Анатацыя

Самым вялікім прагрэсам у даследаванні вугляводаў у кармленні і здароўі свіней з'яўляецца больш дакладная класіфікацыя вугляводаў, якая грунтуецца не толькі на іх хімічнай структуры, але і на іх фізіялагічных характарыстыках.Акрамя таго, што вугляводы з'яўляюцца асноўнай крыніцай энергіі, розныя тыпы і структуры вугляводаў карысныя для харчавання і аздараўленчых функцый свіней.Яны ўдзельнічаюць у павышэнні прадукцыйнасці росту і функцыі кішачніка свіней, рэгуляцыі мікробнай супольнасці кішачніка і рэгуляцыі метабалізму ліпідаў і глюкозы.Асноўны механізм вугляводаў ажыццяўляецца праз іх метабаліты (тлустыя кіслоты з кароткім ланцугом [SCFAs]) і ў асноўным праз scfas-gpr43 / 41-pyy / GLP1, SCFAs amp / atp-ampk і scfas-ampk-g6pase / PEPCK для рэгулявання тлушчу і абмен глюкозы.Новыя даследаванні ацанілі аптымальнае спалучэнне розных тыпаў і структур вугляводаў, якія могуць палепшыць рост і засваяльнасць пажыўных рэчываў, спрыяць функцыянаванню кішачніка і павялічыць колькасць бактэрый, якія выпрацоўваюць бутырат, у свіней.У цэлым пераканаўчыя доказы пацвярджаюць меркаванне, што вугляводы гуляюць важную ролю ў харчаванні і аздараўленчых функцыях свіней.Акрамя таго, вызначэнне вугляводнага складу будзе мець тэарэтычнае і практычнае значэнне для распрацоўкі тэхналогіі балансу вугляводаў у свіней.

1. Прадмова

Палімерныя вугляводы, крухмал і некрахмалистые поліцукрыды (NSP) з'яўляюцца асноўнымі кампанентамі рацыёнаў і асноўнымі крыніцамі энергіі свіней, на іх долю прыпадае 60% - 70% ад агульнага спажывання энергіі (Бах Кнудсен).Варта адзначыць, што разнастайнасць і структура вугляводаў вельмі складаныя, якія па-рознаму ўплываюць на свіней.Папярэднія даследаванні паказалі, што кармленне крухмалам з розным суадносінамі амілозы і амілозы (AM / AP) відавочна фізіялагічна ўплывае на рост свіней (Doti et al., 2014; Vicente et al., 2008).Лічыцца, што харчовыя валакна, якія ў асноўным складаюцца з NSP, зніжаюць выкарыстанне пажыўных рэчываў і чыстую энергетычную каштоўнасць у моногастрических жывёл (NOBLET and le, 2001).Аднак спажыванне харчовых валокнаў не паўплывала на рост парасят (Han & Lee, 2005).Усё больш і больш доказаў паказвае, што харчовыя валакна паляпшаюць марфалогію кішачніка і бар'ерную функцыю парасятаў, а таксама зніжаюць частату дыярэі (Chen et al., 2015; Lndberg, 2014; Wu et al., 2018).Таму неабходна тэрмінова вывучыць, як эфектыўна выкарыстоўваць у рацыёне складаныя вугляводы, асабліва корму, багатыя клятчаткай.Структурныя і таксанамічныя характарыстыкі вугляводаў і іх харчовыя і аздараўленчыя функцыі для свіней павінны быць апісаны і ўлічаны ў рэцэптурах кармоў.NSP і ўстойлівы крухмал (RS) з'яўляюцца асноўнымі непераварвальнымі вугляводамі (Wey et al., 2011), у той час як кішачная мікрабіёта ферментуе непераварвальныя вугляводы ў тоўстыя кіслоты з кароткай ланцугом (SCFA);Turnbaugh et al., 2006).Акрамя таго, некаторыя алігацукрыды і поліцукрыды разглядаюцца як прабіётыкі жывёл, якія могуць быць выкарыстаны для стымуляцыі долі Lactobacillus і Bifidobacterium ў кішачніку (Mikkelsen et al., 2004; Mø LBAK et al., 2007; Wellock et al. , 2008).Паведамляецца, што дабаўкі алігацукрыдаў паляпшаюць склад мікрабіёты кішачніка (дэ Ланге і інш., 2010).Каб звесці да мінімуму выкарыстанне антымікробных стымулятараў росту ў свінагадоўлі, важна знайсці іншыя спосабы дасягнення добрага здароўя жывёл.Ёсць магчымасць дадаць у корм для свіней больш разнастайных вугляводаў.Усё больш і больш доказаў паказвае, што аптымальнае спалучэнне крухмалу, NSP і MOS можа спрыяць росту і засваяльнасці пажыўных рэчываў, павялічваць колькасць бактэрый, якія выпрацоўваюць бутырат, і ў пэўнай ступені паляпшаць ліпідны метабалізм адлучаных свіней (Zhou, Chen і інш. ., 2020; Чжоу, Ю і інш., 2020).Такім чынам, мэта дадзенага дакумента складаецца ў тым, каб разгледзець сучасныя даследаванні ключавой ролі вугляводаў у стымуляванні росту і функцыянавання кішачніка, рэгуляцыі мікробнай супольнасці кішачніка і метабалічнага здароўя, а таксама вывучыць спалучэнне вугляводаў у свіней.

2. Класіфікацыя вугляводаў

Дыетычныя вугляводы могуць быць класіфікаваны ў залежнасці ад іх малекулярнага памеру, ступені полімерызацыі (DP), тыпу злучэння (a або b) і складу асобных мономеров (Cummings, Stephen, 2007).Варта адзначыць, што асноўная класіфікацыя вугляводаў заснавана на іх DP, такіх як монацукрыды або дысахарыды (DP, 1-2), алігацукрыды (DP, 3-9) і поліцукрыды (DP, ≥ 10), якія складаюцца з крухмал, NSP і гліказідныя сувязі (Cummings, Stephen, 2007; Englyst et al., 2007; табл. 1).Хімічны аналіз неабходны для разумення фізіялагічных уплываў вугляводаў і здароўя.Дзякуючы больш поўнай хімічнай ідэнтыфікацыі вугляводаў, можна згрупаваць іх у адпаведнасці з іх здароўем і фізіялагічным уздзеяннем і ўключыць іх у агульны план класіфікацыі (Englyst et al., 2007).Вугляводы (монацукрыды, дысахарыды і большасць крухмалу), якія могуць пераварвацца ферментамі гаспадара і ўсмоктвацца ў тонкім кішачніку, вызначаюцца як засваяльныя або даступныя вугляводы (Cummings, Stephen, 2007).Вугляводы, якія ўстойлівыя да пераварвання ў кішачніку або дрэнна ўсмоктваюцца і метаболізіруются, але могуць расшчапляцца ў выніку мікробнай ферментацыі, лічацца ўстойлівымі вугляводамі, такімі як большасць NSP, неперевариваемые алігацукрыды і RS.Па сутнасці, устойлівыя вугляводы вызначаюцца як непераварвальныя або непрыдатныя для выкарыстання, але забяспечваюць адносна больш дакладнае апісанне класіфікацыі вугляводаў (englyst et al., 2007).

3.1 рост прадукцыйнасці

Крухмал складаецца з двух відаў поліцукрыдаў.Амілоза (AM) з'яўляецца разнавіднасцю лінейнага крухмалу α（ 1-4), звязаным дэкстранам, амілапектын (AP) з'яўляецца α（ 1-4) звязаным дэкстранам, які змяшчае каля 5% дэкстрану α（ 1-6) з адукацыяй разгалінаванай малекулы (тэстар і інш., 2004).З-за розных малекулярных канфігурацый і структур крухмалы, багатыя AP, лёгка засвойваюцца, у той час як крухмалы, багатыя am, засвойваюцца нялёгка (Singh et al., 2010).Папярэднія даследаванні паказалі, што кармленне крухмалам з рознымі суадносінамі AM / AP аказвае значны фізіялагічны адказ на рост свіней (Doti et al., 2014; Vicente et al., 2008).Спажыванне корму і эфектыўнасць корму адлучаных свіней зніжаліся з павышэннем АМ (regmi et al., 2011).Тым не менш, новыя дадзеныя сведчаць аб тым, што дыеты з больш высокім утрыманнем ежы павялічваюць сярэднясутачны прырост і эфектыўнасць кармлення растучых свіней (Li et al., 2017; Wang et al., 2019).Акрамя таго, некаторыя навукоўцы паведамляюць, што кармленне крухмалам з рознымі суадносінамі AM / AP не ўплывае на рост адлучаных парасят (Gao et al., 2020A; Yang et al., 2015), у той час як дыета з высокім AP павялічвае засваяльнасць пажыўных рэчываў адлучаных парасят. свіней (Gao et al., 2020A).Харчовыя валакна - гэта невялікая частка ежы, якая паступае з раслін.Асноўная праблема заключаецца ў тым, што большае ўтрыманне харчовых валокнаў звязана з меншым выкарыстаннем пажыўных рэчываў і меншай чыстай энергетычнай каштоўнасцю (Noble & Le, 2001).Наадварот, умеранае спажыванне клятчаткі не паўплывала на рост адлучаных свіней (Han & Lee, 2005; Zhang et al., 2013).На ўплыў харчовых валокнаў на выкарыстанне пажыўных рэчываў і чыстую энергетычную каштоўнасць уплываюць характарыстыкі валокнаў, і розныя крыніцы клятчаткі могуць моцна адрознівацца (lndber, 2014).У адлучаных свіней дабаўка гарохавай клятчаткі мела больш высокі каэфіцыент канверсіі корму, чым кармленне кукурузнай клятчаткай, соевай клятчаткай і клятчаткай пшанічных вотруб'я (Chen et al., 2014).Аналагічным чынам парасяты, якія атрымлівалі кукурузныя і пшанічныя вотруб'е, паказалі больш высокую эфектыўнасць корму і прыбаўленне ў вазе, чым парасяты, якія атрымлівалі шалупіну соі (Zhao et al., 2018).Цікава, што не было розніцы ў паказчыках росту паміж групай валакна пшанічнага вотруб'я і групай інуліну (Hu et al., 2020).Акрамя таго, у параўнанні з парасятамі ў групе цэлюлозы і ксілану, дабаўка была больш эфектыўнай. β-глюкан пагаршае рост парасят (Wu et al., 2018).Алігацукрыды - гэта нізкамалекулярныя вугляводы, прамежкавыя паміж цукрамі і поліцукрыдамі (Voragen, 1998).Яны валодаюць важнымі фізіялагічнымі і фізіка-хімічнымі ўласцівасцямі, у тым ліку нізкай каларыйнасцю і стымуляцыяй росту карысных бактэрый, таму іх можна выкарыстоўваць у якасці дыетычных прабіётыкі (Bauer et al., 2006; Mussatto and mancilha, 2007).Дабаўка алігацукрыду хітазану (COS) можа палепшыць засваяльнасць пажыўных рэчываў, паменшыць частату дыярэі і палепшыць марфалогію кішачніка, такім чынам, паляпшаючы рост аднятых свіней (Zhou et al., 2012).Акрамя таго, дыеты з дадаткам cos могуць палепшыць рэпрадуктыўную здольнасць свінаматак (колькасць жывых парасят) (Cheng et al., 2015; Wan et al., 2017) і рост свіней, якія растуць (wontae et al., 2008). .Дабаўкі MOS і фруктаалігацукрыдаў таксама могуць палепшыць рост свіней (Che et al., 2013; Duan et al., 2016; Wang et al., 2010; Wenner et al., 2013).Гэтыя справаздачы паказваюць, што розныя вугляводы па-рознаму ўплываюць на рост свіней (табліца 2а).

3.2 Функцыя кішачніка

Крухмал з высокім суадносінамі am/ap можа палепшыць здароўе кішачніка (трыбірынможна абараніць яго для свіней), спрыяючы марфалогіі кішачніка і рэгулюючы функцыі кішачніка, звязаныя з экспрэсіяй генаў у ад'ёмных свіней (Han et al., 2012; Xiang et al., 2011).Стаўленне вышыні варсінак да вышыні варсінак і глыбіні паглыблення падуздышнай і худой кішкі было вышэй пры кармленні з высокім утрыманнем ежы, а агульная хуткасць апоптоза тонкай кішкі была ніжэй.У той жа час гэта таксама павялічыла экспрэсію блакіруючых генаў у дванаццаціперснай і худой кішцы, у той час як у групе з высокім AP актыўнасць цукрозы і мальтазы ў худой кішцы свіней-ад'ёмаў была павышана (Gao et al., 2020b).Аналагічным чынам папярэдняя праца паказала, што дыеты, багатыя на ўтрыманне ежы, зніжаюць pH, а дыеты, багатыя АП, павялічваюць агульную колькасць бактэрый у сляпой кішцы свіней-ад'ёмаў (Gao et al., 2020A).Харчовыя валакна з'яўляюцца ключавым кампанентам, які ўплывае на развіццё і працу кішачніка свіней.Назапашаныя дадзеныя паказваюць, што харчовыя валакна паляпшаюць марфалогію кішачніка і бар'ерную функцыю адлучаных свіней і зніжаюць частату дыярэі (Chen et al., 2015; Lndber，2014; Wu et al., 2018).Дэфіцыт харчовых валокнаў павялічвае адчувальнасць патагенных мікраарганізмаў і пагаршае бар'ерную функцыю слізістай абалонкі тоўстай кішкі (Desai et al., 2016), у той час як кармленне дыетай з вельмі нерастваральнымі валокнамі можа прадухіліць патагенныя мікраарганізмы за кошт павелічэння даўжыні варсінак у свіней (Hedemann et al., 2006). ).Розныя тыпы валокнаў па-рознаму ўплываюць на функцыю бар'ера тоўстай і падуздышнай кішкі.Пшанічныя вотруб'е і валакна гароху ўзмацняюць бар'ерную функцыю кішачніка, рэгулюючы экспрэсію гена TLR2 і паляпшаючы кішачныя мікробныя супольнасці ў параўнанні з валокнамі кукурузы і соі (Chen et al., 2015).Працяглае спажыванне абалоніны гароху можа рэгуляваць экспрэсію генаў або бялкоў, звязаных з метабалізмам, тым самым паляпшаючы бар'ер тоўстай кішкі і імунную функцыю (Che et al., 2014).Інулін у рацыёне можа пазбегнуць кішачных расстройстваў у парасятаў-ад'ёмаў за кошт павышэння пранікальнасці кішачніка (Awad et al., 2013).Варта адзначыць, што камбінацыя растваральнай (інулін) і нерастваральнай клятчаткі (цэлюлоза) больш эфектыўная, чым сама па сабе, што можа палепшыць засваенне пажыўных рэчываў і бар'ерную функцыю кішачніка ў аднятых свіней (Chen et al., 2019).Дзеянне харчовых валокнаў на слізістую абалонку кішачніка залежыць ад іх кампанентаў.Папярэдняе даследаванне паказала, што ксілан спрыяе функцыянаванню кішачнага бар'ера, а таксама зменам у бактэрыяльным спектры і метабалітах, а глюкан спрыяе функцыянаванню кішачнага бар'ера і здароўю слізістай абалонкі, але дабаўка цэлюлозы не паказала падобнага эфекту на ад'ёме свіней (Wu et al. , 2018).Алігацукрыды могуць быць выкарыстаны ў якасці крыніц вугляроду для мікраарганізмаў у верхніх аддзелах кішачніка замест таго, каб іх пераварваць і выкарыстоўваць.Дабаўка фруктозы можа павялічыць таўшчыню слізістай абалонкі кішачніка, выпрацоўку маслянай кіслаты, колькасць рэцэсіўных клетак і праліферацыі эпітэліяльных клетак кішачніка ў аднятых свіней (Tsukahara et al., 2003).Пекцінавыя алігацукрыды могуць палепшыць бар'ерную функцыю кішачніка і паменшыць пашкоджанне кішачніка, выкліканае ротавірусам у парасятаў (Mao et al., 2017).Акрамя таго, было выяўлена, што cos можа істотна спрыяць росту слізістай абалонкі кішачніка і значна павялічваць экспрэсію блакіруючых генаў у парасятаў (WAN, Jiang і інш. Усеабдымна гэта сведчыць аб тым, што розныя тыпы вугляводаў могуць палепшыць працу кішачніка функцыі парасятаў (табл. 2б).

Рэзюмэ і перспектыва

Асноўнай крыніцай энергіі свіней з'яўляюцца вугляводы, якія складаюцца з розных монацукрыдаў, дисахаридов, алігацукрыдаў і поліцукрыдаў.Тэрміны, заснаваныя на фізіялагічных характарыстыках, дапамагаюць засяродзіцца на патэнцыйных аздараўленчых функцыях вугляводаў і павышаюць дакладнасць класіфікацыі вугляводаў.Розныя структуры і тыпы вугляводаў па-рознаму ўплываюць на падтрыманне прадукцыйнасці росту, спрыяюць функцыянаванню кішачніка і мікробнаму балансу, а таксама рэгулююць метабалізм ліпідаў і глюкозы.Магчымы механізм вугляводнай рэгуляцыі метабалізму ліпідаў і глюкозы заснаваны на іх метабалітах (СКЖК), якія ферментуюцца мікрабіёты кішачніка.У прыватнасці, вугляводы ў рацыёне могуць рэгуляваць метабалізм глюкозы праз шляхі scfas-gpr43 / 41-glp1 / PYY і ampk-g6pase / PEPCK, а таксама рэгуляваць метабалізм ліпідаў праз шляхі scfas-gpr43 / 41 і amp / atp-ampk.Акрамя таго, калі розныя віды вугляводаў знаходзяцца ў найлепшым спалучэнні, можна палепшыць рост і здароўе свіней.

Варта адзначыць, што патэнцыйныя функцыі вугляводаў у экспрэсіі бялку і генаў і метабалічнай рэгуляцыі будуць выяўлены з дапамогай высокапрадукцыйных метадаў функцыянальнай пратэёмікі, геномікі і метабаномікі.І апошняе, але не менш важнае: ацэнка розных камбінацый вугляводаў з'яўляецца перадумовай для вывучэння разнастайных вугляводных рацыёнаў у свінагадоўлі.

Крыніца: Animal Science Journal