菊粉的影响和小说Synbiotic(酵母酿酒酵母菌株1026和菊粉)发展和功能状态的胃肠道运河的小牛

文摘

乳制品行业的成功管理密切相关,养育健康的小牛。适当的胃肠管的发展达到这一目标是至关重要的。推动这种发展的策略之一是增加饲料添加剂的饮食。本研究旨在确定生命起源以前的菊糖的影响以及一个新的,不是商用synbiotic(混合生命起源以前的菊粉和益生菌酿酒酵母菌株1026)的发展小腿的胃肠管胃的重量相比,其相对比体重和评估pH值,和组织学变化的不同部分胃肠道运河和评估是否添加菊粉的酵母酿酒酵母提高了上述参数。我们用生命起源以前的菊粉(6克)和synbiotic(生命起源以前的菊粉6 g和益生菌酿酒酵母菌株1026,5 g)。56-day长研究进行了15个杂交小牛(32±6天)组织在对照组(齿轮),生命起源以前的集团(怀孕的),和synbiotic组(SynG)。我们确定pH值、形态参数的不同部分的消化管和胃的形态学参数。的生命起源以前的菊粉小牛的饮食导致瘤胃pH值的增加,皱胃,和肠道,但添加了菊粉的时候出现酿酒酵母pH值降低,甚至低于对照组。生命起源以前的菊粉及其synbiotic酵母酿酒酵母积极影响瘤胃的几乎所有的形态结构的发展saccus背的,瘤胃saccus ventralis和肠;此外,小牛从synbiotic组显示更好的结果在几乎所有参数。然而,菊粉和synbiotic并不影响体重和胃的不同部位的相对重量。测试synbiotic有可能促进瘤胃的发展和其他部分的消化管的小牛。

1。介绍

提高健康的小牛在乳制品行业是至关重要的,因为它直接影响他们的发展和未来的生产牛奶的质量和数量。适当的胃肠管的发展达到这一目标是至关重要的。瘤胃是胃肠道运河的一个重要器官,起着非常重要的作用在反刍动物的生长和发育。出生时,瘤胃尚未完全开发,它需要一些时间开始新型功能层面的成年反刍动物。具体的变化发生在瘤胃,包括瘤胃上皮的发展和瘤胃微生物群的建立1]。瘤胃只有两到三周的开始成长的年龄,和它的增长将持续到大约6个月的年龄(2]。出生时,权重reticulorumen、重瓣胃和皱胃占38%,13%,和49%的整个胃重量,分别。在12至16周的年龄,他们达到67%,18%,和15%的胃重量,分别为(1]。皱胃是唯一隔间整个胃的发育完全的初生牛犊。后来,瘤胃开始发展并开始消化过程中发挥更重要的作用。瘤胃是发达如果乳头状突起的数量和规模大大增加,所以总吸收表面更大,可以吸收更多的营养3]。瘤胃上皮细胞的许多重要的功能,它在瘤胃中起着关键作用的发展,包括营养的吸收、运输到身体的其他部位,短链脂肪酸代谢,瘤胃的保护。瘤胃鳞状上皮细胞的生长和增殖导致乳头状突起的生长长度和宽度,增加整个瘤胃壁的厚度(4]。乳头状突起的长度和宽度是瘤胃[评估最重要的因素5]。

很多策略描述如何促进发展的形态结构和代谢功能的瘤胃和胃肠道的其他部分运河在小牛和其中一个是添加不同的饮食如益生菌饲料添加剂和synbiotics。各种饲料添加剂用于小腿市场上是可用的。2008年,6^th国际科学协会会议益生菌和益生元(ISAPP)“饮食益生元”定义为“一个选择性发酵成分,结果在特定成分的变化和/或胃肠道微生物群的活动,从而赋予利益(s)在宿主健康”(6]。益生菌是可行和有益微生物,帮助维持胃肠道微生物平衡管,促进瘤胃发展(7,8]。例如,益生菌酵母酿酒酵母(酿酒酵母)积极影响瘤胃微生物群总数增加瘤胃细菌、真菌和原生动物(9)和改善瘤胃形态(10,11]。酿酒酵母提供了生长因子,包括有机酸、维生素B,和氨基酸刺激瘤胃微生物增长,间接稳定瘤胃pH值(12]。与益生菌、益生元作为“食物”为目标微生物与宿主(有益的影响13]。益生元对胃的酸度、吸收和水解酶产生的胃肠管(14]。益生元的发酵产品肠道微生物群落也提供好处通过减少肠道的pH值,而抑制致病菌(15,16]。有很多不同类型的益生元用于畜牧业,如fructooligosaccharides (FOS)提交,galactooligosaccharides (GOS)甘露聚糖寡糖(MOS)、葡聚糖、菊粉、乳果糖(17,18]。菊粉是一种多糖组成的果糖加入了β2,1糖苷键包含少量的葡萄糖(19]。菊粉属于一类碳水化合物被称为果聚糖。菊苣菊粉的主要来源(Cichorium intybusl .)和洋姜(向日葵Helianthus tuberosusl .) [20.]。菊粉不是小肠消化和吸收,但选择性较低的地区,并迅速由细菌发酵的胃肠道运河,刺激不同的扩散乳酸菌,主要是双歧杆菌属。菊粉对新陈代谢有好处的。它滋养肠道细胞,降低肠道pH值和刺激肠道绒毛的延长以及越来越多的在个别绒毛上皮细胞(19]。Synbiotics被定义为“一个混合物,包括活微生物和衬底(s)有选择地利用主机微生物,在主机带来健康利益”(21]。益生菌和生命起源以前的的组合可以有一个协同的效果。的组合两个饲料添加剂可以改善direct-fed微生物的生存和植入的胃肠管和刺激增长和激活有限数量的有益的细菌的新陈代谢(22]。

本研究旨在确定生命起源以前的菊糖的影响以及一个新的,不是商用synbiotic(混合生命起源以前的菊粉和益生菌酿酒酵母)在胃肠的发展运河的小腿比较胃的重量及其相对比体重和评估pH值和组织学变化的不同部分胃肠道运河,以及评估是否添加菊粉的酵母酿酒酵母提高了上述参数。

2。材料和方法

2.1。伦理批准

所有程序中执行研究涉及动物被按照道德标准。兽医学院研究委员会、拉脱维亚大学生命科学和技术,通过本研究(协议号2017/2)。

2.2。研究区和实验设计

这项研究是完成从2018年3月到4月底奶牛场位于Jaunlutrini教区(纬度:N 56 49°′42.2”,经度:E 22°24′21.8”),拉脱维亚。15临床随机选择健康荷斯坦黑白花奶牛和红荷斯坦(Bos金牛座l .)杂交牛的平均年龄32±6天和初始体重72.1±11.34公斤被用于这项研究。小腿被安置在组部分封闭的空间中一个农场。出生后,小牛获得了初乳,,接下来的五天,小牛收到全脂牛奶(3.5 l一天两次),以及后来的代乳品在适当剂量的年龄和体重小牛。小牛从四到八周收到的年龄8升的代乳品/小腿/天,没有限制的起动前的每小腿/天(约0.5公斤)。八周的年龄,他们收到了大约1.5公斤大麦面粉/小腿/天,6升的代乳品/小腿/天。,小牛有机会进入干草和水随意。小腿被分配到三组:五个小牛对照组(齿轮)接收标准饮食,五个小牛在生命起源以前的组(怀孕的),另外收到12 g洋姜面粉(向日葵Helianthus tuberosusl .)人均(其中50%或6 g是生命起源以前的菊粉)生产(拉脱维亚拉脱维亚大学微生物学和生物技术研究所),和五个实验组的小牛(SynG),另外收到synbiotic-12洋姜克面粉(向日葵Helianthus tuberosusl .)人均含有6克的生命起源以前的菊粉和5 g的益生菌酿酒酵母美国Alltech公司1026株(Yea-Sacc®)。生命起源以前的和益生菌添加到大麦面粉早上一天一次。实验的持续时间8周(56天)。

2.3。取样和检测

在实验结束时,每组三个小牛在注册屠宰场屠宰后所有人道屠宰的指导方针。我们测量了pH值的不同部分的消化管(口、瘤胃心房ruminis瘤胃腹囊,皱胃幽门括约肌附近,中间部分皱胃,空肠,和结肠癌)通过使用便携式米ProfiLine pH值3110,木质部inc .)和胃的形态学参数确定(空着肚子的总重量,重量皱胃和前胃,整个胃的相对权重,前胃,和皱胃比较活体重)。不同样品的组织学检查从胃肠管获得。测量长度和宽度的瘤胃乳头状突起;瘤胃上皮的厚度;胃粘膜的厚度在心脏、眼底和幽门腺区;粘膜的厚度和整个十二指肠壁,空肠、回肠、结肠隐窝深度是由使用徕卡显微镜DM 750年徕卡徕卡微系统和软件应用程序套件,徕卡的微系统。实验设计中可以看到图1。

2.4。统计分析

正常数据分布的假设被Shapiro-Wilk评估的测试和视觉检测直方图和正常qq的情节。方差的同质性的假设测试列文的测试。以确定是否有任何有统计学意义的差异三个或更多独立的团体,我们使用了克鲁斯卡尔-沃利斯H测试使用邓恩与成对比较的过程23Bonferroni调整)。确定两组有显著差异,我们使用了Mann-WhitneyU测试或独立样本t以及。的强度和方向的测量两个连续或序数变量之间的关系被斯皮尔曼等级次序相关的评估。这些测试进行了使用SPSS统计版本22 (IBM公司,芝加哥,伊利诺斯州)。所有统计分析的显著性水平α= 0.05。

3所示。结果

3.1。在胃肠道的不同部分运河pH值

单向方差分析表明,pH值的口腔治疗组之间显著不同(= 0.009)。图基的事后测试显示,口腔的pH值在齿轮(7.9±0.25)明显低于在怀孕的(8.6±0.35),和SynG pH值(7.6±0.21)显著低于Pre12。瘤胃的pH值心房ruminis在齿轮(7.1±0.12)显著高于SynG(4.7±0.15),并显著高于在怀孕的比SynG (7.5±0.85)。瘤胃腹囊的pH值在两个齿轮(7.1±0.10)和怀孕的(7.5±0.60)显著高于SynG (4.8±0.30)。中间部分的pH值的皱胃齿轮(2.1±0.25)明显低于在怀孕的(3.8±0.70),但是,在SynG(2.0±0.35),远远低于在怀孕的。pH值的中间部分结肠环(6.0±0.12)和怀孕的(6.5±0.38)显著高于SynG(5.3±0.15)(表1)。

3.2。胃的形态学参数

此外,没有明显差异的重量和相对重量前胃,皱胃,两组之间和全胃,> 0.05(表2)。

在齿轮皱胃percentual体积的16.2%,14.6%在怀孕的,在SynG和19.8%,但在齿轮前胃percentual体积的83.8%,在怀孕的85.4%,和80.2% SynG;然而,这些差异并不显著> 0.05。

3.3。组织学检查瘤胃

乳头状突起之间的长度和宽度,我们观察到显著差异瘤胃上皮的厚度、角质层的厚度和瘤胃saccus背侧动脉之间以及乳头状突起的长度,瘤胃上皮的厚度、角质层厚度的瘤胃saccus ventralis(表3)。

粘膜胃的贲门区明显厚synbiotic组比对照组和生命起源以前的集团。齿轮组的厚度皱胃贲门区是我= 510 (IQR 472 - 558)μ米,我= 571 (IQR 571)μ在怀孕的m,我= 610 (IQR 585 - 642)µm SynG组< 0.001,但粘膜的厚度在眼底带SynG我= 673(632 - 752)差µm明显比齿轮我厚= 581 (IQR 515 - 657)μm和怀孕的我= 620 (IQR 575 - 660)μ米,< 0.001。粘膜的厚度的皱胃幽门腺区在怀孕的我= 912 (IQR 852 - 1100)μ米明显比在两个齿轮我厚= 834 (IQR 787 - 896)和SynG我= 854 (IQR 792 - 900),< 0.001。

3.4。小和大肠的组织学检查

所有治疗组之间有显著差异在粘膜的厚度等参数的中间部分十二指肠、空肠的结束,整个墙的厚度在空肠的结束。其他参数组(表之间的显著不同4)。

4所示。讨论

生命起源以前的菊粉和小说synbiotic(生命起源以前的菊粉和酵母酿酒酵母菌株1026)对pH值有显著影响的不同部分胃肠管在小腿和显著提高不同微观结构的发展但不影响体重和胃的不同部位的相对重量。

益生元、益生菌会影响pH值在整个胃肠道运河。Krol [24)测试了生命起源以前的甘露聚糖寡糖(MOS)剂量的4 g /天/头和记录,它显著提高瘤胃pH值相比的牛犊这生命起源以前的没有收到。他还测试了生命起源以前的菊粉量的3和6克/天/头和记录了类似的结果。我们的结果符合的Krol [24];我们也记录了更高的瘤胃pH值在牛犊收到生命起源以前的菊粉与对照组相比。

酵母酿酒酵母使用氧气创建更多的瘤胃微生物所需的厌氧环境和刺激经济增长,从而间接稳定瘤胃pH值(25,26]。因此,酵母本身不仅功能作为其它瘤胃益生菌,而且也帮助社区成员成长,而且,因此,作为一种生命起源以前的。酵母酿酒酵母也降低了可用性所需的葡萄糖S.bovis合成乳酸,增加l-lactate的利用率m . elsdenii(27]。Ishaq et al。28美联储活性干酵母的奶牛和记录pH值和瘤胃原虫数量的增加。瘤胃pH值的增加也可以解释为瘤胃的部分defaunation生态系统由于啤酒酵母之外(29日]。特定的酵母产品Yea-Sacc1026年增加瘤胃微生物学的活动通过瘤胃氮代谢改变(减少铵浓度)30.),但水解酵母刺激瘤胃细菌的增殖(31日,32]。

我们记录的pH值降低瘤胃牛犊synbiotic收到额外的补充(菊粉酿酒酵母1026株)和对照组相比,他们的饮食和生命起源以前的组。这些结果与上面描述的所有研究结果相反,表明酵母结合菊粉不会增加瘤胃的pH值。

瘤胃益生菌不仅积极影响,还能增强肠道健康。这些添加剂促进健康的微生物群的发展,防止肠道病原体殖民肠道,提高消化能力,降低pH值,改善粘膜免疫(33]。

在这项研究中报道Tzortzis et al。34),生命起源以前的菊粉的剂量40克/公斤添加到猪饲料到三十五天显著增加引起的双歧杆菌属数,增加乙酸水平,减少肠道pH值,与对照组相比。观察和报告的结果是在协议Juskiewicz et al。35]。这些作者观察到火鸡的pH值降低肠道管理fructooligosaccharides (FOS)提交8周的浓度为2%。这些结果与我们的相反。我们记录略高pH值在空肠和结肠与对照组相比,但我们观察到空肠和结肠的pH值降低小腿与synbiotic补充;pH值的差异在结肠synbiotic组明显不同于对照组。

有模棱两可的信息的影响酿酒酵母酵母在瘤胃的结构和功能的开发。补充酵母文化的2%在关押42天-长研究略提高瘤胃发展小腿(36]。在这个实验中,作者记录的增加乳头状突起长度和宽度在断奶的时候,但这并没有显著增加。布鲁尔et al。37]在他的长实验发现,5周酿酒酵母发酵产品的用量1 g /头/和3.5 g /头/天提高瘤胃乳头小腿的长度和宽度。这个观察是一致的结果报告的肖et al。1152-day长时间实验使用酿酒酵母发酵产品的用量为0.5%和1%。此外,作者记录了减少隐窝深度的空肠小牛补充酿酒酵母发酵产品。

有趣的结果在实验观察羊。在检查添加酿酒酵母2 g /公斤干物质(DM)、金属氧化物半导体,2 g / kg DM和组合的酵母和MOS (2 g /公斤DM酿酒酵母+ 2克/千克DM的金属氧化物半导体)为42天表明synbiotic羊饮食治疗组更薄角质层与对照组相比,瘤胃。瘤胃上皮的总厚度是群绵羊中收到了MOS低于在一群绵羊酿酒酵母添加剂。的厚度角质层在对照组和增加酿酒酵母集团与金属氧化物半导体和synbiotic组相比,但这些添加剂的宽度没有影响乳头状突起(38]。

我们记录了一个显著增加的宽度在瘤胃乳头状突起saccus背的和一个显著增加在瘤胃乳头状突起的长度saccus ventralissynbiotic组与对照组相比。然而,生命起源以前的集团更好的结果在乳头状突起的长度和宽度的瘤胃乳头状突起saccus背的,但没有显著差异在瘤胃的这些参数saccus ventralis与对照组相比。我们记录的长度在瘤胃乳头状突起saccus背的在瘤胃saccus ventralissynbiotic组显著大于组中只有生命起源以前的菊粉表明添加酵母吗酿酒酵母菊糖可能增加瘤胃乳头状突起的速度发展。瘤胃上皮的厚度角质层在瘤胃saccus背的和ventralis在小牛的对照组相比显著降低的小腿接受生命起源以前的菊糖和益生菌酿酒酵母菌株1026和单一生命起源以前的菊粉。我们的结果是相反Magalhaes et al。39];这些作者观察到没有影响酵母的文化(2%的DM)瘤胃发育和功能在一个长达70天的实验。类似的结果报告Kaldmae et al。40]。作者在小牛没有观察到的差异的乳头状突起的长度和宽度,瘤胃壁厚在补充一个或两个月的年龄酿酒酵母(2%的DM)为2个月。

很少有信息的影响酿酒酵母酵母在反刍动物后肠消化。这可能是因为人们认为酵母文化功能主要集中在瘤胃。在这项研究中,羊羔,Durand-Chaucheyras et al。41后肠)发现,酵母细胞存活,这表明酵母的影响可能是胃肠管的不同部分,而不仅仅是瘤胃。这些结果与报道结果肖et al。11]。作者发现显著增加十二指肠绒毛高度、空肠、回肠和减少的部分小肠隐窝深度小牛酿酒酵母发酵产品的剂量的0.5%和1% DM 52天。也观察到类似的结果与小猪的研究。作者声称的膳食补充剂酿酒酵母发酵产品(5克/公斤21天)导致更大的空肠绒毛高度与对照组相比在小猪42]。酿酒酵母发酵产品(2.5 g / kg 42天)改善在十二指肠和空肠绒毛高度、隐窝深度在十二指肠、空肠和回肠在肉鸡43]。这些与我们的实验结果是一致的。我们发现显著差异synbiotic和对照组之间在整个墙的厚度等参数的中间部分的十二指肠、空肠、回肠、结肠粘膜的厚度(绒毛高度和隐窝深度)的中间部分空肠和结肠隐窝深度。所有这些参数都大大增强synbiotic组的小腿。高绒毛表明更成熟的上皮和增强吸收功能由于绒毛吸收面积的增加。更大的绒毛高度增加酶的分泌活动的绒毛的技巧,从而提高员工的消化率(44]。

有几项研究生命起源以前的菊糖在肠道形态学变化的影响。Masanetz et al。45)报道,空肠和回肠绒毛短于细致谨慎与牛犊长期实验收到了生命起源以前的菊粉2%,但2%乳果糖治疗动物绒毛是不再与对照组相比。这些结果与报道的皮尔斯et al。46]。他们报道类似的绒毛长度的减少后添加菊粉(15克/公斤)断奶仔猪饲料的28天。然而,拉赫曼et al。47]暗示菊粉对肠道有积极影响。这些作者和肉鸡进行了一项研究,发现1%菊粉在5周试验显著增加空肠绒毛的长度长,导致更深的菊粉组的隐窝。我们的结果是同意拉赫曼et al。47]。我们记录,整个墙的厚度(绒毛+隐窝)的中间部分十二指肠、空肠、回肠粘膜的厚度在空肠和回肠的中间部分是生命起源以前的组显著大于对照组。益生元的积极影响小,大肠粘膜生长和发育可以解释多胺的合成从益生元这肠道发展至关重要48]或菊粉的发酵提供短链脂肪酸。这些酸还可以促进大、小肠细胞的增殖,因此,增加绒毛高度和隐窝深度(49]。

5。结论

我们的结论是,生命起源以前的菊粉(人均6克)和我们的小说synbiotic (6 g生命起源以前的菊粉和5 g酵母酿酒酵母菌株1026)影响pH值在小牛胃肠管的不同部分。的生命起源以前的菊粉小牛的饮食导致瘤胃pH值的增加,皱胃,和肠道,但添加了菊粉的时候出现酿酒酵母pH值降低,甚至低于对照组。生命起源以前的菊粉及其synbiotic酵母酿酒酵母积极影响瘤胃的几乎所有的形态结构的发展saccus背的,瘤胃saccus ventralis和肠;此外,小牛从synbiotic组显示更好的结果在几乎所有参数。然而,菊粉和synbiotic并不影响体重和胃的不同部位的相对重量。作为我们的研究结果很有希望,但这些结果并不总是明确的意义,我们建议继续这项研究增加了动物的数量来确认我们的发现。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这项研究支持了国家研究计划,农业资源可持续生产的定性和健康食品在拉脱维亚(AgroBioRes),项目没有。3牲畜(vpp - 20142018)。

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