Abstrakt

De grutste foarútgong fan koalhydraatûndersyk yn 'e fieding en sûnens fan bargen is de dúdliker klassifikaasje fan koalhydraat, dy't net allinich basearre is op syn gemyske struktuer, mar ek op syn fysiologyske skaaimerken. Neist dat se de wichtichste enerzjyboarne binne, binne ferskate soarten en struktueren fan koalhydraten foardielich foar de fieding en sûnensfunksjes fan bargen. Se binne belutsen by it befoarderjen fan 'e groeiprestaasjes en darmfunksje fan bargen, it regeljen fan 'e darmmikrobiële mienskip, en it regeljen fan it metabolisme fan lipiden en glukoaze. It basismeganisme fan koalhydraat is fia syn metaboliten (koarte keten fatty soeren [SCFA's]) en benammen fia scfas-gpr43 / 41-pyy / GLP1, SCFA's amp / atp-ampk en scfas-ampk-g6pase / PEPCK-paden om fet- en glukoazemetabolisme te regeljen. Nije stúdzjes hawwe de optimale kombinaasje fan ferskate soarten en struktueren fan koalhydraten evaluearre, dy't de groeiprestaasjes en fiedingsstoffenferteerberens kinne ferbetterje, darmfunksje kinne befoarderje, en de oerfloed fan butyraatprodusearjende baktearjes yn bargen kinne ferheegje. Oer it algemien stipet oertsjûgjend bewiis de opfetting dat koalhydraten in wichtige rol spylje yn 'e fiedings- en sûnensfunksjes fan bargen. Derneist sil it bepalen fan 'e koalhydraatgearstalling teoretyske en praktyske wearde hawwe foar de ûntwikkeling fan technology foar koalhydraatbalâns by bargen.

1. Foarwurd

Polymere koalhydraten, setmoal en net-setmoalpolysachariden (NSP) binne de wichtichste komponinten fan it dieet en de wichtichste enerzjyboarnen fan bargen, en meitsje 60% - 70% út fan 'e totale enerzjy-yntak (Bach Knudsen). It is it neamen wurdich dat de ferskaat en struktuer fan koalhydraten tige kompleks binne, dy't ferskillende effekten hawwe op bargen. Eardere stúdzjes hawwe oantoand dat it fieden mei setmoal mei ferskillende amylose-amylose (AM / AP) ferhâlding in dúdlike fysiologyske reaksje hat op 'e groeiprestaasjes fan bargen (Doti et al., 2014; Vicente et al., 2008). Dieetfezels, benammen gearstald út NSP, wurde leaud it fiedingsgebrûk en de netto-enerzjywearde fan monogastryske bisten te ferminderjen (NOBLET en le, 2001). De yntak fan dieetfezels hie lykwols gjin ynfloed op 'e groeiprestaasjes fan biggen (Han & Lee, 2005). Mear en mear bewiis lit sjen dat dieetfezels de darmmorfology en barriêrefunksje fan biggen ferbetterje, en it foarkommen fan diarree ferminderet (Chen et al., 2015; Lndberg, 2014; Wu et al., 2018). Dêrom is it driuwend om te bestudearjen hoe't de komplekse koalhydraten yn it dieet effektyf brûkt wurde kinne, foaral it fiedsel ryk oan fezels. De strukturele en taksonomyske skaaimerken fan koalhydraten en har fiedings- en sûnensfunksjes foar bargen moatte beskreaun en beskôge wurde yn fiedselformuleringen. NSP en resistent zetmeel (RS) binne de wichtichste net-ferteerbere koalhydraten (wey et al., 2011), wylst de darm-mikrobiota net-ferteerbere koalhydraten fermentearret yn koarte-keten fettsoeren (SCFA's); Turnbaugh et al., 2006). Derneist wurde guon oligosachariden en polysachariden beskôge as probiotika fan bisten, dy't brûkt wurde kinne om it oandiel fan Lactobacillus en Bifidobacterium yn 'e darm te stimulearjen (Mikkelsen et al., 2004; M ø LBAK et al., 2007; Wellock et al., 2008). Oligosacharid-supplementaasje is rapportearre om de gearstalling fan intestinale mikrobiota te ferbetterjen (de Lange et al., 2010). Om it gebrûk fan antimikrobiële groeibevorderaars yn 'e bargeproduksje te minimalisearjen, is it wichtich om oare manieren te finen om in goede dieresûnens te berikken. D'r is in kâns om mear ferskaat oan koalhydraten ta te foegjen oan bargefoer. Mear en mear bewiis lit sjen dat de optimale kombinaasje fan setmoal, NSP en MOS groeiprestaasjes en fiedingsstoffenferteerberens kin befoarderje, it oantal butyraatprodusearjende baktearjes ferheegje, en it lipidemetabolisme fan ôfwûne bargen oant in bepaalde mjitte ferbetterje (Zhou, Chen, et al., 2020; Zhou, Yu, et al., 2020). Dêrom is it doel fan dit artikel om it hjoeddeiske ûndersyk nei de wichtige rol fan koalhydraten by it befoarderjen fan groeiprestaasjes en darmfunksje, it regeljen fan 'e darmmikrobiële mienskip en metabolike sûnens te besjen, en de koalhydraatkombinaasje fan bargen te ûndersiikjen.

2. Klassifikaasje fan koalhydraten

Dieetkoalhydraten kinne wurde klassifisearre neffens har molekulêre grutte, polymerisaasjegraad (DP), ferbiningstype (a of b) en gearstalling fan yndividuele monomeren (Cummings, Stephen, 2007). It is it neamen wurdich dat de haadklassifikaasje fan koalhydraten basearre is op har DP, lykas monosachariden of disachariden (DP, 1-2), oligosachariden (DP, 3-9) en polysachariden (DP, ≥ 10), dy't gearstald binne út setmoal, NSP en glycosidyske biningen (Cummings, Stephen, 2007; Englyst et al., 2007; Tabel 1). Gemyske analyze is needsaaklik om de fysiologyske en sûnenseffekten fan koalhydraten te begripen. Mei wiidweidiger gemyske identifikaasje fan koalhydraten is it mooglik om se te groepearjen neffens har sûnens- en fysiologyske effekten en se op te nimmen yn it algemiene klassifikaasjeplan (englyst et al., 2007). Koalhydraten (monosachariden, disachariden en de measte setmoal) dy't troch gasthearenzymen fertarre wurde kinne en yn 'e tinne darm opnommen wurde, wurde definiearre as fertarbere of beskikbere koalhydraten (Cummings, Stephen, 2007). Koalhydraten dy't resistint binne foar intestinale fertarring, of min opnommen en metabolisearre wurde, mar kinne wurde ôfbrutsen troch mikrobiële fermentaasje, wurde beskôge as resistente koalhydraten, lykas de measte NSP, ûnfertarbere oligosachariden en RS. Yn essinsje wurde resistente koalhydraten definiearre as ûnfertarber of net brûkber, mar jouwe in relatyf krekter beskriuwing fan 'e klassifikaasje fan koalhydraten (englyst et al., 2007).

3.1 groeiprestaasjes

Setmoal bestiet út twa soarten polysachariden. Amylose (AM) is in soarte lineêr setmoal α(1-4) keppele dextraan, amylopektine (AP) is in α(1-4) keppele dextraan, dy't sawat 5% dextraan α(1-6) befettet om in fertakke molekule te foarmjen (tester et al., 2004). Fanwegen ferskillende molekulêre konfiguraasjes en struktueren binne AP-rike setmoalen maklik te fertarren, wylst am-rike setmoalen net maklik te fertarren binne (Singh et al., 2010). Eardere stúdzjes hawwe oantoand dat setmoalfieding mei ferskillende AM/AP-ferhâldingen wichtige fysiologyske reaksjes hat op 'e groeiprestaasjes fan bargen (Doti et al., 2014; Vicente et al., 2008). De fiedingsyntak en fiedeffisjinsje fan ôfwûne bargen namen ôf mei de tanimming fan AM (regmi et al., 2011). Opkommend bewiis meldt lykwols dat diëten mei hegere am de gemiddelde deistige winst en fiedeffisjinsje fan groeiende bargen ferheegje (Li et al., 2017; Wang et al., 2019). Derneist hawwe guon wittenskippers rapportearre dat it fieden fan ferskillende AM/AP-ferhâldingen fan setmoal gjin ynfloed hie op 'e groeiprestaasjes fan ôfwûne biggen (Gao et al., 2020A; Yang et al., 2015), wylst in dieet mei in hege AP de fertarberens fan fiedingsstoffen fan ôfwûne bargen fergrutte (Gao et al., 2020A). Dieetfezels binne in lyts ûnderdiel fan iten dat fan planten komt. In grut probleem is dat hegere dieetfezels assosjeare wurde mei leger gebrûk fan fiedingsstoffen en in legere netto-enerzjywearde (noble & Le, 2001). Krektoarsom, matige fezelynname hie gjin ynfloed op 'e groeiprestaasjes fan ôfwûne bargen (Han & Lee, 2005; Zhang et al., 2013). De effekten fan fiedingsfezels op it gebrûk fan fiedingsstoffen en de netto-enerzjywearde wurde beynfloede troch de fezelferkenmerken, en ferskate fezelboarnen kinne tige ferskillend wêze (lndber, 2014). By ôfwûne bargen hie oanfolling mei eartefezels in hegere feedkonverzje as it jaan fan maisfezels, sojabeanfezels en weetsemels (Chen et al., 2014). Op deselde wize lieten ôfwûne biggen dy't behannele waarden mei maissemels en weetsemels in hegere feedeffisjinsje en gewichtstoename sjen as dyjingen dy't behannele waarden mei sojabeanskil (Zhao et al., 2018). Nijsgjirrich is dat der gjin ferskil wie yn groeiprestaasjes tusken de groep mei weetsemels en de inulinegroep (Hu et al., 2020). Derneist wie de oanfolling, yn ferliking mei de biggen yn 'e cellulosegroep en xylaangroep, effektiver. β-Glucaan fersteurt de groeiprestaasjes fan biggen (Wu et al., 2018). Oligosacchariden binne koalhydraten mei in leech molekulêr gewicht, tusken sûkers en polysacchariden yn (voragen, 1998). Se hawwe wichtige fysiologyske en fysyk-gemyske eigenskippen, ynklusyf in lege kaloaryske wearde en it stimulearjen fan 'e groei fan foardielige baktearjes, sadat se brûkt wurde kinne as probiotika yn it dieet (Bauer et al., 2006; Mussatto en mancilha, 2007). Oanfolling fan chitosan oligosaccharide (COS) kin de fertarberens fan fiedingsstoffen ferbetterje, de ynsidinsje fan diarree ferminderje en de intestinale morfology ferbetterje, wêrtroch't de groeiprestaasjes fan ôfwûne bargen ferbettere wurde (Zhou et al., 2012). Derneist kinne diëten oanfolle mei cos de reproduktive prestaasjes fan sêgen (it oantal libbene biggen) ferbetterje (Cheng et al., 2015; Wan et al., 2017) en de groeiprestaasjes fan groeiende bargen (wontae et al., 2008). Oanfolling fan MOS en frukto-oligosaccharide kin ek de groeiprestaasjes fan bargen ferbetterje (Che et al., 2013; Duan et al., 2016; Wang et al., 2010; Wenner et al., 2013). Dizze rapporten jouwe oan dat ferskate koalhydraten ferskillende effekten hawwe op 'e groeiprestaasjes fan bargen (tabel 2a).

3.2 darmfunksje

Setmoal mei in hege am/ap-ferhâlding kin de darmsûnens ferbetterje (tribyrinkin it beskermje foar bargen) troch it befoarderjen fan darmmorfology en it ferheegjen fan 'e darmfunksje yn ferbân mei genekspresje by ôfwennen bargen (Han et al., 2012; Xiang et al., 2011). De ferhâlding fan villi-hichte ta villi-hichte en útsparringsdjipte fan ileum en jejunum wie heger by fieding mei in heech moarnsdieet, en it totale apoptose-taryf fan 'e tinne darm wie leger. Tagelyk fergrutte it ek de ekspresje fan blokkearjende genen yn it duodenum en jejunum, wylst yn 'e groep mei hege AP de aktiviteiten fan sukrose en maltase yn it jejunum fan ôfwennen bargen ferhege waarden (Gao et al., 2020b). Op deselde wize fûn earder wurk dat am-rike diëten de pH ferlege en AP-rike diëten it totale oantal baktearjes yn 'e blindedarm fan ôfwennen bargen fergrutten (Gao et al., 2020A). Dieetfezels binne de kaaikomponint dy't de darmûntwikkeling en funksje fan bargen beynfloedet. It sammele bewiis lit sjen dat dieetfezels de intestinale morfology en barriêrefunksje fan ôfwûne bargen ferbetterje, en de ynsidinsje fan diarree ferminderet (Chen et al., 2015; Lndber, 2014; Wu et al., 2018). Tekoart oan dieetfezels fergruttet de gefoelichheid foar patogenen en beheind de barriêrefunksje fan it dikke darmslijmvlies (Desai et al., 2016), wylst it fieden fan in dieet mei tige ûnoplosbere fezels patogenen kin foarkomme troch de lingte fan 'e villi by bargen te fergrutsjen (hedemann et al., 2006). De ferskillende soarten fezels hawwe ferskillende effekten op 'e funksje fan 'e dikke darm- en ileumbarriêre. Tarwesemels en eartefezels ferbetterje de darmbariêrefunksje troch it regeljen fan TLR2-genekspresje en it ferbetterjen fan intestinale mikrobiële mienskippen yn ferliking mei mais- en sojabeanfezels (Chen et al., 2015). Lange termyn ynname fan eartefezels kin metabolisme-relatearre gen- of proteïne-ekspresje regelje, wêrtroch't de dikke darmbarriêre en ymmúnfunksje ferbettere wurde (Che et al., 2014). Inuline yn it dieet kin intestinale steurnissen by ôfwûne biggen foarkomme troch de intestinale permeabiliteit te fergrutsjen (Awad et al., 2013). It is it neamen wurdich dat de kombinaasje fan oplosbere (inuline) en ûnoplosbere fezels (cellulose) effektiver is as allinnich, wat de fiedingsopname en intestinale barriêrefunksje by ôfwûne biggen kin ferbetterje (Chen et al., 2019). It effekt fan dieetfezels op it intestinale mucosa hinget ôf fan har komponinten. In eardere stúdzje fûn dat xylaan de intestinale barriêrefunksje befoardere, lykas feroaringen yn baktearjespektrum en metaboliten, en glucaan befoardere intestinale barriêrefunksje en mucosale sûnens, mar de oanfolling fan cellulose liet gjin ferlykbere effekten sjen by ôfwûne biggen (Wu et al., 2018). Oligosacchariden kinne brûkt wurde as koalstofboarnen foar de mikroorganismen yn 'e boppeste darm ynstee fan fertarre en brûkt te wurden. Fruktose-oanfolling kin de dikte fan it intestinale mucosa, de produksje fan bûterzuur, it oantal recessive sellen en de proliferaasje fan intestinale epitheelsellen by ôfwûne biggen ferheegje (Tsukahara et al., 2003). Pektine-oligosacchariden kinne de intestinale barriêrefunksje ferbetterje en intestinale skea feroarsake troch rotavirus by biggen ferminderje (Mao et al., 2017). Derneist is fûn dat cos de groei fan it intestinale mucosa signifikant kin befoarderje en de ekspresje fan blokkearjende genen by biggen signifikant kin ferheegje (WAN, Jiang, et al. op in wiidweidige manier, dizze jouwe oan dat ferskate soarten koalhydraten de intestinale funksje fan biggen kinne ferbetterje (tabel 2b).

Gearfetting en perspektyf

Koalhydraten binne de wichtichste enerzjyboarne fan bargen, dy't gearstald is út ferskate monosachariden, disachariden, oligosachariden en polysachariden. Termen basearre op fysiologyske skaaimerken helpe om te fokusjen op 'e potinsjele sûnensfunksjes fan koalhydraten en de krektens fan koalhydraatklassifikaasje te ferbetterjen. Ferskillende struktueren en soarten koalhydraten hawwe ferskillende effekten op it behâld fan groeiprestaasjes, it befoarderjen fan darmfunksje en mikrobiële lykwicht, en it regeljen fan lipide- en glukosemetabolisme. It mooglike meganisme fan koalhydraatregeling fan lipide- en glukosemetabolisme is basearre op har metaboliten (SCFA's), dy't fermentearre wurde troch darmflora. Spesifyk kinne koalhydraten yn it dieet it glukosemetabolisme regelje fia scfas-gpr43 / 41-glp1 / PYY en ampk-g6pase / PEPCK-paden, en lipidemetabolisme regelje fia scfas-gpr43 / 41 en amp / atp-ampk-paden. Derneist, as ferskate soarten koalhydraten yn 'e bêste kombinaasje binne, kinne de groeiprestaasjes en sûnensfunksje fan bargen ferbettere wurde.

It is it neamen wurdich dat de potinsjele funksjes fan koalhydraten yn proteïne- en genekspresje en metabolike regeling ûntdutsen wurde sille troch gebrûk te meitsjen fan hege-trochput funksjonele proteomika, genomika en metabonomika-metoaden. As lêste, mar net it minste, is de evaluaasje fan ferskate koalhydraatkombinaasjes in betingst foar de stúdzje fan ferskate koalhydraatdiëten yn 'e bargeproduksje.

Boarne: Tydskrift foar dierenwittenskip