Ein kompetenter Kämpfer – Gegen schädliche Bakterien in der Tierhaltung

Der Verdauungstrakt eines Tieres ist von einer komplexen Population höchst unterschiedlicher Mikroben besiedelt, die als Darm-Mikrobiota bekannt ist. Die Mikroorganismen im Darm liefern sich einen ständigen Kampf um Nährstoffe und Raum und machen so das Darmlumen zu einem scheinbaren Kriegsgebiet. Entscheidend ist das Gleichgewicht zwischen pathogenen und nützlichen Bakterien. Eine Zunahme pathogener Bakterien kann zu einer Beeinträchtigung der Darmgesundheit und damit verbundenen Infektionen führen, die sich negativ auf die allgemeine Gesundheit und Leistung der Tiere auswirken.

In der Schweine- und Geflügelproduktion haben vor allem durch E. coli verursachte Durchfälle und nekrotische Enteritis, die durch C. perfringens ausgelöst wird, nachteilige Effekte auf das Wachstum, die Futterverwertung sowie die allgemeine Gesundheit. Dies führt jährlich zu einer hohen Sterblichkeitsrate und großen wirtschaftlichen Verlusten in der Nutztierindustrie weltweit. Subklinische Infektionen gehen mit einer chronischen Schädigung der Darmschleimhaut einher und führen zu schwerwiegenden Gesundheitsproblemen des Darms, die wiederum die Leistung beeinträchtigen und die Gewichtszunahme verringern.

Antibiotika als Wachstumsförderer (AGP) und hohe Dosierungen von Zinkoxid (ZnO) galten einst als wirksames Mittel, um krankheitserregende Bakterien unter Kontrolle zu halten. Aufgrund der zunehmenden Zahl multi-(antibiotika)-resistenter Krankheitserreger und der Anreicherung von Schwermetallen in der Umwelt, haben jedoch immer mehr Behörden diese Mittel verboten oder planen, sie zu verbieten. Dieser globale Trend hat dazu geführt, dass andere Lösungen entwickelt wurden, die eine gleiche oder sogar bessere Wirksamkeit bieten. In diesem Zusammenhang gelten Probiotika als effizientes Mittel zur Verhinderung der Vermehrung schädlicher Bakterien und Stabilisierung der Tierleistung.

Die meisten Forschungsarbeiten zur Tierernährung und zu probiotischen Fütterungsstrategien beziehen sich auf den kompetitiven Ausschluss oder die direkte Hemmung von Krankheitserregern im Darm. Diese Strategien zielen darauf ab, die Besiedlung mit schädlichen Bakterien im Darm zu reduzieren und gleichzeitig das Wachstum von nützlichen Bakterien zu fördern. Es hat sich gezeigt, dass eine effiziente probiotische Produktion von Milchsäure im Magen den pH-Wert des Darms senkt und das Milieu für pathogene Bakterien wie C. perfringens und E. coli verschlechtert. Gleichzeitig profitieren gesundheitsfördernde Bakterien wie Lachnospiraceae von der Milchsäure, da diese die organische Säure als Substrat nutzen und Butyrate produzieren können.

TechnoSpore^® ist das erste Probiotikum auf der Basis von Bacillus coagulans für die Tierernährung, das von der EU gemäß der Verordnung über Futtermittelzusatzstoffe (Verordnung [EG] Nr. 1831/2003) zugelassen wurde. Dieser spezifische Bakterienstamm nutzt viele verschiedene Wirkmechanismen, um die Darm-Mikrobiota positiv zu beeinflussen. Dazu gehören die Unterdrückung schädlicher Bakterien durch den kompetitiven Ausschluss sowie die direkte Hemmung. Biochem hat mehrere in vitro und in vivo Studien durchgeführt, um die hemmende Wirkung von B.coagulans gegen Krankheitserreger in der Nutztierhaltung zu untersuchen.

In Zusammenarbeit mit der Freien Universität Berlin konnte das Hemmpotenzial von Bacillus coagulans DSM 32016 untersucht werden. Die Forschungsgruppe untersuchte die spezifische Wachstumsrate von zwei verschiedenen potenziell schädlichen E. coli-Stämmen (isoliert aus Ferkeln), inkubiert mit dem zellfreien Überstand von Bacillus coagulans DSM 32016-Kulturen in gepufferten Medien. Die Ergebnisse dieser in vitro Studie zeigten, dass die spezifische Wachstumsrate der beiden pathogenen E. coli-Stämme reduziert wurde, wenn ein Bacillus coagulans-entstammender Überstand hinzugefügt wurde (Abbildung 1). Dies beweist eine direkte Hemmung von E. coli durch von B. coagulans produzierte Substanzen

Abbildung 1: Hemmende Wirkung von Bacillus coagulans DSM 32016 gegen E. coli in vitro (basierend auf zellfreien Überstand von B.coagulans-Kulturen) und in vivo mit assoziierter Kotbonitur. Kotbonitur: 1 = optimale Bewertung, 2 = weicher Kot, 3 = leichter Durchfall, 4 = schwerer Durchfall

Um die leistungsstabilisierende Wirkung von B. coagulans bei pathogenbelasteten Broilern zu untersuchen, wurden Tiere mit C. perfringens infiziert und mit der Kontrollgruppe (nicht-infizierte Tiere) verglichen. Bei Broilern mit induzierten Pathogenbelastungen sank die tägliche Gewichtszunahme ohne Zugabe des Probiotikums um -7,2 %. In deutlichem Gegensatz dazu zeigten die infizierten Broiler, die Futter mit B. coagulans erhielten, eine deutlich erhöhte durchschnittliche tägliche Gewichtszunahme von 7,0 % (Abbildung 2). Dieser positive probiotisch bedingte Effekt konnte auch ohne jegliche Pathogenbelastung beobachtet werden (3,4 %). Ebenso verbesserte B. coagulans die Futterverwertung (FVW) bei mit C. perfringens infizierten Broilern um -7,1 % (Abbildung 2).

Abbildung 2: Leistungsstabilisierender Effekt von Bacillus coagulans DSM 32016 bei C. perfringens-infizierten Broilern und B. coagulans-verursachte C. perfringens-Reduktion.

Ähnliche Ergebnisse wurden auch in einem anderen Broiler-Versuch beobachtet, bei dem die Tiere ebenfalls mit C. perfringens infiziert wurden. Im Vergleich zur infizierten Kontrollgruppe erhöhte B. coagulans die durchschnittliche tägliche Gewichtszunahme um 14 %, verbesserte die Futterverwertung (FVW) um 15 % und reduzierte die Sterblichkeitsrate um 3 %. In einer anderen kürzlich durchgeführten Studie, die eine mikrobiologische Analyse des Darminhalts aus dem Ileum umfasste, wurde nachgewiesen, dass die Verabreichung von B. coagulans zu einer deutlichen Verringerung der C. perfringens-Zahlen im Darm führt (-16 %, Abbildung 1). Aufgrund dieser Ergebnisse wirkt B. coagulans erfolgreich dem durch C. perfringens verursachten starken Leistungsabfall bei Geflügel entgegen, was höchstwahrscheinlich auf eine erfolgreiche Reduzierung dieses Erregers im Darm der Vögel zurückzuführen ist.

TechnoSpore^®, basierend auf B. coagulans DSM 32016, ist ein wirksames Produkt zur Bekämpfung und Kontrolle von pathogenbedingtem Leistungsabfall bei Ferkeln und Geflügel. Die Versuche bestätigen, dass eine solche Kontrolle ohne den Einsatz von AGPs oder ZnO möglich ist. Insgesamt hat der Einsatz von Probiotika einen positiven Einfluss auf die Tiergesundheit und die Nachhaltigkeit der Betriebe. Daher hilft ein wirksamer probiotischer Stamm wie B. coagulans DSM 32016 bei der Behandlung und Vorbeugung von Darmerkrankungen bei Ferkeln und Geflügel, die durch bestimmte pathogene Bakterien verursacht werden.

TechnoSpore^® kontrolliert zuverlässig die negativen Auswirkungen einer Besiedlung des Darms mit Krankheitserregern. Dadurch trägt es zur Nachhaltigkeit der Betriebe bei, indem es die Leistung stabilisiert, einschließlich der Gewichtszunahme, der Futterverwertung und der allgemeinen Darmgesundheit.

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