Muhtasari

Maendeleo makubwa zaidi ya utafiti wa wanga katika lishe na afya ya nguruwe ni uainishaji ulio wazi zaidi wa wanga, ambao hautegemei tu muundo wake wa kemikali, bali pia kulingana na sifa zake za kisaikolojia. Mbali na kuwa chanzo kikuu cha nishati, aina na miundo tofauti ya wanga ina manufaa kwa lishe na utendaji kazi wa afya wa nguruwe. Wanahusika katika kukuza utendaji kazi wa ukuaji na utendaji kazi wa utumbo wa nguruwe, kudhibiti jamii ya vijidudu vya utumbo, na kudhibiti umetaboli wa lipidi na glukosi. Utaratibu wa msingi wa wanga ni kupitia metaboliti zake (asidi fupi ya mafuta [SCFAs]) na hasa kupitia njia za scfas-gpr43 / 41-pyy / GLP1, SCFAs amp / atp-ampk na scfas-ampk-g6pase / PEPCK ili kudhibiti umetaboli wa mafuta na glukosi. Uchunguzi mpya umetathmini mchanganyiko bora wa aina na miundo tofauti ya wanga, ambayo inaweza kuboresha utendaji kazi wa ukuaji na usagaji wa virutubisho, kukuza utendaji kazi wa utumbo, na kuongeza wingi wa bakteria wanaozalisha butyrate katika nguruwe. Kwa ujumla, ushahidi wa kushawishi unaunga mkono mtazamo kwamba wanga huchukua jukumu muhimu katika utendaji kazi wa lishe na afya wa nguruwe. Zaidi ya hayo, uamuzi wa muundo wa wanga utakuwa na thamani ya kinadharia na vitendo kwa ajili ya maendeleo ya teknolojia ya usawa wa wanga katika nguruwe.

1. Dibaji

Wanga wa polima, wanga na polisakaraidi zisizo za wanga (NSP) ndizo sehemu kuu za lishe na vyanzo vikuu vya nishati vya nguruwe, zikihesabu 60% - 70% ya jumla ya ulaji wa nishati (Bach Knudsen). Inafaa kuzingatia kwamba aina na muundo wa wanga ni changamano sana, ambazo zina athari tofauti kwa nguruwe. Uchunguzi wa awali umeonyesha kuwa kulisha na wanga kwa uwiano tofauti wa amylose na amylose (AM / AP) kuna mwitikio dhahiri wa kisaikolojia kwa utendaji wa ukuaji wa nguruwe (Doti et al., 2014; Vicente et al., 2008). Nyuzinyuzi za lishe, ambazo zinajumuisha NSP, zinaaminika kupunguza matumizi ya virutubisho na thamani halisi ya nishati ya wanyama wa tumbo moja (NOBLET na le, 2001). Hata hivyo, ulaji wa nyuzinyuzi za lishe haukuathiri utendaji wa ukuaji wa nguruwe wachanga (Han & Lee, 2005). Ushahidi zaidi na zaidi unaonyesha kwamba nyuzinyuzi za lishe huboresha umbo la utumbo na utendaji kazi wa kizuizi cha watoto wa nguruwe, na hupunguza matukio ya kuhara (Chen et al., 2015; Lndberg，2014； Wu et al., 2018). Kwa hivyo, ni muhimu kujifunza jinsi ya kutumia kwa ufanisi wanga tata katika lishe, hasa chakula chenye nyuzinyuzi nyingi. Sifa za kimuundo na za kitaksonomia za wanga na kazi zao za lishe na afya kwa nguruwe lazima zielezwe na kuzingatiwa katika michanganyiko ya chakula. NSP na wanga sugu (RS) ndio wanga kuu usioweza kumeng'enywa (wey et al., 2011), huku microbiota ya utumbo ikichachusha wanga usioweza kumeng'enywa kuwa asidi ya mafuta ya mnyororo mfupi (SCFAs); Turnbaugh et al., 2006). Kwa kuongezea, baadhi ya oligosaccharides na polysaccharides huchukuliwa kama probiotics za wanyama, ambazo zinaweza kutumika kuchochea uwiano wa Lactobacillus na Bifidobacterium kwenye utumbo (Mikkelsen et al., 2004; Mø LBAK et al., 2007; Wellock et al., 2008). Nyongeza ya oligosaccharide imeripotiwa kuboresha muundo wa microbiota ya matumbo (de Lange et al., 2010). Ili kupunguza matumizi ya vichocheo vya ukuaji wa antimicrobial katika uzalishaji wa nguruwe, ni muhimu kutafuta njia zingine za kufikia afya njema ya wanyama. Kuna fursa ya kuongeza aina zaidi ya wanga kwenye chakula cha nguruwe. Ushahidi zaidi na zaidi unaonyesha kwamba mchanganyiko bora wa wanga, NSP na MOS unaweza kukuza utendaji wa ukuaji na usagaji wa virutubisho, kuongeza idadi ya bakteria wanaozalisha butyrate, na kuboresha umetaboli wa lipidi wa nguruwe walioachishwa kwa kiasi fulani (Zhou, Chen, et al., 2020; Zhou, Yu, et al., 2020). Kwa hivyo, madhumuni ya karatasi hii ni kupitia utafiti wa sasa kuhusu jukumu muhimu la wanga katika kukuza utendaji wa ukuaji na utendaji kazi wa utumbo, kudhibiti jamii ya vijidudu vya utumbo na afya ya kimetaboliki, na kuchunguza mchanganyiko wa wanga wa nguruwe.

2. Uainishaji wa wanga

Wanga wa lishe unaweza kuainishwa kulingana na ukubwa wao wa molekuli, kiwango cha upolimishaji (DP), aina ya muunganisho (a au b) na muundo wa monoma za kibinafsi (Cummings, Stephen, 2007). Ni muhimu kuzingatia kwamba uainishaji mkuu wa wanga unategemea DP yao, kama vile monosaccharides au disaccharides (DP, 1-2), oligosaccharides (DP, 3-9) na polisaccharides (DP, ≥ 10), ambazo zinaundwa na wanga, NSP na vifungo vya glycosidic (Cummings, Stephen, 2007; Englyst et aL., 2007; Jedwali 1). Uchambuzi wa kemikali ni muhimu ili kuelewa athari za kisaikolojia na kiafya za wanga. Kwa utambuzi kamili zaidi wa kemikali wa wanga, inawezekana kuziweka katika makundi kulingana na athari zao za kiafya na kisaikolojia na kuzijumuisha katika mpango wa jumla wa uainishaji (englyst et al., 2007). Wanga (monosaccharides, disaccharides, na wanga nyingi) ambazo zinaweza kumeng'enywa na vimeng'enya mwenyeji na kufyonzwa kwenye utumbo mdogo hufafanuliwa kama wanga unaoweza kumeng'enywa au unaopatikana (Cummings, Stephen, 2007). Wanga ambazo ni sugu kwa usagaji wa matumbo, au ambazo hazijafyonzwa vizuri na kumeng'enywa, lakini zinaweza kuharibiwa na uchachushaji wa vijidudu huchukuliwa kuwa wanga sugu, kama vile NSP nyingi, oligosaccharides zisizomeng'enywa na RS. Kimsingi, wanga sugu hufafanuliwa kama zisizomeng'enywa au zisizotumika, lakini hutoa maelezo sahihi zaidi ya uainishaji wa wanga (englyst et al., 2007).

3.1 Utendaji wa ukuaji

Wanga huundwa na aina mbili za polisakaraidi. Amylose (AM) ni aina ya dextran iliyounganishwa ya wanga ya mstari wa α (1-4), amylopectin (AP) ni dextran iliyounganishwa ya α (1-4), yenye takriban 5% dextran α (1-6) ili kuunda molekuli yenye matawi (tester et al., 2004). Kutokana na usanidi na miundo tofauti ya molekuli, wanga wenye AP nyingi ni rahisi kusaga, huku wanga wenye am rich si rahisi kusaga (Singh et al., 2010). Uchunguzi wa awali umeonyesha kuwa kulisha wanga kwa uwiano tofauti wa AM / AP kuna majibu muhimu ya kisaikolojia kwa utendaji wa ukuaji wa nguruwe (Doti et al., 2014; Vicente et al., 2008). Ulaji wa chakula na ufanisi wa chakula cha nguruwe walioachishwa ulipungua kadri AM inavyoongezeka (regmi et al., 2011). Hata hivyo, ushahidi unaoibuka unaripoti kwamba lishe zenye kiwango cha juu cha am huongeza wastani wa faida ya kila siku na ufanisi wa malisho ya nguruwe wanaokua (Li et al., 2017; Wang et al., 2019). Kwa kuongezea, baadhi ya wanasayansi waliripoti kwamba kulisha uwiano tofauti wa AM / AP wa wanga hakukuathiri utendaji wa ukuaji wa nguruwe wachanga walioachishwa kunyonya (Gao et al., 2020A; Yang et al., 2015), huku lishe ya juu ya AP ikiongeza usagaji wa virutubisho wa nguruwe walioachishwa kunyonya (Gao et al., 2020A). Nyuzinyuzi za lishe ni sehemu ndogo ya chakula kinachotokana na mimea. Tatizo kubwa ni kwamba nyuzinyuzi za lishe nyingi zinahusishwa na matumizi ya chini ya virutubisho na thamani ya chini ya nishati halisi (noble & Le, 2001). Kinyume chake, ulaji wa wastani wa nyuzinyuzi haukuathiri utendaji wa ukuaji wa nguruwe walioachishwa kunyonya (Han & Lee, 2005; Zhang et al., 2013). Athari za nyuzinyuzi za lishe kwenye matumizi ya virutubisho na thamani halisi ya nishati huathiriwa na sifa za nyuzinyuzi, na vyanzo tofauti vya nyuzinyuzi vinaweza kuwa tofauti sana (lndber, 2014). Katika nguruwe walioachishwa kunyonya, nyongeza ya nyuzinyuzi za njegere ilikuwa na kiwango cha juu cha ubadilishaji wa chakula kuliko kulisha nyuzinyuzi za mahindi, nyuzinyuzi za soya na nyuzinyuzi za ngano (Chen et al., 2014). Vile vile, nguruwe walioachishwa kunyonya waliotibiwa na pumba za mahindi na pumba za ngano walionyesha ufanisi mkubwa wa kulisha na kupata uzito kuliko wale waliotibiwa na ganda la soya (Zhao et al., 2018). Cha kufurahisha, hakukuwa na tofauti katika utendaji wa ukuaji kati ya kundi la nyuzinyuzi za pumba za ngano na kundi la inulini (Hu et al., 2020). Kwa kuongezea, ikilinganishwa na nguruwe wadogo katika kundi la selulosi na kundi la xylan, nyongeza hiyo ilikuwa na ufanisi zaidi β- Glucan huharibu utendaji wa ukuaji wa nguruwe wadogo (Wu et al., 2018). Oligosaccharides ni wanga wenye uzito mdogo wa molekuli, wa kati kati ya sukari na polisaccharides (voragen, 1998). Zina sifa muhimu za kisaikolojia na kifiziolojia, ikiwa ni pamoja na thamani ya chini ya kalori na kuchochea ukuaji wa bakteria wenye manufaa, hivyo zinaweza kutumika kama probiotics za lishe (Bauer et al., 2006; Mussatto na mancilha, 2007). Kuongeza chitosan oligosaccharide (COS) kunaweza kuboresha usagaji wa virutubisho, kupunguza matukio ya kuhara na kuboresha mofolojia ya utumbo, hivyo kuboresha utendaji wa ukuaji wa nguruwe walioachishwa kunyonya (Zhou et al., 2012). Zaidi ya hayo, lishe zinazoongezewa cos zinaweza kuboresha utendaji wa uzazi wa nguruwe jike (idadi ya nguruwe wachanga walio hai) (Cheng et al., 2015; Wan et al., 2017) na utendaji wa ukuaji wa nguruwe wanaokua (wontae et al., 2008). Kuongeza MOS na fructooligosaccharide kunaweza pia kuboresha utendaji wa ukuaji wa nguruwe (Che et al., 2013; Duan et al., 2016; Wang et al., 2010; Wenner et al., 2013). Ripoti hizi zinaonyesha kuwa wanga mbalimbali zina athari tofauti kwenye utendaji wa ukuaji wa nguruwe (jedwali 2a).

3.2 Utendaji kazi wa utumbo

Kiwango cha juu cha wanga katika uwiano wa am/ap kinaweza kuboresha afya ya utumbo (tribirininaweza kuilinda kwa nguruwe) kwa kukuza mofolojia ya matumbo na kuongeza utendaji kazi wa matumbo unaohusiana na usemi wa jeni kwa nguruwe wanaoachishwa kunyonya (Han et al., 2012; Xiang et al., 2011). Uwiano wa urefu wa villi hadi urefu wa villi na kina cha ileamu na jejunum ulikuwa juu zaidi ulipolishwa lishe ya juu asubuhi, na kiwango cha jumla cha apoptosis ya utumbo mdogo kilikuwa cha chini. Wakati huo huo, pia iliongeza usemi wa jeni zinazozuia katika duodenum na jejunum, huku katika kundi la AP ya juu, shughuli za sucrose na maltase katika jejunum ya nguruwe walioachishwa kunyonya ziliongezeka (Gao et al., 2020b). Vile vile, kazi ya awali iligundua kuwa lishe bora zilizopunguzwa pH na lishe bora za AP ziliongeza jumla ya idadi ya bakteria kwenye caecum ya nguruwe walioachishwa kunyonya (Gao et al., 2020A). Nyuzinyuzi za lishe ndio sehemu muhimu inayoathiri ukuaji wa matumbo na utendaji kazi wa nguruwe. Ushahidi uliokusanywa unaonyesha kwamba nyuzinyuzi za lishe huboresha umbo la utumbo na utendaji kazi wa kizuizi cha nguruwe walioachishwa kunyonya, na hupunguza matukio ya kuhara (Chen et al., 2015; Lndber，2014； Wu et al., 2018). Upungufu wa nyuzinyuzi za lishe huongeza uwezekano wa vimelea vya magonjwa na kuharibu utendaji kazi wa kizuizi cha mucosa ya utumbo mpana (Desai et al., 2016), huku kulisha kwa nyuzinyuzi zisizoyeyuka sana kunaweza kuzuia vimelea vya magonjwa kwa kuongeza urefu wa villi kwa nguruwe (hedemann et al., 2006). Aina tofauti za nyuzi zina athari tofauti kwenye utendaji kazi wa kizuizi cha utumbo mpana na ileamu. Nyuzi za pumba za ngano na njegere huongeza utendaji kazi wa kizuizi cha utumbo mpana kwa kudhibiti usemi wa jeni la TLR2 na kuboresha jamii za vijidudu vya utumbo mpana ikilinganishwa na nyuzi za mahindi na soya (Chen et al., 2015). Kumeza nyuzinyuzi za njegere kwa muda mrefu kunaweza kudhibiti usemi wa jeni au protini unaohusiana na kimetaboliki, na hivyo kuboresha utendaji kazi wa kizuizi cha utumbo mpana na kinga ya mwili (Che et al., 2014). Inulini katika lishe inaweza kuepuka usumbufu wa utumbo kwa watoto wa nguruwe walioachishwa kwa kuongeza upenyezaji wa utumbo (Awad et al., 2013). Inafaa kuzingatia kwamba mchanganyiko wa nyuzinyuzi mumunyifu (inulini) na nyuzinyuzi zisizoyeyuka (selulosi) una ufanisi zaidi kuliko pekee, jambo ambalo linaweza kuboresha unyonyaji wa lishe na utendaji kazi wa kizuizi cha utumbo kwa nguruwe walioachishwa (Chen et al., 2019). Athari ya nyuzinyuzi kwenye utando wa utumbo hutegemea vipengele vyake. Utafiti uliopita uligundua kuwa xylan ilikuza utendaji kazi wa kizuizi cha utumbo, pamoja na mabadiliko katika wigo wa bakteria na metaboliti, na glucan ilikuza utendaji kazi wa kizuizi cha utumbo na afya ya utando wa utumbo, lakini nyongeza ya selulosi haikuonyesha athari sawa katika kuachisha nguruwe walioachishwa (Wu et al., 2018). Oligosaccharides zinaweza kutumika kama vyanzo vya kaboni kwa vijidudu kwenye utumbo wa juu badala ya kusagwa na kutumiwa. Nyongeza ya fructose inaweza kuongeza unene wa utando wa utumbo, uzalishaji wa asidi ya butyric, idadi ya seli zinazoingia na kuongezeka kwa seli za epithelial za utumbo kwa nguruwe walioachishwa (Tsukahara et al., 2003). Oligosaccharides za pectini zinaweza kuboresha utendaji kazi wa kizuizi cha matumbo na kupunguza uharibifu wa matumbo unaosababishwa na rotavirusi kwa watoto wa nguruwe (Mao et al., 2017). Zaidi ya hayo, imegundulika kuwa cos inaweza kukuza kwa kiasi kikubwa ukuaji wa mucosa ya matumbo na kuongeza kwa kiasi kikubwa usemi wa jeni zinazozuia kwa watoto wa nguruwe (WAN, Jiang, et al. kwa njia kamili, hizi zinaonyesha kuwa aina tofauti za wanga zinaweza kuboresha utendaji kazi wa matumbo wa watoto wa nguruwe (jedwali 2b).

Muhtasari na Matarajio

Wanga ndio chanzo kikuu cha nishati cha nguruwe, ambacho kinaundwa na monosaccharides mbalimbali, disaccharides, oligosaccharides na polisaccharides. Masharti yanayotegemea sifa za kisaikolojia husaidia kuzingatia utendaji kazi wa afya wa wanga na kuboresha usahihi wa uainishaji wa wanga. Miundo na aina tofauti za wanga zina athari tofauti katika kudumisha utendaji kazi wa ukuaji, kukuza utendaji kazi wa matumbo na usawa wa vijidudu, na kudhibiti metaboli ya lipid na glukosi. Utaratibu unaowezekana wa udhibiti wa wanga wa metaboli ya lipid na glukosi unategemea metabolites zao (SCFAs), ambazo huchachushwa na microbiota ya matumbo. Hasa, wanga katika lishe inaweza kudhibiti metaboli ya glukosi kupitia njia za scfas-gpr43 / 41-glp1 / PYY na ampk-g6pase / PEPCK, na kudhibiti metaboli ya lipid kupitia njia za scfas-gpr43 / 41 na amp / atp-ampk. Kwa kuongezea, wakati aina tofauti za wanga ziko katika mchanganyiko bora, utendaji kazi wa ukuaji na utendaji kazi wa afya wa nguruwe unaweza kuboreshwa.

Inafaa kuzingatia kwamba kazi zinazowezekana za wanga katika usemi wa protini na jeni na udhibiti wa kimetaboliki zitagunduliwa kwa kutumia mbinu za proteomics, jenomics na metabonomics zenye utendaji wa juu. Mwishowe, tathmini ya michanganyiko tofauti ya wanga ni sharti la utafiti wa lishe mbalimbali za wanga katika uzalishaji wa nguruwe.

Chanzo: Jarida la Sayansi ya Wanyama