Აბსტრაქტული

ნახშირწყლების კვლევის ყველაზე დიდი პროგრესი ღორის კვებასა და ჯანმრთელობაში არის ნახშირწყლების უფრო მკაფიო კლასიფიკაცია, რომელიც დაფუძნებულია არა მხოლოდ მის ქიმიურ სტრუქტურაზე, არამედ მის ფიზიოლოგიურ მახასიათებლებზეც.გარდა იმისა, რომ არის ენერგიის ძირითადი წყარო, ნახშირწყლების სხვადასხვა ტიპები და სტრუქტურა სასარგებლოა ღორის კვებისა და ჯანმრთელობის ფუნქციებისთვის.ისინი მონაწილეობენ ღორის ზრდისა და ნაწლავის ფუნქციის ხელშეწყობაში, ნაწლავის მიკრობული საზოგადოების რეგულირებაში და ლიპიდებისა და გლუკოზის მეტაბოლიზმის რეგულირებაში.ნახშირწყლების ძირითადი მექანიზმი არის მისი მეტაბოლიტები (მოკლე ჯაჭვის ცხიმოვანი მჟავები [SCFAs]) და ძირითადად scfas-gpr43 / 41-pyy / GLP1, SCFAs amp / atp-ampk და scfas-ampk-g6pase / PEPCK გზების მეშვეობით, რომლებიც არეგულირებენ ცხიმს და გლუკოზის მეტაბოლიზმი.ახალმა კვლევებმა შეაფასა ნახშირწყლების სხვადასხვა ტიპებისა და სტრუქტურების ოპტიმალური კომბინაცია, რომელსაც შეუძლია გააუმჯობესოს ზრდის ეფექტურობა და საკვები ნივთიერებების მონელება, ხელი შეუწყოს ნაწლავების მუშაობას და გაზარდოს ბუტირატის გამომწვევი ბაქტერიების სიმრავლე ღორებში.საერთო ჯამში, დამაჯერებელი მტკიცებულება მხარს უჭერს მოსაზრებას, რომ ნახშირწყლები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ ღორის კვების და ჯანმრთელობის ფუნქციებში.გარდა ამისა, ნახშირწყლების შემადგენლობის განსაზღვრას ექნება თეორიული და პრაქტიკული მნიშვნელობა ღორებში ნახშირწყლების ბალანსის ტექნოლოგიის განვითარებისთვის.

1. წინასიტყვაობა

პოლიმერული ნახშირწყლები, სახამებელი და არასახამებლის პოლისაქარიდები (NSP) არის დიეტის ძირითადი კომპონენტები და ღორების ენერგიის ძირითადი წყაროები, რომლებიც შეადგენს მთლიანი ენერგიის მოხმარების 60%-70%-ს (ბახ კნუდსენი).აღსანიშნავია, რომ ნახშირწყლების მრავალფეროვნება და სტრუქტურა ძალიან რთულია, რომლებსაც განსხვავებული გავლენა აქვთ ღორებზე.წინა კვლევებმა აჩვენა, რომ სახამებლით კვებას სხვადასხვა ამილოზასა და ამილოზას (AM/AP) თანაფარდობით აქვს აშკარა ფიზიოლოგიური პასუხი ღორების ზრდის მაჩვენებელზე (Doti et al., 2014; Vicente et al., 2008).ითვლება, რომ დიეტური ბოჭკოვანი, რომელიც ძირითადად შედგება NSP-ისგან, ამცირებს მონოგასტრიული ცხოველების საკვებ ნივთიერებების გამოყენებას და წმინდა ენერგეტიკულ ღირებულებას (NOBLET და le, 2001).თუმცა, დიეტური ბოჭკოების მიღებამ არ იმოქმედა გოჭების ზრდაზე (Han & Lee, 2005).უფრო და უფრო მეტი მტკიცებულება აჩვენებს, რომ დიეტური ბოჭკოვანი აუმჯობესებს გოჭების ნაწლავის მორფოლოგიას და ბარიერულ ფუნქციას და ამცირებს დიარეის სიხშირეს (Chen et al., 2015; Lndberg, 2014; Wu et al., 2018).ამიტომ, გადაუდებელია შესწავლა, თუ როგორ ეფექტურად გამოიყენოს რთული ნახშირწყლები დიეტაში, განსაკუთრებით ბოჭკოებით მდიდარი საკვები.ნახშირწყლების სტრუქტურული და ტაქსონომიური მახასიათებლები და მათი კვების და ჯანმრთელობის ფუნქციები ღორებისთვის უნდა იყოს აღწერილი და გათვალისწინებული საკვების ფორმულირებებში.NSP და რეზისტენტული სახამებელი (RS) არის მთავარი მოუნელებელი ნახშირწყლები (wey et al., 2011), ხოლო ნაწლავის მიკრობიოტა დუღს არასანელებელ ნახშირწყლებს მოკლე ჯაჭვის ცხიმოვან მჟავებად (SCFAs);Turnbaugh et al., 2006).გარდა ამისა, ზოგიერთი ოლიგოსაქარიდი და პოლისაქარიდი განიხილება როგორც ცხოველების პრობიოტიკები, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნაწლავში ლაქტობაცილისა და ბიფიდობაქტერიის პროპორციის სტიმულირებისთვის (Mikkelsen et al., 2004; M ø LBAK et al., 2007; Welllock et al. , 2008).ცნობილია, რომ ოლიგოსაქარიდის დამატება აუმჯობესებს ნაწლავის მიკრობიოტას შემადგენლობას (de Lange et al., 2010).ღორის წარმოებაში ანტიმიკრობული ზრდის ხელშემწყობების გამოყენების მინიმუმამდე შემცირების მიზნით, მნიშვნელოვანია ცხოველის კარგი ჯანმრთელობის მისაღწევად სხვა გზების პოვნა.შესაძლებელია ღორის საკვებში ნახშირწყლების მეტი ჯიშის დამატება.უფრო და უფრო მეტი მტკიცებულება აჩვენებს, რომ სახამებლის, NSP და MOS-ის ოპტიმალურ კომბინაციას შეუძლია ხელი შეუწყოს ზრდის ეფექტურობას და საკვები ნივთიერებების მონელებას, გაზარდოს ბუტირატის გამომწვევი ბაქტერიების რაოდენობა და გააუმჯობესოს ლიპიდური მეტაბოლიზმი ძუძუმწოვარ ღორებში (Zhou, Chen, et al. ., 2020; Zhou, Yu, et al., 2020).ამრიგად, ამ ნაშრომის მიზანია განიხილოს მიმდინარე კვლევა ნახშირწყლების საკვანძო როლზე ზრდის მუშაობის და ნაწლავის ფუნქციის ხელშეწყობაში, ნაწლავის მიკრობული საზოგადოების და მეტაბოლური ჯანმრთელობის რეგულირებაში და ღორების ნახშირწყლების კომბინაციის შესწავლა.

2. ნახშირწყლების კლასიფიკაცია

დიეტური ნახშირწყლები შეიძლება კლასიფიცირდეს მათი მოლეკულური ზომის, პოლიმერიზაციის ხარისხის (DP), კავშირის ტიპის (a ან b) და ცალკეული მონომერების შემადგენლობის მიხედვით (Cummings, Stephen, 2007).აღსანიშნავია, რომ ნახშირწყლების ძირითადი კლასიფიკაცია ეფუძნება მათ DP-ს, როგორიცაა მონოსაქარიდები ან დისაქარიდები (DP, 1-2), ოლიგოსაქარიდები (DP, 3-9) და პოლისაქარიდები (DP, ≥ 10), რომლებიც შედგება სახამებელი, NSP და გლიკოზიდური ბმები (Cummings, Stephen, 2007; Englyst et al., 2007; ცხრილი 1).ქიმიური ანალიზი აუცილებელია ნახშირწყლების ფიზიოლოგიური და ჯანმრთელობის ეფექტების გასაგებად.ნახშირწყლების უფრო ყოვლისმომცველი ქიმიური იდენტიფიკაციით, შესაძლებელია მათი დაჯგუფება ჯანმრთელობისა და ფიზიოლოგიური ეფექტების მიხედვით და მათი ჩართვა საერთო კლასიფიკაციის გეგმაში (englyst et al., 2007).ნახშირწყლები (მონოსაქარიდები, დისაქარიდები და სახამებლების უმეტესობა), რომელთა მონელება შესაძლებელია მასპინძელი ფერმენტების მიერ და შეიწოვება წვრილ ნაწლავში, განისაზღვრება, როგორც მოსანელებელი ან ხელმისაწვდომი ნახშირწყლები (Cummings, Stephen, 2007).ნახშირწყლები, რომლებიც მდგრადია ნაწლავის მონელების მიმართ, ან ცუდად შეიწოვება და მეტაბოლიზდება, მაგრამ შეიძლება დეგრადირებული იყოს მიკრობული ფერმენტაციის შედეგად, ითვლება რეზისტენტულ ნახშირწყლებად, როგორიცაა უმეტესობა NSP, მოუნელებელი ოლიგოსაქარიდები და RS.არსებითად, რეზისტენტული ნახშირწყლები განისაზღვრება, როგორც მოუნელებელი ან გამოუსადეგარი, მაგრამ იძლევა შედარებით უფრო ზუსტ აღწერას ნახშირწყლების კლასიფიკაციის შესახებ (englyst et al., 2007).

3.1 ზრდის შესრულება

სახამებელი შედგება ორი სახის პოლისაქარიდისგან.ამილოზა (AM) არის ერთგვარი ხაზოვანი სახამებელი α(1-4) დაკავშირებული დექსტრანი, ამილოპექტინი (AP) არის α(1-4) დაკავშირებული დექსტრანი, რომელიც შეიცავს დაახლოებით 5% დექსტრანს α(1-6) განშტოებული მოლეკულის შესაქმნელად. (ტესტერი და სხვ., 2004).სხვადასხვა მოლეკულური კონფიგურაციისა და სტრუქტურის გამო, AP მდიდარი სახამებელი ადვილად ითვისება, ხოლო am მდიდარი სახამებელი არ არის ადვილად მოსანელებელი (Singh et al., 2010).წინა კვლევებმა აჩვენა, რომ სახამებლის კვებას სხვადასხვა AM/AP თანაფარდობით აქვს მნიშვნელოვანი ფიზიოლოგიური პასუხი ღორების ზრდის მაჩვენებელზე (დოტი და სხვ., 2014; Vicente et al., 2008).საკვების მიღება და საკვების ეფექტურობა შემცირდა AM-ის მატებასთან ერთად (regmi et al., 2011).თუმცა, ახალი მტკიცებულებები იუწყებიან, რომ დიეტები უფრო მაღალი დიეტით ზრდის მზარდი ღორების საშუალო დღიურ მოგებას და კვების ეფექტურობას (Li et al., 2017; Wang et al., 2019).გარდა ამისა, ზოგიერთმა მეცნიერმა აღნიშნა, რომ სახამებლის სხვადასხვა AM/AP თანაფარდობით კვებამ არ იმოქმედა ძუძუთი გოჭების ზრდის უნარზე (Gao et al., 2020A; Yang et al., 2015), ხოლო მაღალი AP დიეტა გაზრდის საკვები ნივთიერებების მონელებას. ღორები (Gao et al., 2020A).დიეტური ბოჭკო არის საკვების მცირე ნაწილი, რომელიც მოდის მცენარეებიდან.მთავარი პრობლემა ის არის, რომ დიეტური ბოჭკოების მაღალი დონე ასოცირდება საკვები ნივთიერებების დაბალ გამოყენებასთან და დაბალ წმინდა ენერგიის ღირებულებასთან (noble & Le, 2001).პირიქით, ბოჭკოების ზომიერმა მიღებამ არ იმოქმედა მოწყვეტილი ღორების ზრდის მაჩვენებელზე (Han & Lee, 2005; Zhang et al., 2013).დიეტური ბოჭკოების ზემოქმედება საკვები ნივთიერებების გამოყენებაზე და წმინდა ენერგიის ღირებულებაზე გავლენას ახდენს ბოჭკოს მახასიათებლებზე და ბოჭკოს სხვადასხვა წყარო შეიძლება ძალიან განსხვავებული იყოს (lndber, 2014).მოწყვეტილ ღორებში, ბარდის ბოჭკოს დამატებას ჰქონდა საკვების კონვერტაციის უფრო მაღალი მაჩვენებელი, ვიდრე სიმინდის ბოჭკოების, სოიოს ბოჭკოსა და ხორბლის ქატო ბოჭკოს კვებაზე (Chen et al., 2014).ანალოგიურად, სიმინდის ქატოთი და ხორბლის ქატოთი დამუშავებული გოჭები აჩვენებდნენ უფრო მაღალი საკვების ეფექტურობას და წონაში მატებას, ვიდრე სოიოს მარცვლით დამუშავებულმა გოჭებმა (Zhao et al., 2018).საინტერესოა, რომ ხორბლის ქატოს ბოჭკოვან ჯგუფსა და ინულინის ჯგუფს შორის არ იყო განსხვავება ზრდის ეფექტურობაში (Hu et al., 2020).გარდა ამისა, ცელულოზის ჯგუფის გოჭებთან და ქსილანის ჯგუფთან შედარებით, დანამატები უფრო ეფექტური იყო β- გლუკანი არღვევს გოჭების ზრდის ეფექტურობას (Wu et al., 2018).ოლიგოსაქარიდები არის დაბალმოლეკულური წონის ნახშირწყლები, შუალედური შუალედი შაქარსა და პოლისაქარიდებს შორის (ვორაგენი, 1998).მათ აქვთ მნიშვნელოვანი ფიზიოლოგიური და ფიზიკურ-ქიმიური თვისებები, მათ შორის დაბალი კალორიული ღირებულება და სასარგებლო ბაქტერიების ზრდის სტიმულირება, ამიტომ მათი გამოყენება შესაძლებელია როგორც დიეტური პრობიოტიკები (Bauer et al., 2006; Mussatto and mancilha, 2007).ქიტოზანის ოლიგოსაქარიდის (COS) დამატებას შეუძლია გააუმჯობესოს საკვები ნივთიერებების მონელება, შეამციროს დიარეის სიხშირე და გააუმჯობესოს ნაწლავის მორფოლოგია, რითაც გააუმჯობესებს ძუძუს ღორების ზრდას (Zhou et al., 2012).გარდა ამისა, cos-ით დამატებულ დიეტას შეუძლია გააუმჯობესოს ღორების რეპროდუქციული მოქმედება (ცოცხალი გოჭების რაოდენობა) (Cheng et al., 2015; Wan et al., 2017) და მზარდი ღორების ზრდის ეფექტურობა (wontae et al., 2008). .MOS-ის და ფრუქტოოლიგოსაქარიდის დამატებამ ასევე შეიძლება გააუმჯობესოს ღორების ზრდის მაჩვენებლები (Che et al., 2013; Duan et al., 2016; Wang et al., 2010; Wenner et al., 2013).ეს ანგარიშები მიუთითებს, რომ სხვადასხვა ნახშირწყლებს განსხვავებული გავლენა აქვთ ღორების ზრდაზე (ცხრილი 2a).

3.2 ნაწლავის ფუნქცია

სახამებელს შეუძლია გააუმჯობესოს ნაწლავის ჯანმრთელობა.ტრიბირინიშეიძლება დაიცვან იგი ღორისთვის) ნაწლავის მორფოლოგიის ხელშეწყობით და ნაწლავის ფუნქციის რეგულირებით, რომელიც დაკავშირებულია გენის ექსპრესიასთან რძიდან გამოყვანილ ღორებში (Han et al., 2012; Xiang et al., 2011).ღრძილების სიმაღლის შეფარდება ღრძილების სიმაღლესთან და ილეუმისა და ჯეჯუნუმის ჩაღრმავების სიღრმე უფრო მაღალი იყო, როდესაც იკვებებოდა მაღალი დიეტით, და წვრილი ნაწლავის საერთო აპოპტოზის მაჩვენებელი უფრო დაბალი იყო.ამავდროულად, მან ასევე გაზარდა მაბლოკირებელი გენების გამოხატულება თორმეტგოჯა ნაწლავში და ჯეჯუნუმში, ხოლო მაღალი AP ჯგუფში გაიზარდა საქაროზასა და მალტაზას აქტივობა ძუძუთი ღორების ჯეჯუნუმში (Gao et al., 2020b).ანალოგიურად, წინა ნაშრომმა აჩვენა, რომ მდიდარი დიეტა ამცირებს pH-ს და AP-ით მდიდარი დიეტები ზრდიდა ბაქტერიების საერთო რაოდენობას ძუძუს ღორების ნაწლავში (Gao et al., 2020A).დიეტური ბოჭკოვანი არის ძირითადი კომპონენტი, რომელიც გავლენას ახდენს ღორის ნაწლავის განვითარებასა და ფუნქციონირებაზე.დაგროვილი მტკიცებულებები აჩვენებს, რომ დიეტური ბოჭკოვანი აუმჯობესებს ნაწლავის მორფოლოგიას და ბარიერულ ფუნქციას ძუძუმწოვარ ღორებში და ამცირებს დიარეის სიხშირეს (Chen et al., 2015; Lndber, 2014; Wu et al., 2018).დიეტური ბოჭკოების დეფიციტი ზრდის პათოგენების მგრძნობელობას და აზიანებს მსხვილი ნაწლავის ლორწოვანი გარსის ბარიერულ ფუნქციას (Desai et al., 2016), ხოლო უაღრესად უხსნადი ბოჭკოვანი დიეტით კვებამ შეიძლება თავიდან აიცილოს პათოგენები ღორებში ღორების სიგრძის გაზრდით (hedemann et al., 2006). ).სხვადასხვა ტიპის ბოჭკოებს განსხვავებული გავლენა აქვთ მსხვილი ნაწლავის და ნაწლავის ბარიერის ფუნქციონირებაზე.ხორბლის ქატო და ბარდის ბოჭკოები აძლიერებენ ნაწლავის ბარიერის ფუნქციას TLR2 გენის ექსპრესიის რეგულირებით და ნაწლავის მიკრობული თემების გაუმჯობესებით სიმინდისა და სოიოს ბოჭკოებთან შედარებით (Chen et al., 2015).ბარდის ბოჭკოს ხანგრძლივ მიღებას შეუძლია დაარეგულიროს მეტაბოლიზმთან დაკავშირებული გენის ან ცილის ექსპრესია, რითაც აუმჯობესებს მსხვილი ნაწლავის ბარიერს და იმუნურ ფუნქციას (Che et al., 2014).დიეტაში ინულინი თავიდან აიცილებს ნაწლავის დარღვევას ძუძუმწოვარ გოჭებში ნაწლავის გამტარიანობის გაზრდით (Awad et al., 2013).აღსანიშნავია, რომ ხსნადი (ინულინი) და უხსნადი ბოჭკოების (ცელულოზა) კომბინაცია უფრო ეფექტურია, ვიდრე ცალკე, რომელსაც შეუძლია გააუმჯობესოს კვების აბსორბცია და ნაწლავის ბარიერის ფუნქცია მოწყვეტილ ღორებში (Chen et al., 2019).დიეტური ბოჭკოების გავლენა ნაწლავის ლორწოვანზე დამოკიდებულია მათ კომპონენტებზე.წინა კვლევამ აჩვენა, რომ ქსილანი ხელს უწყობს ნაწლავის ბარიერის ფუნქციას, ასევე ცვლილებებს ბაქტერიების სპექტრსა და მეტაბოლიტებში, ხოლო გლუკანი ხელს უწყობს ნაწლავის ბარიერის ფუნქციას და ლორწოვანის ჯანმრთელობას, მაგრამ ცელულოზის დამატებას არ აჩვენა მსგავსი ეფექტები ღორების გამორთვაზე (Wu et al. , 2018).ოლიგოსაქარიდები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ნახშირბადის წყარო მიკროორგანიზმების ზედა ნაწლავში, ნაცვლად მათი მონელებისა და გამოყენებისა.ფრუქტოზის დამატებამ შეიძლება გაზარდოს ნაწლავის ლორწოვანი გარსის სისქე, ბუტირიუმის მჟავას გამომუშავება, რეცესიული უჯრედების რაოდენობა და ნაწლავის ეპითელური უჯრედების გამრავლება რძიდან გამოყვანილ ღორებში (Tsukahara et al., 2003).პექტინის ოლიგოსაქარიდებს შეუძლიათ გააუმჯობესონ ნაწლავის ბარიერის ფუნქცია და შეამცირონ გოჭებში როტავირუსით გამოწვეული ნაწლავის დაზიანება (Mao et al., 2017).გარდა ამისა, დადგინდა, რომ cos-ს შეუძლია მნიშვნელოვნად შეუწყოს ხელი ნაწლავის ლორწოვანის ზრდას და მნიშვნელოვნად გაზარდოს გოჭებში ბლოკირების გენების გამოხატულება (WAN, Jiang, et al. ყოვლისმომცველი გზით, ეს მიუთითებს იმაზე, რომ სხვადასხვა ტიპის ნახშირწყლებს შეუძლიათ გააუმჯობესონ ნაწლავები. გოჭების ფუნქცია (ცხრილი 2ბ).

რეზიუმე და პერსპექტივა

ნახშირწყლები არის ღორის ენერგიის ძირითადი წყარო, რომელიც შედგება სხვადასხვა მონოსაქარიდების, დისაქარიდების, ოლიგოსაქარიდებისა და პოლისაქარიდებისგან.ფიზიოლოგიურ მახასიათებლებზე დაფუძნებული ტერმინები ხელს უწყობს ნახშირწყლების პოტენციურ ჯანმრთელობის ფუნქციებზე ფოკუსირებას და ნახშირწყლების კლასიფიკაციის სიზუსტის გაუმჯობესებას.ნახშირწყლების სხვადასხვა სტრუქტურებსა და ტიპებს აქვთ განსხვავებული ეფექტი ზრდის ეფექტურობის შენარჩუნებაზე, ნაწლავის ფუნქციის და მიკრობული ბალანსის ხელშეწყობაზე და ლიპიდური და გლუკოზის მეტაბოლიზმის რეგულირებაზე.ლიპიდური და გლუკოზის მეტაბოლიზმის ნახშირწყლების რეგულირების შესაძლო მექანიზმი ეფუძნება მათ მეტაბოლიტებს (SCFAs), რომლებიც ფერმენტირებულია ნაწლავის მიკრობიოტის მიერ.კონკრეტულად, დიეტაში ნახშირწყალმა შეიძლება დაარეგულიროს გლუკოზის მეტაბოლიზმი scfas-gpr43 / 41-glp1 / PYY და ampk-g6pase / PEPCK გზებით, და დაარეგულიროს ლიპიდური მეტაბოლიზმი scfas-gpr43 / 41 და amp / atp-ampk გზებით.გარდა ამისა, როდესაც სხვადასხვა ტიპის ნახშირწყლები საუკეთესო კომბინაციაშია, ღორების ზრდის და ჯანმრთელობის ფუნქცია შეიძლება გაუმჯობესდეს.

აღსანიშნავია, რომ ნახშირწყლების პოტენციური ფუნქციები ცილებში და გენის ექსპრესიაში და მეტაბოლური რეგულაცია გამოვლინდება მაღალი გამტარუნარიანობის ფუნქციური პროტეომიკის, გენომიკის და მეტაბონომიკის მეთოდების გამოყენებით.და ბოლოს, მაგრამ არანაკლებ მნიშვნელოვანი, ნახშირწყლების სხვადასხვა კომბინაციების შეფასება წინაპირობაა ღორის წარმოებაში ნახშირწყლების მრავალფეროვანი დიეტის შესასწავლად.

წყარო: ცხოველთა მეცნიერების ჟურნალი