Forskare vid University of Delaware undersöker vad som orsakar magkänslan hos husdjur som kor och höns.

Ryan Arsenault, biträdande professor vid Institutionen för djur- och livsmedelsvetenskap vid UD:s college för jordbruk och naturresurser (CANR), anlände till UD 2015 och sedan dess, han har arbetat med att inrätta ett labb som tittar specifikt på tarmhälsan hos produktionsdjur.

Medlemmar av Arsenault's lab - särskilt Bridget Aylward, en doktorand i CANR, och Casey Johnson, en masterstudent i CANR - har presenterat sina resultat på internationella konferenser som European Symposium on Poultry Nutrition i Spanien samt Keystone -konferenser i Banff, Kanada och Dublin, Irland.

Arsenault sa att tarmhälsan är ett stort ämne inom jordbruket eftersom många forskare letar efter alternativ till antibiotika som nästan alla är inriktade på tarmen.

"Vi kan inte använda antibiotika som förr i matdjur, "sa Arsenault." Antibiotika har använts i djurjordbruket för att hålla djuren sjukdomsfria och växa sig större. I Europa, det är helt borta, har varit i åratal, och det dras mer och mer från den amerikanska marknaden så saker som probiotika, pre-biotics, postbiotik, fodertillsatser och foderenzym, alla ser på dem som denna silverkula för att lösa antibiotikaalternativfrågan. "

Många av hans forskningsprojekt finansieras av industrin och tittar på verkningsmekanismer och mekanismer för antibiotika alternativ som jästcellväggsextrakt, foder enzymer och foder modifierare.

Trenden mot icke-antibiotika går i grunden ner till två huvudpunkter:bekymmerna om antibiotikaresistens som bakterier utvecklar och den negativa uppfattningen konsumenterna har när det gäller användningen av antibiotika hos djur.

Arsenault sa att tarmen är viktig att förstå eftersom det är centrum för animalieproduktion.

"Du behöver en effektiv tarm eftersom det är där alla näringsämnen absorberas. Du kommer inte att ha ett växande djur utan en fungerande frisk tarm och det är också platsen för många sjukdomsframkallande patogener, "sa Arsenault." Det är kopplat till i stort sett alla andra system. Till exempel, det näst mest innerverade organet i kroppen förutom hjärnan är tarmen. "

Det finns också en enorm immunkomponent eftersom mer än 50 procent av immunsystemet finns i tarmen.

"Tarmarna är typ av en koppling till allt, "sa Arsenault." Det är i grunden din tarmmikrobiota - de inhemska bakterierna i tarmen - är en stor del av att vara frisk. Om du har de "goda" bakterierna i tarmen, du är mer benägna att vara resistent mot infektioner, din tarm fungerar mer effektivt, du kan behålla en hälsosammare vikt. Sjukdomar som Crohns sjukdom eller ulcerös kolit är, folk tror, främst relaterad till mikrobioter. "

Förvärvet av ett mikrobiom som ung kyckling, baby kalv eller en baby människa har konsekvenser för en hel livslängd på grund av hur det hjälper till att utveckla ett lämpligt immunsystem och ett lämpligt immunsvar.

Till exempel, många allergier och autoimmuna sjukdomar är kopplade till hur man skaffar sig ett mikrobiom i barndomen.

Arsenault sa att hans laboratorium är intresserat av att undersöka hur kycklingar eller kor förvärvar ett hälsosamt eller ohälsosamt mikrobiom och vilka signaler detta ger värddjuret, som matar in probiotikafrågan om vad djuren ska matas för att ge dem en hälsosam mikrobiota så att deras immunsystem är optimalt och de absorberar de optimala näringsämnena.

Att fokusera på tarmen är också en trend inom människors hälsa, eftersom probiotika har tagit fart i popularitet och arbetet som utförs i Arsenults laboratorium knyter an till One Health -konceptet, tanken att människors hälsa är kopplad till djurs hälsa och miljön. Den vanligaste typen av zoonotisk sjukdom - sjukdomar som kan överföras från djur till människor - klassificeras som zoonotiska mag -tarmsjukdomar, Detta inkluderar Salmonella , E coli och Campylobacter .

För deras presentationer, Johnson och Aylward fokuserade båda på frågor relaterade till tarmen.

Johnson tittade på fodertillsatser som alternativ till antibiotika och hur de reagerar med nekrotisk enterit, eller inflammatorisk död tarmsjukdom, hos kycklingar vilket är ett stort problem för fjäderfäindustrin i Delmarva på grund av begränsningar av antibiotikafoder.

"Vi tittade på deras produkter som är råa jästcellväggsextrakt som utlöser immunreceptorer och vi tittade på de renade formerna av dessa jästcellväggsextrakt och på skillnaderna och effekten av dessa som antibiotika -alternativ. De mer renade produkterna verkade för att få ett bättre svar, "sa Johnson.

Eftersom jäst är en svamp och inte en bakterie, de initierar och binder till olika receptorer i tarmen och gör olika saker mot immunsystemet än bakterier.

Arsenault förklarade att det har varit mycket arbete inom fjäderfä med jästfodertillsatser som immunmodulatorer eftersom "de inte verkligen stimulerar immunsystemet, de dämpar inte immunsystemet, de formar eller modulerar det. "

Aylwards affischpresentation i Banff tittade på mönsterigenkänningsreceptorer, som är receptorer i immunsystemet som känner igen ett specifikt universellt mikrobemotiv, såsom en uppsättning nukleinsyror i en form som bara finns i bakterier, när det gäller kycklingmakrofagcellinjer.

En makrofag är en stor cell som finns i stationär form i vävnaderna eller som en mobil vit blodkropp, särskilt på infektionsställen.

Makrofagerna behandlades med butyrat-betraktat som ett postbiotiskt-och forskolin-ett växtextrakt som människor använder som ett viktminskningstillskott.

Aylward arbetade med kinome array -analysen av hur signalering i cellerna förändrades efter administrering av dessa olika fodertillsatser.

Hennes presentation i Dublin tittade på åtta slumpmässiga mjölkkor som var fria från patogener för att fastställa normal immuncellsignalering i tarmarna hos dessa kor.

Förutom hans forskning om tarmhälsa, Arsenault sitter också i organisationsstyrelsen för det årliga symposiet om maghälsa vid produktion av livsmedelsdjur, en internationell konferens om alla aspekter av tarmhälsa för alla livsmedelsdjur. Han har blivit inbjuden att tala om ämnet tarmhälsa i Brasilien, Spanien, Kanada och USA och redigerade en e-bok om tarmhälsoforskning.

Institutionen för djur- och livsmedelsvetenskap har också Amy Biddle, biträdande professor i djur- och livsmedelsvetenskap, som undervisar i en tarmmikrobiom mikrobiell och värd perspektiv klass med Arsenault.

Biddles arbete inkluderar Equine Gut Microbiome -projektet där hennes labb hanterar många av de grundläggande frågorna bakom bakteriens roll i hästtarmen för hälsa och sjukdom.

Robert Dyer, docent i ANFS, och Tanya Gressley, docent och mejeri -nutritionist i ANFS, tittar också noga på djurs hälsa hos djur.