مکانیسم تنظیم فیزیولوژیکی تریبوتیرین و کاربرد آن در تولید دام

در سال های اخیر، آنتی بیوتیک ها به طور گسترده در دامپروری برای جلوگیری از بیماری های دام و بهبود عملکرد تولید استفاده شده است. استفاده از آنتی بیوتیک ها وسیله ای موثر برای توسعه تولید فشرده و در مقیاس بزرگ است. با این حال، به دلیل استفاده بیش از حد از آنتی بیوتیک ها، وابستگی جدی به دارو پدیدار شده است که منجر به مقاومت باکتریایی و باقی مانده آنتی بیوتیک ها می شود که سلامت انسان و حیوانات را به طور جدی تهدید می کند. بنابراین، تحقیقات در مورد جایگزین های جدید آنتی بیوتیک در سال های اخیر به یک کانون تحقیقاتی تبدیل شده است. توسعه جایگزین‌های آنتی‌بیوتیک سبز، کارآمد و ایمن یک وظیفه اصلی برای توسعه دامپروری در چین و در سطح جهان است. تریبوتیرین (TB) یک محصول استریفیکاسیون اسید بوتیریک و گلیسرول است که نیمه عمر طولانی دارد و عوارض جانبی سمی ندارد. این می تواند توسط لیپاز پانکراس در روده حیوان تجزیه شود و 3 مولکول اسید بوتیریک و 1 مولکول گلیسرول تولید کند که سپس توسط خون به بافت ها و اندام های مختلف بدن منتقل می شود تا اثرات خود را اعمال کند. افزودن سل به رژیم غذایی می تواند عملکرد رشد حیوانات را بهبود بخشد، رشد روده را تقویت کند، ایمنی را تقویت کند و سلامت بدن حیوان را تضمین کند. این مقاله به بررسی خواص فیزیکوشیمیایی، مسیرهای متابولیک، عملکردهای فیزیولوژیکی، مکانیسم‌های عمل و کاربردهای سل در تولید دام می‌پردازد، با هدف ارائه منابع نظری برای تنظیم سلامت روده و تحقیق در تولید دام با استفاده از سل به عنوان یک افزودنی جدید خوراک.

pexels-matthiaszomer-422218

1. خصوصیات و مسیرهای متابولیک سل

1.1 ویژگی های فیزیکوشیمیایی سل

سل که به گلیسرول تریبوتیرات نیز معروف است، محصول استری شدن 3 مولکول اسید بوتیریک و 1 مولکول گلیسرول است. این یک مشتق معمولی اسید بوتیریک است که متعلق به استرهای اسید چرب با زنجیره کوتاه، با فرمول مولکولی C15H26O6 و جرم مولکولی نسبی 302.36 است. ساختار مولکولی در شکل 1 نشان داده شده است. سل به طور کلی یک مایع روغنی بی رنگ با عطر کمی چرب و طعم کمی تلخ است. حل شدن آن در آب بسیار دشوار است اما به راحتی در اتانول، کلروفرم و اتر حل می شود، با نقطه ذوب -75 درجه و نقطه جوش 305-310 درجه، که خواص فیزیکوشیمیایی آن را نسبتاً پایدار می کند.

1.2 مسیرهای متابولیک سل

سل که نوعی لیپید است، دارای مسیرهای متابولیکی است که ارتباط نزدیکی با مکانیسم های متابولیسم و جذب لیپید دارد. در طول هضم لیپیدها در بدن حیوان، لیپاز قوی‌ترین فعالیت را روی تری‌گلیسریدها و به دنبال آن دی‌گلیسریدها و ضعیف‌ترین فعالیت را روی مونوگلیسریدها، به‌ویژه 2-مونوگلیسریدها دارد. در فرآیند جذب چربی، مسیر مونوگلیسرید نقش اصلی را ایفا می‌کند و 2-مونوگلیسریدها راه اصلی جذب هستند زیرا لیپاز پانکراس به طور خاص 1،3 موقعیت تری گلیسیرید را هیدرولیز می‌کند تا 2-مونوگلیسرید و چربی آزاد تولید کند. اسیدها هم 1-مونوگلیسریدها و هم 2-مونوگلیسریدها می توانند به طور کامل توسط سلول های اپیتلیال روده جذب شده و وارد لنف شوند و برخی از آنها برای اعمال اثرات خود وارد جریان خون می شوند. آنزیم‌هایی در میکروزوم‌ها وجود دارند که مونوگلیسریدها را بیشتر به تری گلیسیرید استری می‌کنند، با ترجیح برای استفاده از 2-مونوگلیسرید.

سل یک مشتق اسید چرب با زنجیره کوتاه معمولی است. از آنجایی که میزان لیپاز در دهان و معده حیوان بسیار کم است و سل به راحتی توسط اسید معده تجزیه نمی شود، هضم و جذب آن عمدتاً در روده انجام می شود. از طریق عمل لیپاز پانکراس و میکروارگانیسم های روده عقبی در روده، سل به تدریج و به آرامی به گلیسرول، اسید بوتیریک و مقدار بسیار کمی مونوبوتیرین تجزیه می شود. گلیسرول تولید شده می تواند به غشای سلول نفوذ کند و وارد سلول شود تا در متابولیسم شرکت کند، در حالی که جذب و انتقال اسید بوتیریک عمدتاً از دو مسیر انجام می شود: اول، تأمین انرژی برای سلول های روده. روده ترجیحا اسید بوتیریک را برای تامین انرژی انتخاب می کند. پس از ورود به سلول، اسید بوتیریک از طریق اکسیداسیون، وارد چرخه اسید تری کربوکسیلیک برای تامین انرژی برای بدن، یا تشکیل اجسام کتون در کبد، که برای تامین انرژی برای بافت های خارج کبدی اکسید می شوند، به استیل-CoA تجزیه می شود. دوم، سنتز تری گلیسیرید در بدن. هنگامی که بدن دیگر برای تامین انرژی به اسیدهای چرب نیاز ندارد، اسید بوتیریک، گلیسرول و مونوبوتیرین تری گلیسیریدهای ذخیره شده در سلول های چربی را دوباره سنتز می کنند.

2. توابع فیزیولوژیکی و مکانیسم های عمل سل

2.1 تامین انرژی

اسید بوتیریک یک ماده مغذی مهم برای سلول های روده است و سلول های کولون عمدتاً به اسید بوتیریک به عنوان منبع انرژی خود متکی هستند. سل که توسط لیپاز لوزالمعده در روده تجزیه می شود، اسید بوتیریک تولید می کند که انرژی سلول های مخاطی روده را تامین می کند و تا 75 درصد انرژی روده از اسید بوتیریک تامین می شود.

2.2 تنظیم عملکرد سد روده

سل می‌تواند به عنوان منبع انرژی برای سلول‌های اپیتلیال مخاط روده، ترویج تکثیر و بلوغ سلول‌های اپیتلیال دستگاه گوارش، بهبود ساختار مورفولوژیکی روده حیوان، افزایش سطح تماس بین غذا و روده و افزایش توانایی بدن برای جذب مواد مغذی باشد. . سل با کاهش نفوذپذیری روده، تقویت فعالیت آنزیم گوارشی روده، افزایش ترشح موسین و بیان پروتئین های اتصال محکم، عملکرد سد روده را در حیوانات تقویت می کند.

2.3 تنظیم تعادل میکروبیوتای روده

سل پس از ورود به روده از طریق عمل لیپاز پانکراس بوتیرات تولید می کند. بوتیرات می تواند اسیدیته دستگاه گوارش را کاهش دهد، وارد باکتری ها شده و برای تولید یون های هیدروژن و یون های بوتیرات تجزیه می شود که منجر به اسیدی شدن داخل سلولی می شود. این باعث می شود تعداد زیادی از باکتری های مضر غیر قابل تحمل اسید مانند اشریشیا کلی و سالمونلا از بین بروند، در حالی که باکتری های مفید مقاوم به اسید مانند لاکتوباسیلوس و بیفیدوباکتریوم به تعداد زیادی تکثیر می شوند و تعادل میکروبیوتای روده را در حیوانات حفظ می کنند.

2.4 تنظیم عملکرد ایمنی

سل دارای اثر تنظیمی خاصی بر روی سیستم ایمنی حیوانات است و در تنظیم سیستم ایمنی بدن شرکت می کند. سل در روده تجزیه می شود و بوتیرات تولید می کند که با مهار فعال شدن مسیر فاکتور رونویسی هسته ای-κB (NF-kB) اثرات ضد التهابی دارد و بیان ژن سایتوکاین های پیش التهابی مانند فاکتور نکروز تومور (TNF) را کاهش می دهد. - )، اینترلوکین ها (IL) IL-1، IL-2، IL-6، IL-8، و IL{10}}. سل می تواند عملکرد ایمنی حیوانات را از طریق مسیرهای مختلف بهبود بخشد، فعالیت مواد ایمنی را تقویت کند، تکثیر سلول های T تنظیمی (Tregs) را افزایش دهد، بیان سایتوکاین های ضد التهابی را افزایش دهد، بیان سایتوکاین های پیش التهابی را کاهش دهد و افزایش دهد. ظرفیت آنتی اکسیدانی برای تقویت ایمنی حیوانات

2.5 تنظیم متابولیسم

مطالعات متعدد نشان داده است که اسیدهای چرب با زنجیره کوتاه با تحریک سیگنال های هورمونی و عصبی در بافت های مختلف و تنظیم متابولیسم حیوانات، نقش مهمی در هموستاز انرژی و متابولیسم لیپید ایفا می کنند. سل که توسط لیپاز پانکراس در روده برای تولید بوتیرات تجزیه می شود، در تنظیم سلامت متابولیک در بدن شرکت می کند.

pexels-katlovessteve-678448

3 کاربرد سل در تولیدات دامی

به عنوان پیش ساز بوتیرات، سل یک مکمل بوتیرات عالی با خواص فیزیکوشیمیایی پایدار، ایمن و غیر سمی است که به مسائل مربوط به بوی نامطبوع و فرار بوتیرات و دشواری مکمل سازی مستقیم می پردازد. چشم انداز کاربرد گسترده ای در زمینه تغذیه حیوانات دارد. به عنوان یک افزودنی خوراک، سل می تواند مستقیماً روی دستگاه گوارش حیوانات تأثیر بگذارد، انرژی را برای روده تأمین کند، سلامت روده را بهبود بخشد و عملکرد رشد و وضعیت سلامت حیوانات را تنظیم کند.

3.1 بهبود عملکرد رشد

افزودن سل به خوراک به طور گسترده در سناریوهای مختلف تولید دام استفاده شده است. افزودن مقادیر مناسب سل در جیره غذایی می‌تواند میانگین افزایش روزانه دام‌های آزمایشی را افزایش دهد، نسبت خوراک به سود را کاهش دهد و عملکرد رشد حیوانات را بهبود بخشد، با نرخ‌های اضافه توصیه‌شده در محدوده 0.{4} }}75% تا 0.25%.

3.2 بهبود سلامت روده

سل می تواند با بهبود مورفولوژی روده، تنظیم تعادل میکروبیوتای روده، و افزایش سد روده و ظرفیت های آنتی اکسیدانی، نقش مثبتی در سلامت روده حیوان داشته باشد. افزودن سل می تواند فعالیت گلوتاتیون پراکسیداز سرم (GSH-Px)، تریپسین و پپسین را در ماهی کپور به طور قابل توجهی افزایش دهد و ظرفیت های گوارشی و آنتی اکسیدانی روده را بهبود بخشد. به عنوان یک منبع انرژی برای روده، سل می تواند به طور موثر مورفولوژی روده را بهبود بخشد و ترمیم کند، ظرفیت های گوارشی و جذبی را افزایش دهد، تکثیر باکتری های مفید را تقویت کند، ساختار میکروبیوتا را بهبود بخشد، پاسخ های استرس اکسیداتیو را کاهش دهد، رشد روده را ارتقا دهد و سلامت روده را تضمین کند. بدن

3.3 جایگزینی مصرف آنتی بیوتیک

در حال حاضر، گزارش های نسبتا کمی در مورد جایگزینی آنتی بیوتیک ها با سل در داخل و خارج از کشور وجود دارد. افزودن سل به جیره دارای اثرات عملکرد رشد مشابهی با افزودن آنتی بیوتیک در خوکچه های از شیر گرفته شده است و سل و آنتی بیوتیک ها اثرات هم افزایی دارند. سل می تواند اشتهای خوکچه های به چالش کشیده با LPS را تحریک کند، با تنظیم عوامل التهابی، بیان فاکتور رشد فیبروبلاست ایلئوم 19 (FGE19) و تخمیر استات روده، آسیب روده و تاخیر رشد را کاهش دهد. استفاده طولانی مدت از آنتی بیوتیک ها می تواند ساختار میکروبیوتای روده را تغییر دهد و بر بیان مبدل های آنیونی، گیرنده های انتقال بوتیرات و پروتئین های اتصال محکم تأثیر بگذارد و منجر به آسیب روده شود. افزودن سل می تواند آسیب روده ناشی از آنتی بیوتیک را کاهش دهد و سلامت روده را تضمین کند. با این حال، تحقیقات فعلی در مورد سل به عنوان یک جایگزین آنتی بیوتیک هنوز نسبتاً محدود است و مطالعات بیشتری برای کاربرد گسترده تر مورد نیاز است.

4. نتیجه گیری

به طور کلی، سل دارای عملکردهای بیولوژیکی متعددی است، مانند تأمین انرژی برای بدن، حفظ یکپارچگی روده، تنظیم ساختار میکروبیوتای روده، و شرکت در پاسخ های ایمنی و متابولیک.

(گزیده ای از: Acta Animal Nutrition 2020، 32 (12): 5547-5555)

Anthony Liang- Hangzhou Well Sunshine Biotech Co.,LTD, May, 2024

گروه Well Sunshine به مدت دوازده سال بر تولید و توسعه محصولات سدیم بوتیرات متمرکز بوده است.