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プレバイオティクスと酪酸は、コリスチンをプロモーターとして置き換えることができます 子豚の成長

前書き
集約的な養豚では、離乳後の課題は通常、消化管の未熟さと免疫能の低下に関連しており、その結果、腸バリアの機能が低下し、下痢の素因となり、子豚の成績が低下します (Jayaraman and Nyachoti, 2017)。このような損傷を最小限に抑えるために、抗生物質成長促進剤 (GPA) は、何年もの間、飼料に治療量以下の用量で使用されてきました。これにより、腸粘膜に付着する病原性微生物の個体数が減少し、毒素産生が減少し、パフォーマンスが向上するという効果が得られました。ガビオリ ら。、2013;劉 ら。、2018）。この目的で利用できるさまざまな抗生物質の中で、特にグラム陰性菌に対して選択的な作用を持つコリスチン 大腸菌、養豚で使用される最も効果的な分子の 1 つです (Mendes および Burdmann、2009 年)。しかし、抗生物質に対するヒトの耐性が最近確認されたため、GPAとしての使用は世界中で禁止されました.豚の生産からコリスチンを除去した結果、他の GPA の制限に関連して、近年、代替添加物の使用に対する業界の関心が高まっています。プレバイオティクスが離乳した子豚に及ぼす多くの作用の中で、胃腸管内の有益な微生物叢の調節が際立っています.これらの病原体は、病原性微生物の代わりにプレバイオティクスを開発の基質として使用します (Hustkins ら。、2016）、栄養の使用を改善し、下痢の発生率を減らし、体重増加と飼料効率を高めます（Silva and Nornberg、2003）.酪酸に関しては、その抗菌作用（Biagi ら。、2007) および短鎖脂肪酸の生産の増加におけるその役割が際立っています。このような作用は、腸細胞にエネルギーを提供することに加えて、腸の pH を低下させ、病原体が腸に定着する能力を低下させ、腸粘膜の再生を促進します (Liu. ら。、2018）。しかし、さまざまなプレバイオティクスと酸性化剤が利用可能であることに関連する離乳関連の作用の多因子性、ならびにそれらが危険に直面して使用される条件に関連しています。		原則と使用されるさまざまな用量と使用期間は、GPA と比較した場合、これらの添加物に対する一貫性のない反応をもたらす可能性がある変数と見なす必要があります。この研究は、コリスチンを成長として置き換えるために、酪酸ナトリウムに加えて、さまざまな濃度のさまざまなプレバイオティクス添加物による栄養補給を評価することを目的としていました。プロモーター。

材料と方法
この研究で採用されたすべての手順は、プロトコル番号の下でアケイ動物研究の研究および動物実験の倫理委員会によって以前にレビューおよび承認されました。 2018 年 13 月。

  22 日齢で離乳した 120 頭の Agroceres PIC 子豚 (60 頭の子豚と 60 頭の子豚) を、平均初期体重 5.475 ± 0.719 kg で 42 日間 (22 ～ 64 日齢) 評価しました。子豚は、体重と性別に応じてランダムなブロックに割り当てられ、それぞれ6回の繰り返しで6回の治療を受けました（ペンごとに同じ性別の3匹の子豚が実験単位を表します）。治療は、次の食事添加物の使用に対応していました。T1) コリスチン (40ppm)。 T2) β-グルカン/マンナノオリゴ糖 (0.2%); T3) 酪酸カルシウム (0.1%); T4) β-グルカン/マンナノオリゴ糖 (0.1%) + フラクトオリゴ糖 (0.01%) + ガラクトオリゴ糖 (0.09%); T5) β-グルカン/マンナノオリゴ糖 (0.1%) + フラクトオリゴ糖 (0.03%) + ガラクトオリゴ糖 (0.07%);および T6) β-グルカン/マンナノオリゴ糖 (0.1%) + フラクトオリゴ糖 (0.05%) + ガラクトオリゴ糖 (0.05%)。動物は、2.55 m2 の大きさの石造りのペンに収容され、床は完全にすのこで覆われ、ニップル ドリンカーとリニア ドリンカーがありました。ペンは、ペンの中央に設置された地上 0.70 m の 200 W 赤外線ランプで加熱され、納屋のカーテンも温度管理のために管理されました。実験用の食事は等栄養で等エネルギーであり、次のように調製されました。

プレバイオティクスと酪酸…

Rostagno による最小推奨事項 その他. (2011) は 3 つのフェーズに分かれています: プレイニシャル I、プレイニシャル II、およびイニシャル (表 1)。配給は比例する 自由に そして動物は自由に水にアクセスできました。

表 1. 育成期の子豚の実験用飼料の組成と計算された栄養価およびエネルギー値

材料プリイニシャル IプレイニシャルⅡイニシャル
コーン 7%55,10362,62168,239
きな粉 47%22,00025,00028,300
スタープロ 25 (オースター)5,0002,000 
プリウスL70（オースター）10,9724,388–
押し出し大豆 36%2,6002,000 
方解石ファイル 38%0,7501,1501,500
リン酸二カルシウム 18%0,3000,3500,350
食卓塩0,4400,4600,480
L-リジン0,4700,3700,230
DL-メチオニン0,1400,0900,010
L-スレオニン0,1750,1050,025
L-トリプトファン0,030––
L-バリン 96.5%0,1500,050 
塩化コリン 60%0,0470,0380,032
フィターゼ（50g/トン）0,0050,0050,005
酸化防止剤0,0100,0100,010
ビタミンプレミックス10,1500,1500,150
ミネラルプレミックス20,1000,1000,100
不活性（カオリンまたは処理3)1,5561,1111,136
栄養素   
湿度、%10,59611,56212,304
代謝エネルギー（kcal/kg）3,3653,2743,207
粗タンパク質、%18,50018,50018,500
エーテル抽出物、%2,4212,4162,137
粗繊維、%2,6042,8973,069
鉱物、%4,5914,4454,402
乳糖、%9,7603,904 
カルシウム、%0,6500,7540,846
全リン、%0,4810,4490,413
利用可能な蛍光体、%0,4000,3460,296
ナトリウム、%0,2980,2480,218
電解質バランス、mEq/kg174,103175,067179,736
可消化リジン、%1,2491,1481,028
可消化メチオニン+システイン、%0,6870,6390,564
可消化トリプトファン、%0,2130,1900,195
可消化トリオニン、%0,7490,6900,620

1ビタミン プレミックス 1 kg あたりのレベル: ビタミン A (最小) 6,000 IU。ビタミン D3 (最小) 1,500 IU;ビタミンE（最小）15,000mg;ビタミンK3（最小）1,500mg;ビタミンB1（最小）1,350mg;ビタミンB2 4,000mg;ビタミンB6 2,000mg;ビタミンB12（最小）20mg;ナイアシン (最小) 20,000mg;パントテン酸（最小）9,350mg;葉酸（最小）600mg;ビオチン (最小) 80mg;セレン（最小）300mg。

2ミネラル混合物 1 kg あたりのレベル: 鉄分 (分) 100 mg。銅 (分) 10mg;マンガン (最小) 40 g;コバルト (最小) 1,000mg;亜鉛 (分) 100mg;ヨウ素（分）1,500mg。

3 T1) コリスチン (40ppm); T2) β-グルカン/マンナノオリゴ糖 (0.2%); T3) 酪酸カルシウム (0.1%); T4) β-グルカン/マンナノオリゴ糖 (0.1%) + フラクトオリゴ糖 (0.01%) + ガラクトオリゴ糖 (0.09%); T5) β-グルカン/マンナノオリゴ糖 (0.1%) + フラクトオリゴ糖 (0.03%) + ガラクトオリゴ糖 (0.07%);および T6) β-グルカン/マンナノオリゴ糖 (0.1%) + フラクトオリゴ糖 (0.05%) + ガラクトオリゴ糖 (0.05%);(5: 5)

シルバ等。

1 日あたりの飼料摂取量、1 日あたりの体重増加、および飼料変換率は、各フェーズおよび研究期間全体で評価されました。 Vassalo 氏によると、下痢の発生率と強度は、実験を通して評価されました。 ら。 (1997) であり、規則正しい硬さの便 (0)、柔らかい便 (1)、ペースト状の便 (2)、水っぽい便 (3) に分類されました。結果 0 および 1 は、結果 2 および 3 とは対照的に、糞便が下痢とは見なされなかったことを意味します。 Erwin によると、短鎖揮発性脂肪酸 (酢酸、酪酸、プロピオン酸) のプロファイルを決定するために、その盲腸内容物が収集されました。 ら。 (1961) ガスクロマトグラフィー (FOCUS GC; Thermo Scientific – 80/100 を充填した長さ 3 m、直径 0.25 m のガラスカラムを装備 – Carbopack B-DA/4% Carbowax 20W) を使用。データは分散分析にかけられ、統計ソフトウェアRバージョン3.5.0を使用したテューキー検定によって平均が比較されました。カイ二乗検定は、ノンパラメトリック データに使用されました。両方のテストで、0.05 の α を有意なしきい値として使用しました。これは、その値が 0.10 を下回ったときに傾向を示しました。

結果と考察
評価されたフェーズのいずれか、または全実験期間中に、パフォーマンスパラメータの処理間に違いは見つかりませんでした (表 2)。これは、採用されたプログラムに関係なく、コリスチンの代替添加物が積極的に作用し、GPA の代替傾向と一致していたことを示しています。結果は、ルナによって報告されたものと同様でした ら。 (2015)、彼は、幼齢期の子豚を扱う際に、マンナンオリゴ糖 (0.33 および 1.83g/kg 飼料)、β-グルカン (0.5g/kg 飼料)、およびコリスチン (0.25g/kg 飼料) を添加した飼料を与えました。飼料）、体重増加、飼料摂取量、または処理間の飼料変換に影響は見られませんでした.

表 2. 実験的処理による、子豚の 1 日あたりの飼料摂取量 (DFI)、1 日あたりの体重増加 (DWG)、および飼料変換率 (FC) の平均値

パラメーター (kg) トリートメント 
T1T2T3T4T5T6CV (%)P値
開始前フェーズ I
DFI0,2220,2100,2120,2090,2170,1999,950,695
DWG0,1600,1470,1530,1450,1050,18247,700,517
FC1,5491,7461,8591,9411,6801,22752,970,821
初期フェーズ II
DFI0,3910,3810,3720,3940,3740,36014,610,442
DWG0,2730,2720,2370,2700,2470,24729,180,592
FC1,5181,4871,6881,9941,5261,52923,700,139
初期段階        
DFI0,7800,7370,7500,7120,7210,75813,960,840
DWG0,3800,3460,3340,3450,3380,33623,380,897
FC2,1612,1212,2792,2322,1472,28215,800,919
合計        
DFI0,4630,4450,4450,4390,4370,43910,920,932
DWG0,2600,2490,2470,2290,2280,24820,130,809
FC1,8421,7861,9361,9901,9311,86214,290,751

T1) コリスチン (40 ppm); T2) β-グルカン/マンナノオリゴ糖 (0.2%); T3) 酪酸カルシウム (0.1%); T4) β-

グルカン/マンナノオリゴ糖 (0.1%) + フラクトオリゴ糖 (0.01%) + ガラクトオリゴ糖 (0.09%); T5) β-グルカン/マンナノオリゴ糖 (0.1%) + フラクトオリゴ糖 (0.03%) + ガラクトオリゴ糖 (0.07%);および T6) β-グルカン/マンナノオリゴ糖 (0.1%) + フラクトオリゴ糖 (0.05%) + ガラクトオリゴ糖 (0.05%)。

近年、GPA の代替添加物に関する調査が繰り返されています。聖人 その他. (2010)、さまざまな食事レベルのマンナノオリゴ糖 (0.25%、0.50%、および 0.75%) を扱う場合、ネオマイシン硫酸塩 (56 ppm) を補給した食事と比較して、治療間に明確な利点は見られませんでした (P>0.05)。ヴィセンティーニ その他. (2008)、フラクトオリゴ糖を使用する場合  

プレバイオティクスと酪酸…

(0.2%)、パーク その他. (2018)、さまざまなレベルのβ-グルカン (0.1、0.2、および 0.4%) とチアムリン (30 ppm) を評価したところ、育成段階の子豚の処理間でパフォーマンスに違いは見られませんでした。コリスチンで処理されたグループで観察された効果と同様の効果が酪酸で観察されました。これはおそらく、Moquet によって議論されているように、この添加剤が提供する栄養消化率の増加とアミノ酸のより良い生物学的利用能によるものです。 ら。 （2017）。酪酸ナトリウムに関するほとんどの研究は、家畜を用いて実施されており、Chiofalo によって報告されているように、特に体重増加においていくつかの肯定的な結果が得られています。 ら。 (2014) 440 ppm の用量を使用し、Hanczakowska によって ら。 (2014) 3,000ppm使用時。ただし、酪酸を使用したいくつかの研究結果の矛盾は、飼料の組成と子豚の腸の成熟状態に関連している可能性があります (Biagi ら。、2007）。 GPA と比較してプレバイオティクスを使用した場合のパフォーマンス結果に関する論争、後者の利点 (Visentini) ら。、2008;聖人 ら。、2010) は比較的一般的であると考えられており、特に衛生上の課題が高い条件が見つかった場合に顕著です (Gebbink ら。、1999）。しかし、いくつかの結果はこれと矛盾しており、胃腸管内の細菌に対するいくつかのGPAの殺菌/静菌作用がこのマイクロバイオームのバランスを損ない、場合によっては上皮剥離の増加と悪化につながる可能性があると推測できます。絨毛/クリット比 (ガビオリ ら。, 2013).GPA は、腸細胞回転の重要なエネルギー源である VFA の産生に関与する腸内微生物叢の発酵効率を損なうこともあります (Lin and Visek、1991)。一方、特に離乳後の最初の数週間は、消化器系が未熟であるため、飼料摂取量が少なく、免疫系とパフォーマンスが損なわれ、下痢の原因となる細菌の増殖が増加します (Jayaraman and Nyachoti, 2017) ）。プレバイオティクスと酸には、このシナリオに密接に関連する役割があり、消化管が未熟な場合にこの重要な段階に固有の損傷を最小限に抑えます (Biagi ら。、2007) と免疫システム (呉 その他., 2017)、したがって、栄養素の使用が増加します (Silva and Nornberg, 2003)。下痢の発生率と強度 (表 3) について、スコア 2、3、および総発生率 (2+3) の結果は、代替添加物 (T2、T3、T4、T5、および T6) による治療が有意な効果をもたらすことを示しました。コリスチンで治療したグループのもの。ただし、スコア 3 の場合、グループ T4 および T6 の動物、それぞれ β-グルカン/マンナノオリゴ糖 (0.1%) + フラクトオリゴ糖 (0.01%) + ガラクトオリゴ糖 (0.09%) および β-グルカン/マンナノオリゴ糖 (0.1%) + フラクトオリゴ糖 (0.05%) TP3T) + ガラクトオリゴ糖 (0.05%) は、他の治療よりも優れた結果を示しました。逆に、T4 および T6 と同じプレバイオティクス添加物、すなわち、β-グルカン/マンナノオリゴ糖 (0.1%) + フラクトオリゴ糖 (0.03%) + ガラクトオリゴ糖 (0.07%) を含むが、プレバイオティクス添加物の割合が異なる T5 は、これらのグループと同じ行動。  

表 3. 実験的処置による、子豚の子豚の下痢の割合

トリートメントグレード 糞便スコア (%) 
グレードⅡグレードⅢグレード II + III
T188236b27b63b
T288242b24b66b
T388233ba20b53b
T488227ba11～38～
T588241b38b79b
T688223日17～40～

T1) コリスチン (40 ppm); T2) β-グルカン/マンナノオリゴ糖 (0.2%); T3) 酪酸カルシウム (0.1%); T4) β-

グルカン/マンナノオリゴ糖 (0.1%) + フラクトオリゴ糖 (0.01%) + ガラクトオリゴ糖 (0.09%); T5) β-グルカン/マンナノオリゴ糖 (0.1%) + フラクトオリゴ糖 (0.03%) + ガラクトオリゴ糖 (0.07%);および T6) β-グルカン/マンナノオリゴ糖 (0.1%) + フラクトオリゴ糖 (0.05%) + ガラクトオリゴ糖 (0.05%)。

a,b カイ二乗検定による差 (P<0.05)

シルバ等。

結果はGrelaによって報告されたものと一致します ら。 (2006) は、出生から 84 日齢までの子豚の下痢の頻度を評価する際に、マンナンオリゴ糖とフラクトオリゴ糖をそれぞれ 3,000mg/kg と 5,000mg/kg 添加すると発生率が低下することを発見しました。下痢の。このような結果は、免疫系の改善と上皮の完全性に起因すると考えられています (Wu ら。、2017) と Budiño の調査結果に対応します。 ら。 (2010)、アッシジ その他. (2014)、ムーン その他. (2015)、フラクトオリゴ糖、マンナノオリゴ糖、β-グルカン+マンナノオリゴ糖を使用 対 それぞれGPAであり、治療間に違いは見られませんでした。プレバイオティクスは、β-フルクトシダーゼやβ-ガラクトシダーゼなどの特定の酵素によってフラクトオリゴ糖とガラクトオリゴ糖の構造のリンクが容易に分解されるため、宿主生態系の健康に有益な代謝プロセスを誘発することができます。属 ビフィズス菌 (Markowiakautor and Śliżewska, 2018) これらの糖を食べて増殖し、管に定着します。この系統では、マンナノオリゴ糖の使用が推奨されています。これは、病原菌によるコロニー形成を減らし、その結果、離乳後の下痢の発生率を減らすためです (Silva and Nörnberg, 2003)。 フラクトオリゴ糖の存在はまた、腸壁（絨毛）の状態を改善し、吸収能力を高めます（Budinõ） ら。、2010）。コチュニア その他. (2004) 2 週齢の子豚の飼料に酪酸 (3,000mg/kg 飼料) を 7 日間補充したところ、餌を与えなかった動物と比較して、絨毛の高さ、陰窩の深さ、および空腸と回腸の粘膜の厚さが増加することがわかりました。補足で。マッツォーニ その他. (2008)、子豚の食事に酪酸ナトリウム (3,000 mg/kg) を、離乳前 (生後 4 ～ 28 日) および離乳後 (生後 29 ～ 40 日) に補給すると、陽性の壁細胞、腸内分泌および胃粘膜を増加させるソマトスタチン。その結果、腸の損傷が少なくなり、下痢の症例が少なくなりました。一方、保護されていない酪酸は、胃腸管の上部で高い吸収を受ける可能性があるため、腸のこの部分での作用が限られている可能性があります (Piva ら。、2007）。プロピオン酸プロファイルと総脂肪酸 (酢酸、酪酸、プロピオン酸) では、盲腸脂肪酸 (表 4) に有意差が見られました。プロピオン酸、T3、T5、T6 の場合、それぞれ、β-グルカン/マンナノオリゴ糖 (0.1%) + フラクトオリゴ糖 (0.03%) + ガラクトオリゴ糖 (0.07%) および β-グルカン/マンナノオリゴ糖 (0.1%) + フラクトオリゴ糖 (0.051 TP3T) + ガラクトオリゴ糖 (0.05%) は、対照処理 (40 ppm コリスチン) よりも優れており、他の処理と差はありませんでした (P>0.05)。

表 4. 実験的処理による、64 日齢の子豚の盲腸中の脂肪酸の平均値

トリートメント酪酸 (%)酢酸 (%)プロピオン (%)合計 (%)
T10,130,320.23b0.67b
T20,140,360.29ab0.79ab
T30,180,380.32～0.87ab
T40,290,370.31ab0.97～
T50,160,350.36～0.87ab
T60,170,380.37～0.93ab
P値0,2880,4570,0010,050
CV (%)73,9117,7020,6421,39

T1) コリスチン (40ppm); T2) β-グルカン/マンナノオリゴ糖 (0.2%); T3) 酪酸カルシウム (0.1%); T4) β-グルカン/マンナノオリゴ糖 (0.1%) + フラクトオリゴ糖 (0.01%) + ガラクトオリゴ糖 (0.09%); T5) β-グルカン/マンナノオリゴ糖 (0.1%) + フラクトオリゴ糖 (0.03%) + ガラクトオリゴ糖 (0.07%);および T6) β-グルカン/マンナノオリゴ糖 (0.1%) + フラクトオリゴ糖 (0.05%) + ガラクトオリゴ糖 (0.05%)。

a,b カイ二乗検定による違い (P < 0.1)。

プレバイオティクスと酪酸…

T4 (β-グルカン/マンナノオリゴ糖 (0.1%) + フラクトオリゴ糖 (0.01%) + ガラクトオリゴ糖 (0.09%)) とコントロールの間の脂肪酸プロファイルに違いが見られ、前者に利点がありました。フラクトオリゴ糖 + ガラクトオリゴ糖は盲腸の脂肪酸プロファイルを改善しますが、これは実際には酪酸の使用に匹敵します 酪酸を含む有機酸の食事による補給は、Callegari によって指摘されているように、古典的に盲腸の VFA プロファイルを調節します ら。 （2016）、酸の組み合わせとそれらの提示（カプセル化されているか塩としてか）に関係なく、対照群（脂肪酸補給なし）よりも大量に存在する場合、盲腸、酢酸、酪酸、およびプロピオン酸に存在することを発見しました）。酪酸で処理されたグループで見つかった結果は、マロによって得られたものと同様の VFA 生産シナリオを持っていたことも観察できます。 ら。 （2012）、カプセル化された酪酸ナトリウムと酪酸モノグリセリドを21日齢で離乳した子豚の食事に加えた効果を評価したときに、結腸でより高い濃度の酪酸を観察しました.これらの結果は、乳酸菌の生存を促進し、病原菌の個体数を減少させる、小腸および大腸の微生物個体群の変化に起因します (Michiels. ら。、2009)、VFA プロファイルに影響を与えます。プレバイオティクスの作用による VFA の増加で得られた結果は、Wu の結果とも一致します。 ら。 (2017) は、21 ～ 49 日齢の子豚の食事にイソマルトオリゴ糖 (6g/kg) を追加することにより、対照群と比較して盲腸と結腸の総脂肪酸含有量が大幅に増加したことを報告しました。議論したように、プレバイオティクスは盲腸での短鎖脂肪酸の産生を促進し、これが上皮細胞の増殖と分化を促進します (Liu ら。、2018）。短鎖脂肪酸 (酢酸、プロピオン酸、酪酸) のより多くの生産は、病原体の増殖に適していない環境にする腸内 pH の低下を通じて、または酸の直接的な影響を通じて、病原体の発生を抑制します。 大腸菌, クロストリジウム 種。と サルモネラ その結果、消化酵素活性、飼料中の栄養素の使用、および腸の健康が向上します (Rodrigues ら。、2017）。代替治療法は、コリスチンと同様の結果をもたらしましたが、特に T4 と T5 での下痢の抑制においてより優れた結果が得られ、VFA 産生率が向上しました。コリスチン。結論
保育園の子豚の食事に異なる組成と濃度のプレバイオティクスと酪酸を補給することは、動物のパフォーマンスにとって実行可能であることが証明され、下痢の制御と生産にプラスの効果があることに加えて、成長促進剤としてコリスチンを正しく置き換えます。盲腸の揮発性脂肪酸。

ありがとう
著者は、テクニカル サポートを提供してくれた Yes Sinergy 社に感謝します。

参考文献
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シルバ等。

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