Rối loạn cân bằng điện giải sau khi cai sữa do khẩu phần không cân bằng điện giải có thể góp phần lớn vào vấn đề tiêu chảy sau cai sữa, gây ra các rối loạn điện giải nghiêm trọng trong ruột và ảnh hưởng tiêu cực đến tăng trưởng của heo con sau khi cai sữa do mất quá nhiều muối và nước.

Giới thiệu

Cai sữa là một trong những giai đoạn căng thẳng và khó khăn nhất trong cuộc đời của heo (1). Heo con mới cai sữa thường bị stress do các yếu tố dinh dưỡng, tâm l‎‎‎ý, môi trường, sinh l‎ý,… (2,3). Do các yếu tố stress trên, heo con thường có các đặc điểm là giảm năng suất tăng trưởng và gia tăng tỷ lệ tiêu chảy sau cai sữa (4,5). Khi trải qua quá trình chuyển đổi từ sữa mẹ sang thức ăn cai sữa, heo con bị giảm lượng ăn vào một cách nghiêm trọng trong vài ngày đầu sau khi cai sữa (6). Hơn nữa, để thích nghi với môi trường mới, thành phần hệ vi sinh đường tiêu hóa của heo con cũng bị thay đổi do thay đổi cách ăn và thành phần thức ăn (6). Giai đoạn này thường gắn liền với thách thức về tăng trưởng vì tỷ lệ mắc các rối loạn đường tiêu hóa cao, chẳng hạn như Tiêu chảy Sau Cai sữa (TCSCS) (7). 

Tiêu chảy sau cai sữa được coi là một vấn đề sức khỏe quan trọng và có tỷ lệ mắc bệnh và tỷ lệ chết đáng kể (8,9). TCSCS đã được chứng minh là một bệnh tiêu hóa đa nguyên nhân, và thiếu dinh dưỡng là một trong những nguyên nhân chính (10-12). Đường tiêu hóa là một hệ sinh thái phức tạp và cân bằng (4,13). Thành phần khẩu phần là yếu tố ảnh hưởng chính đến hệ vi sinh vật đường ruột (14, 15). Do đó, khi xét đến sự cân bằng giữa hệ vi sinh đường ruột và thành phần khẩu phần, thì TCSCS là một vấn đề lớn trong suốt giai đoạn sau cai sữa. (11,16). 

Cách hiệu quả nhất để giảm mức độ TCSCS là điều chỉnh thành phần dinh dưỡng khẩu phần (15,17). Nhiều biện pháp dinh dưỡng khác nhau nhằm cải thiện giai đoạn chuyển tiếp cai sữa và giảm các bệnh đường ruột đã được nghiên cứu trong nhiều năm qua (11,18). Bằng chứng cho thấy rằng các can thiệp cụ thể về khẩu phần, như kiểm soát protein (19,20), xơ (21), tinh bột (22), cân bằng điện giải (23) và các thành phần khác trong khẩu phần ăn hàng ngày có thể giúp giảm sự gia tăng của TCSCS (11,24,25). Mục đích của bài tổng quan này là tóm tắt một số loại TCSCS phổ biến để làm rõ hơn vai trò của dinh dưỡng trong việc gây ra và kiểm soát TCSCS. 

1. Sự hấp thụ các chất điện giải trong khẩu phần ở ruột 

Ruột tiếp nhận 8-10 L dịch tiêu hóa mỗi ngày, bao gồm thức ăn và các chất tiết sinh học. Ruột non là nơi hấp thụ lượng dịch tiêu hóa nhiều nhất và 1.5 -1.9 L dịch còn lại được hấp thụ ở ruột già (96). Thông thường có khoảng ít hơn 0.1-0.2 L dịch tiêu hóa/ngày bị bài tiết qua phân trong các tình trạng bất thường (97). Heo con trong thời gian cai sữa thường bị giảm khả năng hấp thu của kết tràng đáng kể, dẫn đến tiêu chảy (98,99). Natri clorua điện tử trong ruột được hấp thụ chủ yếu nhờ các chất trao đổi Na+/H+ và Cl-/HCO- (100,101). Phần Natri clorua còn lại được hấp thụ bởi sự hấp thụ Cl- xuyên bào hoặc nội bào (102). Các chất trao đổi Na+/H+ và Cl-/CHO- trong tế bào biểu mô kết tràng là cần thiết để hấp thu natri colrua (103). Quá trình này được thúc đẩy bởi hoạt động của enzyme Na+ – K+ – ATPase và được điều hòa bởi sự suy giảm nồng độ Na+ (104,105). 

Các chất trao đổi Na+/H+ đóng một vai trò quan trọng trong việc hấp thu Na+ và nước cũng như là duy trì pH nội bào và thể tích tế bào (106). Tám loại chất trao đổi Na+/H+ có tên là NHE đã được xác định trong biểu mô ruột. Các chất trao đổi NHE1, NHE2, NHE3 và NHE8 đã được nhận thấy là hiện diện trong niêm mạc ruột (105,107). NHE1 hiện diện ở màng đáy của tế bào biểu mô ruột, không bị ảnh hưởng bởi sự suy giảm nồng độ Na+, và không góp phần vào quá trình hấp thu nước và ion âm (108,109). NHE2 và NHE3 đều hiện diện ở biểu mô ruột, trong đó NHE3 đóng góp lớn hơn trong sự hấp thụ Na+ trong các điều kiện kiểm soát (110). Ngoài ra, NHE3 được báo cáo là một chất vận chuyển chính trong việc hấp thụ Na+ ở ruột (97,111). Những con chuột bị loại bỏ NHE3 đã giảm sự hấp thu Na+ và nước trong ruột và dẫn đến tiêu chảy (112,113). Sự trao đổi Na+/H+ xảy ra ở cả bề mặt và gốc của biểu mô ruột và có thể bị ảnh hưởng bởi các kênh CFTR Cl- (114,115). Tuy nhiên, tác động cụ thể của các kênh CFTR Cl- đến sự điều hòa trao đổi Na+/H+ trong ruột non vẫn chưa được biết rõ. 

Trong các tế bào biểu mô ruột của động vật có vú, có hai họ gen SLC26, được đặc tên là DRA (SLC26A3) và PAT-1 (chất vận chuyển ion âm chính thức, SLC26A6), đã được xác định là các chất vận chuyển Cl-/KCO3 (116,117). DRA hiện diện chủ yếu ở kết tràng và tá tràng, trong khi PAT-1 chủ yếu hiện diện ở không tràng và hồi tràng (118,119). Các đột biến DRA đã được phát hiện là gây ra tiêu chảy nặng, mất nhiều Cl- trong phân và gây ra alkaloisis chuyển hóa cũng như là mất cân bằng điện giải trong huyết thanh (120,121). Những con chuột bị loại bỏ OAT-1 không biểu hiện kiểu tiêu chảy này  (122). Ngoài ra sự trao đổi Cl-/HCO3- cũng được kiểm soát bởi CFTR trong biểu mô kết tràng (123,124). Tổng hợp lại, các nghiên cứu hiện tại chỉ ra sự điều hòa của các chất trao đổi Na+/H+ và Cl-/HCO3- được kiểm soát bởi CFTR, do đó CFTR đóng một vai trò quan trọng trong sự hấp thu các ion của natri clorua và sự điều chỉnh pH của tế bào và niêm mạc trong đường tiêu hóa của động vật (117,125, 126). 

2. Ảnh hưởng của cân bằng điện giải khẩu phần đến năng suất tăng trưởng của heo con cai sữa

Ngành chăn nuôi heo luôn quan tâm đến các chất khoáng trong thức ăn như canxi (đá vôi), photpho (canxi photphat), natri và clo (muối và natri bicarbonate) (127,128). Việc bổ sung các chất khoáng vào thức ăn không chỉ để đáp ứng nhu cầu khoáng của vật nuôi và còn để điều chỉnh sự cân bằng điện giải (EB) (129). Sự cân bằng giữa ion dương (Na+, K+) và ion âm (Cl-) và lượng axit hoặc kiềm từ khẩu phần có thể làm thay đổi mạnh tình trạng axit-bazo và ảnh hưởng đến năng xuất tăng trưởng của heo con (130,131). Báo cáo đã chỉ ra rằng việc dư thừa các ion Clo gây EB âm và làm giảm năng suất tăng trưởng của heo con cai sữa (132-134). Tóm lại việc bổ sung các chất khoáng vào khẩu phần cai sữa, như canxi clorua và natri bicarbonat, có thể ảnh hưởng đến cân bằng điện giải và thay đổi đáng kể tỷ lệ tiêu hóa biểu kiến và năng suất của heo con sau cai sữa. Ngoài ra, heo có có xu hướng thiên về khẩu phần có EB thấp, điều này giúp tối ưu năng suất của chúng tốt hơn so với khẩu phần có EB cao (130,135).

3. Ảnh hưởng của cân bằng điện giải khẩu phần đến tỷ lệ TCSCS 

Các tác nhân gây bệnh đường ruột đã được chứng minh là có khả năng kích thích ruột bài tiết các chất điện giải và nước (136,137). Ở hầu hết các loài, cân bằng điện giải khẩu phần được biểu thị bằng Na+/H+ và Cl-/HCO3- và bị ảnh hưởng bởi tỷ lệ các ion dương và ion âm của các khoáng chất hóa trị 1 (138,139). Cân bằng khẩu phần đóng một vai trò quan trọng trong kiểu hình và chức năng của ruột (140). Rối loạn cân bằng điện giải sau khi cai sữa do khẩu phần mất cân bằng điện giải có thể góp phần lớn vào vấn đề tiêu chảy sau cai sữa, gây ra các rối loạn điện giải nghiêm trọng trong ruột và ảnh hưởng tiêu cực đến tăng trưởng của heo con sau khi cai sữa do mất quá nhiều muối và nước (130, 133). Trong giai đoạn sau cai sữa, các chất vận chuyển ion và kênh ion hoạt động chưa đồng nhất, mà các chất vận chuyển và kênh ion này lại đóng vai trò kiểm soát trong việc kết hợp và xác định hàm lượng điện giải và thể tích chất lỏng trong lòng ruột. Về cơ bản thì l‎ý do của TCSCS là do sự mất cân bằng giữa sự hấp thu và sự bài tiết các ion và các chất hòa tan qua biểu mô ruột (141). Sự mất cân bằng điện giải này trong đường tiêu hóa của heo con cũng có thể gây ra bởi sự hiện diện của các vi khuẩn tiết độc tố vào ruột và làm rối loạn sự phát triển của biểu mô (142). Các tác nhân gây bệnh đường ruột lây lan nhanh chóng và gây nhiễm trùng trong ruột của heo con (143). Tình trạng này dẫn đến hiện tượng tiêu chảy phân nước góp phần làm giảm hiệu suất tăng trưởng, tăng tỷ lệ bệnh, và thậm chí làm tăng tỷ lệ chết sau cai sữa.

Về nguyên tắc, các quá trình dẫn đến TCSCS được trình bày như sau. Đầu tiên, các khẩu phần sau cai sữa chứa các chất hòa tan không được hấp thụ, tạo ra một áp lực thẩm thấu kéo nước và các chất điện giải vào lòng ruột (144, 145). Thứ hai, những điều này dẫn đến teo nhung mao và phì đại gốc nhung mao, do đó làm thay đổi sự cân bằng giữa sự hấp thu và sự bài tiết theo hướng bất lợi (146, 147). Cuối cùng, hoạt động bài tiết bị kích thích bởi axit mật và axit béo không được hấp thu (148). Axit mật và axit béo bị thay đổi tự vận chuyển vào pha lipid của màng sinh chất (149, 150). Sau đó, sự giảm hấp thu và tăng bài tiết ở ruột dẫn đến phân chứa nhiều nước và là nguyên nhân gây tiêu chảy (151, 152). Nói chung, sự mất cân bằng điện giải trong khẩu phần ăn sau cai sữa có thể dẫn đến sự thay đổi về khả năng nhu động ruột, tính thấm của tế bào, mất bề mặt hấp thu, do đó sự thay đổi hàm lượng các chất điện giải trong khẩu phần sau cai sữa cuối cùng sẽ dẫn đến TCSCS (hình). 

Nguồn: Biomed Research International 

Biên dịch: Ecovet Team