Tributyriinin fysiologinen säätelymekanismi ja sen käyttö eläintuotannossa
Viime vuosina antibiootteja on käytetty laajalti karjanhoidossa eläintautien ehkäisyyn ja tuotannon tehostamiseen. Antibioottien käyttö on tehokas tapa kehittää intensiivistä ja laajamittaista tuotantoa. Antibioottien liiallisen käytön vuoksi on kuitenkin ilmaantunut vakava lääkeriippuvuus, joka on johtanut bakteeriresistenssiin ja antibioottijäämiin, jotka uhkaavat vakavasti ihmisten ja eläinten terveyttä. Siksi uusien antibioottivaihtoehtojen tutkimuksesta on tullut viime vuosina tutkimuskohde. Vihreiden, tehokkaiden ja turvallisten antibioottivaihtoehtojen kehittäminen on ensisijainen tehtävä kotieläintalouden kehittämiselle Kiinassa ja maailmanlaajuisesti. Tributyriini (TB) on voihapon ja glyserolin esteröintituote, jolla on pitkä puoliintumisaika ja jolla ei ole myrkyllisiä sivuvaikutuksia. Haiman lipaasi voi hajottaa sen eläimen suolistossa, jolloin muodostuu 3 molekyyliä voihappoa ja 1 molekyyli glyserolia, jotka sitten kuljetetaan veren mukana kehon eri kudoksiin ja elimiin niiden vaikutusten aikaansaamiseksi. Tuberkuloosin lisääminen ruokavalioon voi parantaa eläimen kasvua, edistää suoliston kehitystä, parantaa immuniteettia ja varmistaa eläimen kehon terveyden. Tässä artikkelissa tarkastellaan tuberkuloosin fysikaalis-kemiallisia ominaisuuksia, aineenvaihduntareittejä, fysiologisia toimintoja, vaikutusmekanismeja ja sovelluksia eläintuotannossa. Tavoitteena on tarjota teoreettisia lähteitä suoliston terveyden säätelyyn ja tutkimukseen eläintuotannossa käyttämällä tuberkuloosia uudenlaisena rehun lisäaineena.
1. Tuberkuloosin ominaisuudet ja aineenvaihduntareitit
1.1 Tuberkuloosin fysikaalis-kemialliset ominaisuudet
TB, joka tunnetaan myös nimellä glyserolitributyraatti, on 3 voihappomolekyylin ja 1 glyserolimolekyylin esteröinnin tuote. Se on tyypillinen voihappojohdannainen, joka kuuluu lyhytketjuisiin rasvahappoestereihin ja jonka molekyylikaava on C15H26O6 ja suhteellinen molekyylimassa 302,36. Molekyylirakenne on esitetty kuvassa 1. TB on yleensä väritön öljymäinen neste, jolla on lievä rasvainen aromi ja hieman kitkerä maku. Se on erittäin vaikea liueta veteen, mutta liukenee helposti etanoliin, kloroformiin ja eetteriin, ja sen sulamispiste on -75 astetta ja kiehumispiste 305-310 astetta, mikä tekee sen fysikaalis-kemiallisista ominaisuuksista suhteellisen vakaat.
1.2 Tuberkuloosin aineenvaihduntareitit
Tuberkuloosilla, joka on eräänlainen lipidi, on aineenvaihduntareittejä, jotka liittyvät läheisesti lipidien aineenvaihduntaan ja imeytymismekanismeihin. Eläimen kehon lipidien pilkkomisen aikana lipaasilla on voimakkain vaikutus triglyserideihin, seuraavaksi diglyserideihin ja heikoin monoglyserideihin, erityisesti 2-monoglyserideihin. Rasvan imeytymisprosessissa monoglyseridireitillä on hallitseva rooli, ja 2-monoglyseridit ovat pääasiallinen imeytymisreitti, koska haiman lipaasi hydrolysoi spesifisesti triglyseridien 1,3-asemaa tuottaen 2-monoglyseridejä ja vapaita rasvoja. hapot. Sekä 1-monoglyseridit että 2-monoglyseridit voivat imeytyä kokonaan suolen epiteelisoluihin ja päästä imusolmukkeisiin, ja osa pääsee verenkiertoon vaikuttamaan. Mikrosomeissa on entsyymejä, jotka esteröivät monoglyseridejä edelleen triglyserideiksi, ja mieluiten käytetään 2-monoglyseridejä.
TB on tyypillinen lyhytketjuinen rasvahappojohdannainen. Koska lipaasipitoisuus eläimen suussa ja mahassa on hyvin alhainen ja tuberkuloosi ei hajoa helposti mahahapon vaikutuksesta, sen sulaminen ja imeytyminen tapahtuu pääasiassa suolistossa. Haiman lipaasin ja takasuolen mikro-organismien vaikutuksesta suolistossa tuberkuloosi hajoaa vähitellen ja hitaasti glyseroliksi, voihapoksi ja hyvin pieneksi määräksi monobutyriinia. Tuotettu glyseroli voi tunkeutua solukalvon läpi ja päästä soluun osallistumaan aineenvaihduntaan, kun taas voihapon imeytyminen ja kuljetus tapahtuu pääasiassa kahta reittiä pitkin: ensinnäkin energian tuottaminen suolistosoluille. Suolisto valitsee ensisijaisesti voihapon energian tuottamiseksi. Saavuttuaan soluun voihappo hajoaa asetyyli-CoA:ksi -hapetuksen kautta, siirtymällä trikarboksyylihappokiertoon energian toimittamiseksi keholle tai muodostaen maksassa ketoaineita, jotka hapetetaan toimittamaan energiaa maksan ulkopuolisille kudoksille. Toiseksi triglyseridien syntetisoiminen kehossa. Kun elimistö ei enää tarvitse rasvahappoja energian tuottamiseksi, voihappo, glyseroli ja monobutyriini syntetisoivat uudelleen rasvasoluihin varastoituneet triglyseridit.
2. TB:n fysiologiset toiminnot ja vaikutusmekanismit
2.1 Energiahuolto
Voihappo on tärkeä ravintoaine suolistosoluille, ja paksusuolen solut käyttävät ensisijaisesti voihappoa energialähteenä. Tuberkuloosi, jonka haiman lipaasi hajottaa suolistossa, tuottaa voihappoa, joka tarjoaa energiaa suoliston limakalvosoluille, ja jopa 75 % suoliston energiasta tulee voihaposta.
2.2 Suoliston estetoiminnan säätely
Tuberkuloosi voi toimia suoliston limakalvon epiteelisolujen energialähteenä, mikä edistää ruoansulatuskanavan epiteelisolujen lisääntymistä ja kypsymistä, parantaa eläimen suolen morfologista rakennetta, lisää ruoan ja suolen välistä kontaktia sekä parantaa elimistön kykyä imeä ravinteita. . Vähentämällä suolen läpäisevyyttä, edistämällä suoliston ruoansulatusentsyymitoimintaa, edistämällä musiinin eritystä ja ekspressoimalla tiiviitä liitosproteiineja, tuberkuloosi vahvistaa suoliston estetoimintoa eläimillä.
2.3 Suoliston mikrobiottasapainon säätely
Suolistoon päästyään tuberkuloosi tuottaa butyraattia haiman lipaasin vaikutuksesta. Butyraatti voi vähentää ruuansulatuskanavan happamuutta, päästä bakteereihin ja hajota tuottaen vetyioneja ja butyraatti-ioneja, mikä johtaa solunsisäiseen happamoitumiseen. Tämä aiheuttaa suuren määrän happoa sietämättömiä haitallisia bakteereja, kuten Escherichia colia ja Salmonellaa, kuolemaan, kun taas happoa sietävät hyödylliset bakteerit, kuten Lactobacillus ja Bifidobacterium, lisääntyvät suuria määriä ylläpitäen eläinten suoliston mikrobiston tasapainoa.
2.4 Immuunitoiminnan säätely
Tuberkuloosilla on tietty säätelevä vaikutus eläinten immuunijärjestelmään ja se osallistuu kehon immuunijärjestelmän säätelyyn. Tuberkuloosi hajoaa suolistossa tuottaen butyraattia, jolla on anti-inflammatorisia vaikutuksia estämällä ydintranskriptiotekijä-KB (NF-KB) -reitin aktivaatiota, mikä vähentää tulehdusta edistävien sytokiinien, kuten tuumorinekroositekijän (TNF) geeniekspressiota. - ), interleukiinit (IL) IL-1, IL-2, IL-6, IL-8 ja IL-12. Tuberkuloosi voi parantaa eläinten immuunitoimintaa eri reiteillä, lisäämällä immuuniaineiden aktiivisuutta, edistämällä säätelevien T-solujen (Treg-solujen) lisääntymistä, lisäämällä anti-inflammatoristen sytokiinien ilmentymistä, vähentäen tulehdusta edistävien sytokiinien ilmentymistä ja tehostaen. antioksidanttinen kyky parantaa eläinten vastustuskykyä.
2.5 Aineenvaihdunnan säätely
Lukuisat tutkimukset ovat osoittaneet, että lyhytketjuisilla rasvahapoilla on tärkeä rooli energian homeostaasissa ja lipidiaineenvaihdunnassa stimuloimalla hormonaalisia ja hermosignaaleja eri kudoksissa ja säätelemällä eläinten aineenvaihduntaa. Tuberkuloosi, jonka haiman lipaasi hajottaa suolistossa tuottamaan butyraattia, osallistuu kehon aineenvaihdunnan terveyden säätelyyn.
3 Tuberkuloosin soveltaminen eläintuotannossa
Butyraatin esiasteena tuberkuloosi on erinomainen butyraatin lisäaine, jolla on vakaat fysikaalis-kemialliset ominaisuudet, turvallinen ja myrkytön. Se käsittelee butyraatin epämiellyttävää hajua ja haihtuvuutta sekä suoran lisäyksen vaikeutta. Sillä on laajat sovellusmahdollisuudet eläinten ruokinnassa. Rehun lisäaineena tuberkuloosi voi vaikuttaa suoraan eläinten ruuansulatuskanavaan ja antaa energiaa suolistolle, parantaa suoliston terveyttä ja säätelee eläinten kasvukykyä ja terveydentilaa.
3.1 Kasvutehokkuuden parantaminen
Tuberkuloosin lisäämistä rehuun on käytetty laajasti erilaisissa eläintuotantoskenaarioissa. Sopivien tuberkuloosimäärien lisääminen ruokavalioon voi lisätä koe-eläinten keskimääräistä päivittäistä lisäystä, vähentää ravinnon ja lisäyksen suhdetta ja parantaa eläinten kasvukykyä. Suositeltu lisäysnopeus vaihtelee välillä 0.{{4} }}75 % - 0,25 %.
3.2 Suoliston terveyden parantaminen
Tuberkuloosilla voi olla myönteinen rooli eläimen suolen terveydessä parantamalla suoliston morfologiaa, säätelemällä suoliston mikrobiotan tasapainoa ja parantamalla suoliston estettä ja antioksidanttikapasiteettia. Tuberkuloosin lisääminen voi lisätä merkittävästi seerumin glutationiperoksidaasin (GSH-Px), trypsiinin ja pepsiinin aktiivisuutta ruohokarppissa, mikä parantaa suoliston ruoansulatus- ja antioksidanttikapasiteettia. Suolen energianlähteenä tuberkuloosi voi tehokkaasti parantaa ja korjata suoliston morfologiaa, parantaa ruoansulatus- ja imeytyskykyä, edistää hyödyllisten bakteerien lisääntymistä, parantaa mikrobiston rakennetta, lievittää oksidatiivisia stressivasteita, edistää suoliston kehitystä ja varmistaa suoliston terveyden. kehon.
3.3 Antibioottien käytön korvaaminen
Tällä hetkellä on suhteellisen vähän raportteja antibioottien korvaamisesta tuberkuloosilla sekä kotimaassa että kansainvälisesti. Tuberkuloosin lisäämisellä ruokavalioon on samanlaiset kasvutehokkuusvaikutukset kuin antibioottien lisäämisellä vieroitetuissa porsaissa, ja tuberkuloosilla ja antibiooteilla on synergistisiä vaikutuksia. Tuberkuloosi voi stimuloida LPS-altistuneiden porsaiden ruokahalua, lievittää suolistovaurioita ja kasvun hidastumista säätelemällä tulehdustekijöitä, ekspressoimalla sykkyräsuolen fibroblastien kasvutekijää 19 (FGE19) ja fermentoimalla suoliston asetaattia. Antibioottien pitkäaikainen käyttö voi muuttaa suoliston mikrobiotan rakennetta, mikä vaikuttaa anioninvaihtimien, butyraattikuljetusreseptorien ja tiiviiden liitosproteiinien ilmentymiseen, mikä johtaa suolistovaurioihin. Tuberkuloosin lisääminen voi lievittää antibioottien aiheuttamia suolistovaurioita ja varmistaa suoliston terveyden. Nykyinen tutkimus tuberkuloosista antibioottikorvausaineena on kuitenkin vielä suhteellisen rajallista, ja laajempaa käyttöä varten tarvitaan lisätutkimuksia.
4. Johtopäätös
Kaiken kaikkiaan tuberkuloosilla on useita biologisia toimintoja, kuten energian tuottaminen keholle, suoliston eheyden ylläpitäminen, suoliston mikrobiotan rakenteen säätely ja osallistuminen immuuni- ja metabolisiin vasteisiin.
(Ote: Acta Animal Nutrition 2020, 32 (12): 5547-5555)
Anthony Liang- Hangzhou Well Sunshine Biotech Co., LTD, toukokuu 2024
Well Sunshine Group on keskittynyt natriumbutyraattituotteiden tuotantoon ja kehittämiseen kahdentoista vuoden ajan.
