Abstrakt

De gréisste Fortschrëtt an der Kuelenhydratfuerschung an der Schwäinernierung a -gesondheet ass déi méi kloer Klassifikatioun vu Kuelenhydrater, déi net nëmmen op hirer chemescher Struktur baséiert, mä och op hire physiologesche Charakteristiken. Nieft der Haaptenergiequell si verschidden Aarte a Strukturen vu Kuelenhydrater gutt fir d'Ernährungs- a Gesondheetsfunktioune vu Schwäin. Si si bedeelegt un der Fërderung vun der Wuestumsleistung an der Darmfunktioun vu Schwäin, der Reguléierung vun der intestinaler mikrobieller Gemeinschaft an der Reguléierung vum Metabolismus vu Lipiden a Glukos. De Basismechanismus vu Kuelenhydrater ass duerch seng Metabolitten (Kuerzkettegfettsäuren [SCFAs]) an haaptsächlech duerch scfas-gpr43 / 41-pyy / GLP1, SCFAs amp / atp-ampk a scfas-ampk-g6pase / PEPCK Weeër fir de Fett- a Glukosmetabolismus ze reguléieren. Nei Studien hunn déi optimal Kombinatioun vu verschiddenen Aarte a Strukturen vu Kuelenhydrater evaluéiert, déi d'Wuestumsleistung an d'Nährstoffverdaulechkeet verbesseren, d'Darmfunktioun förderen an d'Heefegkeet vu Butyrat produzéierende Bakterien bei Schwäin erhéijen. Am Allgemengen ënnerstëtzen iwwerzeegend Beweiser d'Meenung, datt Kuelenhydrater eng wichteg Roll an den Ernärungs- a Gesondheetsfunktioune vu Schwäin spillen. Zousätzlech wäert d'Bestimmung vun der Kuelenhydratzesummesetzung theoreteschen a praktesche Wäert fir d'Entwécklung vun der Kuelenhydrat-Gläichgewiichtstechnologie bei Schwäin hunn.

1. Virwuert

Polymer Kuelenhydrater, Stärke a Polysacchariden ouni Stärke (NSP) sinn déi wichtegst Komponenten vun der Ernährung an déi wichtegst Energiequellen vu Schwäin, a maachen 60% - 70% vun der gesamter Energiezufuhr aus (Bach Knudsen). Et ass derwäert ze bemierken, datt d'Varietéit an d'Struktur vu Kuelenhydrater ganz komplex sinn, wat ënnerschiddlech Auswierkungen op Schwäin huet. Fréier Studien hunn gewisen, datt d'Fütterung mat Stärke mat engem ënnerschiddleche Verhältnis vun Amylose zu Amylose (AM / AP) eng kloer physiologesch Reaktioun op d'Wuesstumsleistung vu Schwäin huet (Doti et al., 2014; Vicente et al., 2008). Et gëtt ugeholl, datt Ballaststoffer, déi haaptsächlech aus NSP zesummegesat sinn, d'Nährstoffverbrauch an den Nettoenergiewäert vu monogastreschen Déieren reduzéieren (NOBLET a le, 2001). D'Basiszufuhr huet awer d'Wuesstumsleistung vu Schwäin net beaflosst (Han & Lee, 2005). Ëmmer méi Beweiser weisen datt Ballaststoffer d'Darmmorphologie an d'Barrièrefunktioun vu Schwäin verbesseren an d'Inzidenz vun Duerchfall reduzéieren (Chen et al., 2015; Lndberg, 2014; Wu et al., 2018). Dofir ass et dréngend ze studéieren, wéi komplex Kuelenhydrater an der Ernährung effektiv kënne benotzt ginn, besonnesch dat Ballaststoffräicht Fudder. Déi strukturell an taxonomesch Charakteristike vu Kuelenhydrater an hir Ernärungs- a Gesondheetsfunktioune fir Schwäin mussen a Fudderformuléierungen beschriwwe a berücksichtegt ginn. NSP a resistent Stärke (RS) sinn déi wichtegst net verdaubar Kuelenhydrater (wey et al., 2011), während d'Darm-Mikrobiota net verdaubar Kuelenhydrater a kuerzketteg Fettsaieren (SCFA) fermentéiert; Turnbaugh et al., 2006). Zousätzlech ginn e puer Oligosacchariden a Polysacchariden als Probiotika vun Déieren ugesinn, déi benotzt kënne ginn, fir den Undeel vu Lactobacillus a Bifidobacterium am Daarm ze stimuléieren (Mikkelsen et al., 2004; M ø LBAK et al., 2007; Wellock et al., 2008). Et gouf bericht, datt d'Zousätzlech vun Oligosacchariden d'Zesummesetzung vun der Darmflora verbessert (de Lange et al., 2010). Fir d'Benotzung vun antimikrobiellen Wuestumsförderer an der Schwäinproduktioun ze minimiséieren, ass et wichteg, aner Weeër ze fannen, fir eng gutt Déiergesondheet z'erreechen. Et gëtt eng Méiglechkeet, méi Varietéit u Kuelenhydrater an d'Schwäinfudder bäizefügen. Ëmmer méi Beweiser weisen, datt déi optimal Kombinatioun vu Stärke, NSP a MOS d'Wuestumsleistung an d'Nährstoffverdaulechkeet fërdere kann, d'Zuel vu Butyrat produzéierende Bakterien erhéijen an de Lipidmetabolismus vun ofgewöhnte Schwäin bis zu engem gewësse Grad verbesseren kann (Zhou, Chen, et al., 2020; Zhou, Yu, et al., 2020). Dofir ass den Zweck vun dëser Aarbecht, déi aktuell Fuerschung iwwer d'Schlësselroll vu Kuelenhydrater bei der Fërderung vum Wuesstum an der Darmfunktioun, der Reguléierung vun der intestinaler mikrobieller Gemeinschaft an der metabolescher Gesondheet ze iwwerpréiwen, an d'Kuelenhydratkombinatioun vu Schwäin z'ënnersichen.

2. Klassifikatioun vu Kuelenhydrater

Kuelenhydrater an der Ernährung kënnen no hirer molekularer Gréisst, hirem Polymerisatiounsgrad (DP), hirem Verbindungstyp (a oder b) an hirer Zesummesetzung vun den eenzelne Monomeren klasséiert ginn (Cummings, Stephen, 2007). Et ass derwäert ze bemierken, datt d'Haaptklassifikatioun vu Kuelenhydrater op hirem DP baséiert, wéi zum Beispill Monosacchariden oder Disacchariden (DP, 1-2), Oligosacchariden (DP, 3-9) a Polysacchariden (DP, ≥ 10), déi aus Stärke, NSP a glykosidesche Bindungen zesummegesat sinn (Cummings, Stephen, 2007; Englyst et al., 2007; Tabelle 1). Eng chemesch Analyse ass néideg fir déi physiologesch an d'Gesondheetsauswierkunge vu Kuelenhydrater ze verstoen. Mat enger méi ëmfaassender chemescher Identifikatioun vu Kuelenhydrater ass et méiglech, se no hire Gesondheets- a physiologeschen Auswierkunge ze gruppéieren an se an de Gesamtklassifikatiounsplang opzehuelen (englyst et al., 2007). Kuelenhydrater (Monosacchariden, Disacchariden a meescht Stärke), déi vun den Enzyme vum Wirt verdaut a vum Dünndarm absorbéiert kënne ginn, ginn als verdaubar oder verfügbar Kuelenhydrater definéiert (Cummings, Stephen, 2007). Kuelenhydrater, déi resistent géint d'Darmverdauung sinn oder schlecht absorbéiert a metaboliséiert ginn, awer duerch mikrobiell Fermentatioun ofgebaut kënne ginn, ginn als resistent Kuelenhydrater ugesinn, wéi déi meescht NSP, onverdaubar Oligosacchariden an RS. Am Fong ginn resistent Kuelenhydrater als onverdaubar oder net benotzbar definéiert, awer bidden eng relativ méi genee Beschreiwung vun der Klassifikatioun vu Kuelenhydrater (englyst et al., 2007).

3.1 Wuesstemsleistung

Stärke besteet aus zwou Zorte vu Polysacchariden. Amylose (AM) ass eng Zort linear Stärke α(1-4)-gebonnen Dextran, Amylopektin (AP) ass en α(1-4)-gebonnenen Dextran, deen ongeféier 5% Dextran α(1-6) enthält, fir e verzweigt Molekül ze bilden (tester et al., 2004). Wéinst verschiddene molekulare Konfiguratiounen a Strukturen sinn AP-räich Stärke liicht verdaubar, während am-räich Stärke net einfach verdaubar sinn (Singh et al., 2010). Fréier Studien hunn gewisen, datt d'Stärkefidderung mat verschiddenen AM/AP-Verhältnisser bedeitend physiologesch Reaktiounen op d'Wuesstumsleistung vu Schwäin huet (Doti et al., 2014; Vicente et al., 2008). D'Fudderzufuhr an d'Fuddereffizienz vun entwöhnten Schwäin sinn mat der Erhéijung vun AM erofgaang (regmi et al., 2011). Wéi och ëmmer, et gëtt nei Beweiser datt Diäten mat méi héijem AM-Gehalt den duerchschnëttlechen deegleche Gewinn an d'Fuddereffizienz vu wuessende Schwäin erhéijen (Li et al., 2017; Wang et al., 2019). Zousätzlech hunn e puer Wëssenschaftler bericht, datt d'Fütterung vu verschiddenen AM/AP-Verhältnesser vu Stärke d'Wuesstumsleistung vun entwöhnten Schwäin net beaflosst huet (Gao et al., 2020A; Yang et al., 2015), während eng Diät mat héijem AP d'Nährstoffverdaulechkeet vun entwöhnten Schwäin erhéicht huet (Gao et al., 2020A). Ballaststoffer sinn nëmmen e klengen Deel vum Liewensmëttel, dat aus Planze kënnt. E grousst Problem ass, datt méi Ballaststoffer mat enger méi niddreger Nährstoffnotzung an engem méi niddregen Nettoenergiewäert verbonne sinn (noble & Le, 2001). Am Géigendeel, eng moderat Ballaststoffzufuhr huet d'Wuesstumsleistung vun entwöhnten Schwäin net beaflosst (Han & Lee, 2005; Zhang et al., 2013). D'Auswierkunge vu Ballaststoffer op d'Nährstoffnotzung an den Nettoenergiewäert gi vun de Ballaststoffercharakteristiken beaflosst, an ënnerschiddlech Ballaststoffquellen kënne ganz ënnerschiddlech sinn (lndber, 2014). Bei entwöhnten Schwäin hat d'Ergänzung mat Ierbsenfaser eng méi héich Fudderkonversiounsquote wéi d'Fütterung mat Maisfaser, Sojabounenfaser a Weesskleiefaser (Chen et al., 2014). Ähnlech hunn entwöhnten Schwäin, déi mat Maiskleie a Weesskleie behandelt goufen, eng méi héich Fuddereffizienz a Gewiichtszunahme gewisen wéi déi, déi mat Sojabounenhülsen behandelt goufen (Zhao et al., 2018). Interessanterweis gouf et keen Ënnerscheed an der Wuestumsleistung tëscht der Weesskleiefasergrupp an der Inulin-Grupp (Hu et al., 2020). Zousätzlech war d'Ergänzung am Verglach mat de Schwäin an der Cellulosegrupp an der Xylan-Grupp méi effektiv. β-Glucan schwächt d'Wuestumsleistung vu Schwäin (Wu et al., 2018). Oligosaccharide si Kuelenhydrater mat engem niddrege Molekulargewiicht, déi tëscht Zocker a Polysacchariden leien (voragen, 1998). Si hunn wichteg physiologesch a physikochemesch Eegeschaften, dorënner en niddrege Kaloriewäert an d'Stimulatioun vum Wuesstum vu beneficiellen Bakterien, sou datt se als Diätprobiotika kënne benotzt ginn (Bauer et al., 2006; Mussatto a mancilha, 2007). D'Ergänzung vu Chitosan-Oligosaccharid (COS) kann d'Verdaulechkeet vun Nährstoffer verbesseren, d'Inzidenz vun Duerchfall reduzéieren an d'Darmmorphologie verbesseren, wouduerch d'Wuesstumsleistung vun ofgewöhnte Schwäin verbessert gëtt (Zhou et al., 2012). Zousätzlech kënnen Diäten, déi mat Cos ergänzt ginn, d'Reproduktiounsleistung vu Sauen (d'Zuel vun de liewege Schwäin) verbesseren (Cheng et al., 2015; Wan et al., 2017) an d'Wuesstumsleistung vu wuessende Schwäin (wontae et al., 2008). D'Ergänzung vu MOS a Fruktooligosaccharid kann och d'Wuesstumsleistung vu Schwäin verbesseren (Che et al., 2013; Duan et al., 2016; Wang et al., 2010; Wenner et al., 2013). Dës Rapporte weisen drop hin, datt verschidde Kuelenhydrater ënnerschiddlech Auswierkungen op d'Wuesstumsleistung vu Schwäin hunn (Tabell 2a).

3.2 Darmfunktioun

Stärke mat engem héijen am/ap-Verhältnis kann d'Darmgesondheet verbesseren (Tribyrin(kann et fir Schwäin geschützt ginn) andeems d'Darmmorphologie gefördert an d'Darmfunktioun am Zesummenhang mat der Genexpression bei entwöhnte Schwäin eropreguléiert gëtt (Han et al., 2012; Xiang et al., 2011). D'Verhältnes vun der Villihéicht zur Villihéicht an der Déift vun der Nidderschlag vum Ileum an Jejunum war méi héich, wann eng Ernährung mat héijem Ammoniakgehalt gefüttert gouf, an d'total Apoptosequote vum Dünndarm war méi niddreg. Gläichzäiteg huet et och d'Expressioun vu Blockéierungsgenen am Duodenum an Jejunum erhéicht, während an der Grupp mat héijem AP-Gehalt d'Aktivitéite vu Saccharose a Maltase am Jejunum vun entwöhnte Schwäin erhéicht goufen (Gao et al., 2020b). Ähnlech hunn fréier Aarbechte festgestallt, datt am-räich Diäten de pH-Wäert reduzéiert hunn an AP-räich Diäten déi total Zuel vu Bakterien am Blindfleesch vun entwöhnte Schwäin erhéicht hunn (Gao et al., 2020A). Ballaststoffer sinn déi Schlësselkomponent, déi d'Darmentwécklung a -funktioun vu Schwäin beaflosst. Déi gesammelt Beweiser weisen datt d'Basisstoffer d'Darmmorphologie an d'Barrièrefunktioun vun ofgewöhnte Schwäin verbesseren an d'Inzidenz vun Duerchfall reduzéieren (Chen et al., 2015; Lndber, 2014; Wu et al., 2018). E Mangel u Ballaststoffer erhéicht d'Empfindlechkeet vu Pathogenen a beeinträchtigt d'Barrièrefunktioun vun der Darmschleimhaut (Desai et al., 2016), während d'Fütterung mat héich onléisleche Ballaststoffer Pathogenen verhënnere kann, andeems d'Längt vun de Villi bei Schwäin erhéicht gëtt (hedemann et al., 2006). Déi verschidden Aarte vu Ballaststoffer hunn ënnerschiddlech Auswierkungen op d'Funktioun vun der Darm- an Ileumbarriär. Weesskleie- an Ierbsenfaseren verbesseren d'Darmbarriärfunktioun andeems se d'TLR2-Genexpression reguléieren an d'Darmmikrobiell Gemeinschaften am Verglach mat Mais- a Sojabounenfaseren verbesseren (Chen et al., 2015). Déi laangfristeg Opnam vun Ierbsenfaseren kann d'metabolismusbezunnen Gen- oder Proteinexpression reguléieren, wouduerch d'Darmbarriär an d'Immunfunktioun verbessert ginn (Che et al., 2014). Inulin an der Ernährung kann Darmstéierunge bei entwöhnten Schwäin vermeiden, andeems et d'Darmpermeabilitéit erhéicht (Awad et al., 2013). Et ass derwäert ze bemierken, datt d'Kombinatioun vu löslechem (Inulin) an onlösleche Faseren (Cellulose) méi effektiv ass wéi eleng, wat d'Nährstoffabsorptioun an d'Darmbarriärfunktioun bei entwöhnten Schwäin verbessere kann (Chen et al., 2019). Den Effekt vun der Nahrungsfaser op d'Darmschleimhaut hänkt vun hire Komponenten of. Eng fréier Studie huet festgestallt, datt Xylan d'Darmbarriärfunktioun, souwéi Ännerungen am Bakteriespektrum a Metabolitten, gefördert huet, a Glucan d'Darmbarriärfunktioun an d'Schleimhautgesondheet gefördert huet, awer d'Zousätzlech vun Cellulose huet keng ähnlech Effekter bei entwöhnten Schwäin gewisen (Wu et al., 2018). Oligosaccharide kënnen als Kuelestoffquelle fir d'Mikroorganismen am ieweschten Darm benotzt ginn, anstatt verdaut a benotzt ze ginn. Fruktose-Zousätzlech kënnen d'Déckt vun der Darmschleimhaut, d'Buttersäureproduktioun, d'Zuel vu rezessive Zellen an d'Proliferatioun vun Darmepithelzellen bei entwöhnten Schwäin erhéijen (Tsukahara et al., 2003). Pektin-Oligosacchariden kënnen d'Darmschleimhautfunktioun verbesseren an Darmschued reduzéieren, déi duerch Rotavirus bei Schwäin verursaacht ginn (Mao et al., 2017). Zousätzlech gouf festgestallt, datt Cos de Wuesstum vun der Darmschleimhaut däitlech förderen an d'Expressioun vu Blockéierungsgenen bei Schwäin däitlech erhéijen (WAN, Jiang, et al. op eng ëmfaassend Manéier), dës weisen drop hin, datt verschidden Zorte vu Kuelenhydrater d'Darmfunktioun vu Schwäin verbessere kënnen (Tabell 2b).

Resumé a Prospekt

Kuelenhydrater sinn déi wichtegst Energiequell vu Schwäin a besteet aus verschiddene Monosacchariden, Disacchariden, Oligosacchariden a Polysacchariden. Begrëffer, déi op physiologesche Charakteristiken baséieren, hëllefen, sech op déi potenziell Gesondheetsfunktioune vu Kuelenhydrater ze konzentréieren an d'Genauegkeet vun der Kuelenhydratklassifikatioun ze verbesseren. Verschidde Strukturen an Aarte vu Kuelenhydrater hunn ënnerschiddlech Auswierkungen op d'Erhalen vun der Wuestumsleistung, d'Fërderung vun der Darmfunktioun an dem mikrobiellen Gläichgewiicht, an d'Reguléierung vun de Lipid- a Glukosmetabolismus. De méigleche Mechanismus vun der Kuelenhydratreguléierung vum Lipid- a Glukosmetabolismus baséiert op hire Metabolitten (SCFAs), déi vun der Darmflora fermentéiert ginn. Speziell kënnen d'Kuelenhydrater an der Ernährung de Glukosmetabolismus iwwer d'SCFAs-gpr43/41-glp1/PYY- an ampk-g6pase/PEPCK-Weeër reguléieren, an de Lipidmetabolismus iwwer d'SCFAs-gpr43/41- an amp/atp-ampk-Weeër reguléieren. Zousätzlech, wann verschidden Aarte vu Kuelenhydrater an der beschter Kombinatioun sinn, kënnen d'Wuestumsleistung an d'Gesondheetsfunktioun vu Schwäin verbessert ginn.

Et ass derwäert ze bemierken, datt déi potenziell Funktioune vu Kuelenhydrater an der Protein- a Genexpression an der Metabolismusreguléierung duerch d'Benotzung vu funktionelle Proteomik-, Genomik- a Metabonomikmethoden mat héijer Duerchgangsquote entdeckt ginn. Schlussendlech ass d'Evaluatioun vu verschiddene Kuelenhydratkombinatiounen eng Viraussetzung fir d'Studie vun diversen Kuelenhydrat-Diäten an der Schwäinproduktioun.

Quell: Déierewëssenschaftszäitschrëft