Kann Sanguinarin in der Tierernährung verwendet werden?

Alkaloide sind eine Art natürlicher sekundärer Pflanzenstoffe, die aus Mikroorganismen, Pflanzen und Tieren gewonnen werden. Alkaloide enthalten 1 Stickstoffatom (Protonenrezeptor) und 1 oder mehr Iminwurzelionen (Protonendonor), bilden leicht Wasserstoffbrückenbindungen mit Proteinen, Enzymen und Rezeptoren und haben einzigartige biologische Wirkungen.

Sanguinarin (C20H15O5N) ist eine Art von Phenylphenanthin-Isochinolin-Alkaloid, das hauptsächlich in der Blutwurzelpflanze Sanguinaria Canadensis, Argemone mexicana, Mexikanischem Stachelmohn, Chelidonium majus, Macleaya cordata und Mohn fumaria (Fumariaceae) vorkommt. Seine chemische Aktivität basiert auf der Nukleophilie seiner Imingruppe und kann an der Oxidationsmittelabfangung und/oder Oxidasehemmung beteiligt sein. Es wurde gezeigt, dass Sanguinarin antibakterielle, antioxidative und entzündungshemmende Wirkungen besitzt und auch zur Bekämpfung von Bilharziose eingesetzt wird. Außerdem kann es als Mittel zur Behandlung von Prostatakrebs entwickelt werden. Das Alkaloide Extrakt wird häufig in Arzneimitteln, Biopestiziden, Tierarzneimitteln und anderen Produkten verwendet, insbesondere als aus Pflanzen gewonnene Pestizide, da es leicht abbaubar, weniger umweltschädlich und widerstandsfähig ist.

Derzeit wird Sanguinarine in Human- und Tierkliniken eingesetzt. In China wurde Sanguinarin als Futtermittelzusatz verwendet, um Antibiotika in der Rohschweine- und Geflügelzucht zu ersetzen. Dieser Beitrag stellt die wichtigsten biologischen Funktionen und Mechanismen von Sanguinarin und seine Anwendung in der Tierernährung vor.

Biologische Funktionen von Sanguinarin

Antibakteriell

In antibakteriellen Tests zeigte Sanguinarin eine anhaltende antibakterielle Aktivität. Erythrorhizin und seine Derivate zeigten eine starke Zellpermeabilität und zeigten eine Resistenz gegen Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella gallinae, Klebsiella, Mycobacterium foreskin und Candida albicans bei einer minimalen Hemmkonzentration (MHK) von 6.25 μg/ml. Andere Studien berichteten, dass die MHK 1.6–6.3 μg/ml betrug und Sanguinarin eine hemmende Wirkung auf grampositive Bakterien zeigte. In der klinischen Anwendung beim Menschen werden Phenphenidinalkaloide häufig zur Behandlung von Parodontalerkrankungen eingesetzt. Zahnpasta und Mundwasser mit antibakterieller Wirkung enthalten im Allgemeinen eine Konzentration von 0.3 % wasserlöslichem Sanguinarinchlorid. Darüber hinaus hemmt Sanguinarin auch wirksam die Produktion von flüchtigen Sulfiden, die Mundgeruch verursachen. Darüber hinaus hat Sanguinarin eine hemmende Wirkung auf einige Pilze, wie Trichophyton-Stämme, Microspora Canis, Trichophyton floccus und Aspergillus fumigatum. Im Vergleich zu Aureomycin hatte Sanguinarin eine stärkere Hemmwirkung auf einige Krankheitserreger wie Salmonellen, Staphylococcus aureus und Escherichia coli, hatte aber eine geringere Hemmwirkung auf Probiotika wie Bacillus subtilis. Darüber hinaus hat Sanguinarin eine starke abfangende Wirkung auf den Biofilm der oben genannten Krankheitserreger (wie Salmonellen, Staphylococcus aureus und Escherichia coli usw.), was eine neue Lösung für viele Probleme bietet, die durch den Missbrauch von Antibiotika in der Aquakultur verursacht werden ( wie Arzneimittelresistenz, Umweltverschmutzung usw.).

Studien haben zwei antibakterielle Mechanismen von Sanguinarin identifiziert, das heißt, es spielt eine antibakterielle Rolle, indem es den Z-Ring stört und die Zellteilung hemmt. Insbesondere bindet es das bakterielle Zellteilungsprotein Filamentous Temperature Sensitive Protein Z (FtsZ), das die Z-Ring-Bildung hemmt und die Zellverlängerung induziert, ohne die DNA-Replikation und die Bakterientrennung zu beeinträchtigen.

Entzündungshemmend

Entzündungen sind eine Abwehrreaktion lebender Gewebe mit Gefäßsystem auf Verletzungsfaktoren, und Sanguinarin hat eine starke entzündungshemmende Wirkung. Es wurde auch gezeigt, dass Hämagglutininhydrochlorid Phagen vom Typ 1017 und T2, die auf E. coli wirken, direkt inaktiviert. Kernfaktor Kappa B (NF-κB) ist ein bekannter Regulator, der an der Expression von mehr als 200 Genen beteiligt ist und mit der Aktivität vieler entzündlicher Erkrankungen, einschließlich Krebs, in Verbindung gebracht wurde. NF-κB liegt im Zytoplasma als Heterotriplettkomplex vor, der aus P50-, P65- und IκBa-Untereinheiten in einem inaktiven Zustand besteht. Bei Aktivierung wird die IκBa-Untereinheit phosphoryliert, ubiquitiniert und nacheinander abgebaut, um den P50-P65-Heterodimerkomplex freizusetzen, der in den Zellkern transportiert wird. Die Entzündung tritt auf der Grundlage der Stimulation durch andere entzündungsfördernde Faktoren wie Lipopolysaccharid, Tumornekrosefaktor (TNF), Interleukin-1 usw. auf. Menschliche ml-1a-Knochenmarkszellen wurden mit Tumornekrosefaktor behandelt, um NF-κB schnell zu aktivieren . Dieser Aktivierungsprozess wird vollständig gehemmt (abhängig von der Dosierung und Behandlungszeit) durch das Alkali, das die Bindung des NF-κB-Proteins an die DNA nicht hemmt, aber direkt den Weg hemmt, der zur Aktivierung von NF-κB führt (was die Phosphorylierung hemmt). der IκBa-Untereinheit).

Antitumor

Die Antitumoreigenschaften von Sanguinarin wurden kürzlich von Forschern bestätigt. In-vitro-Daten zeigten, dass die Konzentration von Sanguinarin in den meisten Fällen weniger als 10 μmol/ml betrug. Sanguinarin bewirkt, dass die Zellteilung zu unterschiedlichen Zeiten stoppt oder die Apoptose verschiedener Krebszellen induziert. Klinische Studien haben auch gezeigt, dass Prostatakrebs in Kombination mit Cyclooxygenase (COX-2)-Hemmern und Sanguinarin behandelt werden kann. Sanguinarin wurde auch als Mittel zur Behandlung von Läsionen entwickelt, die durch UV-Exposition verursacht werden, wie z. B. Hautkrebs.

Antioxidation

Sanguinarin hat eine starke antioxidative Wirkung, die freie Radikale effektiv entfernen und oxidative Schäden und Carbonylierungsschäden an Proteinen schützen kann. Es kann auch oxidative Schäden an Lipiden und DNA erheblich hemmen. Es wurde auch gezeigt, dass Hämatoglyphin die Phobolol-induzierte oxidative Spaltung hemmt, bei der das wichtigste Enzym der Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid-Phosphat (NADPH)-Oxidase-Komplex ist. Sanguinarin kann seine antioxidative Funktion ausüben, indem es die Aktivität der NADPH-Oxidase blockiert, was darauf hindeutet, dass Sanguinarin eher ein Enzyminhibitor als ein aktiver Sauerstofffänger ist. Da NADPH-Oxidase eine wichtige Rolle bei der durch Angiotensin Ⅱ induzierten ROS-Erzeugung spielt, wird spekuliert, dass Sanguinarin die ROS-Produktion hemmen könnte, indem es die Expression von NADPH-Oxidase verringert.

Parasit

Es wurde berichtet, dass Sanguinarin eine gute Abtötungswirkung auf eine Vielzahl von Parasiten hat. Sanguinarin hat eine gute Abtötungswirkung auf den mittelgroßen Ringwurm von Fischen, und die Abtötungsrate kann unter Laborbedingungen 100 % erreichen, und die effektive mittlere Konzentration (EC50) beträgt 0.37 mg/L. Darüber hinaus wirkt Sanguinarin auch gegen Plasmodium, Trypanosomen, Amöben und tötet Leptospira ab. Es wurde berichtet, dass Sanguinarin eine starke Anti-Schistosoma-Wirkung hat und die Konzentration von Sanguinarin gegen ausgewachsenes Schistosoma mansoni in vitro 10 μmol/L beträgt. Darüber hinaus zeigte die SEM-Studie, dass Sanguinarin eine schwere Erosion und einen Zusammenbruch der Körperoberfläche des Wurms verursachte. Es wurde berichtet, dass der Mechanismus der schneckentötenden Wirkung von Sanguinarin darin bestehen könnte, dass die durch Sanguinarin verursachten Veränderungen des Glykogengehalts in der Leber und einige wichtige Enzymaktivitäten zu einer Schädigung der Leberfunktion durch Oncomelania hupensis führen können. Sanguinarin kann die Körperoberfläche und die Ultrastruktur des Dactylogyrus schädigen und auch das antioxidative Enzymsystem des Dactylogyrus beeinflussen und seine antioxidative Kapazität verringern.

Anwendung von Sanguinarin in der Tierernährung und Futtermittel

Wachstumsfördernde Leistung

Anwendung von Sanguinarin als Futtermittelzusatzstoff in der Tierernährung und als Ersatz für Antibiotika. Sanguinarin wird zu Dihydrosanguinarin verstoffwechselt, ohne dass der Körper Schaden nehmen könnte, und Dihydrosanguinarin wird in der inneren Umgebung nicht zu Sanguinarin reoxidiert. Der Einsatz von Sanguinarin anstelle von Antibiotika kann die Wachstumsleistung von Tieren verbessern. Diätetisches 0.75 mg/kg Sanguinarin hat die beste Wirkung auf abgesetzte Ferkel, erhöht das Körpergewicht und die tägliche Zunahme, während es das Futter-zu-Zunahme-Verhältnis verringert. In ähnlicher Weise waren im Vergleich zu Masthähnchen, die mit der Grundnahrung gefüttert wurden, das endgültige Körpergewicht, die durchschnittliche tägliche Zunahme und die Futterverwertungsrate von Masthähnchen, die mit der Grundnahrung, ergänzt mit 0.30 und 0.75 mg/kg Sanguinarin, gefüttert wurden, signifikant verbessert. Darüber hinaus verbesserte diätetisches Sanguinarin im Vergleich zur Kontrollgruppe die Wachstumsleistung der Karpfen signifikant. Der mögliche Mechanismus von Sanguinarin zur Verbesserung der Wachstumsleistung von Tieren ist wie folgt:

1) Sanguinarin hemmt irreversibel die Aktivität der L-Aminosäure-Decarboxylase im Magen-Darm-Trakt, reduziert den Abbau aromatischer Aminosäuren, verbessert die Verwertungseffizienz von Tryptophan und Phenylalanin im Dünndarm, verbessert die Retentionsrate von Protein und erhöht die Futtermenge Aufnahme von Futtertieren über den Tryptophan-Hydroxytryptamin-Weg, wodurch das Wachstum der Tiere gefördert wird.

2) Die antibakterielle und entzündungshemmende Wirkung von Sanguinarin kann Absetzstress wirksam lindern, die Darmgesundheit schützen und die Durchfallrate bei abgesetzten Ferkeln reduzieren, was der Hauptgrund für die Verbesserung der Wachstumsleistung von Tieren sein kann.

3) Es kann sein, dass Sanguinarin die relative Länge von Jejunum und Ileum erhöht, das relative Jejunumgewicht reduziert und die Darmmorphologie verändert, wodurch die effektive Nährstoffaufnahme gefördert und die Nahrungsverdaulichkeit verbessert wird, wodurch die Wachstumsleistung verbessert wird.

4) Es kann sein, dass die antioxidative Funktion von Sanguinarin die antioxidative Reaktion des Muskels reduziert, oxidativen Stress reduziert und die Wachstumsleistung verbessert.

Alternatives Tryptophan

Zusätzlich zu einigen gemeinsamen Eigenschaften von Alkaloiden hat Sanguinarin bestimmte Wirkungen auf den Metabolismus von Tryptophan. Die mögliche Art und Weise, wie Sanguinarin den Metabolismus von Tryptophan beeinflussen kann, besteht darin, dass sie alle eine ähnliche stickstoffhaltige Ringstruktur haben, die Schlüsselenzyme des Stoffwechsels aromatischer Aminosäuren binden kann. Sanguinarin kann die Aktivität der Tryptophan-Decarboxylase kompetitiv hemmen und den Metabolismus von Tryptophan reduzieren. Auf der Grundlage einer proteinarmen Ernährung kann die Nettoresorption von Gesamtaminosäuren und essentiellen Aminosäuren in der Pfortader ohne Tryptophan-Ergänzung anstelle von Sanguinarin erhöht werden, aber die Nettoresorption von Plasma-Harnstoff-Stickstoff in der Pfortader kann nicht beeinflusst werden. Darüber hinaus neigten proteinarme Diäten, die mit Sanguinarin ergänzt wurden, dazu, den Tryptophangehalt im Serum zu erhöhen, beeinflussten bis zu einem gewissen Grad die Aktivität der intestinalen Tryptophandecarboxylase und verringerten den Gehalt an Skocyanin signifikant. Skocyanin ist ein bakterielles Abbauprodukt von L-Tryptophan. Die Verringerung des Skocyaningehalts kann nicht nur die Fütterungsumgebung und die Wachstumsleistung der Tiere verbessern, sondern auch die Umweltverschmutzung verringern.

Sicherheit

Einige Alkaloide sind hochgiftig, und es gibt viele Fälle von Vergiftungen beim Menschen. Die Toxizität von Sanguinarin zeigte, dass die Todesrate von 100-g-Ratten, denen 2 mg Sanguinarin-Hydrochlorid injiziert wurden, 100 % erreichte. Unterdessen kann Sanguinarin die Augen von Albino-Ratten blenden. Sanguinarin ist auch für einige Enzymsysteme toxisch. Sanguinarin hemmt die Oxidation von Pyruvat, Laktat und Succinat. Die durch Sanguinarin verursachte In-vivo-Toxizität kann durch die Injektion von Ethylenglykol 15 bis 20 min im Voraus geschützt werden, während die Schädigung des Enzymsystems in vitro nicht repariert werden kann, aber weitere Schäden verhindert werden können. Darüber hinaus ist eine übermäßige Anwendung (10 mg/kg) von Hämagarin toxisch für die Leber und induziert einen konzentrationsabhängigen Einstrom von extrazellulären Calciumionen, was zu einer Kontraktur des Myokards führt. Studien haben jedoch auch gezeigt, dass Sanguinarin bei Tieren unbedenklich ist, wenn es in einer täglichen Dosis von 5 mg/kg Körpergewicht oral eingenommen wird.

Referenz:

sciencedirec: Gesundheitliche Auswirkungen von Alkaloiden aus afrikanischen Heilpflanzen