NSW, czyli co zamiast antybiotyków

Szkocja, to kraj, który kojarzy się między innymi z charakterystycznym ubiorem męskim – kiltem, czyli spódnicą w tzw. szkocką kratę, o różnej kolorystyce i splocie, co pozwala określić przynależność jej posiadacza do odpowiedniego klanu – rodu. W 1929 roku jeden z członków tej społeczności – Aleksander Fleming, lekarz w jednym z tamtejszych szpitali odkrył przypadkowo penicylinę – pierwszy poznany przez ludzi antybiotyk. To doniosłe odkrycie zaowocowało Nagrodą Nobla z medycyny dopiero w 1945 roku. Wówczas Karolinska Institute przyznał mu ją wraz z H. W.  Florey’em i E. B. Chain’em, gdy ci dwaj uczeni wyodrębnili penicylinę, co nie udało się jej odkrywcy i potwierdzili jej działanie, choć była już stosowana terapeutycznie. Uratowała wielu żołnierzy od śmierci podczas II wojny światowej, gdyż skutecznie leczono nią ropiejące rany postrzałowe. W produkcji zwierzęcej początki stosowania antybiotyków sięgają końca II wojny światowej. Wówczas penicylinę jako liofilizat do rozpuszczania w płynie fizjologicznym zaczęli stosować lekarze weterynarii do leczenia mastitis u krów.

Wygrał pieniądz

Zbawienne działanie antybiotyków nie trwało jednak zbyt długo. Pecunia non olet – ta łacińska sentencja oznacza dosłownie – pieniądz nie śmierdzi. Nie przez przypadek pieniądz (pecunia) i bydło (pecus) są ze sobą spokrewnione, gdyż kiedyś walutą było bydło. Co się jednak stało, że te zbawienne substancje „zwróciły się” przeciw zwierzętom i ludziom? Gdy nie wiadomo, o co chodzi, to chodzi o pieniądze, w tym przypadku o dolary. Pod koniec lat 40. XX wieku w Stanach Zjednoczonych dość szybko zauważono, że zastosowanie antybiotyków w dawkach nieleczniczych, podawanych zdrowym zwierzętom w intensywnej hodowli masowej zwiększa ich przyrosty, przyspiesza tucz, poprawia wydajność mleka, polepsza stan zdrowotny i pozwala na uzyskanie lepszych efektów ekonomicznych. Podobnie jak penicylinę odkryto przypadkowo, także przez przypadek stwierdzono, że podawanie kurczętom streptomycyny poprawia efektywność odchowu, co potwierdziły badania nad innym antybiotykiem – chlorotetracykliną. Początkowo kurczętom podawano odpad pofermentacyjny z produkcji tego antybiotyku, a rezultat terapeutyczny przypisano witaminie B12 sądząc, że produkt uboczny nie zawiera substancji antybakteryjnej. 

Badania naukowe sprawiły, że antybiotyki zaczęto stosować powszechnie w paszach, jako stymulatory wzrostu, nazwane później antybiotykowymi stymulatorami wzrostu (ASW). Oczywiście Europa nie pozostała w tyle. Jednak wkrótce okazało się, że zaczęła rosnąć oporność bakterii na antybiotyki. Stwierdzono obecność leków w glebie, wodzie i ściekach. Ustalono, że w środowisku przede wszystkim dominują substancje lecznicze stosowane u ludzi. To podziałało jak przysłowiowy „zimny prysznic”.

Wycofywanie ASW z produkcji zwierzęcej najwcześniej rozpoczęto w Szwecji – w 1986 roku, potem w Norwegii i Danii. W Unii Europejskiej wycofywano je stopniowo. Całkowity zakaz stosowania ASW obowiązuje od 1 stycznia 2006 roku, także w Polsce. A co można użyć zamiast ASW? Mogą to być NSW – nieantybiotykowe stymulatory wzrostu, przede wszystkim niektóre kwasy tłuszczowe, a także tlenek cynku.

Niebezpieczny tlenek cynku

Wysokie dawki terapeutyczne tlenku cynku są często stosowane w paszach, zwłaszcza dla prosiąt w okresie 7 dni przed odsadzeniem do maksymalnie 2 tygodni po odsadzeniu. Celem takiego postępowania jest zapobieganie biegunkom po odsadzeniu, zwłaszcza jeżeli jest ono przeprowadzane zbyt wcześnie. Jednak zauważono, że dawki rzędu 1 500– 3 000 ppm tlenku cynku w paszach stymulują wzrost patogenów (ang. parts per million, pol. część na milion, np. mg/kg). Poza tym, większa ilość tego związku jest wydalana z kałem, co obciąża środowisko, gdyż odchody są nawozem wywożonym na pola.

W związku z tym w 2017 roku Komitet ds. Weterynaryjnych Produktów Leczniczych Europejskiej Agencji Leków zalecił, aby tlenku cynku nie dopuszczać już jako leku weterynaryjnego, zwłaszcza że stwierdzono, iż związek ten dodawany do paszy może także zwiększać ryzyko nabywania przez bakterie oporności na antybiotyki stosowane u świń.

Wobec powyższego Komisja Europejska ustaliła, że 26 czerwca 2022 roku wszystkie weterynaryjne produkty lecznicze zawierające tlenek cynku muszą zostać wycofane z rynku poprzez zawieszenie zezwoleń. Jednak świnie wymagają pewnych ilości cynku, ponieważ jego niedobór wpływa negatywnie na ich metabolizm. Dlatego dopuszczono zawartość cynku w paszy pełnoporcjowej do 150 ppm. Natomiast niedozwolone są wysokie dawki terapeutyczne w paszach, np. 2 500 ppm. Poza tym, w niektórych krajach tlenek cynku nigdy nie został zarejestrowany jako lek weterynaryjny lub wycofano go już wcześniej z użycia.

U drobiu i królików

Antybiotyki są stosowane jako kokcydiostatyki i histomonostatyki, choć nie zabijają pierwotniaków Coccidium i Histomonas, ale hamują ich rozmnażanie. Według Europejskiego Urzędu ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) są nieszkodliwe dla zwierząt, konsumentów i środowiska. Jednak zwraca się uwagę na ryzyko wystąpienia oporności pierwotniaków, oporności krzyżowej innych mikroorganizmów oraz oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe u ludzi. Ze względu na brak innych środków, które mogłyby je zastąpić, na razie nie można wycofać antybiotyków z chowu drobiu i królików, ale należy przestrzegać okresów karencji.

Gdy pasze nie zawierają kokcydiostatyków i występują sporadyczne ogniska tej choroby, wtedy stosuje się leczenie przeciwko kokcydiozie. Leki weterynaryjne przeciwko kokcydiozie są wyłącznie preparatami farmakologicznymi, gdyż ich profilaktyczne zastosowanie mogłoby spowodować powstanie oporności pasożytów.

Kiedyś zsiadłe mleko i pokrzywy

Stosowanie kwasów w żywieniu świń nie jest nowym pomysłem. Dawniej prosiętom podawano zsiadłe mleko, a tucznikom do parowanych ziemniaków dodawano pokrzywy. W pierwszym przypadku istotną rolę odgrywa kwas mlekowy, w drugim –mrówkowy. Zapobiegają one między innymi kolibakteriozie i biegunkom. Także inne kwasy mogą skutecznie unicestwiać niepożądane w paszach drożdże i pleśnie oraz odznaczają się działaniem antybakteryjnym, choć w przypadku infekcji i intensywnego wzrostu patogenów nie są tak efektywne jak antybiotyki.

A co z kwasami?

Kwasy dzieli się na nieorganiczne (mineralne, nieposiadające atomów węgla) i organiczne (karboksylowe, zawierające przynajmniej jeden atom węgla). Do pierwszych zalicza się między innymi kwasy, takie jak: solny, siarkowy, ortofosforowy i wiele innych, które silnie obniżają odczyn, ale nie wykazują specyficznego działania antymikrobiologicznego. Drugą grupę tworzą kwasy występujące w przyrodzie, a także w różnych produktach. W zależności od liczby atomów węgla dzieli się je na krótkołańcuchowe (poniżej 6 atomów): mrówkowy (w pokrzywach, igłach sosnowych, jadzie mrówek  i pszczół), mlekowy (w kiszonkach, kiszonej kapuście, kwaśnym mleku, jogurcie, serach, salami), fumarowy (w mchach i grzybach), propionowy (w kiszonkach, kiszonej kapuście, serze szwajcarskim, żwaczu przeżuwaczy), cytrynowy (w owocach cytrusowych), sorbowy (w owocach jarzębiny), masłowy (w kiszonkach, żwaczu przeżuwaczy), octowy (w kiszonkach, occie), jabłkowy (w jabłkach i in. owocach) i winowy (w winogronach i in. owocach); średniołańcuchowe (6–12 atomów): benzoesowy (w jagodach, owocach), kapronowy (w trawie cytrynowej, lawendzie), kaprylowy  (w tłuszczu kozim i króliczym, oleju kokosowym, palmowym i in.), kaprynowy (w oleju kokosowym, palmowym) i laurynowy (w oleju kokosowym); długołańcuchowe (powyżej 12 atomów): mirystynowy (w oleju kokosowym, palmowym), palmitynowy (w oleju palmowym), stearynowy (w tłuszczach zwierzęcych) i inne.

Znaczenie paszowe mają kwasy krótko- i średniołańcuchowe. Jednak ich efektywność zależy między innymi od zawartości w paszy. Duże ilości pojedynczych kwasów działają także negatywnie na pożyteczną mikroflorę jelitową, dlatego w praktyce stosuje się ich mieszaniny, co pozwala na zmniejszenie dawek. Charakteryzują się one wysoką efektywnością i szerokim spektrum działania, korzystnie oddziałując na pożądaną mikroflorę bakteryjną jelit. Zastosowanie nowoczesnych metod produkcji przy ich wytwarzaniu sprawia, że są przyjazne środowisku i użytkownikowi oraz zwierzętom.

Dla świń i nie tylko

W żywieniu świń kwas mlekowy jest stosowany do pasz suchych jako roztwór 1%, powstający po zmieszaniu 1 kg 50% kwasu mlekowego z 50 l wody. Zakwaszając nim wodę do pojenia używa się roztworu 0,5%, czyli 0,5 kg 50% kwasu rozpuszcza się w 50 l wody. W podobnych proporcjach (0,5 do 1 kg) można go mieszać z mlekiem. Kwas ten może też być stosowany do zakwaszania paszy w systemach żywienia świń na mokro.
W jelicie kwas mlekowy polepsza bilans witamin, ponieważ obniża pH treści jelita, co sprzyja bakteriom mlekowym, a niektóre z nich wytwarzają witaminę B12, biorącą udział w tworzeniu krwinek czerwonych. Kwas ten działa także aseptycznie.

Drugim kwasem wykorzystywanym w żywieniu świń jest kwas mrówkowy, a zwłaszcza jego sól – dimrówczan wapnia. Związek ten zawiera kwas mrówkowy, mrówczan wapnia oraz wapń. Ulega tylko częściowemu rozkładowi w żołądku świń do kwasu mrówkowego i mrówczanu wapnia. Ponad 3/4 mrówczanu z paszy dociera do dwunastnicy, gdzie ulega rozpadowi do kwasu mrówkowego i wapnia. Taka forma zmniejsza wydzielanie azotu w moczu i kale o około 10%, co minimalizuje obciążenie środowiska tym pierwiastkiem.
Kwasy znajdują też zastosowanie w chowie drobiu, np. jako zakwaszacze wody.

Zbuforowane i otoczkowane

Oferta producentów kwasów organicznych zawiera także kwasy zbuforowane. W przypadku ich produkcji do celów paszowych buforuje się je dodając np. amoniak, co pozwala na zachowanie właściwości kwasu, ale sprawia, że nie jest on agresywny dla zwierząt, osób obsługujących i sprzętu.

W sprzedaży są także kwasy otoczkowane, których czas działania w przewodzie pokarmowym jest wydłużony, a ponadto nie zaburzają one pH jelit. W produktach zawierających kwasy otoczkowane i nieotoczkowane ich proporcje są tak dobrane, aby ograniczały rozwój szkodliwych bakterii, nie hamując wchłaniania składników pokarmowych.

Wytwórcy dodatków paszowych proponują różne produkty zawierające kwasy organiczne. Są one przeznaczone dla wszystkich grup świń, także drobiu oraz jako konserwanty, np. dodatki kiszonkarskie. Występują w postaci sypkiej lub ciekłej, można je stosować do pasz i wody, a niektóre są oferowane do czyszczenia instalacji do zadawania świniom pasz wilgotnych. Często kwasy w produktach handlowych łączone są np. z dodatkami zapachowymi czy substancjami fitogenicznymi.

Regulacje prawne

W Unii Europejskiej klasyfikację dodatków paszowych reguluje rozporządzenie (WE) nr 1831/2003 Parlamentu Europejskiego i Rady z 22 sierpnia 2003 r. w sprawie dodatków stosowanych w żywieniu zwierząt. Zgodnie z nim są one wpisywane do wspólnotowego rejestru dodatków paszowych i przypisywane do odpowiedniej kategorii oraz grupy funkcjonalnej. Kwasy organiczne znajdują się w kategorii 1 – Dodatki technologiczne, w grupie funkcjonalnej a – Konserwanty oraz j – Regulatory kwasowości, a także w kategorii 4 – Dodatki zootechniczne, w grupie funkcjonalnej d – Inne dodatki zootechniczne.

Zioła, pre-, pro-, syn- i eubiotyki

Alternatywą dla ASW są zioła. Zawarte w nich związki, np. alkaloidy, laktony, saponiny i terpeny stymulują gruczoły trawienne i dokrewne, co zwiększa wydzielanie enzymów i hormonów. Fitoncydy ziół są alternatywą dla antybiotyków. Związki te zmieniają skład ilościowy i jakościowy mikroflory przewodu pokarmowego, co działa pozytywnie na trawienie i przyswajanie składników pokarmowych oraz wzrost i rozwój zwierząt. Zapobiegają także namnażaniu się organizmów patogennych.

Innym rozwiązaniem mogą być pre-, pro-, syn- i eubiotyki. Prebiotyki to nietrawione składniki pokarmu (paszy), które korzystnie oddziałują na gospodarza, stymulując wzrost i/lub aktywność jednego lub pewnej liczby gatunków bakterii w jelicie grubym, np. mlekowych Bifidobacterium. Do probiotyków zalicza się kultury bakterii lub ich mieszaniny (w formie liofilizowanej), a także substancje, które wywierają istotny wpływ na stabilizację flory mikrobiologicznej przewodu pokarmowego zwierząt. Są one też nazywane „stabilizatorami treści jelit”. Synbiotyk to połączenie prebiotyku z probiotykiem w jednym produkcie. Nazwa wywodzi się od słowa – synergizm, gdyż oba komponenty wspólnie wpływają pozytywnie na zdrowie spożywającego je zwierzęcia i człowieka. Naturalnym synbiotykiem są drożdże. W żywieniu zwierząt stosowane są drożdże paszowe i piwne (piekarnicze). Ostatnia grupa produktów – eubiotyki, to naturalne produkty stymulujące trawienie u zwierząt gospodarskich zawierające obok pre- i probiotyków substancje biologicznie czynne, takie jak olejki eteryczne czy wyciągi z ziół. Definicja eubiotyku nie określa jego składu mikrobiologicznego ani funkcji. Eubiotyk nie tylko zastępuje antybiotyk, ale wpływa pozytywnie na mikroflorę przewodu pokarmowego.

Uzupełnienie diet zwierząt między innymi o właściwe gatunki bakterii, zwłaszcza mlekowych, pozwala na utrzymanie przewodu pokarmowego we właściwej homeostazie, nawet wtedy, gdy stosowane są antybiotyki w celach leczniczych. Podawanie powyższych preparatów przyspiesza rekonwalescencję oraz poprawia przyrosty i stan zdrowotny zwierząt.