Crynodeb

Y cynnydd mwyaf mewn ymchwil carbohydradau mewn maeth ac iechyd moch yw'r dosbarthiad cliriach o garbohydrad, sydd nid yn unig yn seiliedig ar ei strwythur cemegol, ond hefyd yn seiliedig ar ei nodweddion ffisiolegol. Yn ogystal â bod y prif ffynhonnell ynni, mae gwahanol fathau a strwythurau o garbohydradau yn fuddiol i swyddogaethau maeth ac iechyd moch. Maent yn ymwneud â hyrwyddo perfformiad twf a swyddogaeth berfeddol moch, rheoleiddio'r gymuned ficrobaidd berfeddol, a rheoleiddio metaboledd lipidau a glwcos. Y mecanwaith sylfaenol ar gyfer carbohydrad yw trwy ei fetabolion (asidau brasterog cadwyn fer [SCFAs]) ac yn bennaf trwy lwybrau scfas-gpr43 / 41-pyy / GLP1, SCFAs amp / atp-ampk a scfas-ampk-g6pase / PEPCK i reoleiddio metaboledd braster a glwcos. Mae astudiaethau newydd wedi gwerthuso'r cyfuniad gorau posibl o wahanol fathau a strwythurau o garbohydradau, a all wella perfformiad twf a threuliadwyedd maetholion, hyrwyddo swyddogaeth berfeddol, a chynyddu nifer y bacteria sy'n cynhyrchu butyrad mewn moch. Ar y cyfan, mae tystiolaeth gymhellol yn cefnogi'r farn bod carbohydradau'n chwarae rhan bwysig yn swyddogaethau maethol ac iechyd moch. Yn ogystal, bydd gan bennu cyfansoddiad carbohydradau werth damcaniaethol ac ymarferol ar gyfer datblygu technoleg cydbwysedd carbohydradau mewn moch.

1. Rhagair

Carbohydradau polymerig, startsh a pholysacaridau di-startsh (NSP) yw prif gydrannau dietau a phrif ffynonellau ynni moch, gan gyfrif am 60% - 70% o gyfanswm y cymeriant ynni (Bach Knudsen). Mae'n werth nodi bod amrywiaeth a strwythur carbohydradau yn gymhleth iawn, sydd ag effeithiau gwahanol ar foch. Mae astudiaethau blaenorol wedi dangos bod bwydo â startsh gyda chymhareb amylos i amylos (AM / AP) gwahanol yn cael ymateb ffisiolegol amlwg i berfformiad twf moch (Doti et al., 2014; Vicente et al., 2008). Credir bod ffibr dietegol, sy'n cynnwys NSP yn bennaf, yn lleihau'r defnydd o faetholion a gwerth ynni net anifeiliaid ungastrig (NOBLET a le, 2001). Fodd bynnag, ni effeithiodd cymeriant ffibr dietegol ar berfformiad twf moch bach (Han a Lee, 2005). Mae mwy a mwy o dystiolaeth yn dangos bod ffibr dietegol yn gwella morffoleg berfeddol a swyddogaeth rhwystr moch bach, ac yn lleihau nifer yr achosion o ddolur rhydd (Chen et al., 2015; Lndberg, 2014; Wu et al., 2018). Felly, mae'n frys astudio sut i ddefnyddio'r carbohydradau cymhleth yn y diet yn effeithiol, yn enwedig y porthiant sy'n llawn ffibr. Rhaid disgrifio ac ystyried nodweddion strwythurol a thacsonomegol carbohydradau a'u swyddogaethau maethol ac iechyd ar gyfer moch mewn fformwleiddiadau porthiant. NSP a startsh gwrthiannol (RS) yw'r prif garbohydradau anhreuliadwy (wey et al., 2011), tra bod y microbiota berfeddol yn eplesu carbohydradau anhreuliadwy yn asidau brasterog cadwyn fer (SCFAs); Turnbaugh et al., 2006). Yn ogystal, ystyrir rhai oligosacaridau a polysacaridau fel probiotegau anifeiliaid, y gellir eu defnyddio i ysgogi cyfran y Lactobacillus a'r Bifidobacterium yn y coluddyn (Mikkelsen et al., 2004; M ø LBAK et al., 2007; Wellock et al., 2008). Adroddwyd bod atchwanegiadau oligosacarid yn gwella cyfansoddiad y microbiota berfeddol (de Lange et al., 2010). Er mwyn lleihau'r defnydd o hyrwyddwyr twf gwrthficrobaidd mewn cynhyrchu moch, mae'n bwysig dod o hyd i ffyrdd eraill o sicrhau iechyd da anifeiliaid. Mae cyfle i ychwanegu mwy o amrywiaeth o garbohydradau at borthiant moch. Mae mwy a mwy o dystiolaeth yn dangos y gall y cyfuniad gorau posibl o startsh, NSP a MOS hyrwyddo perfformiad twf a threuliadwyedd maetholion, cynyddu nifer y bacteria sy'n cynhyrchu butyrad, a gwella metaboledd lipid moch wedi'u diddyfnu i ryw raddau (Zhou, Chen, et al., 2020; Zhou, Yu, et al., 2020). Felly, pwrpas y papur hwn yw adolygu'r ymchwil gyfredol ar rôl allweddol carbohydrad wrth hyrwyddo perfformiad twf a swyddogaeth berfeddol, rheoleiddio cymuned microbaidd berfeddol ac iechyd metabolig, ac archwilio cyfuniad carbohydrad moch.

2. Dosbarthiad carbohydradau

Gellir dosbarthu carbohydradau dietegol yn ôl eu maint moleciwlaidd, gradd polymerization (DP), math o gysylltiad (a neu b) a chyfansoddiad monomerau unigol (Cummings, Stephen, 2007). Mae'n werth nodi bod y prif ddosbarthiad o garbohydradau yn seiliedig ar eu DP, megis monosacaridau neu ddisacaridau (DP, 1-2), oligosacaridau (DP, 3-9) a polysacaridau (DP, ≥ 10), sy'n cynnwys startsh, NSP a bondiau glycosidig (Cummings, Stephen, 2007; Englyst et al., 2007; Tabl 1). Mae angen dadansoddi cemegol i ddeall effeithiau ffisiolegol ac iechyd carbohydradau. Gyda dull adnabod cemegol mwy cynhwysfawr o garbohydradau, mae'n bosibl eu grwpio yn ôl eu heffeithiau iechyd a ffisiolegol a'u cynnwys yn y cynllun dosbarthu cyffredinol (englyst et al., 2007). Diffinnir carbohydradau (monosacaridau, disacaridau, a'r rhan fwyaf o startsh) y gellir eu treulio gan ensymau gwesteiwr a'u hamsugno yn y coluddyn bach fel carbohydradau treuliadwy neu sydd ar gael (Cummings, Stephen, 2007). Ystyrir carbohydradau sy'n gwrthsefyll treuliad berfeddol, neu sy'n cael eu hamsugno a'u metaboleiddio'n wael, ond a all gael eu diraddio gan eplesu microbaidd, yn garbohydradau gwrthsefyll, fel y rhan fwyaf o NSP, oligosacaridau anhreuliadwy ac RS. Yn y bôn, diffinnir carbohydradau gwrthsefyll fel rhai anhreuliadwy neu anhygyrch, ond maent yn darparu disgrifiad cymharol fwy cywir o ddosbarthiad carbohydradau (englyst et al., 2007).

3.1 perfformiad twf

Mae startsh yn cynnwys dau fath o bolysacaridau. Mae amylos (AM) yn fath o ddextran llinol cysylltiedig ag α(1-4), mae amylopectin (AP) yn ddextran cysylltiedig ag α(1-4), sy'n cynnwys tua 5% o ddextran α(1-6) i ffurfio moleciwl cangenog (tester et al., 2004). Oherwydd gwahanol gyfluniadau a strwythurau moleciwlaidd, mae startsh cyfoethog mewn AP yn hawdd eu treulio, tra nad yw startsh cyfoethog mewn am yn hawdd eu treulio (Singh et al., 2010). Mae astudiaethau blaenorol wedi dangos bod gan fwydo startsh gyda gwahanol gymhareb AM/AP ymatebion ffisiolegol sylweddol i berfformiad twf moch (Doti et al., 2014; Vicente et al., 2008). Gostyngodd cymeriant porthiant ac effeithlonrwydd porthiant moch wedi'u diddyfnu gyda chynnydd mewn AM (regmi et al., 2011). Fodd bynnag, mae tystiolaeth sy'n dod i'r amlwg yn nodi bod dietau â mwy o ffibr dietegol (AM) yn cynyddu'r enillion dyddiol cyfartalog ac effeithlonrwydd porthiant moch sy'n tyfu (Li et al., 2017; Wang et al., 2019). Yn ogystal, adroddodd rhai gwyddonwyr nad oedd bwydo gwahanol gymhareb AM/AP o startsh yn effeithio ar berfformiad twf moch bach wedi'u diddyfnu (Gao et al., 2020A; Yang et al., 2015), tra bod diet AP uchel wedi cynyddu treuliadwyedd maetholion moch wedi'u diddyfnu (Gao et al., 2020A). Mae ffibr dietegol yn rhan fach o fwyd sy'n dod o blanhigion. Problem fawr yw bod mwy o ffibr dietegol yn gysylltiedig â defnydd maetholion is a gwerth ynni net is (noble & Le, 2001). I'r gwrthwyneb, ni effeithiodd cymeriant cymedrol o ffibr ar berfformiad twf moch wedi'u diddyfnu (Han & Lee, 2005; Zhang et al., 2013). Mae effeithiau ffibr dietegol ar ddefnyddio maetholion a gwerth ynni net yn cael eu heffeithio gan nodweddion ffibr, a gall gwahanol ffynonellau ffibr fod yn wahanol iawn (lndber, 2014). Mewn moch wedi'u diddyfnu, roedd gan atchwanegiadau â ffibr pys gyfradd trosi porthiant uwch na bwydo ffibr corn, ffibr ffa soia a ffibr bran gwenith (Chen et al., 2014). Yn yr un modd, dangosodd moch bach wedi'u diddyfnu a gafodd eu trin â bran corn a bran gwenith effeithlonrwydd porthiant ac ennill pwysau uwch na'r rhai a gafodd eu trin â chragen ffa soia (Zhao et al., 2018). Yn ddiddorol, nid oedd unrhyw wahaniaeth mewn perfformiad twf rhwng y grŵp ffibr bran gwenith a'r grŵp inulin (Hu et al., 2020). Yn ogystal, o'i gymharu â'r moch bach yn y grŵp cellwlos a'r grŵp xylan, roedd yr atchwanegiadau yn fwy effeithiol. Mae β-Glwcan yn amharu ar berfformiad twf moch bach (Wu et al., 2018). Mae oligosacaridau yn garbohydradau pwysau moleciwlaidd isel, yn ganolradd rhwng siwgrau a polysacaridau (voragen, 1998). Mae ganddyn nhw briodweddau ffisiolegol a ffisegemegol pwysig, gan gynnwys gwerth caloriffig isel ac ysgogi twf bacteria buddiol, felly gellir eu defnyddio fel probiotegau dietegol (Bauer et al., 2006; Mussatto a mancilha, 2007). Gall atchwanegiadau o oligosacarid chitosan (COS) wella treuliadwyedd maetholion, lleihau nifer yr achosion o ddolur rhydd a gwella morffoleg y berfedd, a thrwy hynny wella perfformiad twf moch wedi'u diddyfnu (Zhou et al., 2012). Yn ogystal, gall dietau wedi'u hategu â cos wella perfformiad atgenhedlu hychod (nifer y moch bach byw) (Cheng et al., 2015; Wan et al., 2017) a pherfformiad twf moch sy'n tyfu (wontae et al., 2008). Gall ychwanegu at MOS a ffrwctooligosacarid hefyd wella perfformiad twf moch (Che et al., 2013; Duan et al., 2016; Wang et al., 2010; Wenner et al., 2013). Mae'r adroddiadau hyn yn dangos bod gan wahanol garbohydradau wahanol effeithiau ar berfformiad twf moch (tabl 2a).

3.2 swyddogaeth berfeddol

Gall startsh cymhareb am/ap uchel wella iechyd y coluddyn (tribyrin(gellir ei amddiffyn ar gyfer mochyn) trwy hyrwyddo morffoleg berfeddol a rheoleiddio swyddogaeth berfeddol i fyny sy'n gysylltiedig â mynegiant genynnau mewn moch wedi'u diddyfnu (Han et al., 2012; Xiang et al., 2011). Roedd cymhareb uchder fili i uchder fili a dyfnder cilfach yr ilewm a'r jejunum yn uwch pan gafodd ei fwydo â diet am uchel, ac roedd cyfanswm cyfradd apoptosis y coluddyn bach yn is. Ar yr un pryd, cynyddodd hefyd fynegiant genynnau blocio yn y dwodenwm a'r jejunum, tra yn y grŵp AP uchel, cynyddodd gweithgareddau swcros a maltase yn jejunum moch wedi'u diddyfnu (Gao et al., 2020b). Yn yr un modd, canfu gwaith blaenorol fod dietau cyfoethog mewn am wedi lleihau pH a bod dietau cyfoethog mewn AP wedi cynyddu cyfanswm y bacteria yng nghecwm moch wedi'u diddyfnu (Gao et al., 2020A). Ffibr dietegol yw'r gydran allweddol sy'n effeithio ar ddatblygiad a swyddogaeth berfeddol moch. Mae'r dystiolaeth gronedig yn dangos bod ffibr dietegol yn gwella morffoleg a swyddogaeth rhwystr berfeddol moch wedi'u diddyfnu, ac yn lleihau nifer yr achosion o ddolur rhydd (Chen et al., 2015; Lndber, 2014; Wu et al., 2018). Mae diffyg ffibr dietegol yn cynyddu tueddiad pathogenau ac yn amharu ar swyddogaeth rhwystr mwcosa'r colon (Desai et al., 2016), tra gall bwydo â diet ffibr hynod anhydawdd atal pathogenau trwy gynyddu hyd y fili mewn moch (hedemann et al., 2006). Mae gan y gwahanol fathau o ffibrau effeithiau gwahanol ar swyddogaeth rhwystr y colon a'r ilewm. Mae ffibrau bran gwenith a phys yn gwella swyddogaeth rhwystr y perfedd trwy reoleiddio mynegiant genynnau TLR2 a gwella cymunedau microbaidd berfeddol o'i gymharu â ffibrau corn a ffa soia (Chen et al., 2015). Gall bwyta ffibr pys yn y tymor hir reoleiddio mynegiant genynnau neu brotein sy'n gysylltiedig â metaboledd, a thrwy hynny wella swyddogaeth rhwystr y colon a'r imiwnedd (Che et al., 2014). Gall inwlin mewn diet osgoi aflonyddwch berfeddol mewn moch bach wedi'u diddyfnu trwy gynyddu athreiddedd berfeddol (Awad et al., 2013). Mae'n werth nodi bod y cyfuniad o ffibr hydawdd (inwlin) a ffibr anhydawdd (cellwlos) yn fwy effeithiol nag ar ei ben ei hun, a all wella amsugno maetholion a swyddogaeth rhwystr berfeddol mewn moch wedi'u diddyfnu (Chen et al., 2019). Mae effaith ffibr dietegol ar fwcosa berfeddol yn dibynnu ar eu cydrannau. Canfu astudiaeth flaenorol fod xylan yn hyrwyddo swyddogaeth rhwystr berfeddol, yn ogystal â newidiadau yn y sbectrwm bacteriol a metabolion, a bod glwcan yn hyrwyddo swyddogaeth rhwystr berfeddol ac iechyd mwcosaidd, ond ni ddangosodd ychwanegu cellwlos effeithiau tebyg mewn moch wedi'u diddyfnu (Wu et al., 2018). Gellir defnyddio oligosacaridau fel ffynonellau carbon ar gyfer y micro-organebau yn y perfedd uchaf yn lle cael eu treulio a'u defnyddio. Gall ychwanegu ffrwctos gynyddu trwch mwcosa berfeddol, cynhyrchu asid butyrig, nifer y celloedd enciliol ac amlhau celloedd epithelaidd berfeddol mewn moch wedi'u diddyfnu (Tsukahara et al., 2003). Gall oligosacaridau pectin wella swyddogaeth rhwystr berfeddol a lleihau difrod berfeddol a achosir gan rotafeirws mewn moch bach (Mao et al., 2017). Yn ogystal, canfuwyd y gall cos hyrwyddo twf mwcosa berfeddol yn sylweddol a chynyddu mynegiant genynnau blocio yn sylweddol mewn moch bach (WAN, Jiang, et al. mewn ffordd gynhwysfawr, mae'r rhain yn dangos y gall gwahanol fathau o garbohydrad wella swyddogaeth berfeddol moch bach (tabl 2b).

Crynodeb a Rhagolygon

Carbohydrad yw prif ffynhonnell ynni moch, sy'n cynnwys amrywiol monosacaridau, disacaridau, oligosacaridau a polysacaridau. Mae termau sy'n seiliedig ar nodweddion ffisiolegol yn helpu i ganolbwyntio ar swyddogaethau iechyd posibl carbohydradau a gwella cywirdeb dosbarthu carbohydradau. Mae gan wahanol strwythurau a mathau o garbohydradau wahanol effeithiau ar gynnal perfformiad twf, hyrwyddo swyddogaeth berfeddol a chydbwysedd microbaidd, a rheoleiddio metaboledd lipid a glwcos. Mae'r mecanwaith posibl ar gyfer rheoleiddio metaboledd lipid a glwcos gan garbohydradau yn seiliedig ar eu metabolion (SCFAs), sy'n cael eu eplesu gan ficrobiota berfeddol. Yn benodol, gall carbohydrad mewn diet reoleiddio metaboledd glwcos trwy lwybrau scfas-gpr43 / 41-glp1 / PYY ac ampk-g6pase / PEPCK, a rheoleiddio metaboledd lipid trwy lwybrau scfas-gpr43 / 41 ac amp / atp-ampk. Yn ogystal, pan fydd gwahanol fathau o garbohydradau yn y cyfuniad gorau, gellir gwella perfformiad twf a swyddogaeth iechyd moch.

Mae'n werth nodi y bydd swyddogaethau posibl carbohydrad mewn mynegiant protein a genynnau a rheoleiddio metabolig yn cael eu darganfod trwy ddefnyddio dulliau proteomeg swyddogaethol trwybwn uchel, genomeg a metabonomeg. Yn olaf ond nid lleiaf, mae gwerthuso gwahanol gyfuniadau carbohydrad yn rhagofyniad ar gyfer astudio dietau carbohydrad amrywiol mewn cynhyrchu moch.

Ffynhonnell: Cylchgrawn Gwyddor Anifeiliaid