Soyut

Domuz beslenmesi ve sağlığı konusunda karbonhidrat araştırmalarındaki en büyük ilerleme, karbonhidratın sadece kimyasal yapısına değil aynı zamanda fizyolojik özelliklerine de dayalı olarak daha net bir şekilde sınıflandırılmasıdır.Farklı tür ve yapıdaki karbonhidratlar ana enerji kaynağı olmasının yanı sıra domuzların beslenmesi ve sağlık fonksiyonlarına da faydalıdır.Domuzların büyüme performansını ve bağırsak fonksiyonunu desteklemede, bağırsak mikrobiyal topluluğunu düzenlemede ve lipit ve glikoz metabolizmasını düzenlemede rol oynarlar.Karbonhidratın temel mekanizması, metabolitleri (kısa zincirli yağ asitleri [SCFA'lar]) aracılığıyla ve esas olarak scfas-gpr43 / 41-pyy / GLP1, SCFA'lar amp / atp-ampk ve scfas-ampk-g6pase / PEPCK yolları aracılığıyla yağı düzenler ve glikoz metabolizması.Yeni çalışmalar, domuzlarda büyüme performansını ve besinlerin sindirilebilirliğini artırabilen, bağırsak fonksiyonunu geliştirebilen ve bütirat üreten bakterilerin bolluğunu artırabilen farklı tür ve yapıdaki karbonhidratların optimal kombinasyonunu değerlendirdi.Genel olarak ikna edici kanıtlar, karbonhidratların domuzların beslenme ve sağlık işlevlerinde önemli bir rol oynadığı görüşünü desteklemektedir.Ayrıca karbonhidrat kompozisyonunun belirlenmesi domuzlarda karbonhidrat dengesi teknolojisinin geliştirilmesi açısından teorik ve pratik değere sahip olacaktır.

1. Önsöz

Polimerik karbonhidratlar, nişasta ve nişasta olmayan polisakkaritler (NSP), diyetlerin ana bileşenleri ve domuzların ana enerji kaynaklarıdır ve toplam enerji alımının %60 - %70'ini oluşturur (Bach Knudsen).Karbonhidratların çeşitliliğinin ve yapısının oldukça karmaşık olduğunu ve bunların domuzlar üzerinde farklı etkileri olduğunu belirtmekte fayda var.Önceki çalışmalar, farklı amiloz/amiloz (AM/AP) oranına sahip nişastayla beslenmenin domuzların büyüme performansına belirgin fizyolojik tepki verdiğini göstermiştir (Doti ve diğerleri, 2014; Vicente ve diğerleri, 2008).Temel olarak NSP'den oluşan diyet lifinin, tek mideli hayvanların besin kullanımını ve net enerji değerini azalttığına inanılmaktadır (NOBLET ve le, 2001).Ancak diyet lifi alımı domuz yavrularının büyüme performansını etkilememiştir (Han ve Lee, 2005).Diyet lifinin domuz yavrularının bağırsak morfolojisini ve bariyer fonksiyonunu iyileştirdiğini ve ishal vakalarını azalttığını gösteren giderek daha fazla kanıt bulunmaktadır (Chen ve diğerleri, 2015; Lndberg，2014； Wu ve diğerleri, 2018).Bu nedenle, diyetteki kompleks karbonhidratların, özellikle de lif açısından zengin yemlerin nasıl etkili bir şekilde değerlendirilebileceğinin araştırılması gerekmektedir.Karbonhidratların yapısal ve taksonomik özellikleri ile bunların domuzlar için beslenme ve sağlık fonksiyonları, yem formülasyonlarında tanımlanmalı ve dikkate alınmalıdır.NSP ve dirençli nişasta (RS) sindirilmeyen başlıca karbonhidratlardır (wey ve diğerleri, 2011), bağırsak mikrobiyotası ise sindirilmeyen karbonhidratları kısa zincirli yağ asitlerine (SCFA'lar) fermente eder;Turnbaugh ve diğerleri, 2006).Ayrıca bazı oligosakkaritler ve polisakkaritler, bağırsaktaki Lactobacillus ve Bifidobacterium oranını uyarmak için kullanılabilen hayvanların probiyotikleri olarak kabul edilmektedir (Mikkelsen ve ark., 2004; Mø LBAK ve ark., 2007; Wellock ve ark. , 2008).Oligosakkarit takviyesinin bağırsak mikrobiyotasının bileşimini iyileştirdiği rapor edilmiştir (de Lange ve diğerleri, 2010).Domuz üretiminde antimikrobiyal büyüme destekleyicilerinin kullanımını en aza indirmek amacıyla, iyi hayvan sağlığına ulaşmanın başka yollarını bulmak önemlidir.Domuz yemine daha fazla çeşitte karbonhidrat ekleme fırsatı vardır.Nişasta, NSP ve MOS'un optimal kombinasyonunun, büyüme performansını ve besin sindirilebilirliğini destekleyebileceğini, bütirat üreten bakteri sayısını artırabileceğini ve sütten kesilmiş domuzların lipit metabolizmasını belirli bir dereceye kadar geliştirebileceğini giderek daha fazla kanıt göstermektedir (Zhou, Chen, et al). ., 2020; Zhou, Yu ve diğerleri, 2020).Bu nedenle, bu makalenin amacı, büyüme performansını ve bağırsak fonksiyonunu desteklemede, bağırsak mikrobiyal topluluğunu ve metabolik sağlığı düzenlemede karbonhidratın anahtar rolüne ilişkin mevcut araştırmaları gözden geçirmek ve domuzların karbonhidrat kombinasyonunu araştırmaktır.

2. Karbonhidratların sınıflandırılması

Diyetteki karbonhidratlar moleküler büyüklüklerine, polimerizasyon derecelerine (DP), bağlantı tiplerine (a veya b) ve bireysel monomerlerin bileşimlerine göre sınıflandırılabilir (Cummings, Stephen, 2007).Karbonhidratların ana sınıflandırmasının, monosakkaritler veya disakkaritler (DP, 1-2), oligosakkaritler (DP, 3-9) ve polisakkaritler (DP, ≥ 10) gibi DP'lerine dayandığını belirtmek gerekir. nişasta, NSP ve glikosidik bağlar (Cummings, Stephen, 2007; Englyst ve diğerleri, 2007; Tablo 1).Karbonhidratların fizyolojik ve sağlık üzerindeki etkilerini anlamak için kimyasal analiz gereklidir.Karbonhidratların daha kapsamlı kimyasal tanımlamaları ile onları sağlık ve fizyolojik etkilerine göre gruplandırmak ve genel sınıflandırma planına dahil etmek mümkündür (Englyst ve ark., 2007).Konakçı enzimler tarafından sindirilebilen ve ince bağırsakta emilebilen karbonhidratlar (monosakaritler, disakkaritler ve çoğu nişasta), sindirilebilir veya kullanılabilir karbonhidratlar olarak tanımlanır (Cummings, Stephen, 2007).Bağırsak sindirimine dirençli olan veya emilimi ve metabolize edilmesi zayıf olan ancak mikrobiyal fermantasyonla parçalanabilen karbonhidratlar, çoğu NSP, sindirilmeyen oligosakkaritler ve RS gibi dirençli karbonhidratlar olarak kabul edilir.Esas itibarıyla dirençli karbonhidratlar, sindirilemeyen veya kullanılamaz olarak tanımlanır, ancak karbonhidratların sınıflandırılmasına ilişkin nispeten daha doğru bir tanımlama sağlar (Englyst ve diğerleri, 2007).

3.1 büyüme performansı

Nişasta iki çeşit polisakkaritten oluşur.Amiloz (AM), bir tür doğrusal nişasta α（1-4) bağlı dekstrandır, amilopektin (AP), dallanmış bir molekül oluşturmak üzere yaklaşık %5 dekstran α（1-6) içeren bir α（1-4) bağlı dekstrandır (testçi ve diğerleri, 2004).Farklı moleküler konfigürasyonlar ve yapılar nedeniyle AP açısından zengin nişastaların sindirimi kolayken, am açısından zengin nişastaların sindirimi kolay değildir (Singh ve ark., 2010).Önceki çalışmalar, farklı AM/AP oranlarıyla nişasta beslemenin domuzların büyüme performansına önemli fizyolojik tepkiler verdiğini göstermiştir (Doti ve diğerleri, 2014; Vicente ve diğerleri, 2008).Sütten kesilmiş domuzların yem alımı ve yem verimliliği AM'nin artmasıyla azalmıştır (regmi ve ark., 2011).Bununla birlikte, ortaya çıkan kanıtlar, daha yüksek am içeren diyetlerin, büyüyen domuzların ortalama günlük kazancını ve yem verimliliğini artırdığını bildirmektedir (Li ve diğerleri, 2017; Wang ve diğerleri, 2019).Ayrıca bazı bilim insanları, farklı AM/AP oranlarındaki nişastayla beslenmenin sütten kesilmiş domuz yavrularının büyüme performansını etkilemediğini, yüksek AP diyetinin ise sütten kesilmiş domuz yavrularının besin sindirilebilirliğini artırdığını bildirdi. domuzlar (Gao ve diğerleri, 2020A).Diyet lifi, bitkilerden elde edilen yiyeceklerin küçük bir parçasıdır.Önemli bir sorun, daha yüksek diyet lifinin daha düşük besin kullanımı ve daha düşük net enerji değeri ile ilişkili olmasıdır (noble ve Le, 2001).Aksine, orta düzeyde lif alımı sütten kesilmiş domuzların büyüme performansını etkilememiştir (Han ve Lee, 2005; Zhang ve diğerleri, 2013).Diyet lifinin besin kullanımı ve net enerji değeri üzerindeki etkileri lif özelliklerinden etkilenir ve farklı lif kaynakları çok farklı olabilir (Indber, 2014).Sütten kesilmiş domuzlarda bezelye lifi takviyesi, mısır lifi, soya fasulyesi lifi ve buğday kepeği lifi ile beslenmeye göre daha yüksek bir yem dönüşüm oranına sahipti (Chen ve diğerleri, 2014).Benzer şekilde, mısır kepeği ve buğday kepeği ile tedavi edilen sütten kesilmiş domuz yavruları, soya fasulyesi kabuğu ile tedavi edilenlere göre daha yüksek yem verimliliği ve ağırlık artışı gösterdi (Zhao ve diğerleri, 2018).İlginç bir şekilde buğday kepeği lifi grubu ile inülin grubu arasında büyüme performansı açısından bir fark yoktu (Hu ve diğerleri, 2020).Ayrıca selüloz grubu ve ksilan grubundaki domuz yavrularıyla karşılaştırıldığında takviyenin daha etkili olduğu görülmüştür. β-Glukan domuz yavrularının büyüme performansını bozmaktadır (Wu ve ark., 2018).Oligosakkaritler, şekerler ve polisakkaritler arasında yer alan düşük molekül ağırlıklı karbonhidratlardır (voragen, 1998).Düşük kalorifik değere sahip olmaları ve yararlı bakterilerin büyümesini teşvik etme gibi önemli fizyolojik ve fizikokimyasal özelliklere sahip olduklarından diyet probiyotikleri olarak kullanılabilirler (Bauer ve diğerleri, 2006; Mussatto ve mancilha, 2007).Kitosan oligosakarit (COS) takviyesi besinlerin sindirilebilirliğini artırabilir, ishal vakalarını azaltabilir ve bağırsak morfolojisini iyileştirebilir, böylece sütten kesilmiş domuzların büyüme performansını iyileştirebilir (Zhou ve ark., 2012).Ek olarak, cos ile desteklenen diyetler, dişi domuzların üreme performansını (canlı domuz yavrusu sayısı) (Cheng ve diğerleri, 2015; Wan ve diğerleri, 2017) ve büyüyen domuzların büyüme performansını (wontae ve diğerleri, 2008) iyileştirebilir. .MOS ve fruktooligosakkarit takviyesi aynı zamanda domuzların büyüme performansını da geliştirebilir (Che ve diğerleri, 2013; Duan ve diğerleri, 2016; Wang ve diğerleri, 2010; Wenner ve diğerleri, 2013).Bu raporlar, çeşitli karbonhidratların domuzların büyüme performansı üzerinde farklı etkileri olduğunu göstermektedir (Tablo 2a).

3.2 bağırsak fonksiyonu

Yüksek am/ap oranı nişasta bağırsak sağlığını iyileştirebilir(tribirinbağırsak morfolojisini teşvik ederek ve sütten kesilmiş domuzlarda gen ekspresyonuyla ilgili bağırsak fonksiyonunu yukarı doğru düzenleyerek onu domuz için koruyabilir (Han ve diğerleri, 2012; Xiang ve diğerleri, 2011).Yüksek am diyeti ile beslendiğinde ileum ve jejunumdaki villus yüksekliğinin villus yüksekliği ve girinti derinliğine oranı daha yüksekti ve ince bağırsağın toplam apoptoz hızı daha düşüktü.Aynı zamanda duodenum ve jejunumda bloke edici genlerin ekspresyonunu da arttırırken, yüksek AP grubunda sütten kesilmiş domuzların jejunumunda sükroz ve maltaz aktiviteleri arttı (Gao ve ark., 2020b).Benzer şekilde önceki çalışmalar, am açısından zengin diyetlerin pH'ı düşürdüğünü ve AP açısından zengin diyetlerin sütten kesilmiş domuzların kör bağırsaklarındaki toplam bakteri sayısını artırdığını buldu (Gao ve diğerleri, 2020A).Diyet lifi domuzların bağırsak gelişimini ve fonksiyonunu etkileyen temel bileşendir.Birikmiş kanıtlar, diyet lifinin sütten kesilmiş domuzların bağırsak morfolojisini ve bariyer fonksiyonunu iyileştirdiğini ve ishal görülme sıklığını azalttığını göstermektedir (Chen ve diğerleri, 2015; Lndber，2014； Wu ve diğerleri, 2018).Diyet lifi eksikliği patojenlerin duyarlılığını arttırır ve kolon mukozasının bariyer fonksiyonunu bozar (Desai ve ark., 2016), yüksek oranda çözünmeyen lif içeren diyetle besleme ise domuzlarda villus uzunluğunu artırarak patojenleri önleyebilir (Hedemann ve ark., 2006). ).Farklı lif türlerinin kolon ve ileum bariyerinin fonksiyonu üzerinde farklı etkileri vardır.Buğday kepeği ve bezelye lifleri, mısır ve soya fasulyesi lifleriyle karşılaştırıldığında TLR2 gen ekspresyonunu düzenleyerek ve bağırsak mikrobiyal topluluklarını iyileştirerek bağırsak bariyer fonksiyonunu geliştirir (Chen ve diğerleri, 2015).Bezelye lifinin uzun süreli tüketilmesi, metabolizmayla ilgili gen veya protein ifadesini düzenleyebilir, böylece kolon bariyerini ve bağışıklık fonksiyonunu iyileştirebilir (Che ve diğerleri, 2014).Diyetteki inulin, bağırsak geçirgenliğini artırarak sütten kesilmiş domuz yavrularında bağırsak rahatsızlığını önleyebilir (Awad ve diğerleri, 2013).Çözünür (inülin) ve çözünmez lif (selüloz) kombinasyonunun tek başına olduğundan daha etkili olduğunu ve sütten kesilmiş domuzlarda besin emilimini ve bağırsak bariyer fonksiyonunu iyileştirebileceğini belirtmekte fayda var (Chen ve diğerleri, 2019).Diyet lifinin bağırsak mukozası üzerindeki etkisi bileşenlerine bağlıdır.Önceki bir çalışma, ksilanın bağırsak bariyer fonksiyonunun yanı sıra bakteriyel spektrum ve metabolitlerdeki değişiklikleri desteklediğini ve glukan'ın bağırsak bariyer fonksiyonunu ve mukozal sağlığı desteklediğini, ancak selüloz takviyesinin sütten kesilmiş domuzlarda benzer etkiler göstermediğini buldu (Wu ve ark. 2012). , 2018).Oligosakkaritler, sindirilip kullanılmak yerine üst bağırsaktaki mikroorganizmalar için karbon kaynağı olarak kullanılabilir.Fruktoz takviyesi sütten kesilmiş domuzlarda bağırsak mukoza kalınlığını, bütirik asit üretimini, resesif hücre sayısını ve bağırsak epitel hücrelerinin çoğalmasını artırabilir (Tsukahara ve ark., 2003).Pektin oligosakkaritler bağırsak bariyer fonksiyonunu iyileştirebilir ve domuz yavrularında rotavirüsün neden olduğu bağırsak hasarını azaltabilir (Mao ve diğerleri, 2017).Ek olarak, cos'un bağırsak mukozasının büyümesini önemli ölçüde destekleyebildiği ve domuz yavrularında bloke edici genlerin ekspresyonunu önemli ölçüde artırabildiği bulunmuştur (WAN, Jiang ve diğerleri, kapsamlı bir şekilde, bunlar farklı karbonhidrat türlerinin bağırsakları iyileştirebileceğini göstermektedir) domuz yavrularının işlevi (tablo 2b).

Özet ve Beklenti

Karbonhidrat, çeşitli monosakkaritler, disakkaritler, oligosakkaritler ve polisakkaritlerden oluşan domuzların ana enerji kaynağıdır.Fizyolojik özelliklere dayalı terimler, karbonhidratların potansiyel sağlık fonksiyonlarına odaklanmaya ve karbonhidrat sınıflandırmasının doğruluğunu artırmaya yardımcı olur.Karbonhidratların farklı yapıları ve türleri, büyüme performansının sürdürülmesinde, bağırsak fonksiyonunun ve mikrobiyal dengenin desteklenmesinde, lipid ve glukoz metabolizmasının düzenlenmesinde farklı etkilere sahiptir.Lipid ve glikoz metabolizmasının karbonhidrat düzenlemesinin olası mekanizması, bağırsak mikrobiyotası tarafından fermente edilen metabolitlerine (SCFA'lar) dayanmaktadır.Spesifik olarak, diyetteki karbonhidrat, scfas-gpr43 / 41-glp1 / PYY ve ampk-g6pase / PEPCK yolları yoluyla glukoz metabolizmasını düzenleyebilir ve scfas-gpr43 / 41 ve amp / atp-ampk yolları yoluyla lipid metabolizmasını düzenleyebilir.Ayrıca farklı karbonhidrat türleri en iyi kombinasyon halinde olduğunda domuzların büyüme performansı ve sağlık fonksiyonu iyileştirilebilir.

Karbonhidratın protein ve gen ekspresyonundaki ve metabolik düzenlemedeki potansiyel fonksiyonlarının, yüksek verimli fonksiyonel proteomik, genomik ve metabonomik yöntemler kullanılarak keşfedileceğini belirtmekte fayda var.Son olarak, farklı karbonhidrat kombinasyonlarının değerlendirilmesi, domuz üretimindeki çeşitli karbonhidrat diyetlerinin incelenmesi için bir ön koşuldur.

Sos: Hayvan Bilimi Dergisi