостоящих методов экстракции в отличие от бета-глюканов дрожжей. Линейная структура и малый размер частиц (1-3 мкм) бета-(1,3)-глюкана водорослей позволяют им напрямую взаимодействовать с иммунными клетками, в то время как разветвленная структура и сторонний клеточный материал из клеточной стенки дрожжей слипается. Другим важным фактором, который вызывает большой исследовательский интерес, является более высокая биодоступность и простота производства бета-глюканов водорослей по сравнению с разветвленными бета-глюканами дрожжей. Кроме того, продукт бета-глюкана, полученный из водорослей, является более стабильным и экономически выгодным, поскольку он существует в виде гранул внутри клетки водоросли и не требует экстракции из-за отсутствия толстой клеточной стенки.
Бета-глюканы состоят из одного и того же строительного блока полисахаридов, но активность различных бета-глюканов зависит в первую очередь от исходного организма, из которого выделено соединение, а также от метода выделения и структуры бета-глюканов. Благодаря большему количеству знаний об эффективности бета-(1,3)-глюкана в модулировании иммунитета бета-глюкан водорослей используется в настоящее время с многообещающими результатами.