Probiotischer Futterzusatz anstelle von Antibiotika fördert nachweislich das Wachstum und die Gesundheit von Geflügel

Antimikrobielle Resistenzen stellen eine immer ernstere Bedrohung für die öffentliche Gesundheit dar, und die Verwendung antimikrobieller Mittel in Viehfutter hat nach Angaben der US-amerikanischen National Institutes of Health einen wesentlichen Anteil an der Entstehung und Verbreitung antimikrobieller Resistenzen gegen viele Arzneimittel. Die Geflügelindustrie entwickelt sich in Richtung einer antibiotikafreien Produktion, um den Marktanforderungen gerecht zu werden und die Ausbreitung zu verlangsamen, und Forscher der Penn State helfen dabei, alternative Ansätze zu identifizieren und besser zu verstehen.

Der wachsende Bedarf an antibiotikafreien Produkten stellt die Hersteller vor die Herausforderung, die Verwendung antimikrobieller Mittel als Futterzusätze in der Ernährung von Masthühnern zu reduzieren oder ganz einzustellen, um die Futtereffizienz, die Wachstumsrate und die Darmgesundheit zu verbessern. Unter der Leitung von Erika Ganda, Assistenzprofessorin für Mikrobiome von Nahrungsmitteltieren, führte ein Forschungsteam der Penn State University kürzlich eine Studie über natürliche Futtermittelzusatzstoffe durch, die vielversprechende Alternativen zum Ersatz antimikrobieller Wachstumsförderer darstellen.

In Erkenntnissen erscheinen In Geflügelwissenschaftcharakterisierten die Forscher die Auswirkungen eines Probiotikums und einer Mischung aus ätherischen Ölen auf das Wachstum und die Darmgesundheit von Broilern. Das Team fand heraus, dass die Ergänzung der Ernährung junger Küken mit einem Probiotikum über 21 Tage die Fülle an nützlichen Darmmikroorganismen deutlich steigerte.

Insgesamt sind laut Ganda Forschungsarbeiten wie die von ihrem Team durchgeführte Arbeit dringend erforderlich, um den Produzenten bei der Entscheidungsfindung auf dem Bauernhof zu helfen. Sie fügte jedoch hinzu, dass sich die Verwendung dieser Futtermittelzusatzstoffe in der Masthähnchenproduktion noch in einem frühen Stadium befinde und weitere Studien zur Bewertung der gesundheitlichen Ergebnisse, Mechanismen und Konsequenzen für die Prävalenz antimikrobieller Resistenzen erforderlich seien, um die Rolle der Fütterung antimikrobieller Wachstumsförderer besser zu verstehen Alternativen zum Magen-Darm-Trakt von Broilern.

„Da der Verzicht auf den Einsatz antimikrobieller Wachstumsförderer mit einer Zunahme von Krankheiten und einem Rückgang der Wachstumsleistung bei Küken einhergeht, sind antibiotikafreie alternative Ansätze zur Verbesserung der Darmgesundheit und der Wachstumsleistung für die Geflügelindustrie von großem Interesse“, sagte sie. „Die Behauptung, ein Produkt sei ‚natürlich‘, macht es nicht zwangsläufig vorteilhafter als Antibiotika. Deshalb haben wir dieses Experiment durchgeführt, um diese Frage zu beantworten.“

Im Rahmen der von Ana Fonseca, wissenschaftliche Mitarbeiterin in Gandas Forschungsgruppe am College of Agricultural Sciences, geleiteten Studie wurden insgesamt 320 Eintagsküken 21 Tage lang in 32 zufällig zugewiesenen Käfigen aufgezogen. Die Behandlungen bestanden aus vier experimentellen Diäten: einer Standarddiät; und eine Standarddiät gemischt mit dem Antibiotikum Bacitracinmethylendisalicylat oder einer ätherischen Ölmischung aus Oreganoöl, Rosmarin und rotem Pfeffer oder dem Probiotikum Bacillus subtilis.

Probiotika sind lebende Mikroorganismen, die – wenn sie in ausreichenden Mengen verabreicht werden – dem Wirt einen gesundheitlichen Nutzen verleihen, indem sie eine vielfältigere Population nützlicher Bakterien im Verdauungstrakt unterstützen. Ätherische Öle sind pflanzliche Extrakte, die über verschiedene antioxidative, immunmodulierende und antimikrobielle Eigenschaften verfügen und die Fähigkeit besitzen, das „Mikrobiom“ – in diesem Fall die Gemeinschaft der im Darm der Küken lebenden Mikroorganismen – zu verändern.

Die Forscher wogen alle Masthühner einzeln am ersten Tag und dann am Ende jeder Ernährungsphase am 10. und 21. Tag. Der Futterverbrauch pro Stall wurde am Ende jeder Wachstumsphase überwacht. Das Team berechnete außerdem die durchschnittliche tägliche Körpergewichtszunahme, die Futteraufnahme und das Futterverwertungsverhältnis des aufgenommenen Futters dividiert durch die Gewichtszunahme in drei Zeiträumen: der Starterphase von einem bis 10 Tagen, der Wachstumsphase von 11 bis 21 Tagen und dem Gesamtzeitraum von 1 bis 21 Tage.

Das Team sammelte während des gesamten Versuchszeitraums täglich Exkrementproben und analysierte die DNA, um vorhandene Bakterien zu identifizieren. Über alle Zeitpunkte hinweg veränderte die Ergänzung der Hühnernahrung mit dem Probiotikum oder dem Antibiotikum die relative Häufigkeit von Bakterienstämmen im Vergleich zur Standarddiät erheblich, stellte Fonseca fest. Im Vergleich zur Standardernährung kam es jedoch zu keinen durch ätherische Öle beeinträchtigten Mikroorganismen.

„Wir waren etwas überrascht von den Ergebnissen der ätherischen Öle – wir hatten erwartet, dass sie nicht nur Auswirkungen auf das Mikrobiom, sondern auch auf die Leistungsfähigkeit haben würden“, sagte sie. „Wir glauben immer noch, dass ätherische Öle eine vielversprechende Alternative zu antimikrobiellen Wachstumsförderern darstellen könnten, aber ihre Wirksamkeit kann durch verschiedene Faktoren beeinflusst werden. Wir haben diese Tiere nur 21 Tage lang beobachtet, und vielleicht würden die ätherischen Öle eine stärkere Wirkung entfalten, wenn sie älter sind.“ und ihr Mikrobiom wird stabiler. Die Vorteile ätherischer Öle in diesem Zusammenhang verdienen mehr Forschung.

An der Forschung an der Penn State beteiligten sich Sophia Kenney, wissenschaftliche Mitarbeiterin im Doktorandenprogramm für molekulare, zelluläre und integrative Biowissenschaften; Emily Van Syoc, Postdoktorandin, Penn State One Health Microbiome Center; Stephanie Bierly, ehemalige Labortechnikerin im Ganda-Labor, jetzt Account Managerin bei Novogene; Francisco Dini-Andreote, Assistenzprofessor für Phytobiome; Justin Silverman, Assistenzprofessor für Informationswissenschaft und -technologie, Statistik und Medizin; und John Boney, Vernon E. Norris Faculty Fellow für Geflügelernährung.