Экстракты растений — это вещества, полученные из растений, которые выполняют одну или несколько биологических функций. Было показано, что они оказывают различные эффекты при добавлении в корм, такие как: эффективное улучшение темпов роста скота и птицы, улучшение качества мяса скота, повышение иммунитета и обеспечение здоровья кишечника и т. д. Экстракты растений содержат богатые и сложные органические вещества. компоненты, в которых доказано наличие биологически активных веществ, включая флавоноиды, эфирные масла растений, алкалоиды, чайные полифенолы, сапонины и полисахариды. Флавоноид представляет собой соединение со структурой 2-фенилхроминона, существующее в растениях. Их молекулы содержат одну карбонильную группу кетона. Атом кислорода в первом положении является щелочным и может образовывать соли с сильной кислотой. Алкалоиды являются важным азотистым органическим соединением в природных растениях, они щелочные и могут объединяться с кислотами с образованием солей. Доказано, что алкалоиды в природных растениях обладают антибактериальной биологической активностью. Эфирные масла (ЭМ) широко распространены в природных растениях. Они обладают антибактериальными, антиоксидантными и гиполипидемическими свойствами и широко добавляются в кормовые добавки.

Как работает антибактериальная активность растительных экстрактов?

  • Усилить защитную функцию эпителия кишечника

Подтверждено, что некоторые растительные экстракты не ингибируют непосредственно патогенные бактерии in vitro, но могут противостоять диарее, вызванной патогенными микроорганизмами после употребления в пищу скотом и птицей, что может быть достигнуто в основном за счет улучшения самозащитной функции кишечного эпителия. Например, аллицин не может непосредственно ингибировать E.coli, но может повышать устойчивость энтероцитов к инфекции E.coli K88 и снижать проницаемость эпителиальных клеток кишечника, вызываемую E.coli.

  • Повышение проницаемости бактериальной клеточной мембраны

Важной характеристикой растительного экстракта является его хорошая гидрофобность, которая позволяет отделить фосфолипидную структуру мембраны бактериальной клетки от структуры митохондрий, повреждая структуру клетки и повышая проницаемость клеточной мембраны, что приводит к утечке ионов. и другие вещества внутри клетки. Если из клетки вытекает большое количество клеточного содержимого или важных ионов или молекул, это может привести к гибели бактериальной клетки. Ламберт и др. подтвердили, что карвол из орегано может вызывать высвобождение молекул фосфорной кислоты в клетках Staphylococcus aureus и Pseudomonas aeruginosa, и что ингибирующие или убивающие свойства карвола связаны с его липофильными свойствами и ароматической химической структурой.

  •  Ингибируют синтез бактериального пептидогликана

Некоторые исследования in vitro показали, что растительные экстракты могут ингибировать синтез пептидогликана и повреждать морфологию бактерий. Однако компоненты растительных экстрактов сложны, и специфический антибактериальный механизм растительных экстрактов до сих пор неясен. Основной антибактериальный механизм экстракта заключается в том, что он ингибирует синтез пептидогликана и тем самым повреждает морфологию бактерий.

Кроме того, растительные экстракты также могут разрушать или разрушать клеточную стенку бактерий, разрушать цитоплазматическую мембрану и белковую структуру клеточной мембраны, а также могут вызывать бактериальную цитоплазматическую конденсацию, ослаблять движение бактериальных протонов. Несколько антимикробных механизмов растительных экстрактов, описанных выше, не являются изолированными, они взаимодействуют друг с другом, и на реакцию одного механизма могут влиять реагенты или продукты другого механизма. Кроме того, неосновные активные ингредиенты растительного экстракта также действовали вместе с основными активными ингредиентами, усиливая их действие.

Влияние растительных экстрактов на здоровье кишечника домашней птицы

Влияние на кишечное пищеварение

Исследования показали, что растительные экстракты могут стимулировать секрецию пищеварительных ферментов в кишечнике птицы, повышать активность пищеварительных ферментов и, таким образом, улучшать пищеварительную функцию кишечника птицы. Капсаицин и пиперин способствуют пищеварению в основном за счет стимуляции активности пищеварительных ферментов. Основная причина заключается в том, что активные вещества в этих экстрактах специй могут стимулировать секрецию желчных солей.

Уильям и др. показали, что эфирное масло растений может увеличить секрецию кишечной амилазы и других эндогенных ферментов бройлеров, улучшить активность пищеварительных ферментов в кишечнике, изменить форму корма в кишечнике и снизить вязкость кишечного химуса, чтобы улучшить переваримость питательных веществ в кормах. Экстракт боярышника может улучшить активность дуоденальной протеазы, протеазы поджелудочной железы и липазы, а также улучшить усвояемость питательных веществ бройлерами. Добавка 200мг/кг Экстракт юкки (YSE) в рационе бройлеров значительно повышала активность трипсина и липазы в химусе подвздошной кишки и двенадцатиперстной кишки бройлеров в возрасте 42 дней, а также значительно повышала кажущуюся скорость метаболизма сырого протеина бройлеров. Кроме того, экстракт семян черного тмина значительно повышал рН мышечного желудка кур, но не оказывал существенного влияния на рН железистого желудка, двенадцатиперстной, подвздошной и тощей кишки. В заключение, растительные экстракты могут разрушать адгезию патогенных бактерий в кишечнике, стимулируя желудочно-кишечный тракт к выделению слизи (включая некоторые пищеварительные ферменты), тем самым уменьшая ущерб, причиняемый кишечнику патогенными бактериями, и улучшая пищеварение и всасывание кишечных питательных веществ. .

Влияние на развитие кишечника и морфологию слизистой оболочки

Слизистая оболочка кишечника является основным местом всасывания питательных веществ и первым иммунным барьером организма. Целостность морфологии, структуры и функции слизистой оболочки кишечника имеет большое значение для поддержания здоровья кишечника и продуктивности птицы. Результаты показали, что 0.2% галактоманоолигосахаридов могут увеличивать высоту ворсинок и площадь поверхности ворсинок тонкого кишечника и снижать риск заражения Salmonella typhimurium у бройлеров, которых кормят сосновым экстрактом, содержащим 0.1%, 0.2% и 0.3% галактоманоолигосахаридов. Экстракты растений могут влиять на адгезию патогенных бактерий в кишечнике, поддерживать микроэкологический баланс кишечника птицы, улучшать морфологию слизистой оболочки тощей и толстой кишки, увеличивать высоту ворсинок и глубину крипт.

Алкалоиды могут способствовать размножению некоторых полезных бактерий, подавлять рост вредных бактерий, способствовать развитию структуры ворсинок и улучшать всасывающую функцию тонкой кишки. Диетический экстракт юкки может улучшить высоту ворсинок и высоту/глубину ворсинок подвздошной и слепой кишки бройлеров, улучшить пищеварительную и всасывающую функцию слизистой оболочки кишечника, а также способствовать росту и развитию бройлеров. Экстракты пищевых растений могут увеличить высоту ворсинок тонкой кишки и глубину крипт подвздошной и тощей кишки бройлеров. Кроме того, растительные экстракты также восстанавливают поврежденную слизистую оболочку кишечника и регулируют экспрессию цитокинов слизистой оболочки. После повреждения слизистой оболочки кишечника восстановление кишечника регулируется множеством активных факторов роста, включая эпидермальный фактор роста (EGF), трансформирующий фактор роста α (TGF-α), трансформирующий фактор роста β (TGF-β), ядерный антиген клеточной пролиферации ( ПКНА) и др.

Экстракты растений могут влиять на морфологию слизистой оболочки кишечника, влияя на пролиферацию и дифференцировку эпителиальных клеток кишечника и экспрессию генов, связанных с эпителием кишечника. Исследования на поросятах показали, что эфирные масла растений подавляют экспрессию мРНК циклина D1, связанную с пролиферацией клеток, в тощей и подвздошной кишках, а также уменьшают высоту ворсинок. Принимая во внимание различные отчеты о влиянии эфирного масла растений на морфологию кишечника, можно предположить, что одним из возможных эффектов эфирного масла растений является стимуляция тканей кишечника и повреждение поверхности кишечника, в то время как другие полезные эффекты на здоровье кишечника, такие как снижение кишечной патогенности микроорганизмы могут способствовать увеличению высоты кишечных ворсинок и, таким образом, улучшению морфологии кишечника.

Воздействие на кишечную флору

Кишечная флора является важной частью барьера слизистой оболочки кишечника, также известного как биологический барьер. Дисбаланс кишечной флоры может вызвать диарею, снижение иммунитета и даже синдром системной воспалительной реакции (SIRS) у домашней птицы. Добавление 60, 120 и 180 мг/кг экстракта юкки в рацион бройлеров показало, что 60 мг/кг экстракта юкки увеличивали количество фирмикутов в кишечном тракте, а 120 и 180 мг/кг экстракта юкки уменьшали количество фирмикутов в кишечном тракте. . Экстракты юкки в дозе 60 мг/кг уменьшали количество Bacillus в кишечном тракте, а экстракты юкки в дозах 120 и 180 мг/кг увеличивали количество Bacillus в кишечном тракте. 60 и 180 мг/кг экстракта юкки уменьшали количество протеобактерий в кишечном тракте, а 120 мг/кг экстракты юкки увеличение количества протеобактерий в желудочно-кишечном тракте. Количество вредных бактерий, таких как Bacteroides и Eubacter, уменьшалось с увеличением экстракта растения юкки, в то время как количество Helicobacter увеличивалось с увеличением количества экстракта растения юкки. Количество полезных бактерий, таких как Ruminococcus, Clostridium teniculae и Miraria, в желудочно-кишечном тракте увеличивалось с увеличением дополнительного уровня экстракта юкки.

Кавуси и др. изучали антибактериальное действие эфирного масла семян фенхеля из Индии (фенхел эфирное масло) и эфирного масла ферро ферро из бамбука (ферро ферро эфирное масло) и обнаружили, что эфирное масло фенхеля может значительно ингибировать рост грамположительных и грамположительных бактерий. отрицательные бактерии, в то время как эфирное масло Ferro может значительно подавлять рост только грамположительных бактерий. Кроме того, они также обнаружили, что оба эфирных масла этих двух растений обладают противогрибковым действием. Добавление 2 г/кг водного экстракта орегано могло значительно снизить количество кишечной палочки в подвздошной и слепой кишке, а количество энтерококков, молочнокислых бактерий и стафилококков в слепой кишке существенно не отличалось между группами, в то время как количество молочнокислых бактерий в подвздошной кишки значительно не уменьшилась. Добавление эфирного масла тимьяна в рацион японских перепелов показывает, что эфирное масло может значительно увеличить количество Lactobacillus ileal и уменьшить количество Escherichia coli. Однако введение в рацион растительного эфирного масла не оказало существенного влияния на микрофлору тонкого кишечника цыплят в возрасте от 7 до 28 дней.

Вышеупомянутые исследования показали, что разные растительные экстракты по-разному регулируют кишечную флору, некоторые могут напрямую ингибировать вредные бактерии, некоторые могут способствовать росту пробиотиков и косвенно подавлять размножение вредных бактерий. Растительные олигосахариды обладают очевидным пробиотическим действием, которое может способствовать росту и размножению полезных бактерий, таких как бифидобактерии и молочнокислые бактерии, in vivo и in vitro, поскольку анаэробные бактерии, такие как бифидобактерии и молочнокислые бактерии, могут использовать олигосахариды для анаболического метаболизма, в то время как аэробные патогенные бактерии не могут использовать олигосахариды. Экстракты растений из разных источников имеют разные механизмы действия на микроэкологию кишечника, и различные растительные экстракты могут проявлять более сильные или более широкие антибактериальные эффекты.

Влияние на кишечный иммунитет

Являясь важным органом переваривания и всасывания питательных веществ и врожденным иммунным барьером для поддержания стабильности внутренней среды, кишечный тракт представляет собой наиболее сложную иммунную систему в организме. Когда кишечный иммунный барьер поврежден, микроорганизмы и токсины могут попадать в кровоток, вызывая тем самым перемещение бактерий и токсинов, легко вызывая энтерогенную инфекцию и даже приводя к системной воспалительной реакции или нарушению функции органа. Доказано, что растительные экстракты могут связываться со специфическими рецепторами на мембранах иммунных клеток, опосредовать сигнальный путь активации иммунных клеток, регулировать секрецию макрофагов, Т/В-лимфоцитов, дендритных клеток и других цитокинов, а также поддерживать здоровье кишечника животных. за счет повышения их иммунитета и устранения воспаления (рис. 1). В настоящее время установлено, что цитокины, поддерживающие здоровье кишечника, включают интерлейкин-6 (ИЛ-6), интерферон-γ (ИФН-γ) и ФНО-α, которые играют очень важную роль в процессе воспаления и иммунной системы. реакции, а также играют важную роль в борьбе с различными возбудителями в организме.

Исследования показали, что экстракт шиповника может значительно повышать экспрессию IFN-γ в организме, значительно снижать экспрессию интерлейкина-4 (IL4) и увеличивать отношение IFN-γ к IL-4, т. е. Экстракт шиповника может значительно улучшить баланс Т-хелперных клеток (Th) 1/Th2 и может использоваться в качестве иммуномодулятора при воспалительных реакциях, таких как аллергия. Порошок Qiweibaizhu может повышать уровни экспрессии мРНК интерлейкина-2 (IL-2), интерлейкина-10 (IL-10) и IFN-γ в эпителии слизистой оболочки кишечника лактирующих мышей и ингибировать диарею, вызванную ротавирусом. Механизм может быть связан с регуляцией субпопуляции Т-клеток. Ромье-Крузе и др. изучали влияние экстракта виноградных косточек, экстракта какао, экстракта сахарного тростника, экстракта дуба, экстракта мангустина и экстракта граната на медиаторы воспаления клеток кишечника человека. Результаты показали, что экстракт сахарного тростника, экстракт дуба и экстракт граната могут ингибировать активность ядерного фактора транскрипции κB (NF-κB). Экстракт граната ингибировал активацию внеклеточной регуляторной протеинкиназы (Erk) 1/2, экстракт дуба и экстракт граната снижали синтез оксида азота (NO) и интерлейкина-8 (ИЛ-8), а экстракт граната и экстракт какао снижали синтез простагландина Е2 (ПГЕ2). У мышей растительные экстракты подавляют экспрессию генов NF-κB1 и NF-κB2, что увеличивает экспрессию ингибиторов NF-κB1, увеличивает связывание NF-κB1 и высвобождает NF-κB1 из ядра в цитоплазму. Снижается экспрессия генов синтазы оксида азота (NOS и циклооксигеназы (ЦОГ-2) и соответственно снижается содержание воспалительных факторов NO и PGE2, индуцированных NOS и ЦОГ-2, что снижает воспалительную реакцию организма. Двунаправленная регуляция растительных экстрактов не только улучшает иммунитет инфицированных животных, но и предотвращает гиперчувствительность, приводящую к аутовоспалению.Тем не менее, точный механизм воздействия растительных экстрактов на кишечный иммунитет или уменьшение воспаления кишечника у домашней птицы остается неясным, и необходимы дальнейшие исследования.

Влияние на кишечные метаболиты

Экстракты растений также могут снижать количество вредных метаболитов в пищеварительном тракте и фекалиях для поддержания здоровья кишечника и улучшения качества окружающей среды на фермах. При добавлении в рационы 150, 250 и 350 мг/кг растительных экстрактов лавровых содержание мочевой кислоты (МК) и азота мочевины (УН) в кишечном содержимом опытных групп было ниже, чем в контроле, а содержание МК в кишечное содержимое опытных групп уменьшилось на 0.25%, 23.9% и 41.3% соответственно. Выбросы аммиака (NH3) уменьшаются. Экстракты лавровых, чеснока и юкки добавляли в рационы бройлеров. Результаты показали, что в 42-дневном возрасте содержание УН в содержимом кишечника бройлеров в группе было снижено на 31.08%, 28.34% и 28.52% по сравнению с контрольной группой соответственно. Содержание УК в кишечном содержимом уменьшилось на 22.48%, 22.13% и 38.85% по сравнению с контрольной группой соответственно. Усвояемость азота (N) и сухого вещества (СВ) бройлеров повышали путем добавления в рацион 0.1% экстракта семян пажитника. В то же время 0.1% экстракта листьев форзиции (FSE) также может снижать выделение NH3 с фекалиями. С одной стороны, растительные экстракты уменьшают количество вредных метаболитов в желудочно-кишечном тракте, ингибируя активность ксантиноксидазы (КСО) и уменьшая выработку МК. С другой стороны, растительные экстракты ингибировали активность уреазы и уриказы в кишечном тракте птицы и снижали содержание УК, УН и АН в кишечном тракте птицы. Экстракты растений, экскретируемые вне пищеварительного тракта, по-прежнему ингибировали уреазу и уриказу и снижали содержание УК, УН и АН в экскрементах. Кроме того, некоторые растительные экстракты могут стимулировать секрецию протеазы в пищеварительном тракте, повышать эффективность утилизации белков, тем самым уменьшая выбросы азота и улучшая качество окружающей среды.

Напишите в конце

Экстракты растений полезны как для питания, так и для здоровья и являются идеальной заменой антибиотикам. В настоящее время исследователи проделали большую работу по изучению влияния растительных экстрактов на физиологию пищеварения, развитие кишечника, флору и вредные метаболиты птицы, но механизм действия экстрактов из разных источников, разных методов экстракции и разных стадий роста растений на регуляцию кишечного здоровья домашней птицы остается неясным. Выяснение его роли in vivo и молекулярных каналов, влияющих на экспрессию генов, связанных со слизистой оболочкой кишечника, на клеточном и молекулярном уровнях, послужило теоретической основой для применения растительных экстрактов в птицеводстве.