Можно ли использовать сангвинарин в кормлении животных?

Алкалоиды являются своего рода природными фитохимическими веществами, полученными из микроорганизмов, растений и животных. Содержащие 1 атом азота (рецептор протона) и 1 или более ионов иминного корня (донор протона), алкалоиды легко образуют водородные связи с белками, ферментами и рецепторами и обладают уникальными биологическими эффектами.

Сангвинарин (C20H15O5N) представляет собой тип фенилфенантинизохинолинового алкалоида, который в основном содержится в растениях лапчатки Sanguinaria Canadensis, Argemone mexicana, мексиканском колючем маке, Chelidonium majus, Macleaya cordata и Poppy fumaria (Fumariaceae). Его химическая активность основана на нуклеофильности его иминной группы и может быть вовлечена в удаление окислителей и/или ингибирование оксидазы. Было показано, что сангвинарин обладает антибактериальным, антиоксидантным и противовоспалительным действием, а также используется для борьбы с шистосомозом, кроме того, он может быть разработан в качестве средства для лечения рака предстательной железы. экстракт алкалоидов широко используется в лекарствах, биопестицидах, ветеринарных препаратах и ​​других продуктах, особенно в качестве пестицидов растительного происхождения из-за его легкой деградации, меньшего загрязнения и устойчивости.

В настоящее время сангвинарин используется в клиниках для людей и животных. В Китае сангвинарин использовался в качестве кормовой добавки для замены антибиотиков в сыром свиноводстве и птицеводстве. В этой статье будут представлены основные биологические функции и механизмы сангвинарина и его применение в питании животных.

Биологические функции сангвинарина

Антибактериальный

В антибактериальных тестах сангвинарин показал устойчивую антибактериальную активность. Эритроризин и его производные показали сильную клеточную проницаемость и устойчивость к Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella gallinae, Klebsiella, Mycobacterium foreskin и Candida albicans при минимальной ингибирующей концентрации (МИК) 6.25 мкг/мл. В других исследованиях сообщалось, что МИК составляла 1.6–6.3 мкг/мл, а сангвинарин проявлял ингибирующее действие на грамположительные бактерии. При клиническом применении у людей алкалоиды фенфенидина часто используются для лечения заболеваний пародонта. Зубная паста и жидкость для полоскания рта с антибактериальным эффектом обычно содержат 0.3% водорастворимого хлорида сангвинарина. Кроме того, сангвинарин также эффективно подавляет выработку летучих сульфидов, вызывающих неприятный запах изо рта. Кроме того, сангвинарин оказывает угнетающее действие на некоторые грибы, такие как штаммы трихофитона, микроспоры Canis, Trichophyton floccus и Aspergillus fumigatum. По сравнению с ауреомицином сангвинарин оказывал более сильное ингибирующее действие на некоторые патогены, такие как сальмонелла, золотистый стафилококк и кишечная палочка, но менее ингибирующее действие на пробиотики, такие как Bacillus subtilis. Кроме того, сангвинарин оказывает сильное очищающее действие на биопленку вышеупомянутых возбудителей (таких как сальмонелла, золотистый стафилококк и кишечная палочка и др.), что дает новое решение многих проблем, вызванных злоупотреблением антибиотиками в аквакультуре ( таких как лекарственная устойчивость, экологическое загрязнение и т. д.).

Исследования выявили два антибактериальных механизма сангвинарина, то есть он играет антибактериальную роль, нарушая Z-кольцо и подавляя деление клеток. В частности, он связывает белок деления бактериальных клеток, нитевидный термочувствительный белок Z (FtsZ), который ингибирует образование Z-кольца и вызывает удлинение клеток, не влияя на репликацию ДНК и разделение бактериоидов.

Анти-воспаление

Воспаление представляет собой защитную реакцию живых тканей с сосудистой системой на факторы повреждения, а сангвинарин обладает выраженной противовоспалительной активностью. Также было показано, что гидрохлорид гемагглютинина непосредственно инактивирует фаги типа 1017 и Т2, действующие на E. coli. ядерный фактор каппа-В (NF-κB) является хорошо известным регулятором, участвующим в экспрессии более 200 генов, и связан с активностью многих воспалительных заболеваний, включая рак. NF-кВ существует в цитоплазме в виде гетеротриплетного комплекса, состоящего из субъединиц Р50, Р65 и IкВа в неактивном состоянии. При активации субъединица IκBa фосфорилируется, убиквитинируется и последовательно деградирует с высвобождением гетеродимерного комплекса P50-P65, который транспортируется в ядро. Воспаление возникает на основе стимуляции другими провоспалительными факторами, такими как липополисахарид, фактор некроза опухоли (ФНО), интерлейкин-1 и др. Клетки костного мозга человека ml-1a обрабатывали фактором некроза опухоли для быстрой активации NF-κB. . Этот процесс активации полностью ингибируется (в зависимости от дозировки и времени обработки) щелочью, которая не ингибирует связывание белка NF-κB с ДНК, но непосредственно ингибирует путь, ведущий к активации NF-κB (который ингибирует фосфорилирование). субъединицы IκBa).

противоопухолевый

Недавно исследователи подтвердили противоопухолевые свойства сангвинарина. Данные in vitro показали, что концентрация сангвинарина в большинстве случаев была менее 10 мкмоль/мл. Сангвинарин вызывает остановку деления клеток в разное время или вызывает апоптоз различных раковых клеток. Клинические исследования также показали, что рак предстательной железы можно лечить в сочетании с ингибиторами циклооксигеназы (ЦОГ-2) и сангвинарином. Сангвинарин также был разработан как средство для лечения поражений, вызванных воздействием ультрафиолета, таких как рак кожи.

антиокислительные

Сангвинарин обладает сильным антиоксидантным эффектом, который может эффективно удалять свободные радикалы и защищать белки от окислительного повреждения и повреждения от карбонилирования. Он также может значительно ингибировать окислительное повреждение липидов и ДНК. Также было показано, что гематоглифин ингибирует индуцированное фобололом окислительное расщепление, в котором наиболее важным ферментом является никотинамидадениндинуклеотидфосфатный (НАДФН) оксидазный комплекс. Сангвинарин может проявлять свою антиоксидантную функцию, блокируя активность НАДФН-оксидазы, предполагая, что сангвинарин является ингибитором фермента, а не активным поглотителем кислорода. Поскольку НАДФН-оксидаза играет важную роль в генерации АФК, индуцированной ангиотензином II, предполагается, что сангвинарин может ингибировать продукцию АФК путем снижения экспрессии НАДФН-оксидазы.

Паразитид

Сообщалось, что сангвинарин хорошо убивает различных паразитов. Сангвинарин оказывает хорошее убивающее действие на среднего кольчатого червя рыб, при этом степень гибели может достигать 100% в лабораторных условиях, а эффективная концентрация среды (EC50) составляет 0.37 мг/л. Кроме того, сангвинарин также оказывает действие против плазмодия, трипаносомы, амебы и убивает лептоспир. Сообщалось, что сангвинарин обладает сильной антишистосомной активностью, а концентрация сангвинарина против взрослых особей Schistosoma mansoni in vitro составляет 10 мкмоль/л. Кроме того, исследование СЭМ показало, что сангвинарин вызывал сильную эрозию и коллапс поверхности тела червя. Сообщалось, что механизм действия сангвинарина, убивающего улиток, может заключаться в том, что изменения содержания гликогена в печени и активность некоторых важных ферментов, вызванные сангвинарином, могут привести к повреждению функции печени при онкомелании hupensis. Сангвинарин может повредить поверхность тела и ультраструктуру дактилогируса, а также повлиять на антиоксидантную ферментную систему дактилогируса и снизить его антиоксидантную способность.

Применение сангвинарина в питании животных и комбикормах

Эффективность, способствующая росту

Применение сангвинарина в качестве кормовой добавки в кормлении животных и кормозаменителя антибиотиков. Сангвинарин метаболизируется в дигидросангвинарин без потенциального вреда в организме, а дигидросангвинарин не реокисляется в сангвинарин во внутренней среде. Использование сангвинарина вместо антибиотиков позволяет улучшить показатели роста животных. Диетический сангвинарин в дозе 0.75 мг/кг оказывает наилучшее влияние на поросят-отъемышей, увеличивая живую массу и дневной прирост при одновременном снижении соотношения корма к приросту. Аналогичным образом, по сравнению с бройлерами, получавшими основной рацион, конечная живая масса, среднесуточный прирост и конверсия корма у бройлеров, получавших основной рацион с добавлением 0.30 и 0.75 мг/кг сангвинарина, были значительно лучше. Кроме того, по сравнению с контрольной группой диетический сангвинарин значительно улучшил ростовые показатели карпа. Возможный механизм сангвинарина для улучшения показателей роста животных выглядит следующим образом:

1) Сангвинарин необратимо ингибирует активность декарбоксилазы L-аминокислот в желудочно-кишечном тракте, снижает распад ароматических аминокислот, повышает эффективность утилизации триптофана и фенилаланина в тонком кишечнике, улучшает скорость удержания протеина, увеличивает поедаемость поступление кормовых животных через триптофан-гидрокситриптаминовый путь, что способствует росту животных.

2) Антибактериальные и противовоспалительные эффекты сангвинарина могут эффективно снимать стресс при отъеме, защищать здоровье кишечника и снижать частоту диареи у поросят-отъемышей, что может быть основной причиной улучшения показателей роста животных.

3) Возможно, сангвинарин увеличивает относительную длину тощей и подвздошной кишки, уменьшает относительный вес тощей кишки и изменяет морфологию кишечника, тем самым способствуя эффективному усвоению питательных веществ и улучшая усвояемость рациона, тем самым улучшая показатели роста.

4) Возможно, антиоксидантная функция сангвинарина снижает антиоксидантную реакцию мышц, уменьшает окислительный стресс и улучшает показатели роста.

Альтернативный триптофан

Помимо некоторых общих свойств алкалоидов, сангвинарин оказывает определенное влияние на метаболизм триптофана. Возможное влияние сангвинарина на метаболизм триптофана заключается в том, что все они имеют одинаковую азотсодержащую кольцевую структуру, которая может связывать ключевые ферменты метаболизма ароматических аминокислот. Сангвинарин может конкурентно подавлять активность триптофандекарбоксилазы и снижать метаболизм триптофана. На основе диеты с низким содержанием белка чистое всасывание всех аминокислот и незаменимых аминокислот в воротной вене может быть увеличено без добавления триптофана вместо сангвинарина, но чистое всасывание азота мочевины плазмы в воротной вене не может быть затронуто. Кроме того, низкобелковые диеты с добавлением сангвинарина имели тенденцию к увеличению содержания триптофана в сыворотке крови и в определенной степени влияли на активность триптофандекарбоксилазы в кишечнике и значительно снижали содержание скоцианина. Скоцианин является продуктом бактериальной деградации L-триптофана. Снижение содержания скоцианина может не только улучшить среду кормления животных и показатели роста, но и уменьшить загрязнение окружающей среды.

Сохранность

Некоторые алкалоиды обладают высокой токсичностью, и известно много случаев отравления человека. Токсичность сангвинарина показала, что смертность крыс массой 100 г, которым вводили 2 мг гидрохлорида сангвинарина, достигала 100%. Между тем, сангвинарин может слепить глаза крысам-альбиносам. Сангвинарин также токсичен для некоторых ферментных систем. Сангвинарин ингибирует окисление пирувата, лактата и сукцината. Токсичность in vivo, вызванная сангвинарином, может быть предотвращена инъекцией этиленгликоля за 15–20 минут, в то время как повреждение ферментной системы in vitro не может быть устранено, но можно предотвратить дальнейшее повреждение. Кроме того, чрезмерное употребление (10 мг/кг) гемагарина токсично для печени и вызывает зависящий от концентрации приток внеклеточных ионов кальция, что приводит к контрактуре миокарда. Однако исследования также показали, что сангвинарин безопасен для животных при пероральном приеме в суточной дозе 5 мг/кг массы тела.

Ссылка:

sciencedirec: Воздействие на здоровье алкалоидов из африканских лекарственных растений