sanguinarine có thể được sử dụng trong dinh dưỡng động vật?

Alkaloid là một loại hóa chất thực vật tự nhiên có nguồn gốc từ vi sinh vật, thực vật và động vật. Chứa 1 nguyên tử nitơ (chất nhận proton) và 1 hoặc nhiều ion gốc imine (chất cho proton), alkaloid dễ tạo liên kết hydro với protein, enzyme và chất nhận, đồng thời có tác dụng sinh học độc đáo.

Sanguinarine (C20H15O5N) là một loại alkaloid phenylphenanthine isoquinoline, chủ yếu được tìm thấy trong cây huyết dụ Sanguinaria Canadensis, Argemone mexicana, cây anh túc gai Mexico, Chelidonium majus, Macleaya cordata và Poppy fumaria (Fumariaceae). Hoạt tính hóa học của nó dựa trên tính ái nhân của nhóm imine và có thể tham gia vào quá trình nhặt rác oxy hóa và/hoặc ức chế men oxy hóa. Sanguinarine đã được chứng minh là có tác dụng kháng khuẩn, chống oxy hóa và chống viêm và cũng được sử dụng để kiểm soát bệnh sán máng, ngoài ra, nó có thể được phát triển như một tác nhân để kiểm soát ung thư tuyến tiền liệt. Các chiết xuất alkaloid được sử dụng rộng rãi trong các loại thuốc, thuốc trừ sâu sinh học, thuốc thú y và các sản phẩm khác, đặc biệt là thuốc trừ sâu có nguồn gốc thực vật do dễ phân hủy, ít gây ô nhiễm và kháng thuốc.

Hiện nay, Sanguinarine đã được sử dụng trong các phòng khám cho người và động vật. Ở Trung Quốc, sanguinarine đã được sử dụng làm phụ gia thức ăn chăn nuôi để thay thế kháng sinh trong chăn nuôi lợn và gia cầm sống. Bài viết này sẽ giới thiệu các chức năng và cơ chế sinh học chính của sanguinarine và ứng dụng của nó trong dinh dưỡng vật nuôi.

Chức năng sinh học của sanguinarine

Kháng khuẩn

Trong các thử nghiệm kháng khuẩn, sanguinarine cho thấy hoạt tính kháng khuẩn bền vững. Erythrorhizine và các dẫn xuất của nó cho thấy tính thấm của tế bào mạnh và cho thấy khả năng kháng Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella gallinae, Klebsiella, Mycobacterium bao quy đầu và Candida albicans ở nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) là 6.25 μg/mL. Các nghiên cứu khác báo cáo rằng MIC là 1.6-6.3 μg/mL và sanguinarine cho thấy tác dụng ức chế vi khuẩn gram dương. Trong ứng dụng lâm sàng của con người, phenphenidine alkaloids thường được sử dụng để điều trị bệnh nha chu. Kem đánh răng và nước súc miệng có tác dụng kháng khuẩn thường chứa nồng độ 0.3% sanguinarine clorua hòa tan trong nước. Ngoài ra, sanguinarine còn có tác dụng ức chế hiệu quả quá trình sản xuất sulfua dễ bay hơi gây hôi miệng. Ngoài ra sanguinarine còn có tác dụng ức chế một số loại nấm như chủng trichophyton, microspora Canis, Trichophyton floccus và Aspergillus fumigatum. So với aureomycin, sanguinarine có tác dụng ức chế mạnh hơn đối với một số mầm bệnh, chẳng hạn như salmonella, Staphylococcus aureus và Escherichia coli, nhưng có tác dụng ức chế kém hơn đối với men vi sinh, chẳng hạn như Bacillus subtilis. Ngoài ra, sanguinarine có tác dụng loại bỏ mạnh mẽ màng sinh học của các mầm bệnh nêu trên (như salmonella, Staphylococcus aureus và Escherichia coli, v.v.), mang lại giải pháp mới cho nhiều vấn đề do lạm dụng kháng sinh trong nuôi trồng thủy sản ( như kháng thuốc, ô nhiễm sinh thái, v.v.).

Các nghiên cứu đã xác định được hai cơ chế kháng khuẩn của sanguinarine, đó là nó đóng vai trò kháng khuẩn bằng cách làm xáo trộn vòng Z và ức chế sự phân chia tế bào. Cụ thể, nó liên kết với protein Z (FtsZ) nhạy cảm với nhiệt độ của protein phân chia tế bào vi khuẩn, protein này ức chế sự hình thành vòng Z và gây ra sự kéo dài tế bào mà không ảnh hưởng đến quá trình sao chép DNA và phân tách vi khuẩn.

Chống viêm

Viêm là một phản ứng phòng thủ của các mô sống với hệ thống mạch máu đối với các yếu tố gây thương tích và sanguinarine có hoạt tính chống viêm mạnh. Haemagglutinine hydrochloride cũng đã được chứng minh là trực tiếp vô hiệu hóa các phage loại 1017 và T2 tác động lên E. coli. yếu tố hạt nhân-kappa B (NF-κB) là một chất điều chỉnh nổi tiếng liên quan đến sự biểu hiện của hơn 200 gen và có liên quan đến hoạt động của nhiều bệnh viêm nhiễm, bao gồm cả ung thư. NF-κB tồn tại trong tế bào chất dưới dạng phức hợp dị bộ ba bao gồm các tiểu đơn vị P50, P65 và IκBa ở trạng thái không hoạt động. Khi được kích hoạt, tiểu đơn vị IκBa bị phosphoryl hóa, phổ biến khắp nơi và bị phân hủy tuần tự để giải phóng phức hợp dị vòng P50-P65, phức hợp này được vận chuyển vào nhân. Tình trạng viêm xảy ra trên cơ sở kích thích bởi các yếu tố gây viêm khác, chẳng hạn như lipopolysacarit, yếu tố hoại tử khối u (TNF), interleukin-1, v.v. Các tế bào ml-1a trong tủy xương của con người được điều trị bằng yếu tố hoại tử khối u để nhanh chóng kích hoạt NF-κB . Quá trình kích hoạt này bị ức chế hoàn toàn (tùy thuộc vào liều lượng và thời gian xử lý) bởi chất kiềm, chất kiềm này không ức chế sự gắn protein NF-κB vào DNA nhưng ức chế trực tiếp con đường dẫn đến sự hoạt hóa NF-κB (ức chế quá trình phosphoryl hóa). của tiểu đơn vị IκBa).

Chống ung thư

Các đặc tính chống khối u của sanguinarine gần đây đã được các nhà nghiên cứu xác nhận. Dữ liệu in vitro cho thấy nồng độ của sanguinarine trong hầu hết các trường hợp là dưới 10 μmol/mL. Sanguinarine gây ra sự phân chia tế bào dừng lại ở những thời điểm khác nhau hoặc gây ra quá trình chết theo chương trình của các tế bào ung thư khác nhau. Các nghiên cứu lâm sàng cũng chỉ ra rằng ung thư tuyến tiền liệt có thể được điều trị kết hợp với chất ức chế cyclooxygenase (COX-2) và sanguinarine. Sanguinarine cũng đã được phát triển như một tác nhân để điều trị các tổn thương do tiếp xúc với tia cực tím, chẳng hạn như ung thư da.

Chống oxy hóa

Sanguinarine có tác dụng chống oxy hóa mạnh, có thể loại bỏ hiệu quả các gốc tự do và bảo vệ tổn thương oxy hóa protein và tổn thương carbonyl hóa. Nó cũng có thể ức chế đáng kể tổn thương oxy hóa lipid và DNA. Hematoglyphine cũng đã được chứng minh là có tác dụng ức chế sự phân cắt oxy hóa do phobolol gây ra, trong đó enzyme quan trọng nhất là phức hợp oxy hóa nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH). Sanguinarin có thể phát huy chức năng chống oxy hóa của nó bằng cách ngăn chặn hoạt động của NADPH oxidase, cho thấy rằng sanguinarin là chất ức chế enzyme chứ không phải là chất làm sạch oxy hoạt động. Vì NADPH oxidase đóng một vai trò quan trọng trong việc tạo ra ROS do angiotensin Ⅱ gây ra, người ta suy đoán rằng sanguinarine có thể ức chế sản xuất ROS bằng cách giảm biểu hiện của NADPH oxidase.

Ký sinh trùng

Người ta đã báo cáo rằng sanguinarine có tác dụng tiêu diệt tốt đối với nhiều loại ký sinh trùng. Sanguinarine có tác dụng tiêu diệt tốt đối với giun tròn trung bình của cá và tỷ lệ tiêu diệt có thể đạt 100% trong điều kiện phòng thí nghiệm và nồng độ trung bình hiệu quả (EC50) là 0.37 mg / L. Ngoài ra sanguinarine còn có tác dụng kháng plasmodium, trypanosoma, amip và diệt leptospira. Đã có báo cáo rằng sanguinarine có hoạt tính chống u sán mạnh, và nồng độ của sanguinarine chống lại Schistosoma mansoni trưởng thành trong ống nghiệm là 10 μmol/L. Ngoài ra, nghiên cứu SEM cho thấy sanguinarine gây xói mòn nghiêm trọng và làm sụp đổ bề mặt cơ thể của giun. Đã có báo cáo rằng cơ chế tác dụng tiêu diệt ốc sên của sanguinarine có thể là sự thay đổi hàm lượng glycogen trong gan và một số hoạt động enzym quan trọng do sanguinarine gây ra có thể dẫn đến tổn thương chức năng gan của oncomelania hupensis. Sanguinarine có thể làm hỏng bề mặt cơ thể và cơ sở hạ tầng của dactylogyrus, đồng thời ảnh hưởng đến hệ thống enzyme chống oxy hóa của dactylogyrus và làm giảm khả năng chống oxy hóa của nó.

Ứng dụng sanguinarine trong dinh dưỡng và thức ăn chăn nuôi

Hiệu suất thúc đẩy tăng trưởng

Ứng dụng sanguinarine như một chất phụ gia thức ăn trong dinh dưỡng động vật và thức ăn thay thế cho kháng sinh. Sanguinarine chuyển hóa thành dihydrosanguinarine mà không gây hại cho cơ thể, và dihydrosanguinarine không tái oxy hóa thành sanguinarine trong môi trường bên trong. Việc sử dụng sanguinarine thay vì kháng sinh có thể cải thiện hiệu suất tăng trưởng của động vật. Khẩu phần sanguinarine 0.75 mg/kg có hiệu quả tốt nhất đối với heo con cai sữa, tăng trọng lượng cơ thể và tăng trọng hàng ngày trong khi giảm tỷ lệ thức ăn trên tăng trọng. Tương tự, so với gà thịt được cho ăn chế độ ăn cơ bản, trọng lượng cơ thể cuối cùng, mức tăng trung bình hàng ngày và tỷ lệ chuyển hóa thức ăn của gà thịt được cho ăn chế độ ăn cơ bản có bổ sung 0.30 và 0.75 mg/kg sanguinarine đã được cải thiện đáng kể. Ngoài ra, so với nhóm đối chứng, sanguinarine trong chế độ ăn đã cải thiện đáng kể năng suất tăng trưởng của cá chép. Cơ chế có thể có của sanguinarine để cải thiện hiệu suất tăng trưởng của động vật như sau:

1) Sanguinarine ức chế không thể đảo ngược hoạt động của L-axit amin decarboxylase trong đường tiêu hóa, làm giảm sự thoái hóa của axit amin thơm, cải thiện hiệu quả sử dụng tryptophan và phenylalanine trong ruột non, cải thiện tỷ lệ lưu giữ protein và tăng thức ăn hấp thụ thức ăn cho động vật thông qua con đường tryptophane-hydroxytryptamine, do đó thúc đẩy sự tăng trưởng của động vật.

2) Tác dụng kháng khuẩn và chống viêm của sanguinarine có thể làm giảm căng thẳng khi cai sữa một cách hiệu quả, bảo vệ sức khỏe đường ruột và giảm tỷ lệ tiêu chảy của heo con cai sữa, đây có thể là lý do chính để cải thiện hiệu suất tăng trưởng của vật nuôi.

3) Có thể sanguinarine làm tăng chiều dài tương đối của hỗng tràng và hồi tràng, giảm trọng lượng tương đối của hỗng tràng và thay đổi hình thái ruột, do đó thúc đẩy quá trình hấp thụ chất dinh dưỡng hiệu quả và cải thiện khả năng tiêu hóa thức ăn, do đó cải thiện năng suất tăng trưởng.

4) Có thể chức năng chống oxy hóa của sanguinarine làm giảm phản ứng chống oxy hóa của cơ, giảm căng thẳng oxy hóa và cải thiện hiệu suất tăng trưởng.

tryptophan thay thế

Ngoài một số tính chất chung của alkaloid, sanguinarine có tác dụng nhất định đối với quá trình chuyển hóa tryptophan. Khả năng sanguinarine có thể ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa tryptophan là chúng đều có cấu trúc vòng chứa nitơ tương tự nhau, có thể liên kết với các enzym chủ chốt của quá trình chuyển hóa axit amin thơm. Sanguinarine có thể ức chế cạnh tranh hoạt động của tryptophan decarboxylase và làm giảm quá trình chuyển hóa tryptophan. Trên cơ sở chế độ ăn ít protein, có thể tăng khả năng hấp thụ thực của tổng số axit amin và axit amin thiết yếu trong tĩnh mạch cửa mà không cần bổ sung tryptophan thay vì sanguinarine, nhưng sự hấp thụ thực của nitơ urê huyết tương trong tĩnh mạch cửa không thể bị ảnh hưởng. Ngoài ra, chế độ ăn ít protein được bổ sung sanguinarine có xu hướng làm tăng hàm lượng tryptophan trong huyết thanh và ở một mức độ nhất định ảnh hưởng đến hoạt động của tryptophan decarboxylase trong ruột và làm giảm đáng kể hàm lượng skocyanin. Skocyanin là một sản phẩm thoái hóa vi khuẩn của L-tryptophan. Giảm hàm lượng skocyanin không chỉ có thể cải thiện môi trường nuôi dưỡng động vật và hiệu suất tăng trưởng mà còn giảm ô nhiễm môi trường.

Sự An Toàn

Một số ancaloit có độc tính cao, đã có nhiều trường hợp gây ngộ độc cho người. Độc tính của sanguinarine cho thấy tỷ lệ tử vong của 100 g chuột được tiêm 2 mg sanguinarine hydrochloride đạt 100%. Trong khi đó, sanguinarine có thể làm mù mắt những con chuột bạch tạng. Sanguinarine cũng gây độc cho một số hệ thống enzym. Sanguinarine ức chế quá trình oxy hóa pyruvate, lactate và succinate. Độc tính in vivo do sanguinarine gây ra có thể được bảo vệ bằng cách tiêm ethylene glycol trước 15 đến 20 phút, trong khi không thể sửa chữa thiệt hại đối với hệ thống enzyme trong ống nghiệm, nhưng có thể ngăn ngừa thiệt hại thêm. Ngoài ra, sử dụng quá nhiều (10 mg/kg) haemagarine gây độc cho gan và gây ra dòng ion canxi ngoại bào phụ thuộc vào nồng độ dẫn đến co cơ tim. Tuy nhiên, các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng sanguinarine an toàn ở động vật khi dùng đường uống với liều hàng ngày là 5 mg/kg trọng lượng cơ thể.

Tham khảo:

sciencedirec: Tác dụng đối với sức khỏe của các alkaloid từ cây thuốc châu Phi