DOI: https://doi.org/10.1186/s12917-024-03907-1
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38378526
تاريخ النشر: 2024-02-20
المؤلف: Chao Li وآخرون
الموضوع الرئيسي: البحث الطبي البيطري في الخيول
نظرة عامة
تبحث الدراسة في تأثير مكملات الإنزيمات المتعددة على نمو وصحة الجهاز الهضمي للحمير الرضيعة، مع التركيز بشكل خاص على تطور الجهاز الهضمي والتنوع الميكروبي لديهم. مع نمو المهور، يقل إنتاج حليب الثدي، مما يستدعي التغذية الإضافية لدعم نموهم. تسلط الدراسة الضوء على أن المهور تمتلك جهازًا هضميًا غير متطور وإنتاجًا محدودًا من الإنزيمات الهضمية، مما يؤثر على قدرتها على معالجة الأعلاف النباتية الغنية بالبوليسكاريدات غير النشوية (NSPs). يمكن أن تعيق هذه الـ NSPs امتصاص العناصر الغذائية عن طريق تشكيل حواجز حول حبيبات النشا، مما يقلل من فعالية الإنزيمات. كانت الدراسة تهدف إلى تقييم تأثير إضافة مجموعة من الإنزيمات—الجلياناز، β-ماناناز، β-غلوكاناز، السليلوز، البروتياز، والأميلاز—إلى نظام غذائي للحمير الرضيعة التي تبلغ من العمر شهرين.
أشارت النتائج إلى أنه على الرغم من أن مكملات الإنزيمات المتعددة لم تغير بشكل كبير أداء النمو أو قابلية هضم العناصر الغذائية الظاهرة، إلا أن هناك اتجاهًا نحو زيادة في ارتفاع النمو (P = 0.0544). ومن الجدير بالذكر أن المكملات أدت إلى زيادة كبيرة في تنوع الميكروبات البرازية، كما يتضح من التحسينات في الأنواع المرصودة، ACE، Chao1، ومؤشرات شانون (P < 0.05). بالإضافة إلى ذلك، زادت وفرة مجموعات البكتيريا المفيدة مثل Firmicutes وعائلات معينة مثل Oscillospiraceae وLachnospiraceae، بينما انخفضت وفرة Proteobacteria (P = 0.0086). تشير النتائج إلى أنه على الرغم من أن مكملات الإنزيمات المتعددة لم تعزز النمو أو قابلية هضم العناصر الغذائية، إلا أنها أثرت بشكل إيجابي على تركيبة الميكروبات البرازية وربما على قدرات التخمر للبكتيريا المعوية في الحمير الرضيعة.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على الدور الحاسم للرضاعة في نمو وتطور المهور، خاصة في الحمير، حيث يوفر حليب الثدي العناصر الغذائية الأساسية. مع نضوج المهور وانخفاض توفر حليب الثدي، تصبح التغذية الإضافية المبكرة ضرورية لتلبية متطلبات نموهم. يتطلب الجهاز الهضمي غير المتطور وإفراز الإنزيمات الهضمية المحدود في المهور استراتيجيات لتعزيز استخدام العناصر الغذائية وتعزيز صحة الأمعاء. ركزت الأبحاث الحديثة على استخدام تحضيرات الإنزيمات في الأنظمة الغذائية لتحسين قابلية هضم العناصر الغذائية، وتنظيم الفلورا المعوية، والتخفيف من آثار البوليسكاريدات غير النشوية (NSPs) الموجودة في الأعلاف النباتية، والتي يمكن أن تعيق امتصاص العناصر الغذائية.
تفترض الدراسة أن المكملات الغذائية مع تحضير إنزيمي مركب يحتوي على الجلياناز، β-ماناناز، β-غلوكاناز، السليلوز، البروتياز، والأميلاز قد تعزز أداء النمو وصحة الأمعاء للحمير الرضيعة. من المتوقع أن تخفف هذه الإنزيمات من الآثار السلبية لـ NSPs وتحسن قابلية هضم العناصر الغذائية بشكل عام. تهدف الأبحاث إلى تقييم تأثيرات هذه الإنزيمات المتعددة على معايير مختلفة، بما في ذلك أداء النمو، قابلية هضم العناصر الغذائية، الأحماض الدهنية الطيارة (VFAs) ودرجة الحموضة، تركيبة البكتيريا البرازية، ومؤشرات الكيمياء الحيوية في الدم في الحمير الرضيعة التي تبلغ من العمر شهرين.
طرق البحث
في هذه الدراسة، تم إنشاء مجموعتين غذائيتين للحمير الإناث: مجموعة تحكم (C) ومجموعة إنزيمات متعددة (T)، حيث تلقت الأخيرة مكملات بجرعة 6.5 ملغ/كغ من وزن الجسم يوميًا. تم إطعام كلا المجموعتين نظامًا غذائيًا أساسيًا يتكون من مكمل مركز، قش البرسيم، وقش الذرة، مع تلقي المجموعة التجريبية نفس النظام الغذائي مع مكملات الإنزيمات المتعددة. تم تعديل كمية المركز كل 30 يومًا بناءً على وزن المهور، بينما تم توفير قش البرسيم وقش الذرة بنسبة 1:1 وتم إطعامها بحرية.
أشارت النتائج إلى أن مكملات الإنزيمات المتعددة لم تؤثر بشكل كبير على أداء النمو، كما تم قياسه من خلال وزن الجسم والحجم، بعد 120 يومًا. بالإضافة إلى ذلك، لم تكن هناك اختلافات كبيرة في قابلية هضم العناصر الغذائية الظاهرة أو في ملفات الأحماض الدهنية الطيارة (VFA) ومستويات درجة الحموضة في عينات البراز بين المجموعتين. أظهر التحليل باستخدام أداة LEfSe عدم وجود اختلافات ذات دلالة إحصائية في وفرة أنواع الميكروبات المحددة بين مجموعات الإنزيمات المتعددة ومجموعة التحكم، مما يشير إلى أن المكملات لم تؤثر على التركيبة الميكروبية أو المخرجات الأيضية في الحمير.
نتائج
يقدم قسم “النتائج” في ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب أو التحليلات التي تم إجراؤها. يوضح النتائج الأساسية، بما في ذلك البيانات الإحصائية، الاتجاهات المرصودة، وأي ارتباطات هامة تم تحديدها. عادةً ما تدعم النتائج الأشكال، الجداول، أو المعادلات التي توضح العلاقات بين المتغيرات أو فعالية التدخلات.
في هذا القسم، قد يناقش المؤلفون أيضًا تداعيات نتائجهم، مع تسليط الضوء على كيفية مساهمتها في المعرفة الحالية في هذا المجال. بالإضافة إلى ذلك، يتم ملاحظة أي نتائج غير متوقعة أو شذوذ، مما يوفر نظرة شاملة على نتائج البحث. بشكل عام، تعتبر النتائج أساسًا للنقاشات والاستنتاجات اللاحقة التي تم التوصل إليها في الورقة.
نقاش
في هذه الدراسة، تم تخصيص أربعة عشر حمارًا أنثويًا رضيعًا يبلغ من العمر شهرين إما لمجموعة التحكم أو مجموعة مكملات الإنزيمات المتعددة لتقييم تأثيرات الإنزيمات الغذائية على أداء النمو وقابلية هضم العناصر الغذائية. شملت تحضيرات الإنزيمات المتعددة إنزيمات مختلفة مثل الزيلاناز، β-ماناناز، والسليلوز، بهدف تعزيز تكسير البوليسكاريدات غير النشوية (NSPs) والبروتينات في النظام الغذائي. أشارت النتائج إلى أنه على الرغم من أن مجموعة الإنزيمات المتعددة أظهرت وزن جسم وحجم أكبر مقارنة بمجموعة التحكم، إلا أن هذه الاختلافات لم تكن ذات دلالة إحصائية. ومع ذلك، تم تحسين قابلية هضم المادة الجافة (DM)، والبروتين الخام (CP)، وكسور الألياف (NDF وADF) في مجموعة الإنزيمات المتعددة، مما يشير إلى تحسين توافر العناصر الغذائية.
كشفت التحليلات الميكروبية عن تغييرات كبيرة في تنوع البكتيريا البرازية، مع زيادة في مؤشرات الغنى والتنوع (مثل الأنواع المرصودة، شانون، Chao1، ACE) في مجموعة الإنزيمات المتعددة. ومن الجدير بالذكر أن وفرة البكتيريا المفيدة مثل Firmicutes وعائلات معينة مثل Oscillospiraceae وLachnospiraceae زادت، بينما انخفضت البكتيريا الضارة المحتملة من شعبة Proteobacteria. تتماشى هذه النتائج مع الدراسات السابقة التي تشير إلى أن مكملات الإنزيمات يمكن أن تؤثر بشكل إيجابي على تركيبة الميكروبات المعوية وتعزز استخدام العناصر الغذائية. علاوة على ذلك، أظهرت مؤشرات الكيمياء الحيوية في الدم انخفاضًا في مستويات الجلوكوز في مجموعة الإنزيمات المتعددة، على الرغم من أن المعلمات الأخرى ظلت غير متأثرة. بشكل عام، تشير الدراسة إلى أن مكملات الإنزيمات المتعددة يمكن أن تحسن قابلية هضم العناصر الغذائية وتغير تركيبة الميكروبات المعوية في الحمير الرضيعة، مما قد يعزز أداء نموها.
DOI: https://doi.org/10.1186/s12917-024-03907-1
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38378526
Publication Date: 2024-02-20
Author(s): Chao Li et al.
Primary Topic: Veterinary Equine Medical Research
Overview
The research investigates the impact of multienzyme supplementation on the growth and digestive health of suckling donkeys, particularly focusing on their gastrointestinal development and microbial diversity. As foals grow, the production of breast milk decreases, necessitating supplemental feeding to support their growth. The study highlights that foals possess an underdeveloped gastrointestinal tract and limited digestive enzyme production, which affects their ability to process plant-based feeds rich in non-starch polysaccharides (NSPs). These NSPs can hinder nutrient absorption by forming barriers around starch granules, thus reducing enzyme efficacy. The study aimed to assess the effects of adding a combination of enzymes—glyanase, β-mannanase, β-glucanase, cellulase, protease, and amylase—to the diet of 2-month-old suckling donkeys.
Results indicated that while multienzyme supplementation did not significantly alter growth performance or apparent nutrient digestibility, there was a trend towards increased height gain (P = 0.0544). Notably, the supplementation led to a significant increase in fecal microbiota diversity, as evidenced by improvements in the Observed species, ACE, Chao1, and Shannon indices (P < 0.05). Additionally, the abundance of beneficial bacterial groups such as Firmicutes and specific families like Oscillospiraceae and Lachnospiraceae increased, while the abundance of Proteobacteria decreased (P = 0.0086). The findings suggest that while multienzyme supplementation did not enhance growth or nutrient digestibility, it positively influenced the fecal microbiota composition and potentially the fermentation capabilities of intestinal bacteria in suckling donkeys.
Introduction
The introduction highlights the critical role of suckling in the growth and development of foals, particularly in donkeys, where breast milk provides essential nutrients. As foals mature and breast milk availability decreases, early supplementary feeding becomes vital to meet their growth requirements. The underdeveloped gastrointestinal tract and limited digestive enzyme secretion in foals necessitate strategies to enhance nutrient utilization and promote gut health. Recent research has focused on the use of enzyme preparations in diets to improve nutrient digestibility, regulate intestinal flora, and mitigate the effects of non-starch polysaccharides (NSPs) found in plant-based feeds, which can hinder nutrient absorption.
The study posits that dietary supplementation with a compound enzyme preparation containing glyanase, β-mannanase, β-glucanase, cellulase, protease, and amylase may enhance the growth performance and gut health of suckling donkeys. These enzymes are expected to alleviate the negative impacts of NSPs and improve the overall nutrient digestibility. The research aims to evaluate the effects of these multienzymes on various parameters, including growth performance, nutrient digestibility, fecal volatile fatty acids (VFAs) and pH, fecal bacterial composition, and blood biochemical indices in 2-month-old suckling donkeys.
Methods
In this study, two diet groups were established for female donkeys: a control group (C) and a multienzymes group (T), with the latter receiving a supplementation of 6.5 mg/kg body weight per day. Both groups were fed a basal diet consisting of a concentrate supplement, alfalfa hay, and corn stover, with the test group receiving the same diet supplemented with multienzymes. The amount of concentrate was adjusted every 30 days based on the foals’ weight, while alfalfa hay and corn stover were provided in a 1:1 ratio and fed ad libitum.
The findings indicated that the multienzymes supplementation did not significantly affect the growth performance, as measured by body weight and size, after 120 days. Additionally, there were no significant differences in apparent nutrient digestibility or in the volatile fatty acid (VFA) profiles and pH levels of fecal samples between the two groups. The analysis using the LEfSe tool revealed no statistically significant differences in the abundance of specific microbial species between the multienzymes and control groups, suggesting that the supplementation did not influence the microbial composition or metabolic outputs in the donkeys.
Results
The “Results” section of the research paper presents key findings derived from the conducted experiments or analyses. It outlines the primary outcomes, including statistical data, observed trends, and any significant correlations identified. The results are typically supported by figures, tables, or equations that illustrate the relationships between variables or the effectiveness of interventions.
In this section, the authors may also discuss the implications of their findings, highlighting how they contribute to the existing body of knowledge in the field. Additionally, any unexpected results or anomalies are noted, providing a comprehensive overview of the research outcomes. Overall, the results serve as a foundation for the subsequent discussion and conclusions drawn in the paper.
Discussion
In this study, fourteen 2-month-old suckling female donkeys were assigned to either a control group or a multienzyme supplementation group to assess the effects of dietary enzymes on growth performance and nutrient digestibility. The multienzyme preparation included various enzymes such as xylanase, β-mannanase, and cellulase, aimed at enhancing the breakdown of non-starch polysaccharides (NSPs) and proteins in the diet. Results indicated that while the multienzyme group showed higher body weight and size compared to the control group, these differences were not statistically significant. However, the digestibility of dry matter (DM), crude protein (CP), and fiber fractions (NDF and ADF) was improved in the multienzyme group, suggesting enhanced nutrient availability.
Microbial analysis revealed significant changes in fecal bacterial diversity, with increased richness and diversity indices (e.g., Observed species, Shannon, Chao1, ACE) in the multienzyme group. Notably, the relative abundance of beneficial bacteria such as Firmicutes and specific families like Oscillospiraceae and Lachnospiraceae increased, while potentially harmful bacteria from the Proteobacteria phylum decreased. These findings align with previous studies indicating that enzyme supplementation can positively influence gut microbiota composition and enhance nutrient utilization. Furthermore, blood biochemical indices showed a reduction in glucose levels in the multienzyme group, although other parameters remained unaffected. Overall, the study suggests that multienzyme supplementation can improve nutrient digestibility and alter gut microbiota composition in suckling donkeys, potentially enhancing their growth performance.