Механизам физиолошке регулације трибутирина и његова примена у сточарској производњи
Последњих година антибиотици се широко користе у сточарству за спречавање болести животиња и побољшање производних перформанси. Употреба антибиотика је ефикасно средство за развој интензивне и велике производње. Међутим, због прекомерне употребе антибиотика, појавила се озбиљна зависност од лекова, што доводи до резистенције бактерија и резидуа антибиотика, који озбиљно угрожавају здравље људи и животиња. Стога су истраживања о новим антибиотским алтернативама последњих година постала жариште истраживања. Развој зелених, ефикасних и безбедних алтернатива за антибиотике је примарни задатак за развој сточарства у Кини и широм света. Трибутирин (ТБ) је производ естерификације бутерне киселине и глицерола, са дугим полуживотом и без токсичних споредних ефеката. Може се разградити липазом панкреаса у цревима животиња да би се произвеле 3 молекула бутерне киселине и 1 молекул глицерола, који се затим крвљу транспортују до различитих ткива и органа у телу да би извршили своје дејство. Додавање туберкулозе у исхрану може побољшати раст животиња, промовисати развој црева, побољшати имунитет и осигурати здравље животињског тела. Овај рад даје преглед физичко-хемијских својстава, метаболичких путева, физиолошких функција, механизама деловања и примене туберкулозе у сточарској производњи, са циљем да пружи теоријске референце за регулисање здравља црева и истраживања у сточарској производњи користећи туберкулозу као нови додатак сточној храни.
1. Карактеристике и метаболички путеви туберкулозе
1.1 Физичко-хемијске карактеристике ТБ
ТБ, такође познат као глицерол трибутират, је производ естерификације 3 молекула бутирне киселине и 1 молекула глицерола. То је типичан дериват бутирне киселине, који припада кратколанчаним естрима масних киселина, са молекулском формулом Ц15Х26О6 и релативном молекулском масом од 302,36. Молекуларна структура је приказана на слици 1. ТБ је генерално безбојна уљаста течност са благом масном аромом и благо горким укусом. Изузетно се тешко раствара у води, али је лако растворљив у етанолу, хлороформу и етру, са тачком топљења од -75 степена и тачком кључања од 305-310 степена, што његове физичко-хемијске особине чини релативно стабилним.
1.2 Метаболички путеви ТБ
Туберкулоза, као врста липида, има метаболичке путеве који су блиско повезани са метаболизмом липида и механизмима апсорпције. Током варења липида у животињском телу, липаза има најјачу активност на триглицериде, затим на диглицериде, а најслабију на моноглицериде, посебно 2-моноглицериде. У процесу апсорпције масти, моноглицеридни пут игра доминантну улогу, при чему су 2-моноглицериди главни пут апсорпције јер липаза панкреаса специфично хидролизује 1,3 позиције триглицерида да би произвела 2-моноглицериде и слободне масне киселине киселине. И 1-моноглицериди и 2-моноглицериди могу се потпуно апсорбовати у епителним ћелијама црева и ући у лимфу, а неки улазе у крвоток да би испољили своје дејство. У микрозомима постоје ензими који даље естерификују моноглицериде у триглицериде, при чему се преферира коришћење 2-моноглицерида.
ТБ је типичан кратколанчани дериват масних киселина. Пошто је садржај липазе у устима и желуцу животиње веома низак, а туберкулозу није лако разградити желудачном киселином, њена варење и апсорпција се углавном одвијају у цревима. Деловањем панкреасне липазе и микроорганизама задњег црева у цревима, туберкулоза се постепено и полако разлаже на глицерол, бутерну киселину и веома малу количину монобутирина. Произведени глицерол може продрети кроз ћелијску мембрану и ући у ћелију да учествује у метаболизму, док се апсорпција и транспорт бутирне киселине углавном одвијају на два пута: прво, обезбеђујући енергију за цревне ћелије. Црева првенствено бирају маслачну киселину да би обезбедила енергију. Након уласка у ћелију, бутирна киселина се разлаже у ацетил-ЦоА кроз -оксидацију, улазећи у циклус трикарбоксилне киселине да би снабдевала тело енергијом, или формирајући кетонска тела у јетри, која се оксидују да би снабдевала енергијом за екстрахепатична ткива. Друго, синтеза триглицерида у телу. Када телу више нису потребне масне киселине да би обезбедило енергију, бутерна киселина, глицерол и монобутирин поново синтетишу триглицериде ускладиштене у адипоцитима.
2. Физиолошке функције и механизми деловања туберкулозе
2.1 Обезбеђивање енергије
Бутирна киселина је важан нутријент за цревне ћелије, при чему се ћелије дебелог црева првенствено ослањају на маслачну киселину као извор енергије. Туберкулоза, разложена липазом панкреаса у цревима, производи бутерну киселину, обезбеђујући енергију за ћелије цревне слузокоже, при чему до 75% енергије за црева долази из бутирне киселине.
2.2 Регулација функције цревне баријере
Туберкулоза може послужити као извор енергије за епителне ћелије цревне слузокоже, промовишући пролиферацију и сазревање гастроинтестиналних епителних ћелија, побољшавајући морфолошку структуру црева животиње, повећавајући контактну површину између хране и црева и повећавајући способност тела да апсорбује хранљиве материје. . Смањењем цревне пермеабилности, промовисањем активности цревних дигестивних ензима, промоцијом секреције муцина и експресијом протеина чврстог споја, ТБ јача функцију цревне баријере код животиња.
2.3 Регулација равнотеже цревне микробиоте
Након уласка у црево, ТБ производи бутират деловањем панкреасне липазе. Бутират може смањити киселост дигестивног тракта, ући у бактерије и разградити се да би произвео јоне водоника и бутиратне јоне, што доводи до интрацелуларног закисељавања. Ово узрокује да велики број штетних бактерија нетолерантних на киселине, као што су Есцхерицхиа цоли и Салмонелла, одумру, док се корисне бактерије отпорне на киселине као што су Лацтобациллус и Бифидобацтериум размножавају у великом броју, одржавајући равнотежу цревне микробиоте код животиња.
2.4 Регулација имунолошке функције
Туберкулоза има одређени регулаторни ефекат на имуни систем животиња, учествујући у регулацији имунолошког система тела. Туберкулоза се разлаже у цревима да би произвео бутират, који испољава антиинфламаторне ефекте инхибирањем активације пута фактора нуклеарне транскрипције-κБ (НФ-κБ), смањујући експресију гена проинфламаторних цитокина као што је фактор некрозе тумора- (ТНФ - ), интерлеукини (ИЛ) ИЛ-1 , ИЛ-2, ИЛ-6, ИЛ-8 и ИЛ-12. ТБ може побољшати имунолошку функцију животиња кроз различите путеве, појачавајући активност имунолошких супстанци, промовишући пролиферацију регулаторних Т ћелија (Трегс), повећавајући експресију антиинфламаторних цитокина, смањујући експресију проинфламаторних цитокина и појачавајући антиоксидативни капацитет за јачање имунитета животиња.
2.5 Регулација метаболизма
Бројне студије су показале да кратколанчане масне киселине играју важну улогу у енергетској хомеостази и метаболизму липида стимулишући хормоналне и неуронске сигнале у различитим ткивима, регулишући метаболизам животиња. Туберкулоза, разложена липазом панкреаса у цревима да би се произвела бутират, учествује у регулацији метаболичког здравља у телу.
3 Примена туберкулозе у сточарској производњи
Као прекурсор бутирата, ТБ је одличан додатак бутирату са стабилним физичко-хемијским својствима, безбедан и нетоксичан, који се бави питањима непријатног мириса и испарљивости бутирата, као и потешкоћама директног додавања. Има широку перспективу примене у области исхране животиња. Као додатак храни, ТБ може директно да делује на дигестивни тракт животиња, обезбеђујући енергију за црева, побољшавајући здравље црева и регулишући перформансе раста и здравствено стање животиња.
3.1 Побољшање перформанси раста
Додавање туберкулозе у храну има широку примену у различитим сценаријима производње животиња. Додавање одговарајућих количина туберкулозе у исхрани може повећати просечан дневни прираст експерименталних животиња, смањити однос хране и прираста и побољшати учинак раста животиња, са препорученим стопама додавања у распону од 0.{{4 }}75% до 0,25%.
3.2 Побољшање здравља црева
Туберкулоза може да игра позитивну улогу у здрављу црева животиња побољшањем цревне морфологије, регулисањем равнотеже цревне микробиоте и јачањем цревне баријере и антиоксидативних капацитета. Додавање туберкулозе може значајно повећати активност серумске глутатион пероксидазе (ГСХ-Пк), трипсина и пепсина у амуру, побољшавајући дигестивне и антиоксидативне капацитете црева. Као извор енергије за црева, туберкулоза може ефикасно да побољша и поправи морфологију црева, побољша пробавне и апсорпционе капацитете, промовише пролиферацију корисних бактерија, побољша структуру микробиоте, ублажи реакције на оксидативни стрес, промовише развој црева и обезбеди здравље тело.
3.3 Замена употребе антибиотика
Тренутно, постоји релативно мало извештаја о замени антибиотика са туберкулозом, како у земљи тако и у иностранству. Додавање туберкулозе у исхрану има сличне ефекте раста као и додавање антибиотика код одбијених прасића, а ТБ и антибиотици имају синергистичке ефекте. Туберкулоза може да стимулише апетит прасади изазваних ЛПС-ом, да ублажи оштећење црева и успоравање раста регулацијом инфламаторних фактора, експресијом фактора раста илеалних фибробласта 19 (ФГЕ19) и ферментацијом интестиналног ацетата. Дуготрајна употреба антибиотика може променити структуру цревне микробиоте, утичући на експресију измењивача ањона, рецептора за транспорт бутирата и протеина чврстог споја, што доводи до оштећења црева. Додавање туберкулозе може ублажити оштећење црева изазвано антибиотицима и обезбедити здравље црева. Међутим, тренутна истраживања туберкулозе као замене антибиотика су још увек релативно ограничена, а за ширу примену су потребне даље студије.
4. Закључак
Све у свему, ТБ има више биолошких функција, као што је обезбеђивање енергије за тело, одржавање интегритета црева, регулисање структуре цревне микробиоте и учешће у имунолошким и метаболичким одговорима.
(Извод из: Ацта Анимал Нутритион 2020, 32 (12): 5547-5555)
Антхони Лианг- Хангзхоу Велл Сунсхине Биотецх Цо., ЛТД, мај 2024.
Велл Сунсхине Гроуп, већ дванаест година је фокусирана на производњу и развој производа натријум бутирата.
