Део Ⅱ Ефекти нивоа протеина и влакана у исхрани на перформансе раста, појаву гихта, заједнице цревних микроба и имунорегулацију у оси гуслинга

Резултати

1. Утицај нивоа протеина и влакана у исхрани на учинак раста и појаву гихта код гушчара

Гихт се појавио када су гушчићи били стари 7 до 9 дана и достигао врхунац у периоду од 10 до 14 дана, након чега се стопа смртности постепено смањивала до краја треће недеље. Побол од гихта у групама које су храњене 22% ЦП дијетом био је знатно већи него у групама са 18ЦП током експеримента (П < 0.001), поред тога Уочено је да се морбидитет повезан са гихтом благо смањује са повећањем нивоа ЦФ у исхрани (П=0.062; Слика 1). Ефекти дијететских влакана на раст гусана од 1 до 21 дан су приказани у табели 3. Није било значајне разлике међу групама у БВ1, БВ21, АДФИ и АДГ од д 1 до 21 године. група 22ЦП имала је нижи ФЦР од оних у групи 18ЦП (П < 0.05). Приказани су параметри бубрежне функције који одговарају различитим нивоима ЦП и ЦФ (Табела 4). На дан 9, ниво УА у серуму у групи са 22ЦП био је виши од оног у групи са 18ЦП (П < 0,001), а даље је примећено да расте са повећањем нивоа ЦФ у исхрани (П < 0,001). Конкретно, гушћи који су храњени дијетама од 22 процента ЦП и 7 процената ЦФ показали су опасно високе нивое УА (483,28 ммол/Л), који су били изнад горње границе за нормалне женке (357 ммол/Л). Слично, серумске концентрације Цр (П=0.041) и серумске активности КСОД (П < 0,001) су такође биле веће у групи са 22ЦП. Нису уочене разлике у индексима функције бубрега међу групама на д 18 (П > 0,05).

2. Утицај нивоа протеина и влакана у исхрани на морфологију цревног епитела, пермеабилност и микробне заједнице код гушчара

У анализи микробиоте цекума секвенцирањем гена 16Ср РНК (В3 −В4), након контроле квалитета и уклањања химере, задржано је 2,263,{{20}}59 валидних ознака, са просеком од 31,431 ознака по узорку , и идентификовани као бактеријског порекла. Ове секвенце су додељене 2.459 ОТУ бактеријских врста на основу граничне вредности сличности од 97 процената. Поређење скупова података о бактеријској 16С рРНА засновано на анализи главних координата (ПЦоА) показало је да се микробиота гушара која одговара исхрани са различитим нивоима ЦФ није груписала одвојено од осталих (Слике 2А и 3А). Међутим, уочене су многе суптилне разлике међу микробним заједницама код гусака који су храњени различитим нивоима ЦП и ЦФ у исхрани. Кључне компоненте биодиверзитета, укључујући богатство врста, уједначеност и реткост, мерене су Сханнон, Симпсон и Цхао1 индексима (Слике 2Б и 3Б). На д 9, посматране врсте и индекси Цхао1 за групу са високим ЦФ-22ЦП су повећани (П < 0.01) у поређењу са онима за групу са ниским ЦФ-22ЦП. Приказани су укупни састав микробиоте, као и просечна релативна бројност на нивоу типа и рода на д 9 и 18 (Слике 2Ц и 3Ц, респективно). Међу групама, доминантне врсте биле су Бацтероидетес, Фирмицутес и Протеобацтериа, док су доминантни родови били Бацтероидес, Алистипес и Есцхерицхиа-Схигелла, Руминоцоццус и некултурна бактерија у Руминокоццацеае. На д 9, бројност Ентероцоццус-а у групама са ниским ЦФ је повећана (П < 0,05), при чему је његова просечна заступљеност у групама 22ЦП била већа него у групама са 18ЦП (П=0.077; Слика 2Д ). Поред тога, просечна бројност Есцхерицхиа-Схигелла показала је опадајући тренд са повећањем нивоа ЦФ, док је Лацтобациллус показала повећање (П < 0,01). Није било значајних разлика између просечне заступљености Алистипеса, Есцхерицхиа-Схигелла и Лацтобациллус у групама на д 18 (Слика 3Д). Само просечна бројност Ентероцоццус-а показала је тренд раста у групама са 22ЦП у поређењу са групама са 18ЦП (П=0.097).

Такође смо се фокусирали на морфолошке промене у ткивима слепог црева у различитим групама (слика 4А). На д 9, дубина крипте код гушара који су храњени високом ЦП дијетом се повећала (П < 0.01), док нису нађене морфолошке разлике међу гушчарима са различитим нивоима ЦФ (П > {{7} }.05). Висина ресица и однос В/Ц (однос висина ресица/дубина крипте) код гушчара на д 9 су се повећавали са повећањем нивоа ЦФ (П < 0.05), али ниво ЦП у исхрани није извршио значајан утицај на гушчаре у различитим групама (П > 0,05). На д 18, однос В/Ц ресица се повећавао са повећањем нивоа ЦФ (П < 0,01). Међутим, нису уочене разлике у висини ресица и дубини крипте на д 18 међу експерименталним групама (П > 0,05). Штавише, активности ДАО и нивои ЛПС у серуму група су упоређени на д 9 и 18 (Слика 4Б). Активност ДАО у групи са 22ЦП била је нешто већа од оне у групи са 18ЦП на д 9 (П=0.067). Истог дана, нивои ЛПС у серуму код гусака су се повећали када је ЦП у исхрани достигао 22 процента (П=0.022), али се смањио са повећањем нивоа ЦФ у исхрани (П=0.014).

3. Утицај нивоа протеина и влакана у исхрани на циркулацију имунолошке функције код гушчара

Приказани су ефекти нивоа протеина и влакана у исхрани на циркулацију имунолошке функције код гушара (Табела 5). Концентрације ИгА и ИгГ у серуму у групама са високим ЦФ биле су веће од оних у групама са ниским ЦФ и на д 9 и на 18 (П < 0.05) или веома близу П {{5 }}.05. Међутим, нису уочене разлике између концентрација ИгМ у серуму експерименталних група (П > 0.05). На д 9, гушчићи у групи са 22ЦП имали су веће концентрације ЦИЦ у серуму од оних у групи са 18ЦП (П < 0.001), док нису нађене разлике између група на д 18 (П > 0,05). У поређењу са групама са 18ЦП, концентрације ТНФ-а и ИЛ-1б у серуму у групама са 22ЦП биле су веће на д 9 (П < 0,05). Нису нађене разлике у серумским инфламаторним факторима међу групама на д 18 (П > 0,05).

4. Утицај нивоа протеина и влакана у исхрани на инфламаторни одговор осовине црева и бубрега код гуслинга

Такође смо измерили нивое мРНК рецептора сличних наплати (ТЛР), МиД88/НФкБ инфламаторног сигналног пута и проинфламаторних цитокина у ткивима бубрега и слепим крајницима гушара који су храњени различитим дијетама (Слика 5). На д 9, нивои експресије мРНА ТЛР2А (П < 0.0{{30}}1), МиД88 (ген за примарни одговор мијелоичне диференцијације 88; П {{9 }}.011), НФкБ (нуклеарни фактор-кБ) (П=0.089) и ИЛ1б (интерлеукин-1б) (П < 0.001) у ткиву бубрега групе 22ЦП је повећан , у поређењу са онима у групи 18ЦП. Нивои експресије мРНА ТЛР2А (П=0.032), НФкБ (П=0.037) и ИЛ1б (П=0.004) у ткиву бубрега су смањени са повећањем нивоа ЦФ . На дан 18, промене у протеинима и влакнима у исхрани имале су релативно мањи утицај на експресију мРНА ТЛР-а и МиД88/НФкБ пут (П > 0,05). Само је експресија мРНА ТЛР2А у ткиву бубрега смањена са повећањем нивоа ЦФ у исхрани на д 18 (П <0,05).

У слепом крајнику гуслинга, на д 9, нивои експресије мРНА ТЛР2А (П < 0.05), ТЛР4 (П=0.083) , НФ-кБ (П < 0.01), ИЛ1б (П < 0.01) и ТНФа (П < 0. 01) у групи 22ЦП су регулисани навише, у поређењу са онима у групи 18ЦП. Нивои експресије мРНК ТЛР2А (П=0.074) и ТНФа (П=0.074) у цекалном крајнику били су благо смањени када су се нивои ЦФ у исхрани повећали. На д 18, нивои експресије мРНА ТЛР2А (П=0.066), ТЛР4 (П < 0.05), МиД88 (П=0.05), ИЛ1б (П < 0.01) и ТНФа ( П < 0,05) у слепим крајницима гусака у групи са 22ЦП су били повишени у поређењу са онима у групи са 18ЦП. Међутим, промене у дијеталним влакнима имале су релативно мањи утицај на експресију мРНК ТЛР-а и МиД88/НФкБ пут на д 18 (П > 0,05).

Кликните овде да бисте сазнали више о томеЦистанцхе има користи за бубреге

Дискусија

У производњи гусака, научници су увек фокусирани на повећање стопе преживљавања новорођених гуслинга; неки извештаји су показали да нивои дијететских влакана и протеина имају значајан утицај на развој и отпорност на болести гусака (Ли ет ал., 2017; Кси ет ал., 2020а). У овој студији анализирали смо однос између гихта и нивоа протеина и влакана у исхрани. Открили смо да дијета са високим ЦП или ниским ЦФ предиспонира гуске за гихт. Гослинг гихт је, у већини случајева, блиско повезан са оштећењем бубрега, при чему се укупна функција бубрега процењује мерењем серумских концентрација УА, Цр, УН и КСОД (Кси ет ал., 2019; Ву ет ал., 2020). Резултати ове студије показују да су концентрације УА и Цр у серуму, као и активност КСОД у серуму код гусака храњених 22 процентном ЦП исхраном, повећане у д 9 старости. Ови резултати се поклапају са резултатима претходних студија о кокошкама и гускама (Гуо ет ал., 2005; Кси ет ал., 2020а). Познато је да дијете са високим садржајем протеина, које значајно повећавају производњу УА, изазивају оштећење бубрега које доводи до гихта. Занимљиво, иако су наше дијете са високим садржајем ЦФ такође повећале нивое УА у серуму на д 9, нису примећене промене у серумским концентрацијама Цр или КСОД активности. Категоризација младих гушчара као групе високог ризика за хиперурикемију приписује се недостатку урат оксидазе, која оксидира слабо растворљив УА у алантоин растворљив у води, што резултира повишењем УА у крви (Гуо ет ал., 2005). Међутим, важно је напоменути да оштећење бубрега повезано са хиперурикемијом није директно узроковано УА, већ слободним радикалима супероксида који настају током формирања УА од стране КСОД (Лин ет ал., 2016). Стога, ми тврдимо да нивои дијеталних влакана у распону од 3 до 7 процената можда неће утицати на функцију бубрега, упркос повећаним нивоима УА у серуму. Поред тога, индекси функције бубрега међу групама нису показивали разлике на д 18, што се може приписати степенастом сазревању бубрега код гусана.

Одговарајуће регулисање нутритивне вредности исхране живине може побољшати интегритет ткива црева, одржати равнотежу између микробних популација и малог броја потенцијално патогених сојева, подржати одговарајући имунолошки одговор и контролисати упалу, а све су то фактори који утичу на отпорност на болести код младе живине ( Јха и Мисхра, 2021; Луо ет ал., 2021). У овој студији, користили смо високопропусно секвенцирање В3-В4 региона гена 16С рРНА да бисмо истражили ефекте нивоа протеина и влакана у исхрани на састав микробиоте цекалног црева код гусака. Индекс посматраних врста одражава број микробних врста, док Цхао1 индекс одражава обиље микробиоте. Генерално, разноврснија заједница цревних микроба показује јачу хомеостазу и отпорност на патогене (Ли ет ал., 2018б). Наши резултати су показали да су гушчићи у групи са високом ЦФ храњеном исхраном са 22% ЦП нивоа имали веће посматране врсте и вредности Цхао1 од оних у групи са ниским ЦФ на д 9, што указује да повећање нивоа ЦФ у исхрани може побољшати микробну разноликост, па чак и отпорност на болести, код гусана, храњених храном са високим ЦП (Ванг ет ал., 2012). Штавише, резултати ове студије, који су показали да су Бацтероидес, Фирмицутес и Протеобацтериа биле главне бактерије у цекуму гушара, поткрепљени су резултатима Лиу ет ал. (2018). Слична ситуација је забележена и код пилића (Ианг ет ал., 2017). Неки претходни подаци такође сугеришу да одрасле гуске (5-13 недеља) које се хране исхраном богатом влакнима могу садржати већу количину Фирмицутес и смањену бројност Бацтероидес (Лиу ет ал., 2018). У том погледу, младе птице се знатно разликују од одраслих и имају веома лош систем за варење за влакна. У овој студији, промена нивоа ЦФ у исхрани није утицала на просечну бројност Фирмицутес и Бацтероидетес, иако су чланови ова 2 фила способни да разграђују влакна на начин који користи домаћину (Матсуи ет ал., 2010). Стога се претпоставља да иако промене у исхрани ЦФ имају само ограничен ефекат на микроорганизме младих гусана који разграђују целулозу, ове промене могу утицати на гушчаре искључивањем потенцијалних патогена из црева (Баугхн и Малами, 2004). Занимљиво је да, иако Бацтероидес није чест патоген, чини се да је његова пролиферација уско повезана са појавом гихта и код људи и код птица (Гуо ет ал., 2005; Схао ет ал., 2017), а студије су показале да исхрана богата протеинима увек фаворизују раст Бацтероидетес (Ву ет ал., 2011). Међутим, наши резултати нису показали да је просечна бројност бактерија Бацтероидетес показала растући тренд са повећањем нивоа ЦП, вероватно због употребе ферментисане хране у исхрани за гушчаре у овој студији, што је можда ублажило пролиферацију Бацтероидетес изазвану високим садржајем протеина. дијете (Кси ет ал., 2020а). Протеобактерије су биле трећа главна група бактерија у микробиоти црева гусака у овој студији. Овај тип укључује широк спектар патогена, као што су Есцхерицхиа, Салмонелла, Вибрио, Хелицобацтер и многи други значајни родови (Риззатти ет ал., 2017). Есцхерицхиа и Схигелла су грам-негативне бактерије у облику штапа које припадају породици Ентеробацтериацеае. Гуске имају мању толеранцију на инфекције Есцхерицхиа и Схигелла. У овој студији, вреди напоменути да је просечна бројност Есцхерицхиа-Схигелла показала опадајући тренд са повећањем нивоа ЦФ у оба дана узорковања, што указује на то да исхрана са високим ЦФ може имати очигледан инхибиторни ефекат на штетне бактерије код гусака. Пиринчане љуске биле су главни влакнасти материјал за исхрану који се користио у нашој исхрани, а јединствени слој нанопорозног силицијум диоксида на површини праха пиринчаних љуски омогућио је скенирајући електронски микроскоп да открије колонизацију и снажно везивање бактеријских ћелија за њега, што је можда довело до супресије штетне цревне бактерије (Ну~нал ет ал., 2014). Поред тога, претходни подаци из наше студије открили су да гушчићи са гихтом обично пате од цревне дисбиозе повезане са инфекцијом Есцхерицхиа-Схигелла (Кси ет ал., 2019). Стога, гушчићи храњени дијетама богатим влакнима могу имати користи од смањене инфекције Есцхерицхиа-Схигелла, а појава гихта може бити ублажена. Штавише, било је очигледно да су дијета са високим садржајем протеина или ниским садржајем влакана коришћена у овој студији можда олакшала повећану пролиферацију ентерокока, при чему се ефекат високог протеина у исхрани наставио до 18. године. Доказано је да исхрана са високим ЦП увек побољшава пролиферацију ентерокока. у цревима гушчара (Кси ет ал., 2020а). Међутим, примећен је значајан пораст Ентероцоццус у групама са ниским ЦФ на д 9. Иако неки чланови Ентероцоццус-а учествују у разградњи влакана, то не објашњава повећање обиља Ентероцоццус-а код гусака храњених исхраном са малом ЦФ. Ентероцоццус је природна флора која потиче из ентерона гусака и третира се као важна бактерија индикатора степена неравнотеже у цревним бактеријама код гихта (Кси ет ал., 2019, 2020а). Дакле, пролиферација ентерокока може бити повезана са дисбиозом црева код гусака који једу храну са мало влакана. Поред тога, такође смо открили да се просечна количина Лацтобациллуса, уобичајеног пробиотика, повећава са повећањем нивоа ЦФ на д 9, што сугерише да је ниво дијеталних влакана, која погодују здрављу гастроинтестиналног тракта гусана, такође адекватан да смањи ризик од гихт (Ли ет ал., 2014) и повећавају преживљавање младих гушчара.

Цистанцхе прах

Протеини и влакна у исхрани не утичу само на састав микробиоте, већ утичу и на морфологију цревног епитела (Мацфарлане и Мацфарлане, 2011). Резултати ове студије су показали да одговарајуће повећање нивоа дијететских влакана од 3 до 7 процената повећава висину ресица као и В/Ц однос, и побољшава раст црева гушчара, док повећање нивоа протеина у исхрани са 18 на 22 процената повећава крипту дубина. Скраћивање ресица и задебљање крипта може бити узроковано прекомерном апоптозом ћелија ресица услед дисбиозе црева (Ли ет ал., 2018б). Занимљиво је да се пребиотички ефекат одговарајућих нивоа влакана на морфологију цревног епитела супротставља оном високог нивоа протеина. Претходне студије су показале да повећање уноса протеина у исхрани изазива повећање прекурсора бројних бактеријских метаболита, укључујући амонијак, водоник сулфид, амине, индоле, феноле и органске киселине, који испољавају цитотоксичне ефекте на епителне ћелије црева у дисталном делу црева. тракта (Лан ет ал., 2015). Насупрот томе, пребиотички ефекат ЦФ стимулише корисне бактерије, као што је Лацтобациллус, које оптимизују здравље гастроинтестиналног тракта везивањем за цревну слузокожу и спречавањем раста патогена у дисталном делу црева, чиме се спречавају инфекције црева (Јха ет ал. , 2021). Стога, одговарајући програм исхране који балансира ефекте ЦФ у исхрани и нивоа протеина може олакшати развој лумена и зида цекалног црева код гусака

Одрасле гуске показују високо ефикасан урођени и стечени имуни систем, док неонатални гушчићи показују пролазну осетљивост на заразне болести током првих 10 дана живота. Слични обрасци су примећени код друге живине (Јха ет ал., 2021). Таква краткорочна осетљивост код гушчара може бити уско повезана са појавом гихта, узрокованог имунолошком активацијом у осовини црева и бубрега током прве недеље живота (Јин ет ал., 2018; Кси ет ал., 2020а). У овој студији, фокусирали смо се на ефекте нивоа протеина и влакана у исхрани на имунолошку активацију у оси црева и бубрега. Измерили смо концентрације имуноглобулина и открили да су концентрације ИгА и ИгГ у серуму у групама са високом ЦФ биле веће од оних у групама са ниским ЦФ и на д 9 и на 18. У овој студији смо користили прах пиринчане љуске (нуспроизвод млевења пиринча). ) као главни влакнасти сточни материјал у исхрани, који обично садржи 35 до 45 процената ЦФ, 74 до 87 процената неутралних детерџентских влакана, 59 до 69 процената киселих детерџентских влакана, 14 до 18 процената хемицелулозе, 20 до 26 процената лигнина и др. саставних делова (Ли и Леи, 2019). Ове влакнасте супстанце повећавају имунолошку активност, вероватно делујући као стресори. Однос хетерофила и лимфоцита, мера стреса, наводно је повећан код свих птица које су храњене великим бројем влакнастих супстанци (Хуфф ет ал., 2011) Гао ет ал. (2008). пријавили су да пилићи бројлера храњени исхраном на бази кукуруза и соје са додатком 2,5 г/кг ћелијског зида квасца показују већу активност серумског лизозима, бољу морфологију црева, веће концентрације ИгМ и концентрације сИгА, у поређењу са пилићима у контролној групи. Макромолекуларни ЦИЦ се састоје од полимерног имуноглобулина, имунолошких комплекса који садрже имуноглобулин или обоје. ЦИЦ се налазе са релативно високом учесталошћу у серуму пацијената са бубрежним обољењима (Ван ет ал., 1988). Ова студија је открила да исхрана са високим садржајем протеина повећава концентрацију серумских ЦИЦ-а код гусака на д 9, док нивои дијеталних влакана нису имали ефекта. Претходне студије су показале да су високопротеинске дијете умешане у повреде бубрега и дисбиозу црева повезане са појавом гихта (Кси ет ал., 2020а), што сугерише да имунолошка активација у циркулаторном систему може деловати као мост између повреде бубрега и дисбиоза црева.

Цистанцхе пилуле

Поред тога, приметили смо да је концентрација ЛПС у серуму код гусака храњених високопротеинском исхраном била већа од оне код гусака храњених исхраном са ниским садржајем протеина на д 9. ЛПС, из микробиоте црева, специфично препознаје ТЛР4, рецептор за препознавање. урођени имуни систем. Активација ТЛР4 појачава експресију проинфламаторних цитокина, као што су ИЛ1б и ТНФа, и такође активира ТЛР4/МиД88/НФкБ сигнални пут у неколико типова епителних и ендотелних ћелија (Десаи ет ал., 2017). Резултати тренутне студије указују на то да је исхрана са високим садржајем протеина изазвала запаљење црева и бубрега код младих гусака активацијом ТЛР4/МиД88/НФкБ пута, о чему сведочи појачана регулација релевантних експресија мРНА (ТЛР2А, ТЛР4, МиД88, НФкБ, ИЛ1б и ТНФа) у ткивима крајника слепог црева и бубрега и повећање концентрације проинфламаторних цитокина у серуму (ТНФ-а и ИЛ-1б). Међутим, утицај нивоа ЦФ у исхрани на имунолошку активацију у оси црева и бубрега је изузетно сложен. С једне стране, рационална употреба влакнастог крмива у исхрани може ефикасно инхибирати пролиферацију штетних цревних бактерија и на тај начин смањити инфламаторни имуни одговор на бактерије и њихове метаболите (Ну~нал ет ал., 2014). У овој студији смо открили да се концентрације ЛПС у серуму гушара смањују са повећањем нивоа ЦФ у исхрани до д 9 године. С друге стране, саме влакнасте супстанце делују као стресори, повећавајући имунолошку активност и на ентералном и на парентералном нивоу (Јха и Мисхра, 2021). Ово се може посматрати као степен противтеже. Свакако, с обзиром на то да прекомерни нивои влакана у исхрани смањују сварљивост и ометају раст живине (Лиу ет ал., 2018), узгајивачи гуске би требало да стриктно контролишу удео влакана у сточној храни до нивоа ЦФ у исхрани од приближно 5 процената како би повећали преживљавање стопа гуслинга.

Цистанцхе суплементииЕкстракт Цистанцхе

Закључци

Неопходно је одредити нивое укључености влакана и протеина у исхрану гусака да би се постигле оптималне стопе преживљавања и економске користи. У овој студији, исхрана од 18 процената ЦП упарена са 5 процената ЦФ као оптимална комбинација у храни за гушчаре била је ефикасна у превенцији гихта. Открили смо да исхрана са високим ЦП има негативан утицај на појаву гихта, микробне заједнице и имунорегулацију у осовини црева и бубрега код гусака, док одговарајуће повећање нивоа дијеталних влакана може помоћи у одржавању равнотеже црева, смањењу концентрације ЛПС у серуму и повећању преживљавања. стопа.

Иуменг Кси 1, Иуанпи Хуанг, и Иуе Ли 1, Иунмао Хуанг 2, Јунсху Иан 1, и Зхендан Схи 1.

1. Кључна лабораторија за интегрисану пољопривреду и сточарство Министарства пољопривреде и руралних послова, Институт за сточарство, Јиангсу академија пољопривредних наука, Нањинг 210014, Кина;

2. Цоллеге оф Анимал Сциенце, Зхонгкаи Университи оф Агрицултуре анд Енгинееринг, Гуангзхоу 510000, Кина.