Tiêu chảy sau cai sữa ở lợn con là một thách thức nghiêm trọng đối với ngành chăn nuôi lợn toàn cầu, gây ra thiệt hại kinh tế đáng kể do tỷ lệ mắc bệnh và tử vong cao. Cơ chế gây bệnh bao gồm sự mất cân bằng giữa hấp thu và bài tiết chất lỏng trong ruột, tổn thương niêm mạc ruột, rối loạn hệ vi sinh đường ruột, và phản ứng viêm. Những yếu tố chính trong thức ăn góp phần gây tiêu chảy bao gồm mức protein thô cao và protein kém tiêu hóa, các chất kháng dinh dưỡng, lượng chất xơ không phù hợp, tinh bột kháng tiêu hóa, và mất cân bằng điện giải. Hiểu rõ các cơ chế này sẽ giúp phát triển các chiến lược dinh dưỡng hiệu quả nhằm cải thiện sức khỏe đường ruột và giảm thiểu nguy cơ tiêu chảy ở lợn con sau cai sữa.

Giới thiệu

Giai đoạn cai sữa là một trong những thời điểm căng thẳng nhất trong đời sống của lợn, khi lợn con phải đối mặt với nhiều thay đổi đồng thời về dinh dưỡng, xã hội, tâm lý, môi trường và sinh lý. Những thay đổi này, đặc biệt là yếu tố dinh dưỡng, đóng vai trò quan trọng trong sức khỏe của lợn con sau cai sữa. Tiêu chảy sau cai sữa (PWD - Post-Weaning Diarrhea) là một vấn đề phổ biến và nghiêm trọng trên toàn thế giới, ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả sản xuất và lợi nhuận của ngành chăn nuôi lợn (Bonetti và cộng sự, 2021).

Truyền thống, giải pháp chính để kiểm soát PWD bao gồm sử dụng kháng sinh và oxit kẽm (ZnO) với liều cao trong thức ăn. Tuy nhiên, do những lo ngại về kháng kháng sinh và ô nhiễm môi trường, nhiều quốc gia đã hạn chế hoặc cấm sử dụng các chất phụ gia này, đòi hỏi phải có các giải pháp thay thế hiệu quả. Một trong những chiến lược quan trọng là hiểu rõ và kiểm soát các thành phần trong thức ăn có thể làm tăng nguy cơ tiêu chảy ở lợn con sau cai sữa.

Bài viết này tập trung phân tích các yếu tố cụ thể trong nguyên liệu thô và khẩu phần ăn của lợn con có thể làm tăng tính nhạy cảm với tiêu chảy, cũng như cơ chế tác động của chúng lên hệ tiêu hóa của lợn con. Thông qua hiểu biết sâu sắc về những tương tác này, các nhà dinh dưỡng động vật và bác sĩ thú y có thể phát triển các chiến lược hiệu quả để cải thiện sức khỏe đường ruột và giảm thiểu nguy cơ tiêu chảy ở lợn con sau cai sữa.

Cơ chế sinh lý bệnh của tiêu chảy sau cai sữa

Tiêu chảy về bản chất là kết quả của sự mất cân bằng giữa hấp thu và bài tiết chất lỏng trong ruột. Ở lợn con sau cai sữa, nhiều yếu tố liên quan đến thức ăn có thể góp phần gây ra tình trạng mất cân bằng này, dẫn đến tiêu chảy.

Sự mất cân bằng giữa hấp thu và bài tiết chất lỏng

Cơ chế cơ bản gây tiêu chảy ở lợn con là sự mất cân bằng giữa hấp thu và bài tiết chất lỏng và điện giải trong ruột. Khi bài tiết chất lỏng vượt quá khả năng hấp thu, đặc biệt là khi có sự bài tiết chloride (Cl-) tăng cao, dẫn đến tích tụ chất lỏng trong lòng ruột và gây tiêu chảy (Li và cộng sự, 2024).

Tổn thương cấu trúc ruột

Sau cai sữa, lợn con thường trải qua những thay đổi đáng kể về cấu trúc ruột, bao gồm teo nhung mao ruột, tăng sản mô hạt, giảm hoạt động của enzyme bàn chải biên, và rối loạn lớp mucin bảo vệ. Những thay đổi này làm giảm khả năng tiêu hóa và hấp thu dinh dưỡng, đồng thời tăng tính thấm của ruột, tạo điều kiện cho vi khuẩn gây bệnh như E. coli enterotoxigenic (ETEC) xâm nhập và gây bệnh (Pluske và cộng sự, 2018).

Rối loạn hệ vi sinh đường ruột

Thời điểm cai sữa đánh dấu sự thay đổi đáng kể trong hệ vi sinh đường ruột của lợn con, từ hệ vi sinh chủ yếu là Lactobacillus và Bifidobacterium (liên quan đến tiêu hóa sữa) sang hệ vi sinh phức tạp hơn để thích nghi với thức ăn dạng rắn. Sự thay đổi này có thể dẫn đến rối loạn hệ vi sinh đường ruột (dysbiosis), tạo cơ hội cho vi khuẩn gây bệnh như ETEC phát triển mạnh và gây tiêu chảy (Gresse và cộng sự, 2017).

Phản ứng viêm

Thành phần thức ăn không phù hợp có thể kích hoạt phản ứng viêm ở đường ruột lợn con, làm trầm trọng thêm tổn thương niêm mạc ruột và tạo điều kiện cho vi khuẩn gây bệnh xâm nhập. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng khẩu phần protein cao có thể kích hoạt con đường tín hiệu NF-κB, dẫn đến tăng sản xuất cytokine tiền viêm và gây tiêu chảy (Wang và cộng sự, 2021).

Protein và tiêu chảy sau cai sữa

Mức protein thô cao

Mức protein thô (CP) cao trong khẩu phần ăn là một trong những yếu tố dinh dưỡng chính liên quan đến PWD ở lợn con. Mặc dù lợn con có nhu cầu protein cao để phát triển, nhưng hệ tiêu hóa chưa phát triển hoàn chỉnh của chúng không thể tiết đủ enzyme để tiêu hóa hiệu quả lượng lớn protein. Protein không tiêu hóa đi vào ruột già sẽ bị lên men bởi vi sinh vật, tạo ra các sản phẩm có hại như amoniac, amine, indole, và phenol, gây độc cho niêm mạc ruột và kích hoạt tiêu chảy (Li và cộng sự, 2024).

Nghiên cứu cho thấy khẩu phần với 23% CP có tỷ lệ tiêu chảy cao hơn đáng kể so với khẩu phần 17% CP ở lợn con 21-35 ngày tuổi (Táng và cộng sự, 2015). Ngoài ra, mức protein cao còn liên quan đến sự gia tăng vi khuẩn proteolytic và giảm vi khuẩn có lợi như Lactobacillus, làm thay đổi cân bằng vi sinh đường ruột và tăng nguy cơ tiêu chảy.

Nguồn protein kém tiêu hóa

Không chỉ mức protein mà nguồn protein cũng đóng vai trò quan trọng trong PWD. Protein từ thực vật như đậu nành thường chứa các chất kháng dinh dưỡng và có tỷ lệ axit amin không cân đối, dẫn đến khả năng tiêu hóa kém hơn so với protein động vật như bột cá, bột huyết tương, hoặc protein trứng. Protein kém tiêu hóa sẽ đi qua ruột non và bị lên men ở ruột già, tạo ra các sản phẩm gây hại cho niêm mạc ruột và thúc đẩy sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh (Heo và cộng sự, 2013).

Các chất kháng dinh dưỡng

Chất ức chế trypsin

Đậu nành và các loại đậu khác trong khẩu phần ăn của lợn con thường chứa chất ức chế trypsin, làm giảm khả năng tiêu hóa protein và tăng lượng protein không tiêu hóa đi vào ruột già. Điều này không chỉ làm giảm giá trị dinh dưỡng của khẩu phần mà còn tạo cơ sở cho sự lên men protein ở ruột già, gây tiêu chảy (Lalles và cộng sự, 2007).

Lectin và glycinin

Lectin (hoặc hemagglutinin) và glycinin có trong các loại đậu, đặc biệt là đậu nành, có thể gắn vào biểu mô ruột, gây viêm và tăng tính thấm của ruột. Những protein này có thể gây ra phản ứng dị ứng ở lợn con, làm tổn thương niêm mạc ruột và tạo điều kiện cho vi khuẩn gây bệnh xâm nhập, dẫn đến tiêu chảy (Chen và cộng sự, 2011).

Tannin và saponin

Tannin và saponin có trong nhiều nguyên liệu thực vật có thể ức chế các enzyme tiêu hóa, làm giảm khả năng tiêu hóa và hấp thu dinh dưỡng. Đặc biệt, tannin có thể kết hợp với protein và enzyme tiêu hóa, làm giảm đáng kể khả năng tiêu hóa protein. Saponin có thể tương tác với màng tế bào của biểu mô ruột, làm tăng tính thấm và góp phần gây tiêu chảy (Jansman và cộng sự, 2019).

Chất xơ và carbohydrate

Chất xơ hòa tan và không hòa tan

Chất xơ đóng vai trò phức tạp trong sức khỏe đường ruột của lợn con. Chất xơ hòa tan (như β-glucan, pectin) làm tăng độ nhớt của chất chứa trong ruột, có thể làm chậm quá trình tiêu hóa và giảm khả năng hấp thu dinh dưỡng. Tuy nhiên, chất xơ hòa tan cũng có thể được lên men bởi vi khuẩn có lợi, tạo ra các axit béo chuỗi ngắn (SCFAs) có lợi cho sức khỏe đường ruột.

Mặt khác, chất xơ không hòa tan (như lignin, cellulose) có tác dụng giảm thời gian lưu thức ăn trong ruột, giảm cơ hội cho vi khuẩn gây bệnh phát triển, nhưng nếu quá nhiều có thể gây ra tiêu chảy cơ học (Pieper và cộng sự, 2012). Cân bằng giữa các loại chất xơ trong khẩu phần là rất quan trọng, đặc biệt trong 2 tuần đầu sau cai sữa khi khả năng tiêu hóa của lợn con còn hạn chế.

Tinh bột kháng tiêu hóa

Tinh bột kháng tiêu hóa (RS) là phần tinh bột không được tiêu hóa trong ruột non và đi vào ruột già, nơi chúng được lên men bởi vi khuẩn. Mặc dù một lượng nhỏ RS có thể có lợi cho hệ vi sinh đường ruột, nhưng lượng lớn có thể gây ra sự lên men quá mức, dẫn đến tăng sản xuất khí, đau bụng và tiêu chảy. Các nguồn RS trong khẩu phần lợn con bao gồm ngũ cốc chưa được xử lý nhiệt đầy đủ, khoai lang, và một số loại đậu (Li và cộng sự, 2019).

Mất cân bằng điện giải

Cân bằng điện giải trong khẩu phần, đặc biệt là tỷ lệ giữa natri, kali và clo, có vai trò quan trọng trong việc duy trì cân bằng nước và chức năng bình thường của đường ruột. Mất cân bằng điện giải có thể làm thay đổi áp suất thẩm thấu trong ruột, dẫn đến rối loạn hấp thu và bài tiết chất lỏng.

Khẩu phần có khả năng đệm axit (ABC) cao, chủ yếu do hàm lượng canxi cao hoặc mất cân bằng điện giải, có thể làm tăng pH dạ dày, giảm hiệu quả tiêu hóa protein và tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh trong ruột, dẫn đến tiêu chảy (Li và cộng sự, 2024).

Tác động của độc tố nấm mốc

Deoxynivalenol (DON)

Deoxynivalenol, còn được gọi là vomitoxin, là một độc tố nấm mốc thường gặp trong ngũ cốc bị nhiễm nấm Fusarium. DON có thể gây tổn thương nghiêm trọng cho niêm mạc ruột, làm tăng tính thấm của ruột và tạo điều kiện cho vi khuẩn gây bệnh và độc tố của chúng xâm nhập. Nghiên cứu cho thấy rằng ngay cả ở mức thấp, DON cũng có thể làm suy giảm chức năng miễn dịch của niêm mạc ruột và làm trầm trọng thêm tình trạng tiêu chảy do ETEC gây ra ở lợn con sau cai sữa (Li và cộng sự, 2024).

Độc tố nấm khác

Ngoài DON, các độc tố nấm khác như aflatoxin, ochratoxin A, và zearalenone cũng có thể có mặt trong nguyên liệu thức ăn và gây ra tác động tiêu cực lên sức khỏe đường ruột của lợn con. Những độc tố này có thể gây ra tổn thương gan, thận, và hệ miễn dịch, làm giảm khả năng phòng vệ của cơ thể chống lại các tác nhân gây tiêu chảy (Pinton và Oswald, 2014).

Tương tác giữa các thành phần thức ăn

Các thành phần thức ăn không tồn tại độc lập mà tương tác với nhau trong đường tiêu hóa, và những tương tác này có thể làm tăng hoặc giảm nguy cơ tiêu chảy. Ví dụ, sự kết hợp giữa mức protein cao và chất xơ hòa tan có thể dẫn đến sự lên men quá mức ở ruột già, tạo ra nhiều amoniac và amine hơn so với khi chỉ có một trong hai yếu tố này (Pieper và cộng sự, 2012).

Tương tự, sự hiện diện của các chất kháng dinh dưỡng có thể làm trầm trọng thêm tác động tiêu cực của mức protein không phù hợp hoặc tinh bột kháng tiêu hóa. Việc hiểu rõ những tương tác này rất quan trọng để phát triển các khẩu phần cân bằng nhằm giảm thiểu nguy cơ tiêu chảy ở lợn con sau cai sữa.

Chiến lược dinh dưỡng để giảm thiểu tiêu chảy sau cai sữa

Tối ưu hóa mức và nguồn protein

Một trong những chiến lược hiệu quả nhất để giảm PWD là giảm mức protein thô trong khẩu phần và sử dụng các nguồn protein có tính tiêu hóa cao. Khẩu phần với 17-18% CP, được bổ sung cân đối các axit amin tổng hợp, đã được chứng minh là làm giảm đáng kể tỷ lệ tiêu chảy so với khẩu phần có 21-23% CP (Heo và cộng sự, 2013).

Sử dụng các nguồn protein có tính tiêu hóa cao như bột huyết tương, protein trứng, hoặc đậu nành đã được xử lý để giảm các chất kháng dinh dưỡng cũng có thể giúp giảm lượng protein không tiêu hóa đi vào ruột già và giảm nguy cơ tiêu chảy.

Xử lý nguyên liệu để giảm chất kháng dinh dưỡng

Các phương pháp xử lý như nung nóng, lên men, hoặc sử dụng enzyme có thể giúp giảm đáng kể hàm lượng các chất kháng dinh dưỡng trong nguyên liệu thực vật. Ví dụ, xử lý nhiệt thích hợp có thể vô hiệu hóa chất ức chế trypsin và lectin trong đậu nành, trong khi lên men có thể cải thiện giá trị dinh dưỡng và giảm các yếu tố kháng dinh dưỡng trong nhiều loại nguyên liệu thực vật (Adeola và Cowieson, 2011).

Cân bằng nguồn và mức chất xơ

Cân bằng giữa chất xơ hòa tan và không hòa tan trong khẩu phần là rất quan trọng. Trong 1-2 tuần đầu sau cai sữa, khi khả năng tiêu hóa của lợn con còn hạn chế, nên hạn chế chất xơ hòa tan để tránh sự lên men quá mức. Sau đó, có thể dần dần tăng lượng chất xơ lên men để kích thích sự phát triển của vi khuẩn có lợi và sản xuất SCFAs (Li và cộng sự, 2019).

Kiểm soát khả năng đệm axit và cân bằng điện giải

Khẩu phần với khả năng đệm axit thấp, đặc biệt là với mức canxi phù hợp và cân bằng điện giải tốt, có thể giúp duy trì pH dạ dày thấp, tăng cường tiêu hóa protein và ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh. Sử dụng các khoáng chất dưới dạng hữu cơ có thể giúp giảm mức tro trong khẩu phần và cải thiện cân bằng điện giải (Heo và cộng sự, 2013).

Sử dụng phụ gia thức ăn

Các phụ gia thức ăn như axit hữu cơ, prebiotics, probiotics, và các chiết xuất thực vật có thể giúp cải thiện sức khỏe đường ruột và giảm nguy cơ tiêu chảy. Axit hữu cơ có thể giảm pH đường ruột, ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh, và cải thiện tiêu hóa. Prebiotics như mannanoligosaccharides (MOS) có thể thúc đẩy sự phát triển của vi khuẩn có lợi, trong khi probiotics như Lactobacillus và Bifidobacterium có thể cạnh tranh với vi khuẩn gây bệnh và tăng cường miễn dịch đường ruột (Liu và cộng sự, 2018).

Kết luận

Tiêu chảy sau cai sữa ở lợn con là kết quả của nhiều yếu tố phức tạp, trong đó thành phần thức ăn đóng vai trò quan trọng. Mức protein thô cao, protein kém tiêu hóa, các chất kháng dinh dưỡng, mất cân bằng chất xơ, tinh bột kháng tiêu hóa, và mất cân bằng điện giải đều có thể làm tăng nguy cơ tiêu chảy thông qua nhiều cơ chế khác nhau, bao gồm làm tổn thương niêm mạc ruột, rối loạn hệ vi sinh đường ruột, và kích hoạt phản ứng viêm.

Hiểu rõ những tương tác phức tạp giữa các thành phần thức ăn và hệ tiêu hóa của lợn con là nền tảng để phát triển các chiến lược dinh dưỡng hiệu quả nhằm giảm thiểu nguy cơ tiêu chảy sau cai sữa. Những chiến lược này bao gồm tối ưu hóa mức và nguồn protein, xử lý nguyên liệu để giảm chất kháng dinh dưỡng, cân bằng nguồn và mức chất xơ, kiểm soát khả năng đệm axit và cân bằng điện giải, và sử dụng các phụ gia thức ăn phù hợp.

Trong bối cảnh hạn chế sử dụng kháng sinh và oxit kẽm, việc phát triển các khẩu phần thức ăn cân bằng và phù hợp với nhu cầu dinh dưỡng và khả năng tiêu hóa của lợn con sau cai sữa là một chiến lược quan trọng để duy trì sức khỏe đường ruột và giảm thiểu tiêu chảy, góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành chăn nuôi lợn.

Tài liệu tham khảo

• Adeola, O., & Cowieson, A. J. (2011). Board-invited review: Opportunities and challenges in using exogenous enzymes to improve nonruminant animal production. Journal of Animal Science, 89(10), 3189-3218.
• Bonetti, A., Tugnoli, B., Piva, A., & Grilli, E. (2021). Towards zero zinc oxide: Feeding strategies to manage post-weaning diarrhea in piglets. Animals, 11(3), 642.
• Chen, F., Hao, Y., Piao, X. S., Ma, X., Wu, G. Y., Qiao, S. Y., Li, D. F., & Wang, J. J. (2011). Soybean-derived β-conglycinin affects proteome expression in pig intestinal cells in vivo and in vitro. Journal of Animal Science, 89(3), 743-753.
• Gresse, R., Chaucheyras-Durand, F., Fleury, M. A., Van de Wiele, T., Forano, E., & Blanquet-Diot, S. (2017). Gut microbiota dysbiosis in postweaning piglets: Understanding the keys to health. Trends in Microbiology, 25(10), 851-873.
• Heo, J. M., Opapeju, F. O., Pluske, J. R., Kim, J. C., Hampson, D. J., & Nyachoti, C. M. (2013). Gastrointestinal health and function in weaned pigs: A review of feeding strategies to control post-weaning diarrhoea without using in-feed antimicrobial compounds. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 97(2), 207-237.
• Jansman, A. J. M., Cirot, O., Corrent, E., Lambert, W., Ensink, J., & van Diepen, J. T. M. (2019). Interaction between dietary crude protein content and tannin supplementation on performance and gut health parameters in weaned piglets. Animal Feed Science and Technology, 248, 1-9.
• Lalles, J. P., Bosi, P., Smidt, H., & Stokes, C. R. (2007). Weaning - A challenge to gut physiologists. Livestock Science, 108(1-3), 82-93.
• Li, Y., Hou, Y., Wu, G., & Luo, Y. (2019). Potential dietary regulation strategies for gut health of pigs during the weaning transition. Animals, 9(7), 429.
• Li, Y., Zhang, J., Feng, W., & Luo, Y. (2024). Nutrition strategies to control post-weaning diarrhea of piglets: From the perspective of feeds. Animal Nutrition, 10, 62-74.
• Liu, Y., Espinosa, C. D., Abelilla, J. J., Casas, G. A., Lagos, L. V., Lee, S. A., Kwon, W. B., Mathai, J. K., Navarro, D. M. D. L., Jaworski, N. W., & Stein, H. H. (2018). Non-antibiotic feed additives in diets for pigs: A review. Animal Nutrition, 4(2), 113-125.
• Pieper, R., Kröger, S., Richter, J. F., Wang, J., Martin, L., Bindelle, J., Htoo, J. K., von Smolinski, D., Vahjen, W., Zentek, J., & Van Kessel, A. G. (2012). Fermentable fiber ameliorates fermentable protein-induced changes in microbial ecology, but not the mucosal response, in the colon of piglets. The Journal of Nutrition, 142(4), 661-667.
• Pinton, P., & Oswald, I. P. (2014). Effect of deoxynivalenol and other Type B trichothecenes on the intestine: A review. Toxins, 6(5), 1615-1643.
• Pluske, J. R., Turpin, D. L., & Kim, J. C. (2018). Gastrointestinal tract (gut) health in the young pig. Animal Nutrition, 4(2), 187-196.
• Tang, M., Laarveld, B., Van Kessel, A. G., Hamilton, D. L., Estrada, A., & Patience, J. F. (2015). Effect of segregated early weaning on postweaning small intestinal development in pigs. Journal of Animal Science, 77(12), 3191-3200.
• Wang, H., Xu, R., Li, X., Li, J., & Xiao, Z. (2021). Dietary high protein-induced diarrhea and intestinal inflammation by activation of NF-κB signaling in piglets. Veterinary Immunology and Immunopathology, 242, 110352.