Mecanismul de reglare fiziologică a tributirinei și aplicarea sa în producția animală
În ultimii ani, antibioticele au fost utilizate pe scară largă în creșterea animalelor pentru a preveni bolile animalelor și pentru a îmbunătăți performanța producției. Utilizarea antibioticelor este un mijloc eficient de dezvoltare a producției intensive și pe scară largă. Cu toate acestea, din cauza utilizării excesive a antibioticelor, a apărut o dependență gravă de droguri, care a condus la rezistența bacteriană și la reziduuri de antibiotice, care amenință grav sănătatea oamenilor și a animalelor. Prin urmare, cercetarea asupra alternativelor noi de antibiotice a devenit un punct fierbinte de cercetare în ultimii ani. Dezvoltarea alternativelor de antibiotice verzi, eficiente și sigure este o sarcină principală pentru dezvoltarea creșterii animalelor în China și la nivel global. Tributirina (TB) este un produs de esterificare al acidului butiric și al glicerolului, cu un timp de înjumătățire lung și fără efecte secundare toxice. Poate fi descompus de lipaza pancreatică din intestinul animalului pentru a produce 3 molecule de acid butiric și 1 moleculă de glicerol, care sunt apoi transportate de sânge în diferite țesuturi și organe din organism pentru a-și exercita efectele. Adăugarea tuberculozei în dietă poate îmbunătăți performanța creșterii animalelor, poate promova dezvoltarea intestinală, crește imunitatea și poate asigura sănătatea organismului animal. Această lucrare trece în revistă proprietățile fizico-chimice, căile metabolice, funcțiile fiziologice, mecanismele de acțiune și aplicațiile TB în producția animală, având ca scop furnizarea de referințe teoretice pentru reglementarea sănătății intestinale și cercetarea în producția animală folosind TB ca nou aditiv alimentar.
1. Caracteristicile și căile metabolice ale TB
1.1 Caracteristicile fizico-chimice ale TB
TB, cunoscută și sub numele de tributirat de glicerol, este produsul esterificării a 3 molecule de acid butiric și a unei molecule de glicerol. Este un derivat tipic al acidului butiric, aparținând esterilor acizilor grași cu catenă scurtă, cu formula moleculară C15H26O6 și o masă moleculară relativă de 302,36. Structura moleculară este prezentată în Figura 1. TB este în general un lichid uleios incolor, cu o ușoară aromă grasă și un gust ușor amar. Este extrem de dificil de dizolvat în apă, dar ușor solubil în etanol, cloroform și eter, având un punct de topire de -75 grade și un punct de fierbere de 305-310 grade, ceea ce face proprietățile fizico-chimice relativ stabile.
1.2 Căile metabolice ale TB
TBC, fiind un tip de lipide, are căi metabolice strâns legate de cele ale metabolismului lipidic și mecanismelor de absorbție. În timpul digestiei lipidelor din organismul animal, lipaza are cea mai puternică activitate asupra trigliceridelor, urmată de digliceride, iar cea mai slabă asupra monogliceridelor, în special 2-monogliceridelor. În procesul de absorbție a grăsimilor, calea monogliceridelor joacă un rol dominant, 2-monogliceridele fiind principala cale de absorbție deoarece lipaza pancreatică hidrolizează în mod specific pozițiile 1,3 ale trigliceridelor pentru a produce 2-monogliceride și grăsimi libere. acizi. Atât 1-monogliceridele, cât și 2-monogliceridele pot fi absorbite complet de celulele epiteliale intestinale și pot intra în limfă, unele intră în fluxul sanguin pentru a-și exercita efectele. Există enzime în microzomi care esterifică în continuare monogliceridele în trigliceride, cu o preferință pentru utilizarea 2-monogliceridelor.
TB este un derivat tipic de acid gras cu catenă scurtă. Deoarece conținutul de lipază din gura și stomacul animalului este foarte scăzut și TB nu este ușor descompusă de acidul gastric, digestia și absorbția sa au loc în principal în intestin. Prin acțiunea lipazei pancreatice și a microorganismelor din intestinul posterior din intestin, TB se descompune treptat și lent în glicerol, acid butiric și o cantitate foarte mică de monobutirină. Glicerolul produs poate pătrunde în membrana celulară și poate intra în celulă pentru a participa la metabolism, în timp ce absorbția și transportul acidului butiric au loc în principal prin două căi: în primul rând, furnizarea de energie pentru celulele intestinale. Intestinul selectează de preferință acidul butiric pentru a furniza energie. După intrarea în celulă, acidul butiric este descompus în acetil-CoA prin -oxidare, intrând în ciclul acidului tricarboxilic pentru a furniza energie organismului sau formând corpi cetonici în ficat, care sunt oxidați pentru a furniza energie țesuturilor extrahepatice. În al doilea rând, sintetizarea trigliceridelor în organism. Când organismul nu mai are nevoie de acizi grași pentru a furniza energie, acidul butiric, glicerolul și monobutirina resintetizează trigliceridele stocate în adipocite.
2. Funcțiile fiziologice și mecanismele de acțiune ale TB
2.1 Furnizarea energiei
Acidul butiric este un nutrient important pentru celulele intestinale, celulele colonului bazându-se în principal pe acidul butiric ca sursă de energie. TBC, descompusă de lipaza pancreatică în intestin, produce acid butiric, furnizând energie celulelor mucoasei intestinale, până la 75% din energia pentru intestin provenind din acidul butiric.
2.2 Reglarea funcției de barieră intestinală
TBC poate servi ca sursă de energie pentru celulele epiteliale ale mucoasei intestinale, promovând proliferarea și maturarea celulelor epiteliale gastrointestinale, îmbunătățirea structurii morfologice a intestinului animalului, creșterea zonei de contact dintre alimente și intestin și îmbunătățirea capacității organismului de a absorbi substanțele nutritive. . Prin reducerea permeabilității intestinale, prin promovarea activității enzimelor digestive intestinale, prin promovarea secreției de mucină și prin exprimarea proteinelor din joncțiunea strânsă, TB întărește funcția de barieră intestinală la animale.
2.3 Reglarea echilibrului microbiotei intestinale
După ce pătrunde în intestin, TBC produce butirat prin acțiunea lipazei pancreatice. Butiratul poate reduce aciditatea tractului digestiv, poate pătrunde în bacterii și se descompune pentru a produce ioni de hidrogen și ioni de butirat, ducând la acidificare intracelulară. Acest lucru face ca un număr mare de bacterii dăunătoare intolerante la acid, cum ar fi Escherichia coli și Salmonella, să dispară, în timp ce bacteriile benefice tolerante la acid, cum ar fi Lactobacillus și Bifidobacterium, proliferează în număr mare, menținând echilibrul microbiotei intestinale la animale.
2.4 Reglarea funcției imune
TBC are un anumit efect de reglare asupra sistemului imunitar al animalelor, participând la reglarea sistemului imunitar al organismului. TBC se descompune în intestin pentru a produce butirat, care exercită efecte antiinflamatorii prin inhibarea activării căii factorului de transcripție nuclear κB (NF-κB), reducând expresia genică a citokinelor proinflamatorii, cum ar fi factorul de necroză tumorală (TNF). - ), interleukine (IL) IL-1, IL-2, IL-6, IL-8 și IL-12. TBC poate îmbunătăți funcția imună a animalelor prin diferite căi, sporind activitatea substanțelor imune, promovând proliferarea celulelor T reglatoare (Tregs), crescând expresia citokinelor antiinflamatorii, reducând expresia citokinelor proinflamatorii și sporind capacitatea antioxidantă de a întări imunitatea animalelor.
2.5 Reglarea metabolismului
Numeroase studii au arătat că acizii grași cu lanț scurt joacă un rol important în homeostazia energetică și metabolismul lipidic prin stimularea semnalelor hormonale și neuronale în diferite țesuturi, reglând metabolismul animalelor. TBC, descompusă de lipaza pancreatică în intestin pentru a produce butirat, participă la reglarea sănătății metabolice a organismului.
3 Aplicarea TB în producția animală
Ca precursor al butiratului, TB este un supliment excelent de butirat cu proprietăți fizico-chimice stabile, sigure și netoxice, abordând problemele mirosului neplăcut și volatilității butiratului și dificultatea suplimentării directe. Are perspective largi de aplicare în domeniul alimentației animale. Ca aditiv pentru hrana animalelor, TB poate acționa direct asupra tractului digestiv al animalelor, furnizând energie intestinului, îmbunătățind sănătatea intestinală și reglând performanța de creștere și starea de sănătate a animalelor.
3.1 Îmbunătățirea performanței de creștere
Adăugarea tuberculozei în furaje a fost aplicată pe scară largă în diferite scenarii de producție animală. Suplimentarea cantităților adecvate de TB în dietă poate crește câștigul zilnic mediu al animalelor de experiment, poate reduce raportul dintre hrană și câștig și poate îmbunătăți performanța de creștere a animalelor, cu rate recomandate de adăugare variind de la 0.{{4 }}75% până la 0,25%.
3.2 Îmbunătățirea sănătății intestinale
TBC poate juca un rol pozitiv în sănătatea intestinului animal prin îmbunătățirea morfologiei intestinale, reglarea echilibrului microbiotei intestinale și îmbunătățirea barierei intestinale și a capacităților antioxidante. Adăugarea tuberculozei poate crește semnificativ activitatea glutation peroxidazei serice (GSH-Px), tripsinei și pepsinei la crapul ierb, îmbunătățind capacitatea digestivă și antioxidantă intestinală. Ca sursă de energie pentru intestin, tuberculoza poate îmbunătăți și repara eficient morfologia intestinală, poate îmbunătăți capacitățile digestive și de absorbție, poate promova proliferarea bacteriilor benefice, poate îmbunătăți structura microbiotei, poate atenua răspunsurile la stresul oxidativ, poate promova dezvoltarea intestinală și poate asigura sănătatea organismului. corp.
3.3 Înlocuirea utilizării antibioticelor
În prezent, există relativ puține rapoarte privind înlocuirea antibioticelor cu TBC atât pe plan intern, cât și internațional. Adăugarea tuberculozei în dietă are efecte similare asupra performanței de creștere cu adăugarea de antibiotice la purceii înțărcați, iar tuberculoza și antibioticele au efecte sinergice. TBC poate stimula apetitul purceilor provocați de LPS, poate atenua leziunile intestinale și întârzierea creșterii prin reglarea factorilor inflamatori, exprimând factorul de creștere a fibroblastelor ileale 19 (FGE19) și fermentarea acetatului intestinal. Utilizarea pe termen lung a antibioticelor poate modifica structura microbiotei intestinale, afectând expresia schimbătorilor de anioni, a receptorilor de transport al butirat și a proteinelor din joncțiune strânsă, ducând la leziuni intestinale. Adăugarea tuberculozei poate atenua leziunile intestinale induse de antibiotice și poate asigura sănătatea intestinală. Cu toate acestea, cercetările actuale privind tuberculoza ca înlocuitor de antibiotic sunt încă relativ limitate și sunt necesare studii suplimentare pentru o aplicare mai largă.
4. Concluzie
În general, TBC are multiple funcții biologice, cum ar fi furnizarea de energie pentru organism, menținerea integrității intestinale, reglarea structurii microbiotei intestinale și participarea la răspunsurile imune și metabolice.
(Extract din: Acta Animal Nutrition 2020, 32 (12): 5547-5555)
Anthony Liang- Hangzhou Well Sunshine Biotech Co.,LTD, mai 2024
Well Sunshine Group, s-a concentrat pe producția și dezvoltarea de produse cu butirat de sodiu timp de doisprezece ani.
