Pflanzenextrakte sind aus Pflanzen gewonnene Substanzen, die eine oder mehrere biologische Funktionen haben. Es hat sich gezeigt, dass sie verschiedene Wirkungen haben, wenn sie dem Futter zugesetzt werden, wie z Bestandteile, die nachweislich bioaktive Substanzen wie Flavonoide, ätherische Pflanzenöle, Alkaloide, Tee-Polyphenole, Saponine und Polysaccharide enthalten. Flavonoid ist eine Art Verbindung mit 2-Phenylchrominon-Struktur, die in Pflanzen vorkommt. Ihre Moleküle enthalten eine Keton-Carbonylgruppe. Das Sauerstoffatom an der ersten Position ist alkalisch und kann mit starker Säure Salze bilden. Alkaloide sind eine wichtige stickstoffhaltige organische Verbindung in natürlichen Pflanzen, diese wirken basisch und können mit Säuren Salze bilden. Es wurde nachgewiesen, dass Alkaloide in natürlichen Pflanzen antibakterielle biologische Aktivitäten haben. Ätherische Öle (EOs) sind in natürlichen Pflanzen weit verbreitet. Sie haben die Vorteile einer antibakteriellen, antioxidativen und lipidsenkenden Wirkung und werden häufig Futtermittelzusatzstoffen zugesetzt.

Wie funktioniert die antibakterielle Wirkung von Pflanzenextrakten?

  • Verbessern Sie die Abwehrfunktion des Darmepithels

Es wurde bestätigt, dass einige Pflanzenextrakte pathogene Bakterien in vitro nicht direkt hemmen, aber einem durch pathogene Mikroorganismen verursachten Durchfall nach der Aufnahme von Vieh und Geflügel widerstehen können, was hauptsächlich durch eine Verbesserung der Selbstverteidigungsfunktion des Darmepithels erreicht werden kann. Beispielsweise kann Allicin E. coli nicht direkt hemmen, kann aber die Resistenz von Enterozyten gegenüber einer E. coli K88-Infektion erhöhen und die durch E. coli verursachte Permeabilität von Darmepithelzellen verringern.

  • Verbessern Sie die Permeabilität der bakteriellen Zellmembran

Ein wichtiges Merkmal des Pflanzenextrakts ist seine gute Hydrophobie, die es ihm ermöglicht, die Phospholipidstruktur der bakteriellen Zellmembran von der der Mitochondrien zu trennen, die Zellstruktur zu schädigen und die Permeabilität der Zellmembran zu erhöhen, was zum Austreten von Ionen führt und andere Substanzen in der Zelle. Wenn eine große Anzahl von Zellinhalten oder wichtige Ionen oder Moleküle aus der Zelle austreten, kann dies zum bakteriellen Zelltod führen. Lambertet al. haben bestätigt, dass Carvol aus Oregano die Freisetzung von Phosphorsäuremolekülen in den Zellen von Staphylococcus aureus und Pseudomonas aeruginosa verursachen kann und dass die hemmenden oder abtötenden Eigenschaften von Carvol mit seinen lipophilen Eigenschaften und seiner aromatischen chemischen Struktur zusammenhängen.

  •  Hemmen die Synthese von bakteriellem Peptidoglykan

Einige In-vitro-Studien haben gezeigt, dass Pflanzenextrakte die Synthese von Peptidoglycan hemmen und die Morphologie von Bakterien schädigen können. Die Bestandteile von Pflanzenextrakten sind jedoch komplex und der spezifische antibakterielle Mechanismus von Pflanzenextrakten ist noch unklar. Der wichtigste antibakterielle Mechanismus des Extrakts besteht darin, dass er die Synthese von Peptidoglycan hemmt und somit die Bakterienmorphologie schädigt.

Darüber hinaus können Pflanzenextrakte auch die Bakterienzellwand zerstören oder abbauen, die Zytoplasmamembran und die Proteinstruktur der Zellmembran zerstören, sie können auch eine bakterielle Zytoplasmakondensation bewirken und die bakterielle Protonenbewegung schwächen. Die verschiedenen oben beschriebenen antimikrobiellen Mechanismen von Pflanzenextrakten sind nicht isoliert, sie interagieren miteinander, und die Reaktion eines Mechanismus kann durch die Reaktanten oder Produkte in dem anderen Mechanismus beeinflusst werden. Darüber hinaus wirkten auch die Nebenwirkstoffe im Pflanzenextrakt mit den Hauptwirkstoffen zusammen, um dessen Wirkung zu verstärken.

Auswirkungen von Pflanzenextrakten auf die Darmgesundheit von Geflügel

Auswirkungen auf die Darmverdauung

Studien haben gezeigt, dass Pflanzenextrakte die Sekretion von Verdauungsenzymen im Geflügeldarm stimulieren, die Aktivität der Verdauungsenzyme steigern und somit die Verdauungsfunktion des Geflügeldarms verbessern können. Capsaicin und Piperin fördern die Verdauung vor allem, indem sie die Aktivität von Verdauungsenzymen anregen. Der Hauptgrund ist, dass die Wirkstoffe in diesen Gewürzextrakten die Sekretion von Gallensalzen anregen können.

Williamet al. zeigten, dass ätherisches Pflanzenöl die Sekretion von intestinaler Amylase und anderen endogenen Enzymen von Broilern erhöhen, die Aktivität von Verdauungsenzymen im Darm verbessern, die Form des Futters im Darm verändern und die Viskosität des Darmspeisebreis verringern kann, um so die Verdaulichkeit der Nährstoffe im Futter. Weißdornextrakt kann die Aktivitäten von Zwölffingerdarmprotease, Pankreasprotease und Lipase verbessern und die Verdaulichkeit von Nährstoffen von Broilern verbessern. Ergänzung von 200 mg/kg Yucca-Extrakt (YSE) in der Ernährung von Masthähnchen erhöhte signifikant die Aktivitäten von Trypsin und Lipase im Ileum und Zwölffingerdarmspeisebrei von Masthähnchen im Alter von 42 Tagen und erhöhte signifikant die scheinbare Stoffwechselrate von Rohprotein von Masthähnchen. Darüber hinaus erhöhte der Samenextrakt von Schwarzkümmel den pH-Wert des Hühnermuskelmagens signifikant, hatte jedoch keine signifikante Wirkung auf den pH-Wert des Drüsenmagens, Zwölffingerdarms, Ileums und Jejunums. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Pflanzenextrakte die Anhaftung pathogener Bakterien im Darm zerstören können, indem sie den Magen-Darm-Trakt dazu anregen, Schleim (einschließlich einiger Verdauungsenzyme) abzusondern, wodurch die durch pathogene Bakterien im Darm verursachten Schäden verringert und die Verdauung und Aufnahme von Darmnährstoffen verbessert werden .

Auswirkungen auf die Darmentwicklung und Schleimhautmorphologie

Die Darmschleimhaut ist der Hauptort der Nährstoffaufnahme und die erste Immunbarriere des Körpers. Die Integrität der Morphologie, Struktur und Funktion der Darmschleimhaut ist von großer Bedeutung für die Aufrechterhaltung der Darmgesundheit und die Produktion von Geflügel. Die Ergebnisse zeigten, dass 0.2 % Galactomano-Oligosaccharid die Zottenhöhe und die Zottenoberfläche des Dünndarms erhöhen und das Risiko einer Infektion mit Salmonella typhimurium bei Broilern verringern können, die mit Kiefernextrakt gefüttert werden, der 0.1 %, 0.2 % und 0.3 % Galactomano-Oligosaccharid enthält. Pflanzenextrakte können die intestinale Adhäsion pathogener Bakterien beeinflussen, das mikroökologische Darmgleichgewicht von Geflügel aufrechterhalten, die Schleimhautmorphologie von Jejunum und Colon verbessern und die Zottenhöhe und Kryptentiefe erhöhen.

Alkaloide können die Vermehrung einiger nützlicher Bakterien fördern, das Wachstum schädlicher Bakterien hemmen, die Entwicklung der Zottenstruktur fördern und die Absorptionsfunktion des Dünndarms verbessern. Diätetischer Yucca-Extrakt kann die Zottenhöhe und die Zottenhöhe/Kryptentiefe des Ileums und Blinddarms von Broilern verbessern, die Verdauungs- und Absorptionsfunktion der Darmschleimhaut verbessern und das Wachstum und die Entwicklung von Broilern fördern. Diätetische Pflanzenextrakte können die Zottenhöhe des Dünndarms und die Kryptentiefe des Ileums und Jejunums von Broilern erhöhen. Darüber hinaus haben Pflanzenextrakte auch die Funktion, geschädigte Darmschleimhaut zu reparieren und die Expression von Schleimhaut-Zytokinen zu regulieren. Nach einer Verletzung der Darmschleimhaut wird die Darmreparatur durch eine Vielzahl aktiver Wachstumsfaktoren reguliert, einschließlich des epidermalen Wachstumsfaktors (EGF), des transformierenden Wachstumsfaktors α (TGF-α), des transformierenden Wachstumsfaktors β (TGF-β), des Zellproliferations-Kernantigens ( PCNA) usw.

Pflanzenextrakte können die Morphologie der Darmschleimhaut beeinflussen, indem sie die Proliferation und Differenzierung von Darmepithelzellen und die Expression von Darmepithel-bezogenen Genen beeinflussen. Studien an Ferkeln zeigten, dass ätherische Pflanzenöle die Expression von Cyclin D1-mRNA, die mit der Zellproliferation assoziiert ist, im Jejunum und Ileum herunterreguliert und die Zottenhöhe reduziert. In Anbetracht der unterschiedlichen Berichte über die Auswirkungen von ätherischem Pflanzenöl auf die Darmmorphologie kann die Hypothese aufgestellt werden, dass eine mögliche Wirkung von ätherischem Pflanzenöl darin besteht, das Darmgewebe zu stimulieren und die Darmoberfläche zu schädigen, während andere positive Auswirkungen auf die Darmgesundheit, wie z. B. die Reduzierung von Darmpathogenen, bestehen Mikroorganismen, können dazu beitragen, die Höhe der Darmzotten zu erhöhen und dadurch die Darmmorphologie zu verbessern.

Auswirkungen auf die Darmflora

Die Darmflora ist ein wichtiger Bestandteil der Darmschleimhautbarriere, auch biologische Barriere genannt. Das Ungleichgewicht der Darmflora kann bei Geflügel Durchfall, Immunschwäche und sogar das systemische Entzündungsreaktionssyndrom (SIRS) verursachen. Die Ergänzung von 60, 120 und 180 mg/kg Yucca-Extrakt im Futter von Broilern zeigte, dass 60 mg/kg Yucca-Extrakt die Anzahl der Firmicutes im Darmtrakt erhöhte und 120 und 180 mg/kg Yucca-Extrakt die Anzahl der Firmicutes im Darmtrakt verringerten . 60 mg/kg Yucca-Extrakte reduzierten die Anzahl von Bacillus im Darmtrakt, und 120 und 180 mg/kg Yucca-Extrakte erhöhten die Anzahl von Bacillus im Darmtrakt. 60 und 180 mg/kg Yucca-Extrakte reduzierten die Anzahl von Proteobakterien im Darmtrakt und 120 mg/kg Yucca-Extrakte erhöhte die Anzahl von Proteobakterien im Darmtrakt. Die Anzahl schädlicher Bakterien wie Bacteroides und Eubacter nahm mit der Zunahme des Yucca-Pflanzenextrakts ab, während die Anzahl von Helicobacter mit der Zunahme des Yucca-Pflanzenextrakts zunahm. Die Anzahl der nützlichen Bakterien wie Ruminococcus, Clostridium teniculae und Miraria im Darmtrakt stieg mit der Erhöhung des Yucca-Extrakt-Ergänzungsgehalts.

Kavoosi et al. untersuchten die antibakterielle Wirkung von ätherischem Fenchelsamenöl aus Indien (ätherisches Fenchelöl) und ätherischem Ferro-Ferro-Öl aus Bambus (ätherisches Ferro-Ferro-Öl) und fanden heraus, dass ätherisches Fenchelöl das Wachstum von grampositiven und grampositiven negative Bakterien, während ätherisches Ferroöl nur das Wachstum grampositiver Bakterien signifikant hemmen konnte. Darüber hinaus fanden sie auch heraus, dass diese beiden ätherischen Pflanzenöle antimykotische Wirkungen hatten. Die Zugabe von 2 g/kg Oregano-Wasserextrakt konnte die Anzahl von Escherichia coli im Ileum und Blinddarm signifikant reduzieren, und die Anzahl von Enterokokken, Milchsäurebakterien und Staphylokokken im Blinddarm unterschied sich zwischen den Gruppen nicht signifikant, während die Anzahl der Milchsäurebakterien in Ileum nahm nicht signifikant ab. Die Ergänzung von ätherischem Thymianöl in der Ernährung japanischer Wachteln zeigt, dass das ätherische Öl die Anzahl von Lactobacillus ileal signifikant erhöhen und die Anzahl von Escherichia coli verringern kann. Die Nahrungsergänzung mit ätherischem Pflanzenöl hatte jedoch keine signifikante Wirkung auf die Mikroflora des Dünndarms von Hühnern im Alter von 7 bis 28 Tagen.

Die oben genannten Studien haben gezeigt, dass verschiedene Pflanzenextrakte die Darmflora auf unterschiedliche Weise regulieren, einige können schädliche Bakterien direkt hemmen, andere das Wachstum von Probiotika fördern und indirekt die Vermehrung schädlicher Bakterien hemmen. Pflanzliche Oligosaccharide haben offensichtliche probiotische Wirkungen, die das Wachstum und die Vermehrung von nützlichen Bakterien wie Bifidobakterien und Milchsäurebakterien in vivo und in vitro fördern können, da anaerobe Bakterien wie Bifidobakterien und Milchsäurebakterien Oligosaccharide für den anabolen Stoffwechsel verwenden können, während sie aerob pathogen sind Bakterien können keine Oligosaccharide verwenden. Pflanzenextrakte aus verschiedenen Quellen haben unterschiedliche Wirkungsmechanismen auf die Darmmikroökologie, und eine Vielzahl von Pflanzenextrakten kann stärkere oder breitere antibakterielle Wirkungen aufweisen.

Auswirkungen auf die intestinale Immunität

Als wichtiges Organ für die Verdauung und Aufnahme von Nährstoffen und als angeborene Immunbarriere zur Aufrechterhaltung der Stabilität des inneren Milieus ist der Darmtrakt das komplexeste Immunsystem des Körpers. Wenn die intestinale Immunbarriere geschädigt ist, können Mikroorganismen und Toxine in den Blutkreislauf gelangen und so die Verlagerung von Bakterien und Toxinen verursachen, leicht enterogene Infektionen verursachen und sogar zu systemischen Entzündungsreaktionen oder Organfunktionsversagen führen. Pflanzenextrakte können nachweislich an spezifische Rezeptoren auf Immunzellmembranen binden, den Signalweg der Immunzellaktivierung vermitteln, die Sekretion von Makrophagen, T/B-Lymphozyten, dendritischen Zellen und anderen Zytokinen regulieren und die Darmgesundheit von Tieren erhalten indem sie ihre Immunität stärken und Entzündungen beseitigen (Abbildung 1). Derzeit wurde festgestellt, dass zu den Zytokinen, die die Darmgesundheit erhalten, Interleukin-6 (IL-6), Interferon-γ (IFN-γ) und TNF-α gehören, die eine sehr wichtige Rolle im Entzündungs- und Immunprozess spielen Reaktion, und spielen auch eine wichtige Rolle im Kampf gegen verschiedene Krankheitserreger im Körper.

Studien haben gezeigt, dass der Extrakt der Wildrose die Expression von IFN-γ im Körper signifikant erhöhen, die Expression von Interleukin-4 (IL4) signifikant reduzieren und das Verhältnis von IFN-γ zu IL-4 erhöhen kann, d.h. Wildrosenextrakt kann das Gleichgewicht der T-Helferzellen (Th) 1/Th2 deutlich verbessern und kann als Immunmodulator bei Entzündungsreaktionen wie Allergien eingesetzt werden. Qiweibaizhu-Pulver kann die mRNA-Expressionsspiegel von Interleukin-2 (IL-2), Interleukin-10 (IL-10) und IFN-γ im Darmschleimhautepithel von laktierenden Mäusen erhöhen und den durch Rotavirus verursachten Durchfall hemmen. Der Mechanismus kann mit der Regulierung der T-Zell-Untergruppe zusammenhängen. RomierCrouzet et al. untersuchten die Wirkung von Traubenkernextrakt, Kakaoextrakt, Zuckerrohrextrakt, Eichenextrakt, Mangostanextrakt und Granatapfelextrakt auf die Entzündungsmediatoren menschlicher Darmzellen. Die Ergebnisse zeigten, dass Zuckerrohrextrakt, Eichenextrakt und Granatapfelextrakt die Aktivität des nukleären Transkriptionsfaktors κB (NF-κB) hemmen können. Granatapfelextrakt hemmte die Aktivierung der extrazellulären regulatorischen Proteinkinase (Erk) 1/2, Eichenextrakt und Granatapfelextrakt verringerten die Synthese von Stickoxid (NO) und Interleukin-8 (IL-8) und Granatapfelextrakt und Kakaoextrakt verringerten die Synthese von Prostaglandin E2 (PGE2). Bei Mäusen regulieren Pflanzenextrakte die Expression der NF-κB1- und NF-κB2-Gene herunter, was die Expression von NF-κB1-Inhibitoren erhöht, die Bindung von NF-κB1 erhöht und NF-κB1 aus dem Zellkern in das Zytoplasma freisetzt. Die Genexpression der Stickoxid-Synthase (NOS und Cyclooxygenase (COX-2) wird reduziert, und die Gehalte der durch NOS und COX-2 induzierten Entzündungsfaktoren NO und PGE2 werden ebenfalls entsprechend reduziert, wodurch die Entzündungsreaktion des Körpers reduziert wird. Die Die bidirektionale Regulierung von Pflanzenextrakten verbessert nicht nur die Immunität infizierter Tiere, sondern verhindert auch eine Überempfindlichkeit, die zu einer Autoinflammation führt.Der genaue Mechanismus von Pflanzenextrakten auf die Darmimmunität oder die Verringerung von Darmentzündungen bei Geflügel bleibt jedoch unklar, und weitere Studien sind erforderlich.

Auswirkungen auf intestinale Metaboliten

Pflanzenextrakte können auch schädliche Metaboliten im Verdauungstrakt und im Kot reduzieren, um die Darmgesundheit zu erhalten und die Umweltqualität landwirtschaftlicher Betriebe zu verbessern. Wenn die Diäten mit 150, 250 und 350 mg/kg Lauraceae-Pflanzenextrakten ergänzt wurden, waren die Gehalte an Harnsäure (UA) und Harnstoffstickstoff (UN) im Darminhalt der Versuchsgruppen niedriger als in der Kontrollgruppe und die Gehalte an UA in Der Darminhalt der Versuchsgruppen war um 0.25 %, 23.9 % bzw. 41.3 % verringert. Der Ausstoß von Ammoniak (NH3) wird reduziert. Die Extrakte aus Lauraceae, Knoblauch und Yucca wurden dem Futter von Broilern zugesetzt. Die Ergebnisse zeigten, dass im Alter von 42 Tagen der UN-Gehalt im Darminhalt von Broilern in der Gruppe um 31.08 %, 28.34 % bzw. 28.52 % im Vergleich zu dem in der Kontrollgruppe verringert war. Der UA-Gehalt im Darminhalt nahm im Vergleich zur Kontrollgruppe um 22.48 %, 22.13 % bzw. 38.85 % ab. Die Verdaulichkeit von Stickstoff (N) und Trockenmasse (TS) von Broilern wurde durch Zugabe von 0.1 % Bockshornkleesamenextrakt zum Futter erhöht. Gleichzeitig kann 0.1 % Forsythienblattextrakt (FSE) auch die Freisetzung von NH3 im Kot reduzieren. Einerseits reduzieren Pflanzenextrakte die schädlichen Stoffwechselprodukte im Darmtrakt, indem sie die Aktivität der Xanthinoxidase (XO) hemmen und die Produktion von UA ​​reduzieren. Andererseits hemmten Pflanzenextrakte die Aktivitäten von Urease und Uricase im Darmtrakt von Geflügel und reduzierten die Gehalte an UA, UN und AN im Darmtrakt von Geflügel. Die außerhalb des Verdauungstraktes ausgeschiedenen Pflanzenextrakte hemmten noch Urease und Uricase und reduzierten die Gehalte an UA, UN und AN in den Ausscheidungen. Darüber hinaus können einige Pflanzenextrakte die Protease-Sekretion im Verdauungstrakt stimulieren, die Effizienz der Proteinverwertung verbessern und so die Stickstoffemissionen reduzieren und die Umweltqualität verbessern.

Schreiben Sie am Ende

Pflanzenextrakte haben sowohl ernährungsphysiologische als auch gesundheitliche Vorteile und sind ein idealer Ersatz für Antibiotika. Derzeit haben Forscher viel über die Auswirkungen von Pflanzenextrakten auf die Verdauungsphysiologie, die Darmentwicklung, die Flora und schädliche Metaboliten von Geflügel gearbeitet, aber auch über den Mechanismus der Auswirkungen von Extrakten aus verschiedenen Quellen, verschiedenen Extraktionsmethoden und verschiedenen Pflanzenwachstumsstadien zur Regulation der Darmgesundheit von Geflügel noch unklar. Die Aufklärung seiner Rolle in vivo und der molekularen Kanäle, die die Expression von mit der Darmschleimhaut zusammenhängenden Genen auf zellulärer und molekularer Ebene beeinflussen, lieferte eine theoretische Grundlage für die Anwendung von Pflanzenextrakten in der Geflügelproduktion.