Nano bạc được cho uống để tăng hiệu suất gà thịt, giảm FCR và giảm vi khuẩn có hại đường ruột
Chúng tôi đã đánh giá tác động của các mức bột nano bạc (AgNP) khác nhau trong chế độ ăn lên hiệu suất, hệ vi sinh đường ruột, đặc điểm thân thịt và các thông số máu của gà thịt. Ba trăm gà con gà thịt Ross bảy ngày tuổi được chia ngẫu nhiên thành năm nhóm, mỗi nhóm được nhân rộng ba lần với 20 con mỗi lần nhân rộng. Gà được cho ăn chế độ ăn cơ bản với 2,5, 5, 10 và 20 mg AgNP trên một kg thức ăn. Việc bổ sung AgNP vào chế độ ăn đã cải thiện trọng lượng cơ thể cuối cùng, tăng trọng tích lũy và tỷ lệ chuyển đổi thức ăn. Hiệu suất gà thịt, đặc điểm thân thịt và trọng lượng cơ quan tương đối tốt nhất đã được quan sát thấy ở nhóm được bổ sung 2,5 ppm AgNP. Tăng liều AgNP dẫn đến giảm đáng kể quần thể vi khuẩn enterococci và lactose dương tính ở manh tràng, trong khi số lượng lactobacilli tăng lên về mặt số lượng. Dư lượng bạc trong cơ ức và cơ đùi tăng đáng kể ( p < .05) theo cách phụ thuộc vào liều lượng. Việc bổ sung AgNP vào chế độ ăn gây ra các tổn thương phụ thuộc liều lượng ở mô gan, thận, lách và tá tràng, bao gồm thoái hóa, hoại tử, thâm nhiễm đơn nhân và tập trung các tế bào viêm. Tóm lại, mặc dù có tác động tích cực tiềm tàng đến hiệu suất tăng trưởng, đặc điểm thân thịt và sự đa dạng của quần thể vi khuẩn manh tràng ở liều 2,5 ppm, việc bổ sung AgNP vào chế độ ăn có những tác động tiêu cực khi cho ăn liên tục ở nồng độ cao: dư lượng bạc trong cơ ức và cơ đùi, và gây độc tế bào ở các tế bào ruột, gan, lách và thận theo cách phụ thuộc liều lượng. Do đó, chúng tôi đề xuất sử dụng AgNP ở liều thấp hơn (< 2,5 ppm trong chế độ ăn) trong chăn nuôi gia cầm trong các nghiên cứu tiếp theo.
Giới thiệu
Các chất kích thích tăng trưởng kháng sinh từ lâu đã được sử dụng trong thức ăn cho gà để tăng hiệu quả thức ăn và giảm thiểu sự xuất hiện của một số bệnh (ChattopadhyayTrích dẫn2014 ). Tuy nhiên, để tránh sự phát triển của tình trạng kháng thuốc của vi khuẩn, việc sử dụng chúng trong chăn nuôi đã bị hạn chế ở nhiều mức độ khác nhau. Do đó, nhu cầu thay thế kháng sinh đang rất cấp thiết. Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại thực phẩm bổ sung dinh dưỡng, bao gồm axit hữu cơ, men vi sinh, prebiotic, tinh dầu (Awad và cộng sự, 2014).Trích dẫn2009 ; Al-Sultan và cộng sựTrích dẫn2016 ) và các hạt nano.
Hạt nano được coi là có triển vọng trong sản xuất gia súc và gia cầm nhờ các đặc tính hóa học và vật lý của chúng. Chúng được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau trong dinh dưỡng, trị liệu và y học. Mặc dù việc sử dụng AgNP chưa bị bắt buộc và cũng chưa được NRC khuyến nghị, nhưng các nhà nghiên cứu đã đề xuất sử dụng AgNP trong sản xuất chăn nuôi và phụ gia thức ăn chăn nuôi gà để cải thiện nhiều khía cạnh nhờ khả năng kháng khuẩn, kháng nấm và kích thích miễn dịch (MałaczewskaTrích dẫn2014 ; Hassanpour và cộng sựTrích dẫn2015 ; Patra và LalhriatpuiiTrích dẫn2020 ). Các hạt nano bạc (AgNP) có đường kính nhỏ hơn 100 nanomet, khiến chúng trở nên lý tưởng để thâm nhập và tích tụ trong vi khuẩn (cải thiện tác dụng kháng khuẩn) và tăng cường khả năng hấp thụ vào biểu mô niêm mạc ruột (Atiyeh et al.Trích dẫn2007 ). Do độc tính của chúng đối với vi sinh vật, AgNP được sử dụng làm chất kích thích tăng trưởng trong dinh dưỡng động vật và để thay đổi hệ vi khuẩn đường ruột (Percival et al.Trích dẫn2005 ; Bolandi và cộng sựTrích dẫn2021 ). Theo các nghiên cứu trước đây, việc sử dụng hạt nano đã cải thiện hiệu suất tăng trưởng, phản ứng miễn dịch, hiệu quả tiêu hóa và giảm tỷ lệ tử vong của gia cầm (Kumar và BhattacharyaTrích dẫn2019 , Kumar và cộng sựTrích dẫn2020 , Dosoky và cộng sựTrích dẫn2021 ).
Mặt khác, việc bổ sung liều lượng lớn AgNP (8 mg/kg thức ăn) dẫn đến suy giảm hiệu suất tăng trưởng và tác động tiêu cực đáng kể đến tất cả các thông số đo được ở gà thịt (Awaad et al.Trích dẫn2021 ). Tương tự như vậy, việc sử dụng AgNP trong nước uống với liều lượng 50 ppm làm giảm sự phát triển của gà thịt, suy giảm chức năng miễn dịch và không có tác dụng kháng khuẩn đối với các nhóm vi khuẩn đường ruột khác nhau (Vadalasetty et al.Trích dẫn2018 ).
Nhiều nhà nghiên cứu đã sử dụng các nồng độ AgNP khác nhau trong nước uống của gà thịt và phát hiện thấy dư lượng trong các phần ăn được của cơ gà thịt ở mọi nồng độ (Ahmadi và RahimiTrích dẫn2011 , Kulak và cộng sự.Trích dẫn2018 , Salem và cộng sựTrích dẫn2021 ). Có sự gia tăng tuyến tính trong việc giữ lại AgNP trong thịt khi liều lượng tăng ở thỏ đang lớn (Abdelsalam et al.Trích dẫn2019 ) và ở gia cầm (Ahmadi và RahimiTrích dẫn2011 , Saleh và El-MagdTrích dẫn2018 ). Sự lưu giữ Ag cao hơn ở gan, tiếp theo là lá lách so với mô cơ ở gà thịt (FondevilaTrích dẫn2010 , Vương và cộng sựTrích dẫn2013 ). Ngoài ra, Nabinejad và cộng sự. (Trích dẫn(2016 ) nêu rằng cơ và các cơ quan của gia cầm có thể truyền AgNP cho người tiêu dùng, gây ra những tác động tiêu cực.
Một số nghiên cứu gần đây về tác động của hạt nano bạc lên hiệu suất tăng trưởng, hình thái và hệ vi sinh vật đường ruột, cặn bã mô và đặc điểm thân thịt gà đã được công bố, mặc dù dữ liệu còn thiếu do kết quả chưa nhất quán. Do đó, mục tiêu chính của nghiên cứu này là làm sáng tỏ tác động của bột AgNP trong khẩu phần ăn lên hiệu suất tăng trưởng, đặc điểm thân thịt, bệnh lý mô ruột và hệ vi sinh vật đường ruột, cặn bã bạc trong thịt và các chất chuyển hóa trong máu.
Vật liệu và phương pháp
Tuyên bố về quyền động vật
Ủy ban đạo đức nghiên cứu động vật thí nghiệm tại Đại học King Faisal đã phê duyệt tất cả các quy trình nghiên cứu (KFU-REC-2022-JAN-EA000337). Các hướng dẫn của tổ chức và quốc gia về đảm bảo quyền động vật đã được tuân thủ nghiêm ngặt trong suốt quá trình nghiên cứu.
Các hạt nano
Quá trình khử hóa học được sử dụng để tổng hợp nano bạc, như được mô tả bởi Pal et al. (Trích dẫn2009 ). nano bạc được tạo ra bằng cách chiếu xạ dung dịch bạc nitrat trong môi trường etanol, bao gồm polyvinylpyrrolidone làm chất ổn định. Trong môi trường vi sóng, etanol được sử dụng làm chất khử. Để thu được nano bạc ở dạng bột, dung môi được cô đặc ở nhiệt độ thấp (lò vi sóng ở tần số 2450 MHz trong 5 giây). Kích thước hạt được đo bằng kính hiển vi điện tử truyền qua độ phân giải cao JEOL JEM-2100 với điện áp gia tốc 80 kV (Hình 1). AgNP có dạng hình cầu, với kích thước hạt dao động từ 11,9 đến 45 nm, theo kết quả kiểm tra hình thái.
Hình 1. Kích thước và hình dạng của hạt nano bạc.
Quản lý động vật và chế độ ăn uống
Ba trăm con gà thịt Ross 308 bảy ngày tuổi (50% là gà trống) được nuôi cho đến khi đạt 42 ngày tuổi. Gà con thịt được phân bổ ngẫu nhiên vào năm nhóm thí nghiệm, mỗi nhóm được lặp lại ba lần, mỗi lần lặp lại 20 con. Năm nồng độ AgNP (lần lượt là 0, 2,5, 5, 10 và 20 ppm) được bổ sung vào khẩu phần ăn cơ bản từ ngày thứ 7 đến ngày thứ 42 sau khi nở. Năm khẩu phần ăn khởi đầu (8–28 ngày) và hoàn thiện (28–42 ngày) cho gà thịt được xây dựng với năm nồng độ AgNP (khẩu phần ăn 0, 2,5, 5, 10 và 20 ppm). Sau đây là năm nghiệm thức ăn: 1) chế độ ăn cơ bản không bổ sung (C), 2) chế độ ăn cơ bản chứa 2,5 ppm AgNP (NS 2,5), 3) chế độ ăn cơ bản chứa 5 ppm AgNP (NS5), 4) chế độ ăn cơ bản chứa 10 ppm nano bạc (NS10), và 5) chế độ ăn cơ bản chứa 20 ppm AgNP (NS20). Gà được nuôi trong điều kiện tiêu chuẩn trong chuồng trại có nhiệt độ và độ ẩm được kiểm soát, có lót mùn cưa. Nước và thức ăn thử nghiệm được cung cấp tự do . Các công thức thức ăn thử nghiệm đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của gà thịt theo NRC (Trích dẫn1994 ) hướng dẫn (Bảng1). Trong tuần đầu tiên, nhiệt độ được duy trì ở mức 32 ± 1 °C, sau đó giảm xuống 27 °C vào tuần thứ hai và 24 °C vào tuần thứ ba. Từ đầu tuần thứ 4 , nhiệt độ được đặt ở mức 23 ± 1 °C cho đến khi kết thúc thí nghiệm. Từ 7 đến 42 ngày tuổi, trọng lượng cơ thể (BW) và lượng thức ăn tiêu thụ của gà thịt được đo và ghi lại hàng tuần.
Bảng 1. Thành phần và phân tích hóa học của chế độ ăn cơ bản (% theo lượng thức ăn).
Hiệu suất tăng trưởng
Để tính toán lượng thức ăn tiêu thụ mỗi tuần, chúng tôi đã đo lượng thức ăn tiêu thụ hàng ngày cho mỗi lần lặp lại. Cân điện tử được sử dụng để ghi lại trọng lượng cơ thể gà con tại thời điểm giao hàng và mỗi tuần sau đó. Hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR) được tính theo công thức FCR = g thức ăn/g tăng trọng.
Năng suất thịt xẻ
Vào cuối thí nghiệm, đặc điểm thân thịt và trọng lượng nội tạng của gà thịt được đánh giá bằng cách chọn ngẫu nhiên và gây chết hai con gà từ mỗi lần lặp lại. Cân điện tử được sử dụng để cân thân thịt ấm, tim, gan, ức, đùi và mỡ bụng chính xác đến 0,01 g. Tỷ lệ phần thịt xay là tỷ lệ giữa trọng lượng thân thịt đã xay so với trọng lượng gà sống, được biểu thị bằng phần trăm.
Khả năng giữ nước
Để ước tính khả năng giữ nước (WHC) của đùi và cơ ức gà ướp lạnh sau khi chết, phương pháp Honikel và Hamm (Trích dẫn1994 ) đã được áp dụng. Bằng cách ép mẫu (≈300 mg) giữa 2 giấy lọc (70 mmφ) và các tấm gốm trong 4 phút. Mẫu nén được tách cẩn thận khỏi giấy lọc ẩm sau khi ép và cân ngay lập tức. % RW được ước tính theo công thức: RW% = (W1-W2)/W1X 100; trong đó W1 = Khối lượng mẫu thịt, W2 = Khối lượng mẫu thịt sau khi ép. % WHC được biểu thị bằng phần trăm nước được giữ lại bởi mẫu thịt; được tính như sau: WHC (% nước được giữ lại) = 100 – RW%.
Đánh giá cặn bạc từ hạt nano bạc
Mẫu thịt từ cơ ức và đùi (1 gam) được cho vào chén nung sứ mạ kẽm dung tích 30 ml, sau đó cho chén nung vào lò nung ở 500 °C trong 2 giờ. Sau khi làm nguội, lấy chén nung ra khỏi lò nung và thêm 3 mL HNO3 (1 + 1 (nước khử ion (DW)) rồi đun nóng trên bếp điện ở 100–120 °C cho đến khi khô. Sau đó, đặt chén nung trở lại lò nung ở 500 °C trong 1 giờ nữa. Sau khi làm nguội, lấy chén nung ra và thêm 10 mL Hcl (1 + 1 DW). Sau đó, chuyển mẫu vào bình định mức 50 ml, pha loãng bằng nước khử ion đến vạch và trộn đều. Sau đó, mẫu được đưa vào máy quang phổ phát xạ plasma cảm ứng để đánh giá nồng độ bạc tổng trong các mẫu cơ ức và đùi, như đã mô tả trong một nghiên cứu trước đây (Isaac và JohnsonTrích dẫn2019 ).
Nghiên cứu bệnh học mô học
Các mẫu tá tràng, gan, thận và lách được cố định trong dung dịch formalin đệm trung tính 10%. Nồng độ cồn etylic tăng dần được sử dụng để khử nước cho mẫu. Sau đó, mẫu được làm trong bằng xylen trước khi nhúng vào parafin, cắt lát dày 4–5 µm và nhuộm bằng hematoxylin và eosin, sau đó nhuộm Masson trichrome để phát hiện xơ hóa (Banchroft và cộng sự, 2007).Trích dẫn1996 ).
Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM)
Các mẫu mô (1 mm) được lấy từ tá tràng. Chúng được cố định trong dung dịch đệm glutaraldehyde 3% trong 2 giờ, sau đó rửa ba lần (mỗi lần 10 phút) bằng đệm cacodylate. Sau đó, trụ được cố định trong 1,5 giờ trong dung dịch đệm osmic acid 1%, sau đó rửa ba lần bằng nước cất (mỗi lần 10 phút). Các mẫu được khử nước bằng cách sử dụng nồng độ cồn tăng dần (30–50–70–90–100%), thay đổi sau mỗi 15 phút. Các mẫu được nhúng trong hỗn hợp epon và araldite. Từ các khối nhúng, các lát cắt siêu mỏng (70 nm) được cắt và nhuộm bằng uranyl acetate và chì citrate. Cuối cùng, kính hiển vi điện tử TEM 100 eXII tại Đơn vị Kính hiển vi Điện tử, Đại học Assiut, Assiut, Ai Cập, được sử dụng để kiểm tra các mẫu ở điện thế 80 kV theo giao thức của Bozzola và Russell (Trích dẫn1999 ).
Đếm vi khuẩn
Nội dung ruột từ manh tràng được thu thập ngay sau khi giết mổ trong các ống Falcon vô trùng có nắp vặn có trọng lượng (dung tích 50 ml). Dịch tiêu hóa thu thập được bảo quản trong đá cho đến khi chúng được mang đến phòng thí nghiệm để đếm. đếm quần thể vi khuẩn. Các hộp kín được giữ ở 4 ° C trong phòng thí nghiệm và khối lượng tươi được pha loãng 1:10 với dung dịch pepton 0,1% vô trùng. pha loãng hàng loạt mười lần lên đến 10 7 của mỗi mẫu được thực hiện. Kỹ thuật trải đĩa được sử dụng để đếm vi khuẩn coliform, vi khuẩn đường ruột âm tính với lactose, cầu khuẩn đường ruột và vi khuẩn lactobacilli. Coliform và vi khuẩn đường ruột âm tính với lactose được đếm dưới dạng khuẩn lạc màu đỏ và không màu trên thạch MacConkey (BBL), tương ứng. Cầu khuẩn đường ruột được đếm dưới dạng khuẩn lạc màu đỏ chủ yếu được bao quanh bởi một vùng màu vàng trên cơ sở thạch KF Streptococcus (Merck, 110707). Sử dụng thạch DeMan, Rogosa và Sharpe (MRS) (Biolife), vi khuẩn Lactobacilli được định lượng và ủ các đĩa với 5% CO2 trong 48 giờ. Lactobacilli xuất hiện dưới dạng các khuẩn lạc nhỏ, đục màu trắng, đặc hoặc dạng lông vũ. Sau khi ủ, các khuẩn lạc được đếm dựa trên hình thái khuẩn lạc. Tính giá trị trung bình của số lượng khuẩn lạc từ hai đĩa. Số đơn vị hình thành khuẩn lạc trên một gam dịch tiêu hóa được tính bằng logarit đơn vị hình thành khuẩn lạc.
Các thông số sinh hóa máu
Vào ngày thứ 42, 2 con chim từ mỗi lần lặp lại được chọn ngẫu nhiên để lấy mẫu máu từ cánh. Huyết thanh được thu thập bằng cách ly tâm các mẫu máu đã thu thập ở tốc độ 4000 xg trong 15 phút và bảo quản ở -20 °C cho đến khi phân tích thêm. Các chất chuyển hóa trong máu (protein tổng số, albumin, cholesterol, triglyceride, axit uric (Spectrum Ai Cập), urê, creatine (Diamond, Ai Cập), canxi, phốt pho (Spinreact, Tây Ban Nha), IgG, IgA (QCA, Tây Ban Nha) được phân tích bằng máy quang phổ (Unico, Hoa Kỳ) sử dụng bộ xét nghiệm thương mại theo quy trình của nhà sản xuất.
Phân tích thống kê
Kiểm định Kolmogorov–Smirnov được sử dụng để kiểm tra tính chuẩn tắc và tính đồng nhất của phương sai của tất cả dữ liệu. Tất cả thông tin đếm vi khuẩn được chuyển đổi sang log10 CFU /mL. Dữ liệu được phân tích ANOVA bằng phần mềm SPSS (phiên bản 19) (SPSSTrích dẫn2010 ). Chúng tôi đã sử dụng thử nghiệm đa phạm vi Duncan sau khi tìm thấy sự khác biệt đáng kể ( p < .05) (Steel và Torrie,Trích dẫn1980 ). Dữ liệu được trình bày cho từng biến dưới dạng giá trị trung bình với sai số chuẩn gộp.
Kết quả
Tác dụng của AgNPs lên các thông số hiệu suất tăng trưởng
Tác động của nồng độ AgNP đến hiệu suất tăng trưởng của gà thịt được thể hiện trong Bảng2. Không có sự khác biệt đáng kể nào được quan sát thấy giữa các nhóm nồng độ AgNP về trọng lượng cơ thể sống (g) trong giai đoạn khởi động (ban đầu và vào ngày 28) và tăng trọng cơ thể (g) trong giai đoạn 8–28 ngày và giai đoạn kết thúc là 28–42 ngày. Tuy nhiên, có sự gia tăng đáng kể về trọng lượng cơ thể cuối cùng và tăng trọng khi tăng liều AgNP từ 2,5 đến 10 mg/kg, sau đó giảm ở mức 20 mg/kg. Trọng lượng cơ thể cao nhất (2600 g) và tăng trọng (2480 g) được quan sát thấy sau 42 ngày ở nhóm tiêu thụ 2,5 mg/kg AgNP. Lượng thức ăn tiêu thụ (g/con) không bị ảnh hưởng ( p > .05) bởi nồng độ AgNP trong tất cả các giai đoạn của thí nghiệm. Tuy nhiên, FCR được cải thiện đáng kể ( p < .05) bằng cách xử lý chế độ ăn so với nhóm đối chứng từ 8–42 ngày. Hơn nữa, những con chim được cho ăn 2,5 mg AgNP/kg thức ăn cho thấy giá trị FCR thấp nhất ( p < .05) (1,89) từ 8–42 ngày (Bảng2). Ngoài ra, FCR không bị ảnh hưởng đáng kể ( p > .05) bởi chế độ ăn uống trong giai đoạn từ 8–28 và 28–42 ngày.
Bảng 2. Ảnh hưởng của các chế độ ăn khác nhau đến trọng lượng cơ thể, lượng thức ăn tiêu thụ và tỷ lệ chuyển đổi thức ăn ở gà thịt.
Tác dụng của AgNP lên đặc điểm thân thịt và khả năng giữ nước
Dữ liệu trong Bảng3chỉ ra rằng nồng độ nano bạc ảnh hưởng đáng kể ( p < .05) đến trọng lượng xác giun, tỷ lệ làm sạch và trọng lượng cơ quan tương đối (Bảng3Tỷ lệ thịt xẻ tăng đáng kể ( p < .05) khi bổ sung 2,5 mg AgNP/kg thức ăn so với nhóm đối chứng và các nhóm điều trị khác. Trọng lượng tương đối của gan, mề, thận, lách và tim giảm đáng kể ( p < .05) khi bổ sung 20 mg AgNP/kg thức ăn. Trọng lượng tương đối của dạ dày và túi hoạt dịch không bị ảnh hưởng đáng kể ( p > .05) bởi nồng độ AgNP. Tỷ lệ phần trăm WHC của cả cơ đùi và cơ ức đều giảm đáng kể ( p < .05) ở mức 10 và 20 mg AgNP/kg thức ăn.
Bảng 3. Ảnh hưởng của các chế độ ăn khác nhau đến đặc điểm thân thịt và trọng lượng cơ quan tương đối và WHC ở gà thịt
Tác dụng của AgNP lên dư lượng bạc trong thịt gà thịt
Dư lượng bạc được phát hiện (tính bằng ppm) trong tất cả các mẫu, kể cả nhóm đối chứng. Dư lượng bạc trung bình trong cơ ngực và cơ đùi tăng đáng kể ( p < .05) khi tăng liều lượng AgNP (Bảng 1).4).
Bảng 4. Ảnh hưởng của hàm lượng nano bạc trong chế độ ăn đến dư lượng bạc (mg/kg) trong thịt gà thịt.
Tác dụng của AgNP lên quần thể vi khuẩn manh tràng
Quần thể vi khuẩn ruột kết âm tính với lactose, dương tính với lactose và vi khuẩn đường ruột vào ngày 28 giảm đáng kể khi bổ sung AgNP vào chế độ ăn uống, nhưng không giảm ( p > .05) vào ngày 42 (Bảng5). Sự gia tăng về số lượng quần thể vi khuẩn lactobacilli đã được quan sát thấy ở các nhóm được cho ăn 2,5 đến 10 mg/kg AgNP trong chế độ ăn; tuy nhiên, sự gia tăng này không có ý nghĩa thống kê ( p > .05).
Bảng 5. Số lượng nhóm vi khuẩn chiếm ưu thế trong nội dung manh tràng [log cfu/g] của gà thịt sau khi xử lý bằng nồng độ nano bạc tăng dần.
Tác dụng của AgNP lên thành phần huyết thanh
Kết quả phân tích huyết thanh của gà thịt 6 tuần tuổi được thể hiện trong Bảng6 Protein toàn phần (mg/dl), cholesterol toàn phần, urê, creatinin và phốt pho có sự khác biệt đáng kể ( p < 0,05) giữa nhóm gà thịt được xử lý và nhóm đối chứng. Tuy nhiên, sự khác biệt về các thành phần huyết thanh khác là không đáng kể. Các nhóm được bổ sung 2,5 và 20 mg/kg AgNP trong khẩu phần ăn có protein huyết thanh toàn phần cao nhất (4 mg/dl) so với nhóm đối chứng (2,73 g/dl). Cholesterol toàn phần trong huyết thanh giảm đáng kể giữa các nhóm được cho ăn 2,5 đến 20 mg/kg AgNP trong khẩu phần ăn. Các nhóm được bổ sung AgNP có nồng độ phốt pho huyết thanh thấp hơn ( p < 0,05) so với nhóm đối chứng.
Bảng 6. Tác dụng của các chế độ ăn khác nhau đối với chất chuyển hóa trong máu (mg/dL) ở gà thịt.
Đánh giá bệnh lý mô học
Tá tràng
Nhân vật2cho thấy tá tràng ở nhóm đối chứng có biểu mô bình thường, không có tổn thương (A). Tá tràng ở nhóm chim được bổ sung liều 2,5 mg/kg AgNP có cấu trúc nhung mao ruột bình thường (B). Tá tràng ở nhóm được bổ sung 5 mg/kg cho thấy hoại tử và bong tróc biểu mô (mũi tên) (C). Tá tràng ở nhóm được bổ sung 10 mg/kg AgNP biểu hiện loạn sản biểu mô (mũi tên) (D). Tá tràng ở nhóm được bổ sung 20 mg/kg AgNP cũng cho thấy loạn sản biểu mô (mũi tên) (E).
Hình 2. Ảnh chụp vi thể đại diện cho tá tràng (A–E) và lách (FG) của gà thịt được xử lý bằng các mức AgNP khác nhau trong 42 ngày, nhuộm H&E. A) Tá tràng từ nhóm đối chứng cho thấy biểu mô bình thường không có tổn thương. (B) Tá tràng từ nhóm bổ sung 2,5 mg cho thấy cấu trúc bình thường của nhung mao ruột. (C) Tá tràng từ nhóm 5 mg cho thấy hoại tử và bong tróc biểu mô (mũi tên). (D) Tá tràng từ nhóm 10 mg cho thấy loạn sản biểu mô (mũi tên). (E) Tá tràng từ nhóm 20 mg cho thấy loạn sản biểu mô (mũi tên). F) Lách từ nhóm đối chứng cho thấy tủy đỏ và trắng bình thường với nang lympho bình thường. (G) Lách từ nhóm 2,5 mg cho thấy tủy đỏ và trắng bình thường với nang lympho bình thường. (H) Lách từ nhóm 5 mg cho thấy tắc nghẽn mạch máu, bong tróc nội mô (mũi tên) và thâm nhiễm quanh mạch máu. (I) Lách của nhóm 10 mg cho thấy hoại tử nang lympho (mũi tên). (G) Lách của nhóm 20 mg cho thấy hoại tử nang lympho (mũi tên).
Lách
Như đã thấy trong Hình2, lách của nhóm đối chứng cho thấy tủy đỏ và trắng bình thường với nang lympho bình thường (F). Lách của nhóm bổ sung 2,5 mg/kg có tủy đỏ và trắng bình thường với nang lympho bình thường (G). Lách của nhóm bổ sung 5 mg cho thấy tắc nghẽn mạch máu, bong tróc nội mạc (mũi tên) và thâm nhiễm quanh mạch máu (H). Lách của nhóm bổ sung 10 mg/kg cho thấy hoại tử nang lympho (mũi tên) (I), tương tự như lách của nhóm bổ sung 20 mg/kg (mũi tên) (G).
Ảnh chụp vi mô đại diện cho gan (A–E) và thận (F–G) của gà thịt được xử lý bằng liều lượng AgNP khác nhau trong chế độ ăn trong 42 ngày, nhuộm H&E (Hình 3).
Hình 3. Ảnh chụp vi mô đại diện cho gan (A–E) và thận (FJ) của gà thịt được xử lý bằng các mức AgNP khác nhau trong 42 ngày, nhuộm H&E. A) Gan từ nhóm đối chứng cho thấy cấu trúc gan bình thường. (B) Gan từ nhóm 2,5 mg cho thấy thâm nhiễm đơn nhân khu trú (mũi tên). (C) Gan từ nhóm 5 mg cho thấy tình trạng sung huyết và thoái hóa không bào. (D) Gan từ nhóm 10 mg cho thấy hiện tượng không bào tế bào gan (mũi tên). (E) Gan từ nhóm 20 mg cho thấy hiện tượng không bào tế bào gan (mũi tên). F) Thận từ nhóm đối chứng cho thấy cầu thận và ống thận bình thường. (G) Thận từ nhóm 2,5 mg cho thấy cầu thận và ống thận bình thường. (H) Thận từ nhóm 5 mg cho thấy tình trạng sung huyết cầu thận (mũi tên). (I) Thận từ nhóm 10 mg cho thấy tình trạng sung huyết nghiêm trọng của các mạch máu (mũi tên). (J) Thận từ nhóm 20 mg cho thấy tình trạng sung huyết cầu thận (mũi tên).
Gan: Gan của nhóm đối chứng cho thấy cấu trúc gan bình thường (A). Gan của nhóm bổ sung 2,5 mg/kg cho thấy thâm nhiễm đơn nhân khu trú (mũi tên) (B). Gan của nhóm bổ sung 5 mg/kg cho thấy xung huyết và thoái hóa không bào (C). Gan của nhóm bổ sung 10 mg/kg cho thấy không bào tế bào gan (mũi tên) (D), tương tự như gan của nhóm bổ sung 20 mg/kg (mũi tên) (E).
Thận : Ở nhóm chứng, cầu thận và ống thận bình thường (F). Thận ở nhóm liều 2,5 mg/kg có cầu thận và ống thận bình thường (G). Thận ở nhóm liều 5 mg/kg có tình trạng tắc nghẽn cầu thận (mũi tên) (H). Thận ở nhóm liều 10 mg/kg có tình trạng tắc nghẽn mạch máu nghiêm trọng (mũi tên) (I). Thận ở nhóm liều 20 mg/kg có tình trạng tắc nghẽn cầu thận (mũi tên) (G).
Ảnh chụp kính hiển vi điện tử truyền qua đại diện của tá tràng từ gà thịt được xử lý bằng 20 mg/kg AgNP trong 42 ngày cho thấy AgNP có kích thước khác nhau bên trong nhân (N) của tế bào ruột (E) (Hình 4).
Hình 4. Ảnh chụp vi mô tiêu biểu của kính hiển vi điện tử truyền qua tá tràng từ gà thịt được xử lý bằng 20 mg AgNP trong 42 ngày cho thấy các hạt nano có kích thước khác nhau bên trong nhân (A) của ruột non.
Tóm tắt các tổn thương ở ngày thứ 42 tại tất cả các cơ quan được kiểm tra được trình bày trong Bảng.7. Mức độ nghiêm trọng của tổn thương tăng lên ở tất cả các mô và cơ quan được kiểm tra (tá tràng, gan và thận) theo liều lượng. Các tổn thương nhỏ nhất được quan sát thấy ở liều 2,5 mg/kg AgNP trong chế độ ăn.
Bảng 7. Tóm tắt điểm tổn thương sau 42 ngày ở tất cả các nhóm nghiên cứu.
Cuộc thảo luận
Một số tác giả đã đề xuất rằng việc bổ sung dung dịch nano bạc vào gà thịt trong điều kiện lý tưởng có thể ức chế hoặc kích thích hiệu suất tăng trưởng (Saleh và El-MagdTrích dẫn2018 ; Kumar và BhattacharyaTrích dẫn2019 ; Kumar và cộng sựTrích dẫn2020 ; Bolandi và cộng sựTrích dẫn2021 ; Dosoky và cộng sựTrích dẫn2021 ). Trong nghiên cứu hiện tại, hiệu suất tăng trưởng được cải thiện sau khi kết hợp các mức AgNP khác nhau (Saleh và El-MagdTrích dẫn2018 [50 ppm]; Kumar và BhattacharyaTrích dẫn2019 [50 ppm], Kumar và cộng sự.Trích dẫn2020 [50 ppm], Bolandi và cộng sự.Trích dẫn2021 [25, 50, 75 ppm]; Dosoky và cộng sự.Trích dẫn2021 [2, 4, 8 ppm]) phù hợp với kết quả của các nghiên cứu trước đây. Sự cải thiện này có thể là do tác dụng kháng khuẩn của nano bạc đối với vi khuẩn đường ruột có hại, cải thiện sức khỏe đường ruột và hấp thụ chất dinh dưỡng ở liều thấp 2,5 ppm, vì liều cao hơn > 2,5 ppm gây ra tác động tiêu cực. Sự cải thiện sức khỏe đường ruột dẫn đến tăng cường hấp thụ chất dinh dưỡng, thể hiện qua việc tăng trọng, hệ số chuyển đổi thức ăn và lượng thức ăn tiêu thụ ở gà thịt được cho ăn chế độ ăn có AgNP (Andi và cộng sự.Trích dẫn2011 ).
AgNP cũng có đặc tính chống viêm vì chúng điều chỉnh biểu hiện của metalloproteinase ma trận, các enzyme phân giải protein liên quan đến nhiều quá trình viêm và chữa lành khác nhau (Nadworny et al.Trích dẫn2010 ). Kích thích hoạt động của enzyme tiêu hóa là một lý do khác được đề xuất cho tác dụng kích thích tăng trưởng của AgNP. AgNP cải thiện sức khỏe và trạng thái miễn dịch của vật nuôi bằng cách cho phép chúng tiêu thụ ít chất dinh dưỡng hơn cho hoạt động trao đổi chất cần thiết để kiểm soát miễn dịch, cho phép chúng sử dụng các chất dinh dưỡng bổ sung đó cho các chức năng sinh lý và sản xuất khác (FondevilaTrích dẫn2010 ). Ngược lại, các nghiên cứu khác phát hiện ra rằng chế độ ăn bổ sung nano bạc có tác động tiêu cực đến hiệu suất của gà (Ahmadi và RahimiTrích dẫn2011 [0, 4, 8, 12 ppm]; Pineda và cộng sự.Trích dẫn2012 [0, 10, 20 trang/phút]; Vadalasetty và cộng sự.Trích dẫn2018 [50 ppm]). Những kết quả không nhất quán này có thể là do sự khác biệt về kích thước hạt nano, phương pháp tổng hợp, liều lượng hoặc phương pháp quản lý.
Việc giảm trọng lượng cơ thể tích lũy và trọng lượng tương đối của các cơ quan nội tạng ở gà thịt được bổ sung liều cao (20 mg/kg AgNP trong khẩu phần ăn) có thể là do AgNP làm giảm khả năng tiêu hóa protein bằng enzyme và ngăn cản sự hấp thụ đường và axit amin. Một lý do khác có thể là gà phải chịu nhiều căng thẳng tế bào hơn và tương tác tế bào quá mức khi tiêu thụ AgNP (Vadalasetty và cộng sự.Trích dẫn2018 ).
Sự cải thiện về tỷ lệ mặc quần áo và trọng lượng cơ quan tương đối ở gà được dùng liều AgNP thấp có một phần phù hợp với Elkloub et al. (Trích dẫn2015 ). Ngược lại, Ahmadi và Rahimi (Trích dẫn( 2011 ) đã báo cáo rằng nồng độ hạt nano bạc 4, 8 và 12 ppm của nano bạc làm tăng trọng lượng ruột non và mỡ bụng và không có tác động đáng kể đến % trọng lượng gan và mề. Hơn nữa, Felehgari et al. (Trích dẫn(2013 ) phát hiện ra rằng trọng lượng tương đối của ruột non và gan tăng lên, nhưng mề, dạ dày và tuyến tụy không bị ảnh hưởng bởi việc bổ sung các mức AgNP và selen vô cơ khác nhau.
Sự cải thiện khả năng giữ nước của cơ ức và cơ đùi ở gà được dùng liều AgNP thấp nhất (2,5 mg/kg) phù hợp với kết quả thu được trước đây (HashemiTrích dẫn2014 ; Hashemi và cộng sựTrích dẫn2017 ). Những kết quả này chỉ ra rằng liều thấp hơn gây ra mức độ oxy hóa protein thấp (HashemiTrích dẫn2014 ).
Mô bệnh học của các mô tá tràng, gan, thận và lách ở gà đối chứng và gà NS2.5 đều nằm trong giới hạn mô học bình thường mà không có bất thường đặc biệt nào, cho thấy AgNP không gây ảnh hưởng có hại đến cấu trúc mô học ở các mức liều như vậy. Tuy nhiên, ở gà được cho dùng liều nano bạc cao hơn (5, 10 và 20 mg/kg), các tổn thương bệnh lý từ nhẹ đến trung bình, bao gồm tắc nghẽn mạch máu, hoại tử và bong tróc biểu mô, hoại tử mô lympho và tích tụ tế bào đơn nhân cục bộ. Những phát hiện tương tự đã được báo cáo trước đây (Loghman và cộng sự.Trích dẫn2012 ; Samani và cộng sựTrích dẫn2018 ; Dosoky và cộng sựTrích dẫn2021 ). Các nhà nghiên cứu đó phát hiện ra rằng việc sử dụng liều cao (Loghman et al.Trích dẫn2012 [8 và 12 ppm]; Samani và cộng sự.Trích dẫn2018 [10 và 100 µg/ml]; Dosoky và cộng sự.Trích dẫn2021 [8 và 12 ppm]) của AgNP gây ra những thay đổi hoại tử nhẹ và thâm nhiễm tế bào viêm trong mô gan, lá lách và thận của gà thịt. Một số tác giả cho rằng tác dụng độc hại của AgNP là do khả năng tạo ra các gốc oxy phản ứng và do đó gây tổn thương DNA do stress oxy hóa trong tế bào động vật có vú (Hussain và cộng sự.Trích dẫn2005 ; Choi và cộng sựTrích dẫn2010 ; Chen và cộng sựTrích dẫn2014 ; El Mahdy và cộng sựTrích dẫn2015 ). Những phát hiện này cũng có thể được giải thích bằng việc nano bạc tiếp cận các tế bào của nhiều cơ quan, chẳng hạn như thận, gan và các cơ quan bạch huyết, bằng cách liên kết với protein huyết tương (Wijnhoven et al.Trích dẫn2009 ). Ngược lại, các tác giả khác phát hiện ra rằng liều lượng thay đổi của AgNP uống (2,87–63,74 mg/con) hoặc 50 mg/kg trong nước uống không dẫn đến tích tụ bạc trong cơ ức gà thịt và không ảnh hưởng đến mô học hoặc hình thái mô (Kulak et al.Trích dẫn2018 ; Kumar và cộng sựTrích dẫn2020 ).
Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng việc bổ sung bột nano bạc vào chế độ ăn uống làm giảm quần thể vi khuẩn dương tính với lactose và vi khuẩn đường ruột và làm tăng quần thể Lactobacillus sau ba tuần kể từ khi điều trị (ngày 28) (Ahmadi và KurdestanyTrích dẫn2010 ; Elkloub và cộng sựTrích dẫn2015 ; Bolandi và cộng sựTrích dẫn2021 ). Kết quả của một số nghiên cứu (FondevilaTrích dẫn2010 , Vadalasetty và cộng sự.Trích dẫn(2018 ) chỉ ra rằng việc sử dụng AgNP trong nước uống ở nồng độ 5, 15 và 25 mg/L không ảnh hưởng đến sự tăng trưởng hoặc số lượng vi khuẩn đường ruột, nhưng lại làm tăng số lượng vi khuẩn lactobacilli. Sự khác biệt về nồng độ AgNP, loài, thành phần dinh dưỡng, và thậm chí cả phương pháp đếm vi khuẩn có thể giải thích một số khác biệt trong kết quả của các nghiên cứu khác nhau.
Việc bổ sung AgNP có tác động đáng kể đến giá trị trung bình của nhiều thông số máu khác nhau (Bảng7) . Phát hiện này phù hợp với Ahmadi (Trích dẫn2012 ), người đã cho gà thịt ăn thức ăn bổ sung 20, 40, 60 ppm AgNP và quan sát thấy những thay đổi đáng kể về tổng protein, albumin và globulin. Cholesterol toàn phần trong huyết thanh giảm đáng kể ( p < .05) và triglyceride giảm không đáng kể ( p > .05) ở tất cả các nghiệm thức so với nhóm đối chứng. Những kết quả này cho thấy AgNP không có tác động tiêu cực đến thành phần lipid hoặc các chỉ số máu như đã báo cáo trước đây (Sawosz và cộng sự.Trích dẫn2009 ; Andi và cộng sựTrích dẫn2011 ; Ognik và cộng sựTrích dẫn2016 ; Kumar và cộng sựTrích dẫn2020 ). Ognik và cộng sự (Trích dẫn(2016 ) đã báo cáo rằng sự giảm tổng lượng cholesterol có thể là do sự phân hủy của axit béo không bão hòa đa và là kết quả của quá trình peroxy hóa lipid do AgNP gây ra.
Các nghiên cứu trước đây đã chứng minh rằng việc bổ sung nano bạc vào chế độ ăn uống dẫn đến sự tích tụ cặn bạc trong các mô và cơ quan của gà thịt theo cách phụ thuộc vào liều lượng và sự tích tụ này là có lợi, điều này hỗ trợ cho những phát hiện hiện tại (Kulak et al.Trích dẫn2018 ; Kumar và cộng sựTrích dẫn2020 ). Dữ liệu của chúng tôi hỗ trợ bằng chứng từ các nghiên cứu trước đây rằng lượng bạc dư thừa không được loại bỏ hiệu quả (Hadrup và LamTrích dẫn2014 ). Hơn nữa, vì bạc có thời gian bán thải dài nên nó tích tụ trong cơ thể con người. Cơ quan An toàn Thực phẩm Châu Âu đã thiết lập nồng độ bạc tối đa là 0,05 mg/L trong nước và 0,05 mg/kg trong thực phẩm (EFSA.Trích dẫn2016 ). Đối với phơi nhiễm bạc qua đường miệng mãn tính, Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ đã thiết lập liều tham chiếu là 5 g/kg trọng lượng cơ thể/ngày (SCENIHRTrích dẫn2014 ). Mặc dù hàm lượng bạc trong cơ ức và đùi gà thịt có thể thấp hơn giới hạn an toàn được quy định cho bạc trong thực phẩm, nhưng nó vẫn có thể gây độc do kích thước nhỏ và khả năng giải phóng Ag+. Việc bổ sung nano bạc vào chế độ ăn của gia cầm có thể gây ra nhiều tác dụng phụ và có thể gây hại cho cả gia cầm và con người (Leino và cộng sự.Trích dẫn2021 ). Kết quả của nghiên cứu hiện tại chỉ ra rằng sự tích tụ AgNP tăng theo liều lượng ở các bộ phận khác nhau của thịt gà thịt và mối nguy hiểm từ việc truyền nano bạc sang con người đòi hỏi phải kiểm soát và hạn chế việc sử dụng và tiếp thị chúng như chất phụ gia thức ăn hoặc chất kích thích tăng trưởng.
Kết luận
Chúng tôi nhận thấy rằng mặc dù có tác động tiềm tàng đến hiệu suất tăng trưởng, đặc điểm thân thịt và sự đa dạng của quần thể vi khuẩn manh tràng ở liều lượng 2,5 ppm, việc bổ sung AgNP vào khẩu phần ăn của gà thịt có nhiều tác động tiêu cực về 1) dư lượng bạc trong cơ ức và cơ đùi phụ thuộc vào liều lượng và khả năng truyền nano bạc sang người tiêu thụ, và 2) tác dụng gây độc tế bào của AgNP lên các tế bào ruột, gan, lách và thận. Do đó, việc sử dụng bột AgNP trong khẩu phần ăn có thể gây hại cho gà và sức khỏe con người. Do đó, chúng tôi đề xuất sử dụng nano bạc ở liều thấp hơn (< 2,5 ppm) để thử nghiệm trong các nghiên cứu tiếp theo.