Abstractum
Maximus progressus investigationis carbohydratorum in nutritione et salute porcorum est clarior classificatio carbohydratorum, quae non solum in structura chemica, sed etiam in notis physiologicis nititur. Praeterquam quod fons energiae principalis sunt, varia genera et structurae carbohydratorum nutritioni et functionibus salutis porcorum prosunt. Implicantur in promovenda accretione et functione intestinali porcorum, regulanda communitate microbica intestinali, et regulando metabolismo lipidorum et glucosi. Mechanismus fundamentalis carbohydratorum est per metabolitas suos (acida pinguia catenae brevis [SCFA]) et praecipue per vias scfas-gpr43/41-pyy/GLP1, SCFA amp/atp-ampk et scfas-ampk-g6pase/PEPCK ad metabolismum adipum et glucosi regulandum. Nova studia combinationem optimam diversorum generum et structurarum carbohydratorum aestimaverunt, quae accretionem et digestibilitatem nutrimentorum emendare, functionem intestinalem promovere, et abundantiam bacteriorum butyratum producentium in porcis augere potest. In universum, argumenta valida opinionem confirmant carbohydrata munus magnum in functionibus nutritionis et salutis porcorum agere. Praeterea, determinatio compositionis carbohydratorum valorem theoreticum et practicum habebit ad progressionem technologiae aequilibrii carbohydratorum in porcis.
1. Praefatio
Polymeri carbohydrata, amylacea et polysaccharida non amylacea (NSP), praecipuae partes victus et fontes energiae porcorum sunt, 60%-70% totius energiae consumptae constituentes (Bach Knudsen). Notandum est varietatem et structuram carbohydratorum valde complexam esse, quae effectus diversos in porcos habent. Studia priora demonstraverunt pastionem amylo cum diversa proportione amylosi ad amylosum (AM/AP) manifestam responsionem physiologicam ad incrementum porcorum habere (Doti et al., 2014; Vicente et al., 2008). Fibra alimentaria, plerumque ex NSP composita, creditur usum nutrimentorum et valorem energiae netum animalium monogastricorum reducere (NOBLET et le, 2001). Attamen, consumptio fibrae alimentariae incrementum porcellorum non affecit (Han & Lee, 2005). Plura et plura indicia ostendunt fibras cibarias morphologiam intestinalem et functionem claustralem porcellorum emendare, atque incidentiam diarrhoeae minuere (Chen et al., 2015; Lndberg, 2014; Wu et al., 2018). Quapropter, urgentur studere quomodo carbohydrata complexa in victu, praesertim pabulo fibra divite, efficaciter adhibeantur. Proprietates structurales et taxonomicae carbohydratorum, necnon functiones nutritionales et valetudinis pro porcis, in formulis pabuli describendae et considerandae sunt. NSP et amylum resistente (RS) sunt praecipua carbohydrata non digestibilia (wey et al., 2011), dum microbiota intestinalis carbohydrata non digestibilia in acida pinguia catenae brevis (SCFA) fermentat; Turnbaugh et al., 2006). Praeterea, nonnulla oligosaccharida et polysaccharida pro probioticis animalium habentur, quae ad proportionem Lactobacilli et Bifidobacterii in intestino stimulandam adhiberi possunt (Mikkelsen et al., 2004; M ø LBAK et al., 2007; Wellock et al., 2008). Supplementatio oligosaccharidorum compositionem microbiotae intestinalis emendare relata est (de Lange et al., 2010). Ut usus promotorum incrementi antimicrobialium in productione porcorum minuatur, interest alias vias invenire ad bonam salutem animalium consequendam. Est occasio maiorem varietatem carbohydratorum pabulo porcorum addere. Plura et plura indicia ostendunt optimam combinationem amyli, NSP et MOS posse incrementum et digestibilitatem nutrimentorum promovere, numerum bacteriorum butyratum producentium augere, et metabolismum lipidorum porcorum ablactatorum quodammodo emendare (Zhou, Chen, et al., 2020; Zhou, Yu, et al., 2020). Quapropter, propositum huius commentarii est investigationes hodiernas de munere clavis carbohydratorum in promovenda incrementum et functione intestinali, regulanda communitate microbica intestinali et salute metabolica, recensere, et combinationem carbohydratorum porcorum explorare.
2. Classificatio carbohydratorum
Carbohydrata alimentaria secundum magnitudinem molecularem, gradum polymerizationis (DP), genus nexus (a vel b) et compositionem singulorum monomerorum classificari possunt (Cummings, Stephen, 2007). Notandum est classificationem principalem carbohydratorum in DP fundari, ut monosaccharida vel disaccharida (DP, 1-2), oligosaccharida (DP, 3-9) et polysaccharida (DP, ≥ 10), quae ex amylo, NSP et vinculis glycosidicis constant (Cummings, Stephen, 2007; Englyst et al., 2007; Tabula 1). Analysis chemica necessaria est ad effectus physiologicos et valetudinis carbohydratorum intellegendos. Cum identificatione chemica carbohydratorum pleniore, possibile est eos secundum effectus valetudinis et physiologicos in greges dividere et eos in consilio classificationis generali includere (englyst et al., 2007). Carbohydrata (monosaccharida, disaccharida, et pleraque amyla) quae ab enzymis hospitis digeri et in intestino tenui absorberi possunt, ut carbohydrata digestibilia vel praesto definiuntur (Cummings, Stephen, 2007). Carbohydrata quae digestioni intestinali resistunt, vel male absorbentur et metabolizantur, sed fermentatione microbica degradari possunt, carbohydrata resistentia habentur, ut pleraque NSP, oligosaccharida indigestibilia et RS. Essentialiter, carbohydrata resistentia definiuntur ut indigestibilia vel inutiles, sed descriptionem relative accuratiorem classificationis carbohydratorum praebent (englyst et al., 2007).
3.1 Incrementum effectus
Amylum ex duobus generibus polysaccharidorum constat. Amylosum (AM) est genus amyli linearis dextrani α(1-4) coniuncti, amylopectinum (AP) est dextranum α(1-4) coniunctum, continens circiter 5% dextrani α(1-6) ad moleculam ramosam formandam (tester et al., 2004). Ob diversas configurationes et structuras moleculares, amyla dives in AP facile digeritur, dum amyla dives in AM non facile digeritur (Singh et al., 2010). Studia priora demonstraverunt alimentationem amyli cum diversis rationibus AM/AP significantes responsiones physiologicas ad incrementum porcorum habere (Doti et al., 2014; Vicente et al., 2008). Consumptio et efficientia pabuli porcorum ablactatorum cum incremento AM decreverunt (regmi et al., 2011). Attamen, novae probationes referunt victus cum altiore fibra alimentaria (AM) augmentum medium diurnum et efficientiam pabuli porcorum crescentium augere (Li et al., 2017; Wang et al., 2019). Praeterea, quidam scientifici rettulerunt alimentationem diversarum proportionum AM/AP amyli non affecisse incrementum porcellorum ablactatorum (Gao et al., 2020A; Yang et al., 2015), dum victus altiore fibra alimentaria digestibilitatem nutrimentorum porcorum ablactatorum auxit (Gao et al., 2020A). Fibra alimentaria est parva pars cibi qui ex plantis venit. Problema magnum est quod altior fibra alimentaria cum minore usu nutrimentorum et minore valore energiae netto coniungitur (noble & Le, 2001). Contra, moderata fibrae consumptio incrementum porcorum ablactatorum non affecit (Han & Lee, 2005; Zhang et al., 2013). Effectus fibrae alimentariae in usum nutrimentorum et valorem energiae nettae a proprietatibus fibrae afficiuntur, et fontes fibrae diversi valde differre possunt (Indber, 2014). In porcis ablactatis, supplementatio fibrae pisorum maiorem conversionis rationem pabuli habuit quam fibrae frumenti, fibrae soiae et fibrae furfuris tritici (Chen et al., 2014). Similiter, porcelli ablactati furfure frumenti et furfure tritici tractati maiorem efficientiam pabuli et augmentum ponderis ostenderunt quam ii qui tegumento soiae tractati sunt (Zhao et al., 2018). Curiose, nulla differentia in incrementum inter gregem fibrae furfuris tritici et gregem inulini fuit (Hu et al., 2020). Praeterea, comparatis cum porcellis in grege cellulosae et grege xylani, supplementatio efficacior erat. β-Glucan incrementum porcellorum impedit (Wu et al., 2018). Oligosaccharida sunt carbohydrata ponderis molecularis humilis, intermedia inter sacchara et polysaccharida (Voragen, 1998). Proprietates physiologicas et physico-chemicas magni momenti habent, inter quas valorem caloricum humilem et stimulationem incrementi bacteriorum utilium, ita ut probiotica in victu adhiberi possint (Bauer et al., 2006; Mussatto et mancilha, 2007). Supplementatio oligosaccharidis chitosani (COS) digestibilitatem nutrimentorum emendare, incidentiam diarrhoeae reducere et morphologiam intestinalem emendare potest, ita incrementum porcorum ablactatorum augens (Zhou et al., 2012). Praeterea, victus cos supplementatus reproductionem scrofarum (numerum porcellorum vivorum) (Cheng et al., 2015; Wan et al., 2017) et incrementum porcorum crescentium (wontae et al., 2008) emendare potest. Supplementatio MOS et fructooligosaccharidorum etiam incrementum porcorum augere potest (Che et al., 2013; Duan et al., 2016; Wang et al., 2010; Wenner et al., 2013). Hae relationes indicant varia carbohydrata diversos effectus in incrementum porcorum habere (tabula 2a).
3.2 functio intestinalis
Amylum, proportione alta am/ap, valetudinem intestinalem emendare potest.tribyrinumProtegi potest pro porco) per promovendam morphologiam intestinalem et augendam functionem intestinalem quae ad expressionem genorum pertinet in porcis ablactatis (Han et al., 2012; Xiang et al., 2011). Ratio altitudinis villorum ad altitudinem villorum et profunditatem recessuum ilei et ieiuni maior erat cum cibo divite in aceto (AP) nutriebantur, et totalis rata apoptoseos intestini tenuis inferior erat. Simul, etiam expressionem genorum inhibentium in duodeno et ieiuni auxit, dum in grege AP alto, actiones saccharosi et maltasis in ieiunio porcorum ablactatorum auctae sunt (Gao et al., 2020b). Similiter, opera priora invenerunt cibos divites in aceto pH reducere et cibos divites AP numerum totalem bacteriorum in caeco porcorum ablactatorum auxisse (Gao et al., 2020A). Fibra alimentaria est pars clavis quae evolutionem et functionem intestinalem porcorum afficit. Accumulata indicia ostendunt fibras cibarias morphologiam intestinalem et functionem claustrae porcorum ablactatorum emendare, et incidentiam diarrhoeae minuere (Chen et al., 2015; Lndber, 2014; Wu et al., 2018). Carentia fibrarum cibariarum susceptibilitatem pathogenorum auget et functionem claustrae mucosae coli impedit (Desai et al., 2016), dum alimentatio cum fibra valde insolubili pathogena impedire potest longitudinem villorum in porcis augendo (hedemann et al., 2006). Genera fibrarum diversa effectus diversos in functionem claustrae coli et ilei habent. Fibrae furfuris triticei et pisorum functionem claustrae intestini augent expressionem genorum TLR2 regulando et communitates microbiales intestinales emendando, comparatae cum fibris frumenti et soiae (Chen et al., 2015). Ingestio diuturna fibrarum pisorum expressionem genorum vel proteinorum metabolismum conexam moderari potest, ita claustra coli et functionem immunem emendando (Che et al., 2014). Inulina in victu perturbationem intestinalem in porcellis ablactatis vitare potest per permeabilitatem intestinalem augendam (Awad et al., 2013). Notandum est combinationem fibrae solubilis (inulinae) et insolubilis (cellulosae) efficaciorem esse quam solam, quae absorptionem nutritionis et functionem claustri intestinalis in porcis ablactatis emendare potest (Chen et al., 2019). Effectus fibrae alimentariae in mucosa intestinali a componentibus earum pendet. Studium prius invenit xylanum functionem claustri intestinalis, necnon mutationes in spectro bacteriali et metabolitis, promovere, et glucanum functionem claustri intestinalis et salutem mucosae promovere, sed supplementatio cellulosae similes effectus in porcis ablactatis non demonstravit (Wu et al., 2018). Oligosaccharida ut fontes carbonis pro microorganismis in intestino superiore adhiberi possunt loco digeri et usurpari. Supplementatio fructosi crassitudinem mucosae intestinalis, productionem acidi butyrici, numerum cellularum recessivarum et proliferationem cellularum epithelialium intestinalium in porcis ablactatis augere potest (Tsukahara et al., 2003). Oligosaccharida pectinica functionem claustri intestinalis emendare et damnum intestinale a rotavirus in porcellis causatum minuere possunt (Mao et al., 2017). Praeterea, inventum est cos incrementum mucosae intestinalis significanter promovere et expressionem genorum obstruentium in porcellis significanter augere posse (WAN, Jiang, et al.). Modo comprehensivo, haec indicant genera diversa carbohydratorum functionem intestinalem porcellorum emendare posse (tabula 2b).
Summarium et Prospectus
Carbohydrata sunt fons energiae principalis porcorum, quae ex variis monosaccharidis, disaccharidis, oligosaccharidis et polysaccharidis constat. Termini in notis physiologicis fundati adiuvant ad functiones potentiales salutis carbohydratorum intendendas et ad accuratam classificationem carbohydratorum emendandam. Structurae et genera carbohydratorum diversa effectus diversos habent in conservanda efficacia crescentis, promovenda functione intestinali et aequilibrio microbico, et regulando metabolismo lipidorum et glucosi. Mechanismus possibilis regulationis metabolismi lipidorum et glucosi a carbohydratis in metabolitis eorum (SCFA) fundatur, qui a microbiota intestinali fermentantur. Speciatim, carbohydrata in victu metabolismum glucosi per vias scfas-gpr43/41-glp1/PYY et ampk-g6pase/PEPCK moderari possunt, et metabolismum lipidorum per vias scfas-gpr43/41 et amp/atp-ampk moderari. Praeterea, cum genera diversa carbohydratorum optima combinatione sunt, efficacia crescentis et functio salutis porcorum meliorari possunt.
Notandum est functiones potentiales carbohydratorum in expressione proteinorum et genorum necnon in regulatione metabolica per methodos proteomicae functionalis, genomicae et metabonomicae altae capacitatis detegendum esse. Denique, sed non minime, aestimatio variarum combinationum carbohydratorum est necessaria ad studium variarum diaetarum carbohydratarum in productione porcorum.
Fons:Acta Scientiae Animalis
Tempus publicationis: X Maii, MMXXI