Resumo

O maior avance da investigación sobre carbohidratos na nutrición e saúde dos porcos é a clasificación máis clara dos carbohidratos, que non só se basea na súa estrutura química, senón tamén nas súas características fisiolóxicas.Ademais de ser a principal fonte de enerxía, os diferentes tipos e estruturas de hidratos de carbono son beneficiosos para as funcións de nutrición e saúde dos porcos.Están implicados na promoción do rendemento do crecemento e da función intestinal dos porcos, regulando a comunidade microbiana intestinal e regulando o metabolismo dos lípidos e da glicosa.O mecanismo básico dos carbohidratos é a través dos seus metabolitos (ácidos graxos de cadea curta [SCFA]) e principalmente a través das vías scfas-gpr43 / 41-pyy / GLP1, SCFAs amp / atp-ampk e scfas-ampk-g6pase / PEPCK para regular a graxa e metabolismo da glicosa.Novos estudos avaliaron a combinación óptima de diferentes tipos e estruturas de carbohidratos, que poden mellorar o rendemento do crecemento e a dixestibilidade dos nutrientes, promover a función intestinal e aumentar a abundancia de bacterias produtoras de butirato nos porcos.En xeral, a evidencia convincente apoia a opinión de que os carbohidratos xogan un papel importante nas funcións nutricionais e de saúde dos porcos.Ademais, a determinación da composición de carbohidratos terá un valor teórico e práctico para o desenvolvemento da tecnoloxía de equilibrio de carbohidratos en porcos.

1. Prefacio

Os carbohidratos poliméricos, o amidón e os polisacáridos sen amidón (NSP) son os principais compoñentes das dietas e as principais fontes de enerxía dos porcos, representando entre o 60% e o 70% da inxestión enerxética total (Bach Knudsen).Paga a pena notar que a variedade e estrutura dos carbohidratos son moi complexas, que teñen diferentes efectos sobre os porcos.Estudos anteriores demostraron que a alimentación con amidón con diferente proporción de amilosa a amilosa (AM/AP) ten unha resposta fisiolóxica evidente ao rendemento de crecemento dos porcos (Doti et al., 2014; Vicente et al., 2008).Crese que a fibra dietética, composta principalmente por NSP, reduce a utilización de nutrientes e o valor enerxético neto dos animais monogástricos (NOBLET e le, 2001).Non obstante, a inxestión de fibra dietética non afectou o rendemento de crecemento dos leitóns (Han e Lee, 2005).Cada vez hai máis evidencias que mostran que a fibra dietética mellora a morfoloxía intestinal e a función de barreira dos leitóns e reduce a incidencia da diarrea (Chen et al., 2015; Lndberg，2014； Wu et al., 2018).Polo tanto, é urxente estudar como utilizar eficazmente os carbohidratos complexos na dieta, especialmente os alimentos ricos en fibra.As características estruturais e taxonómicas dos hidratos de carbono e as súas funcións nutricionais e sanitarias para os porcos deben ser descritas e consideradas nas formulacións de pensos.NSP e amidón resistente (RS) son os principais hidratos de carbono non dixestibles (wey et al., 2011), mentres que a microbiota intestinal fermenta os hidratos de carbono non dixestibles en ácidos graxos de cadea curta (SCFA);Turnbaugh et al., 2006).Ademais, algúns oligosacáridos e polisacáridos considéranse probióticos dos animais, que poden ser usados ​​para estimular a proporción de Lactobacillus e Bifidobacterium no intestino (Mikkelsen et al., 2004; M ø LBAK et al., 2007; Wellock et al. , 2008).A suplementación con oligosacáridos mellora a composición da microbiota intestinal (de Lange et al., 2010).Co fin de minimizar o uso de promotores de crecemento antimicrobiano na produción de porcos, é importante atopar outras formas de conseguir unha boa saúde animal.Hai unha oportunidade de engadir máis variedade de hidratos de carbono á alimentación do porco.Cada vez hai máis evidencias que mostran que a combinación óptima de amidón, NSP e MOS pode promover o rendemento do crecemento e a dixestibilidade dos nutrientes, aumentar o número de bacterias produtoras de butirato e mellorar o metabolismo lipídico dos porcos destetados ata certo punto (Zhou, Chen, et al. ., 2020; Zhou, Yu, et al., 2020).Polo tanto, o propósito deste traballo é revisar a investigación actual sobre o papel clave dos carbohidratos na promoción do rendemento do crecemento e da función intestinal, a regulación da comunidade microbiana intestinal e a saúde metabólica, e explorar a combinación de carbohidratos dos porcos.

2. Clasificación dos hidratos de carbono

Os carbohidratos dietéticos pódense clasificar segundo o seu tamaño molecular, grao de polimerización (DP), tipo de conexión (a ou b) e composición dos monómeros individuais (Cummings, Stephen, 2007).Cabe destacar que a principal clasificación dos carbohidratos baséase no seu DP, como os monosacáridos ou disacáridos (DP, 1-2), oligosacáridos (DP, 3-9) e polisacáridos (DP, ≥ 10), que están compostos por amidón, NSP e enlaces glicosídicos (Cummings, Stephen, 2007; Englyst et al., 2007; Táboa 1).A análise química é necesaria para comprender os efectos fisiolóxicos e sobre a saúde dos carbohidratos.Cunha identificación química máis completa dos hidratos de carbono, é posible agrupalos segundo os seus efectos fisiolóxicos e para a saúde e incluílos no plan xeral de clasificación (englyst et al., 2007).Os hidratos de carbono (monosacáridos, disacáridos e a maioría dos amidóns) que poden ser dixeridos polas encimas do hóspede e absorbidos no intestino delgado defínense como hidratos de carbono dixeribles ou dispoñibles (Cummings, Stephen, 2007).Os hidratos de carbono resistentes á dixestión intestinal, ou mal absorbidos e metabolizados, pero que poden degradarse pola fermentación microbiana, considéranse hidratos de carbono resistentes, como a maioría dos NSP, os oligosacáridos indixeribles e os RS.Esencialmente, os carbohidratos resistentes defínense como indixestibles ou inutilizables, pero proporcionan unha descrición relativamente máis precisa da clasificación dos carbohidratos (Englyst et al., 2007).

3.1 rendemento do crecemento

O amidón está composto por dous tipos de polisacáridos.A amilosa (AM) é un tipo de amidón lineal α (1-4) dextrano ligado, a amilopectina (AP) é un α (1-4) dextrano ligado, que contén aproximadamente un 5% de dextrano α (1-6) para formar unha molécula ramificada. (tester et al., 2004).Debido ás diferentes configuracións e estruturas moleculares, os amidóns ricos en AP son fáciles de dixerir, mentres que os amidóns ricos en am non son fáciles de dixerir (Singh et al., 2010).Estudos anteriores demostraron que a alimentación con amidón con diferentes proporcións AM/AP ten respostas fisiolóxicas significativas ao rendemento de crecemento dos porcos (Doti et al., 2014; Vicente et al., 2008).A inxestión de alimento e a eficiencia alimentaria dos porcos destetados diminuíron co aumento da AM (regmi et al., 2011).Non obstante, as evidencias emerxentes indican que as dietas con máis am aumentan a ganancia diaria media e a eficiencia alimentaria dos porcos en crecemento (Li et al., 2017; Wang et al., 2019).Ademais, algúns científicos informaron de que a alimentación de diferentes proporcións AM/AP de amidón non afectou o rendemento de crecemento dos leitóns destetados (Gao et al., 2020A; Yang et al., 2015), mentres que unha dieta rica en AP aumentou a dixestibilidade dos nutrientes dos destetados. porcos (Gao et al., 2020A).A fibra dietética é unha pequena parte dos alimentos que procede das plantas.Un problema importante é que unha maior fibra dietética está asociada cunha menor utilización de nutrientes e un menor valor enerxético neto (Noble & Le, 2001).Pola contra, a inxestión moderada de fibra non afectou o rendemento de crecemento dos porcos destetados (Han & Lee, 2005; Zhang et al., 2013).Os efectos da fibra dietética sobre a utilización de nutrientes e o valor enerxético neto están afectados polas características da fibra, e as diferentes fontes de fibra poden ser moi diferentes (lndber, 2014).Nos porcos destetados, a suplementación con fibra de chícharo tivo unha taxa de conversión alimentaria máis alta que a alimentación de fibra de millo, fibra de soia e fibra de farelo de trigo (Chen et al., 2014).Do mesmo xeito, os leitóns destetados tratados con farelo de millo e salvado de trigo mostraron unha maior eficiencia alimentaria e aumento de peso que os tratados con casca de soia (Zhao et al., 2018).Curiosamente, non houbo diferenzas no rendemento de crecemento entre o grupo de fibra de farelo de trigo e o grupo de inulina (Hu et al., 2020).Ademais, en comparación cos leitóns do grupo da celulosa e do grupo xilano, a suplementación foi máis eficaz. β-Glucano prexudica o rendemento de crecemento dos leitóns (Wu et al., 2018).Os oligosacáridos son hidratos de carbono de baixo peso molecular, intermedios entre os azucres e os polisacáridos (voragen, 1998).Teñen importantes propiedades fisiolóxicas e fisicoquímicas, incluíndo un baixo poder calorífico e estimular o crecemento de bacterias beneficiosas, polo que se poden usar como probióticos dietéticos (Bauer et al., 2006; Mussatto e mancilha, 2007).A suplementación de oligosacárido de quitosano (COS) pode mellorar a dixestibilidade dos nutrientes, reducir a incidencia de diarrea e mellorar a morfoloxía intestinal, mellorando así o rendemento de crecemento dos porcos destetados (Zhou et al., 2012).Ademais, as dietas complementadas con cos poden mellorar o rendemento reprodutivo das porcas (o número de leitóns vivos) (Cheng et al., 2015; Wan et al., 2017) e o rendemento de crecemento dos porcos en crecemento (wontae et al., 2008). .A suplementación de MOS e fructooligosacárido tamén pode mellorar o rendemento de crecemento dos porcos (Che et al., 2013; Duan et al., 2016; Wang et al., 2010; Wenner et al., 2013).Estes informes indican que varios carbohidratos teñen diferentes efectos sobre o rendemento de crecemento dos porcos (táboa 2a).

3.2 función intestinal

O almidón de alta relación am/ap pode mellorar a saúde intestinal (tribirínpode protexelo para o porco) promovendo a morfoloxía intestinal e regulando a función intestinal relacionada coa expresión dos xenes nos porcos destetados (Han et al., 2012; Xiang et al., 2011).A proporción entre a altura das vellosidades e a altura das vellosidades e a profundidade do receso do íleon e do xexuno foi maior cando se alimentou cunha dieta rica en am, e a taxa de apoptose total do intestino delgado foi menor.Ao mesmo tempo, tamén aumentou a expresión dos xenes bloqueadores no duodeno e no xexuno, mentres que no grupo de AP alto, as actividades da sacarosa e da maltasa no xexuno dos porcos destetados aumentaron (Gao et al., 2020b).Do mesmo xeito, traballos previos descubriron que as dietas ricas en am reduciron o pH e as dietas ricas en AP aumentaron o número total de bacterias no ciego dos porcos destetados (Gao et al., 2020A).A fibra dietética é o compoñente clave que afecta o desenvolvemento e a función intestinal dos porcos.A evidencia acumulada mostra que a fibra dietética mellora a morfoloxía intestinal e a función de barreira dos porcos destetados e reduce a incidencia de diarrea (Chen et al., 2015; Lndber，2014； Wu et al., 2018).A deficiencia de fibra dietética aumenta a susceptibilidade dos patóxenos e prexudica a función de barreira da mucosa do colon (Desai et al., 2016), mentres que a alimentación con dieta de fibras altamente insolubles pode previr os patóxenos aumentando a lonxitude das vellosidades dos porcos (hedemann et al., 2006). ).Os diferentes tipos de fibras teñen diferentes efectos sobre a función da barreira do colon e do íleo.As fibras de farelo de trigo e de chícharo melloran a función da barreira intestinal regulando a expresión do xene TLR2 e mellorando as comunidades microbianas intestinais en comparación coas fibras de millo e soia (Chen et al., 2015).A inxestión a longo prazo de fibra de chícharo pode regular a expresión de xenes ou proteínas relacionada co metabolismo, mellorando así a barreira do colon e a función inmune (Che et al., 2014).A inulina na dieta pode evitar a perturbación intestinal nos leitóns destetados aumentando a permeabilidade intestinal (Awad et al., 2013).Paga a pena sinalar que a combinación de fibra soluble (inulina) e insoluble (celulosa) é máis eficaz que a soa, o que pode mellorar a absorción nutricional e a función de barreira intestinal nos porcos destetados (Chen et al., 2019).O efecto da fibra dietética sobre a mucosa intestinal depende dos seus compoñentes.Un estudo anterior descubriu que o xilano promoveu a función da barreira intestinal, así como os cambios no espectro bacteriano e os metabolitos, e o glucano promoveu a función da barreira intestinal e a saúde das mucosas, pero a suplementación de celulosa non mostrou efectos similares nos porcos destetados (Wu et al. , 2018).Os oligosacáridos pódense usar como fontes de carbono para os microorganismos do intestino superior en lugar de ser dixeridos e utilizados.A suplementación con frutosa pode aumentar o grosor da mucosa intestinal, a produción de ácido butírico, o número de células recesivas e a proliferación de células epiteliais intestinais nos porcos destetados (Tsukahara et al., 2003).Os oligosacáridos de pectina poden mellorar a función da barreira intestinal e reducir o dano intestinal causado polo rotavirus nos leitóns (Mao et al., 2017).Ademais, comprobouse que o cos pode promover significativamente o crecemento da mucosa intestinal e aumentar significativamente a expresión de xenes bloqueadores nos leitóns (WAN, Jiang, et al. de forma integral, estes indican que diferentes tipos de carbohidratos poden mellorar o intestino). función dos leitóns (táboa 2b).

Resumo e perspectiva

Os carbohidratos son a principal fonte de enerxía dos porcos, que está composto por varios monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos e polisacáridos.Os termos baseados en características fisiolóxicas axudan a centrarse nas funcións potenciais para a saúde dos carbohidratos e mellorar a precisión da clasificación dos carbohidratos.As diferentes estruturas e tipos de hidratos de carbono teñen diferentes efectos sobre o mantemento do rendemento do crecemento, a promoción da función intestinal e o equilibrio microbiano e a regulación do metabolismo dos lípidos e da glicosa.O posible mecanismo de regulación dos carbohidratos do metabolismo dos lípidos e da glicosa baséase nos seus metabolitos (SCFA), que son fermentados pola microbiota intestinal.En concreto, os carbohidratos na dieta poden regular o metabolismo da glicosa a través das vías scfas-gpr43 / 41-glp1 / PYY e ampk-g6pase / PEPCK, e regular o metabolismo dos lípidos a través das vías scfas-gpr43 / 41 e amp / atp-ampk.Ademais, cando os diferentes tipos de hidratos de carbono están na mellor combinación, o rendemento de crecemento e a función sanitaria dos porcos poden mellorarse.

Cabe sinalar que as funcións potenciais dos carbohidratos na expresión de proteínas e xenes e na regulación metabólica descubriranse empregando métodos de proteómica, xenómica e metabonómica funcionais de alto rendemento.Por último, pero non menos importante, a avaliación de diferentes combinacións de carbohidratos é un requisito previo para o estudo de diversas dietas de carbohidratos na produción de porcos.

Fonte: Revista de Ciencia Animal