¿Cuál es el uso del polvo Beta Glucan en la alimentación Animal?

El beta-glucano es un polisacárido natural y un produca"generalmente reconocido como seguro" (GRAS) que hunrecibido amplia atención y aplicación en los campos de la alimentación y productos para la salud [1-2]. El Beta-glucanse encuentra en microorganismos y plantas, y su estructura es estable y altamente biológicamente activa. El beta-glucano tiene variasfunciones biológicascomo antioxidante, inmunomoduladora, antitumoral, hipoglic, reparación de la barrera Intestinal intestinaly regulación de la microecología Intestinal intestinal[3-4], y puede mejorar la actividad de lasenzimas antioxidantes intracelulares [como la superóxido dismutasa (SOD), glutatión peroxid(GSH-Px) y catalasa (GSH-Px)], y reducir los niveles de radicales libres de oxígeno y productos del estrés oxidativo [como especies reactivas de oxígeno (ROS) y malondialdehído (MDA)] [5].

En un modelo de ratón de neuroinflamación, el beta-glucanbloqueó efectivamente la sobreactivación de las células pro-inflamatorias, inhila la regulación de las citocinas pro-inflamatorias, y protege el cerebro del daño inflamatorio [6]. Además, el beta-glucano promovió la proliferación de macrófagos en la cavidad peritonealde ratón, desencadenuna respuesta inmune e inhibió el crecimienay metástasis de células de melanoma [7]. En un modelo de ratón de la obesidad inducida por un alacontenido de grasa, dieta baja en fibra, β-glucanrestaurfunción de la barrera intestinal y corriel desequilibrio de la Microbiota microbiotacausada por una dieta poco saludable [8]. En la cría de animales, el − -glucan puede ser utilizado como una alternativa a los antibióticos y se espera que mejore el rendimiento de crecimiento animal [9]. Este artículo revisa las funciones biológicas del glucan y su aplicación en la producción animal, proporcionando una referencia para su desarrollo como aditivo alimentario.

1 propiedades de − -glucan

El beta-glucano es un polisacárido compuesto por monómeros de D-glucosa Unidos por enlaces beta-glicosídicos. Se distribuye ampliamente en levaduras, hongos, ciertas bacterias, algas y granos (avena y cebada). Está principalmente en una estructura lineal y compuesta de unidades de D-glucosa Unidas por un enlace aislado beta-(1,3) o un grupo de enlaces beta-(1,4).

Los beta-glucanos difieren en términos de ramide cadena lateral, solubilidad, visco, propiedades de gelación, conexiones de enlace glicosídico y peso molecular [10]. Por ejemplo, el hongo shiitake − -glucan (trisacárido, − -1, cadena ramiramificada, − -1, 3-glucan, 400-800 kDa), cereal − -glucan (mezcled-linked − -1, 3y − -1, 4 glucan, 130-410 kDa), − -glucan de Schizophyllum (curl reversible o en espiral aleatoria, − -1, 6-glucan, 100~10 000 kDa), levadura − -glucan (cadena principal es − -1, 3-glucan, cadena ramiramificada es − -1, 6-glucan, triple super-micro estructura espiral, 20~4 000 kDa) [10 -11]. − -Glucanceluna estructura lineal cel− -1,3-d-unidades de glucosa como núcleo es la forma más común. Existe en formas solubles e insolu. Comercialmente disponible β-glucan se deriva principalmente de la levadura y es generalmente un polvo cristalinsoluble que es de color blanco o amarillo claro. Su fórmula molecular es [C6H10O5]n.

2 funciones biológicas de − -glucan

2.1 antioxidante

La cría de animales se enfrenta al estrés oxidativo del medio ambiente, la dieta, el transporte, la enfermedad y la cría, entre otros factores, que amenaza la salud y la productividad del cuerpo. El estrés oxidativo conduce a la producción de ROS,que causa daño oxidativo [12-13]. Estudios han encontrado que el − -glucan reduce efectivamente el estrés oxidativo en RAW264.7 células inducidas por lipopolisacárido (LPS) en un modelo de estrés oxidativo en ratones mediante la activación de la vía de señalización 7un(Dectin-1)/ factor nuclear relacionado cella lectina de tipo Cque contiene factor 2 (Nrf2)/heme oxigenas-1 (HO-1), y mejora la actividad de las enzimas antioxidantes y la producción de ROSy MDun[14]. Del mismo modo, el -glucan aumentó significativamente las actividades de SOD,CATy GSH-Px, y redujo los niveles de ROS y MDA en linfocitos ovinos inducidos por LPS,inhibiendo eficazmente el daño oxidativo a los linfocitos [15]. Además, en Caenorhabditis elegans, β-glucan reduce significativamente los niveles de ROS,mejora la actividad de las enzimas antioxidantes (SOD, CAT), y prolonga la vida útil mediante la regulación de la insulin-like receptor isubunidad (daf-2)/ forkheadque contiene la proteína de dominio vía (daf-16), exhibifuerte capacidad antioxidante [16].

2.2 regulación inmune

El − -glucan puede unirse a receptores específicos en la pared celular, como la integrina − M (CR3) y Dectin-1, activar macrófagos, mejorar la secreción de anticuerpos y la actividad de las células asesinnaturales [17]. WANG WANGetAl.[18] encontrarelque el − -glucan tiene actividad antiinflamatoria contra las células inducidas por LPS al inhibide NF- − B y activar la vía de señalización JNK/MAPK,redujo significativamente la producción de óxido nítrico (NO) y el factor de Necrosis necrosistumoral- - (TNF- -), y tuvo actividad antiinflamatoria contra las células inducidas por LPS.Además, β-glucan es un inductor inmune eficaz que mejora el host&#Respuesta a la infección secundaria a través del mecanismo de "inmunidad de entrenamiento". En el caso de la infección por Mycobacterium tuberculosis (Mtb), la inmunidad al entrenamiento de − -glucan aumenta la secundaria Respuesta inmune, promover la producción de factores antiinflamatorios e inhibir el crecimiento de Mtb [19]. Del mismo modo, − -glucan puede mejorar continuamente la capacidad antimicrobiana mediante el entrenamiento de macrófagos, el fortalecimiento de la fagocitosis, la inflamación y la producción de quimioquina [20]. Por lo tanto, − -glucan puede estimular el sistema inmune, regular las citocinas y mejorar la capacidad antimicrobiana y antiinflamatoria.

2.3 antitumoral

Se ha demostrado que el glucan inhilos cánceres de mama, páncreas y colorrectAl.Su efecto antitumoral involucra la regulación de la proteína quinasa B (AKT)/mammalian targetderapamycen(mTOR), P38 /MAPK,y otras vías de señalización, induciendo autofagia y apoptosis [3,21]. − -Glucan tiene múltiples efectos en la prevención y el tratamiento del cáncer. En el cáncer de mama, el beta-glucano reduce la infiltración de células inflamatorias e induce apoptosis en células tumorales al inhibir la vía de señalización AKT/mTOR [21]. El beta-glucano tiene un efecto citotóxico en las células de cáncer de ovari, inhila la proliferación de células cancerosas al activar la actividad de P38 /MAPK,y promueve la apoptosis [22]. Los estudios también han encontrado que el − -glucan inhiel el crecimiento y la metástasis del cáncer de mama a través del miembro 1 del grupo de la subfamilia de receptores nucleares 4A (Nur77)/ el eje de señalización del factor inducible por hipóxi-1 i(HIF-1α) [23]. − -Glucan puede administrar fármacos antitumorales y de terapia génica, tumores objetivo para una administración precisa y desempeñar una función sinérgica en la reducción de los efectos secundarios [24].

2.4 reparar la barrera intestinal y regular la microecología intestinal

La barrera intestinal puede mantener el equilibrio entre los ambientes interno y externo de los intestinos y proteger el cuerpo de sustancias nocivas. Una dosis de 500 mg/kg de − -glucan no tuvo efecto sobre el crecimiento de lechones atacados por la enterotoxina Escherichiacoli, pero redujo el daño al epiteliintestinal, aumentó la altura de vellovelintestinal y la expresión de proteínas de Unión estrecha, fortalecila inmunidad intestinal y capacidad antioxidante, y aumentó la abundancia de lactobacilos intest, reduciendo así el daño intestinal [25-26]. En un modelo de coliulcerativa, el − -glucan redujo los índices de actividad de la enfermedad, el daño patológico y las concentraciones de mieloperoxid(MPO) en el colon, y mejoró la barrera intestinal y la composición microbiana [27-28]. Por lo tanto, β-glucan tiene ciertos beneficios en términos de reparación de la barrera intestinal y regulación microecológica.

2.5 otras funciones

Además de las funciones anteriores, β-glucan también tiene las funciones de reducir los lípidos en la sangre, azúcar en la sangre y anti-inflamación. En un modelo de ratón de la obesidad inducida por una dieta alta en grasas, el − -glucan puede reducir el peso corporal, mejorar los lípidos sanguíneos, inhibila acumulación de lípidos en el hígado, y promover la descomposición de lípidos, mostrando potenciales efectos anti-obesidad [29]. − -Glucan previene la obesidad causada por una dieta alta en grasas al mejorar el peso corporal, los lípidos sanguíneos, la inflamación, el metabolismo de la glucosa y el desequilibrio microecológico intestinal [30]. Además, el − -glucan también tiene un efecto hipoglic. El − -glucan es fermenten el intestino para producir ácidos grasos de cadena corta (AGCC), que estimulla secreción del péptido 1 similar al glucag(GLP-1), regulan el azúcar en la sangre y mejoran la sensibilidad a la insulina [31]. Finalmente, el − -glucan también juega un papel importante en la antiinflamación. El β-glucan puede reducir la inflamación intestinal en modelos de enfermedad inflamintestinal, aumentar los niveles de inmunoglobulina, reducir la expresión de citocinas pro-inflamatorias y reducir el daño al colon [32]. En resumen, el β-glucan asegura la salud regulando el metabolismo glicolipídico, regulando la microecología e inhibide la inflamación.

3 Aplicación de − -glucan en la alimentación animal

3.1 aplicación de − -glucan en la alimentación de cerdos

Los estudios han encontrado que la adición de − -glucan al alimento aumenta el peso y el consumo de alimento de los cerdos de engoren en 7,6% y 5,3% respectivamente, y la dosis óptima es de 50 mg/kg [33]. Los lechones destetados alimentados con 200 mg/kg → -glucan mostraron mejor desempeño de crecimiento, siendo el peso corporal y la altura de las vellosidades duodenales y las relaciones de profundidad de cripta de 1 a 21 días 17,58% y 12,81% mayores que los del grupo control [34]. Además, − -glucan ayuda a aumentar el número de microorganismos benéficos. Altas concentraciones de − -glucan pueden reducir la absorción de nutrientes, pero estimular la producción de butirato en el ciego y reducir el contenido de amoníaco en las heces [35]. LUOetAl.[36] encontraron que la adición de 100 mg/kg de − -glucan puede mejorar el rendimiento de crecimiento y la morfointestinal de lechones destetados al promover el aumento en la altura de las vellosidades ileal y la disminución en la profundidad de la cripta, estimulando la regulación del gen mucina intestinal (MUC1 Y MUC2) y aumentó el número de Lactobacillus en el ciego y redujo el número de Escherichia coli.

Además, la alimentación de − -glucan promueve un aumento en el número de bacterias beneficien el intestino de cerdo (tales como baci, Lactobacillus, y Bifidobacterium), mientras que la reducción de la colonización de Salmonella en el ciego [37]. LIetAl.[38] encontraron que en el modelo LPS,− -glucan (50 mg/kg) puede promover la producción de factores antiinflamatorios como la interleucin-6 (IL-6), TNFe interleucin-10 (IL-10) para hacer frente a la respuesta inflamatoria. HermanetAl.[39] mostraron que el − -glucan puede activar los monocitos porcinpara producir TNF- -, IL-6 e IL-10, entre los cuales el aumento de la IL-10 desencadena un aumento de la citotoxicidad de las células NK. Además, TRAN etAl.[40] encontraron que el − -glucan tenía un efecto protector sobre los macrófagos alveolporinfectados con el Virus virusde la peste porcina africana (ASFV) en condiciones In vitro, y este efecto protector persistidurante 24 h después de la infección. Altas dosis de pretratamiento con − -glucan aumentaron la expresión de interfer- - (IFN- -) y IL-6, protegiendo así al huésped de la infección por ASFV.El Beta-glucan también alivíala infección por rotavirus en lechones, así como las lesiones pulmonares y las tasas de replicviral causadas por la infección por el virus de la influenza porcina [41-42]. En resumen, el beta-glucano tiene un efecto regulador positivo sobre el crecimiento de los cerdos, la salud intestinal y la respuesta inmune, reduciendo el riesgo de infección viral.

3.2 aplicación de beta-glucano en la alimentación de aves de corral

Los estudios han demostrado que la adición de 1% − -glucan a la alimentación puede aumentar el peso corporal de los pollos de engora los 14, 30 y 42 días en un 10,67%, 10,00% y 10,73% respectivamente. Además, el título de anticuerpos frente al virus bursal infeccioso aumentó en 2,23%, 42,85% y 1 3,63% [43]. Qu Kunpeng etAl.[44] encontraron que la adición de 150 g/t − -glucan aumentó significativamente el peso corporal de pollos de engorde de 21 días de edad en 3,53%. Al mismo tiempo, el contenido de inmunoglobulina sérica aumentó, el número de lactobacilos en el ciego aumentó, y el número de Salmonella en el intestino disminuyó. WANG etAl.[45] confirmaron que − -glumejoró significativamente la Composición microbiana intestinal, aumentando bacterias beneficicomo el phybacteroidetes y Firmicutes phylum. ZHEN etAl.[46] mostraron que la adición de 200 mg/kg β-glucan ayudó a promover la abundancia relativa de Lactobacillus, Bacillus y Enterobacter en el intestino, mejorando así el equilibrio de la Flora flora flora flora floramicrobiana intestinal.

Además, CAO et al. [47] encontraron que el efecto inmunomoduldel − -glucan puede mediarse a través de la vía de señalización MAPK, aumentando la regulación de la expresión de genes relacionados con la respuesta inmune (como TGF- -, IL-6 y TLR5), receptores acopla proteínas g y ARNm relacionados con péptidos del complejo de histocompatibilidad (tipo mhci), y reduciendo la expresión de ARNm relacionada con péptidos antimicrobianos y la expresión de ARNm − -.

En un modelo de inmunosupresión, la adición de 4 mg/kg de − -glucan aumentó significativamente el índice de bursa y la concentración de factores inmunoreguladores (IFN- -, IL-6), redujo la concentración del factor de crecimiento transformante − 1 (TGF- − 1), y promovió la proliferación linfocítica. Comparado con el grupo control, redujo efectivamente los cambios histopatde la bursa de pollo y mejoró la población de Bifidobacterium y Lactobacillus en el tracto digestivo del ciego de pollo [48]. Población en el tracto digestivo de pollo ciego [48]. El β-glucan también puede aliviar síntomas como enteritis necrótica, estrés térmico e infecciones por Salmonella y Escherichia coli en aves de corral, y también puede usarse como adyuvinmune para el virus de la bronquiinfecciosa, el virus de la enfermedad de Newcastle y el virus de la influenza [47,49-52]. Por lo tanto, el β-glucan tiene un efecto significativo en la regulación del sistema inmune de las aves de corral, el alivio de la inmunosupresión, la mejora de la eficacia de la vacuna, la mejora de la resistencia del cuerpo, y la mejora del rendimiento de crecimiento y la salud.

3.3 aplicación de -glucano en la alimentación de rumiantes

Estudios han demostrado que la adición de 10 g/(Head ·d) → -glucan a la ración periparto de vaca lechpuede aumentar significativamente la ingesta de materia seca posparto, la producción de leche y la producción de proteína de la leche, incrementándolas en 9,66%, 5,50% y 8,49%, respectivamente [53]. Desde el final del embarazo hasta el inicio de la lactancia, la suplementación con − -glucan (10 g/d) en vacas lechpuede aumentar la producción de leche, mejorar la calidad de la leche y los trastornos del metabolismo de las grasas inducidos por el balance energético negativo, reducir las respuestas inflamatorias y al mismo tiempo mejorar la inmunidad y la capacidad antioxidante [54].

Además, LUOet al. [55] mostraron que después de que los terneros fueron suplementados con − -glucan, su peso al destete aumentó en 4,29 kg en comparación con el grupo de control, y promovió el aumento de la globulina sérica, albúmina y enzimas antioxidantes, aumentó la riqueza de microorganismos intestinales, y redujo la proporción de Firmicutes a Bacteroidetes, lo que ayudó a promover el crecimiento y la salud de los terneros antes del destete. JIN et al. [56] mostraron que el − -glucan induce la expresión de un péptido de defensa (SBD-1) en las células epitelidel rumen de oveja a través de la vía de señalización tlr2-myeloide factor de diferenciación 88 (MyD88)-NF- − B/MAPK, mejorando la inmunidad inn, con la vía NF- − B posiblemente siendo la principal señal reguladora. PEDRO et al. [57 encontraron que los monocitos bovinos responden al receptor Dectin-1 a partículas de beta-glucan, mejorando la estimulación inmune y aumentando la expresión de citocinas pro-inflamatorias (IL-8, IL-1 - y IL-6).

Después de la administración oral de ≤ -glucan (50 mg/kg), las cabras recién nacidos mostraron una respuesta inmune mejorada después de la provocación con LPS, incluyendo la irrespir, la producción de citoquinas (IL-1 -, TNF- - y IL-6) y la transcripción de marcadores de la superficie de los macrófagos (CD11b y F4/80), indicando que el ≤ -glucan oral puede inducir inmunidad entrenen en cabras recién nacidos [58].. Además, el − -glucan puede promover la expresión génica y proteica de moléculas inmuncelulares SBD-1, IL-6 e IL-10 en explantes del rumen de oveja, mejorar la actividad inmune, y promover la inmunidad de la mucosa [59]. En resumen, el − -glucan tiene los beneficios de promover el crecimiento, mejorar la inmunidad y ajustar el equilibrio de los microorganismos intestinales en rumiantes.

3.4 aplicación de − -glucano en acuicultura

Los estudios han encontrado que la adición de diferentes niveles de − -glucan para alimentar puede aumentar significativamente el aumento de peso diario y la tasa de supervivencia de orujo de oro, promover el aumento de los glóbulos blancos, linfocitos y monocitos, reducir el número de vibrio intestinal, y mejorar la tolerancia a la sal de los peces. La cantidad óptima de adición es de 1 g/kg [60]. Después de que el pez cebra fue infectado con el Herpesvirus ciprínido (SVCV), la expresión de citoquinas pro-inflamatorias (IL-1β, IL-6, IL-8, IL-10 y TNF- -) fue regulada después de la estimulación con -glucano, lo que mejoró la respuesta a la infección por VVCS y aumentó la tasa de supervivencia de los peces infectados en un 40% [61]. Aumento del 40% [61]. LIANG et al. [62] encontraron que la adición de 0,025% − -glucan al alimento del pez cebra puede aumentar la resistencia a la VVV al inhibila replicde la VVV en las células e inducir una respuesta autofágica para aumentar aún más el efecto antiviral. Este efecto se puede lograr mediante la activación de la vía de señalización de interferón de tipo I (IFN), incluyendo un aumento en la expresión de otros genes involucrados en la vía de señalización de IFN (MxB,Mx C,TLR7, RIG1, MAVS, IRF3 e IRF7).

El Beta-glucan también altera la microbiota intestinal, reduciendo la abundancia de proteobacteriy enriqubacteroidetes y Firmicutes. Un estudio realizado por Dos Santos Voloski et al. [63] mostró que el tratamiento del pez gato de plata lesionado con un 0,5% de beta-glucan puede promover una mayor deposición de tejido de granulación alrededor de la herida, reducir el grado de inflamación, acelerar la deposición de fibras de colágeno y la reparación dérmica y, por lo tanto, promover eficazmente la cicatride la herida del pez gato de plata. Además, KOCH et al. [64] encontraron que el -glucan puede mejorar efectivamente la inmunidad natural y la resistencia a la enfermedad de la tilapia durante el período de administración de 15 a 45 días. Un período de administración más largo no conducirá A inmunosupresión, sino más bien promover el crecimiento y el rendimiento inmune.

MU et al. [65] estableció un modelo de activación inmune entrenado en teleosts y confirmó que el − -glucan puede prevenir la infección bacteriana. La secuencide ARN unicelular demostró además que la vía de señalización IL-1R juega un papel importante en la depuración bacteriana durante la inmunidad entrenen en peces óseos. Además, − -glucan también puede tratar la enteritis de la trucha arco iris causada por Yersinia ruckeri y resistir la infección por el virus de la necrosis nervi[66-67]. En resumen, el β-glucan tiene múltiples efectos positivos en la acuicultura, incluyendo la mejora de la inmunidad, la resistencia a los virus y la promoción de la salud intestinal.

4 perspectivas

− -Glucan es un aditivo de pienso verde bueno y seguro. La aplicación de − -glucan en la cría de animales puede mejorar la salud animal, reducir el daño del estrés oxidativo a los animales, y por lo tanto mejorar el rendimiento de la producción. Senembargo, diferentes especies animales y etapas de crecimiento pueden responder de manera diferente al − -glucano, por lo que el alcance de la aplicación y las condiciones óptimas para su uso deben ser exploradas en profundidad. Además, el proceso de producción y los métodos de extracción deben ser mejorados para asegurar la pureza y estabilidad de − -glucan. Al mismo tiempo, es necesario estudiar más a fondo el efecto sinérgico del − -glucan con los diferentes ingredientes de los piensos para obtener mejores resultados.

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