Đường ruột của động vật dạ dày đơn là một môi trường sinh học có thể tự đổi mới và bảo vệ. Dọc theo thành ruột, các tế bào hình đài chuyên biệt tiết ra chất nhầy, tạo thành một lớp màng mỏng bảo vệ biểu mô ruột. Lớp chất nhầy này làm trơn láng ruột, làm hỗn dịch tiêu hóa di chuyển dễ dàng, bảo vệ các tế bào ruột khỏi ma sát cơ học và mầm bệnh, đồng thời tạo môi trường sống cho lợi khuẩn. Nó hoạt động như tuyến phòng thủ đầu tiên của ruột, đồng thời cho phép các chất dinh dưỡng khuếch tán đến các tế bào hấp thụ.
Nhưng khi chất nhầy trở nên quá nhiều hoặc quá nhớt, nó bắt đầu cản hoạt động tiêu hóa của đường ruột. Một lớp màng nhầy dày tạo ra một rào cản vật lý giữa các chất dinh dưỡng và tế bào ruột, làm giảm hiệu quả hấp thụ và làm tăng thất thoát qua phân của các axit amin và chất béo. Các vi khuẩn gây bệnh và độc tố của chúng cũng có thể mắc kẹt trong lớp màng nhầy trong lòng ruột thay vì bị đào thải cùng với dịch tiêu hóa. Ở động vật non, thường dẫn đến quá trình thay đổi biểu mô chậm hơn, dẫn đến nhung mao ngắn hơn và giảm khả năng tiêu hóa. Một hậu quả khác là sự gia tăng tổn thất nội sinh, do động vật tiêu tốn năng lượng và axit amin vốn hỗ trợ sự tăng trưởng, phải liên tục sản xuất và thải ra nhiều chất nhầy hơn. Theo thời gian, điều này tạo ra một chu kỳ mà ruột vẫn được bảo vệ nhưng chức năng kém hơn, quan trọng là duy trì độ dày chất nhầy phù hợp thay vì chỉ tối đa hóa việc sản xuất nó.
Do đó, việc duy trì độ dày phù hợp của lớp chất nhầy là điều cần thiết để vẫn duy trì sự bảo vệ mà không ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ. Đây lý giải tại sao các chất xơ không tan là một chiến lược dinh dưỡng hợp lý, nó giúp điều chỉnh sự luân chuyển chất nhầy thông qua kích thích cơ học nhẹ nhàng. Quá trình này được gọi là cạo.
Tương tác vật lý giữa các sợi xơ và thành ruột
Chất xơ không tan, đặc biệt là những chất xơ có kích thước hạt thô và cấu trúc cứng, tạo ra lực ma sát cơ học nhẹ nhàng lên niêm mạc ruột trong quá trình nhu động ruột. Lực ma sát này tách các phần của lớp nhầy nông và loại bỏ một số tế bào biểu mô già cỗi bám vào nhung mao. Quá trình này tương tự như quá trình làm sạch tự nhiên bề mặt ruột. Khi hợp lý, quá trình cạo này cải thiện tái tạo niêm mạc và duy trì lớp nhầy mỏng hơn, mới hơn, tạo điều kiện cho các chất dinh dưỡng và các tế bào hấp thụ.
Lợi ích của việc cạo có kiểm soát
1. Loại bỏ chất nhầy dư thừa:
Thành ruột được bao phủ bởi một lớp chất nhầy giàu glycoprotein và vi khuẩn. Khi chất nhầy tích tụ quá nhiều, nó có thể trở thành một rào cản khuếch tán đối với các axit amin và axit béo. Việc cào nhẹ ở mức độ vừa phải giúp giảm độ dày này, cải thiện sự tiếp xúc giữa dịch và các tế bào hấp thu. Đo đó làm tăng khả năng tiêu hóa và hiệu quả hấp thu chất dinh dưỡng.
2. Bóc tách vi khuẩn gây bệnh:
Nhiều vi khuẩn gây bệnh đường ruột, chẳng hạn như E. coli hoặc Clostridium perfringens, bám vào tế bào biểu mô thông qua các phân tử bám dính có trong chất nhầy. Tác động cơ học của các sợi xơ có thể đánh bật những vi khuẩn này, rút ngắn thời gian tồn tại và hạn chế sản sinh độc tố. Điều này đặc biệt hữu ích ở heo con hoặc gà thịt, khi hệ miễn dịch vẫn còn đang hoàn thiện.
3. Kích thích quá trình chuyển hóa biểu mô:
Việc loại bỏ các tế bào biểu mô già cỗi hoặc bị tổn thương sẽ kích hoạt sự tăng sinh của các tế bào ruột non mới từ các hốc tuyến (crypts). Sự trẻ hóa này đẩy nhanh quá trình phục hồi niêm mạc và duy trì chiều cao nhung mao, một yếu tố quan trọng quyết định khả năng hấp thụ dưỡng chất. Như vậy có thể hiểu, các sợi hoạt động như một chất tẩy tế bào chết sinh lý, duy trì sức sống của biểu mô.
Khi việc cạo trở nên có hại.
Giống như nhiều quá trình có lợi khác trong dinh dưỡng, việc cạo phải nằm trong giới hạn sinh lý. Khi chất xơ quá thô, quá sắc hoặc quá nhiều, áp lực cơ học lên niêm mạc sẽ tăng lên. Thay vì kích thích sự tái tạo, nó có thể làm mòn các đầu nhung mao và giảm diện tích bề mặt chức năng. Kết quả là chất dinh dưỡng bị rò rỉ qua các tế bào bị tổn thương và giảm khả năng tiêu hóa rõ rệt, đặc biệt là axit amin và lipid. Việc cạo quá mức cũng có thể kích hoạt cơ chế sản xuất quá mức chất nhầy bảo vệ, dẫn đến lớp nhầy dày hơn và giảm khả năng hấp thụ. Hậu quả là sự phát triển chậm hơn, tỷ lệ chuyển đổi thức ăn cao hơn và suy yếu cấu trúc ruột.
Một số loại bã thực vật thô có tính ăn mòn đặc biệt cao và cần được sử dụng thận trọng. Các loại sợi mài mòn nhất trong thức ăn thường là những loại có độ cứng cao, hình dạng hạt góc cạnh và hàm lượng silica đáng kể. Các loại chính bao gồm:
- Vỏ trấu, được coi là thô ráp nhất do hàm lượng silica rất cao và các mảnh vỏ trấu sắc nhọn
- Vỏ lúa mạch và kê, vỡ thành các mảnh cứng có thể làm trầy xước niêm mạc
- Xơ lúa mì chưa qua chế biến hoặc cám lúa mì thô, nơi các mô cứng tạo ra các hạt giống như kim khi được nghiền
- Vỏ hướng dương, đặc biệt là ở dạng thô, vì chúng dày, giòn và dễ tạo thành các mảnh sắc nhọn
- Bã mía khi chỉ được cắt nhỏ bằng máy, tạo ra các sợi dài và nhọn
- Bã cọ và dừa, rất xơ và vẫn thô ráp nếu không được tinh chế kỹ lưỡng
Tối ưu hóa hiệu ứng cạo
Để đạt được lợi ích mà không gây ra phản ứng bất lợi, các chuyên gia dinh dưỡng nên tập trung vào ba thông số: kích thước hạt, liều bổ sung xơ và nguồn xơ.
1. Kích thước hạt:
Kích thước hạt tối ưu từ 300 – 600 micron thường hiệu quả trong việc kích thích nhu động ruột và tái tạo chất nhầy mà không làm tổn thương nhung mao. Dưới 200 micron, các sợi mất cấu trúc vật lý và hoạt động như chất nền lên men hơn là chất nạo. Nếu trên 800 micron, xơ có thể gây kích ứng niêm mạc và làm tăng tốc độ tiêu hóa quá nhanh.
2. Nguồn và cấu trúc:
Để tận dụng lợi ích của xơ mà không làm tổn thương niêm mạc, các chuyên gia dinh dưỡng nên ưu tiên các loại xơ đã qua chế biến có hàm lượng silica thấp hơn là bã thực vật thô. Những nguyên liệu này, chẳng hạn như lignocellulose tinh khiết, được xử lý cơ học và nhiệt để chuẩn hóa kích thước hạt và hình dạng bề mặt. Trong quá trình này, các cạnh sắc của các mảnh thực vật tự nhiên bị phá vỡ, tạo ra các hạt tròn và đồng đều. Sau khi được ngậm nước, các hạt này tạo thành một khối xơ mềm và kết dính, di chuyển trơn tru dọc theo thành ruột.
Cấu trúc này có thể cạo nhẹ nhàng và có kiểm soát, đủ để loại bỏ chất nhầy dư thừa và kích thích tái tạo biểu mô mà không gây xói mòn hoặc vỡ nhung mao.
Kết luận
Cạo là một cơ chế tinh tế và mạnh mẽ mà chất xơ trong thức ăn chăn nuôi giúp duy trì sức khỏe đường ruột ở lợn và gia cầm. Khi dùng đúng cách, nó sẽ loại bỏ chất nhầy dư thừa, hạn chế sự bám dính của mầm bệnh và trẻ hóa niêm mạc ruột, cuối cùng cải thiện khả năng tiêu hóa và hiệu suất tăng trưởng. Tuy nhiên, việc mài mòn quá mức có thể xóa bỏ những lợi ích này, gây mất chất dinh dưỡng và tổn thương niêm mạc. Nghệ thuật trong việc xây dựng công thức nằm ở việc lựa chọn nguồn chất xơ phù hợp, duy trì kích thước hạt tối ưu và điều chỉnh lượng chất xơ đưa vào để đạt được hiệu quả cạo nhẹ nhàng và có lợi thay vì mài mòn mạnh bề mặt ruột. Sự cân bằng này đặc biệt quan trọng ở heo con và gà thịt, nơi niêm mạc ruột mỏng hơn và nhạy cảm hơn với áp lực cơ học.
David Serene
Giám đốc Nutrispices
