Studie zeigt, dass Kupferperlen im Schweinefutter das Darmmikrobiom von Schweinen verändern

Kupfer ist ein natürliches antimikrobielles Material, das, wenn es Schweinefutter zugesetzt wird, das Wachstum und die Gesundheit der Tiere fördern kann. Da Schweine hohe Mengen des Metalls vertragen, haben Forscher der Texas Tech University in Amarillo kürzlich untersucht, ob Kupfer zur Förderung der Darmgesundheit und zur Verringerung der Freisetzung von Mikroben in die Umwelt eingesetzt werden könnte.

Diese Woche in Spektrum der Mikrobiologiedie Forscher Bericht dass kleine kupferhaltige Kügelchen, wenn sie dem Schweinefutter zugesetzt werden, das Metall effektiv an den Tierdarm abgeben.

„Das Kupfer wird im tierischen System sehr langsam freigesetzt“, sagt die Mikrobiologin Alexandra Calle, Ph.D., die leitende Autorin der Studie. Anstatt nur im Magen verzehrt und absorbiert zu werden, verbleibt es für einen längeren Zeitraum im Magen-Darm-Trakt des Tieres.

Im Labor stellten Calle und ihre Kollegen fest, dass die Exposition von Salmonellen gegenüber der Kupferkügelchenlösung zu einer dramatischen Verringerung der Population des bakteriellen Krankheitserregers führte. Aufgrund dieser Ergebnisse hofften sie, dass ihre Tierversuche zeigen würden, dass die Kupferkügelchen auch mikrobielle Krankheitserreger im Darm reduzieren könnten.

Sie teilten eine Gruppe von 48 6 Monate alten Schweinen – halb weiblich, halb männlich – in zwei Gruppen auf. Während der zweiten Woche einer dreiwöchigen Studie erhielt die erste Gruppe normales Futter und die andere erhielt Futter mit zugesetzten Kupferkügelchen. Während des gesamten Experiments sammelten die Forscher Kot von den Schweinen und verwendeten dabei Atomspektroskopie zur Messung des Kupfergehalts und 16s-RNA-Sequenzierung zur Identifizierung mikrobieller Spezies.

Calle und ihre Kollegen wählten zwei Bakterienfamilien aus, um sie als Indikatoren dafür zu untersuchen, wie Kupfer das Darmmikrobiom veränderte. Eine davon war Enterobacteriaceae, eine große Ansammlung von Mikroben, zu der Salmonellen, Shigellen, Escherichia coli und andere gehören, darunter viele, die pathogen sein können. Zur anderen Familie gehörten Milchsäurebakterien, denen gesundheitliche oder ernährungsphysiologische Vorteile zugeschrieben werden.

Tiere in der Versuchsgruppe hatten etwa 20-mal so viel Kupfer im Kot wie Tiere in der Kontrollgruppe, und nachdem sie kein Kupfer mehr erhielten, kehrten ihre Metallwerte auf den Ausgangswert zurück. Diese Messungen bestätigten, dass die Perlen das Metall effektiv abgegeben hatten.

Analysen der Mikrobenpopulationen zeigten, dass der Kupferzusatz in der Kontrollgruppe zu einem höheren Anteil an Enterobacteriaceae und einem geringeren Anteil an Milchsäurebakterien führte – was nicht die Veränderung war, die sich die Forscher erhofft hatten.

„Obwohl unser angestrebtes Ziel darin bestand, den Enterobacteriaceae-Spiegel zu senken, geschah das Gegenteil“, sagte Calle. Sie vermutet, dass es den Enterobacteriaceae leichter fiel, den Darm zu besiedeln, nachdem das Kupfer die Konzentration der Milchsäurebakterien verringerte.

Trotz dieser Erkenntnisse lassen sie sich jedoch nicht entmutigen. „Das war unser erster Test dieses Projekts“, sagte Calle. Das ultimative Ziel der Forschung, sagte sie, sei die Entwicklung dessen, was die Forscher als „Eingriff vor der Ernte“ bezeichnen, der die Darmgesundheit der Tiere verbessern würde, bevor sie geschlachtet und zu Nahrungsmitteln verarbeitet werden.

Der nächste Schritt in Richtung dieses Ziels bestehe darin, die Kügelchen einzusetzen, um bestimmte, pathogene Mikroben anzugreifen und die Vorteile für die Darmgesundheit zu optimieren.