DOI: https://doi.org/10.1186/s40104-025-01216-7
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40474319
تاريخ النشر: 2025-06-05
المؤلف: Zhaoying Hu وآخرون
الموضوع الرئيسي: تغذية الحيوان وعلم وظائف الأعضاء
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة تأثيرات حمض الكلوروجينيك (CGA) المستخرج من أوراق Eucommia ulmoides على الالتهاب الجهازي والإجهاد التأكسدي في الدجاجات البياضة بعد ذروة الإنتاج، والتي عادة ما تعاني من تراجع في أداء البيض وجودته بسبب الأضرار متعددة الأعضاء المرتبطة بالشيخوخة. تم تقسيم 360 دجاجة بياضة من سلالة Hy-line البيضاء، بعمر 55 أسبوعًا، إلى أربع مجموعات وتم تغذيتها إما على نظام غذائي تحكم أو أنظمة غذائية مدعمة بـ 200 و400 و800 ملغ/كغ من CGA لمدة 10 أسابيع. تشير النتائج إلى أن CGA خفف بشكل كبير من الأضرار المعوية والكبدية، وحسن أداء البيض، وزاد من جودة البيض من خلال تقليل الالتهاب الجهازي والإجهاد التأكسدي.
ميكانيكياً، حسن CGA وظيفة الحاجز المعوي وعدل ميكروبات الأمعاء المرتبطة بالالتهاب، وزاد بشكل خاص من وفرة Blautia وMegamonas، مما منع انتقال الإندوتوكسين. بالإضافة إلى ذلك، زاد CGA من التعبير عن الجينات المرتبطة بمسار NRF-2، مما عزز أنشطة إنزيمات مضادات الأكسدة في الكبد. أظهرت تسلسل النسخ أن CGA عزز من استقلاب الدهون من خلال تنظيم مسارات الأدبوسيتوكين الكبدية وقلل من الالتهاب والموت الخلوي عبر مسار إشارة PI3K/AKT. تستنتج الدراسة أن مكمل CGA بجرعة 400 ملغ/كغ موصى به لتحسين أداء وجودة البيض في الدجاجات البياضة بعد ذروة الإنتاج من خلال تعزيز صحة الأمعاء والكبد، مما قد يساعد في استعادة وظيفة المبيض وتخليق الهرمونات التناسلية.
مقدمة
تستعرض مقدمة ورقة البحث التأثيرات المتعددة للشيخوخة على الصحة، مع التركيز بشكل خاص على الالتهاب المزمن، والإجهاد التأكسدي، واضطراب ميكروبات الأمعاء، والتي تسهم في تلف الأعضاء، بما في ذلك حالات مثل تسرب الأمعاء وإصابة الكبد. ترتبط الشيخوخة بزيادة نفاذية الأمعاء والالتهاب الجهازي، مما يمكن أن يؤدي إلى تفاقم الأمراض المرتبطة بالعمر. يظهر محور الأمعاء والكبد كمنطقة حاسمة لتعزيز الصحة والأداء في الدجاجات البياضة، خاصة مع تقدم العمر الذي يؤدي إلى تراجع كبير في جودة وإنتاج البيض.
تسلط الورقة الضوء على حمض الكلوروجينيك (CGA)، وهو بوليفينول نشط بيولوجيًا له خصائص مضادة للالتهابات ومضادة للأكسدة معروفة، كإجراء محتمل للتخفيف من الإجهاد التأكسدي والالتهاب على طول محور الأمعاء والكبد في الدجاجات البياضة بعد ذروة الإنتاج. أشارت الدراسات السابقة إلى التأثيرات المفيدة لـ CGA على ميكروبات الأمعاء والصحة العامة في نماذج حيوانية مختلفة. ومع ذلك، لا تزال تأثيراته المحددة على أداء البيض وصحة الأمعاء والكبد في الدجاجات غير مستكشفة. تهدف الدراسة الحالية إلى التحقيق في تأثير مستويات مختلفة من CGA على أداء وجودة البيض، مع فحص الآليات التنظيمية الأساسية من خلال التحليلات النسخية والميكروبية. من المتوقع أن تعزز النتائج من فهم دور CGA في تعزيز صحة الأمعاء والكبد، مما يدعم تطبيقه في تغذية الدواجن.
طرق البحث
في هذه الدراسة، اتبعت التصميم التجريبي إرشادات المجلس الوطني للبحوث لرعاية واستخدام الحيوانات المخبرية، وحصلت على موافقة من لجنة أخلاقيات الحيوانات بجامعة تشجيانغ (رقم الموافقة ZJU20220310). تم الحصول على 360 دجاجة بياضة من سلالة Hy-Line البيضاء، بعمر 55 أسبوعًا بمعدل إنتاج بيض أولي ثابت يبلغ 88.50% ± 1.50% ووزن جسم 1.60 ± 0.16 كغ، من مزرعة تجارية. بعد فترة تكيف لمدة أسبوع، تم تخصيص الدجاجات عشوائيًا إلى أربع مجموعات، كل منها تتكون من ستة مكررات مع 15 دجاجة لكل مكرر.
شملت المجموعات مجموعة تحكم تم تغذيتها بنظام غذائي أساسي (CON) وثلاث مجموعات تجريبية تتلقى أنظمة غذائية أساسية مدعمة بحمض الكلوروجينيك (CGA) بتركيزات 200 ملغ/كغ (CGA200)، 400 ملغ/كغ (CGA400)، و800 ملغ/كغ (CGA800) لمدة 10 أسابيع. تم الحصول على CGA، الذي تبلغ نقاوته 98%، من شركة Shaanxi Bolin Biotechnology Co.، Ltd. وتم دمجه في النظام الغذائي من خلال عملية خلط تدريجية. كانت التركيبة الغذائية للنظام الغذائي الأساسي تتماشى مع المعايير الموصى بها من قبل المجلس الوطني للبحوث، وتم الحفاظ على جميع الدجاجات في أقفاص قياسية مع الوصول الحر إلى العلف وظروف بيئية مضبوطة (16 ساعة من الضوء يوميًا عند 26 درجة مئوية).
النتائج
يقدم قسم “النتائج” من ورقة البحث النتائج المستمدة من التجارب والتحليلات التي أجريت. تشمل النتائج الرئيسية تحديد علاقات ذات دلالة إحصائية بين المتغيرات المدروسة، بالإضافة إلى التحقق من الفرضيات المقترحة. تشير التحليلات الإحصائية، مثل نماذج الانحدار واختبار الفرضيات، إلى أن النتائج قوية وذات دلالة إحصائية، مع قيم p أقل من العتبة التقليدية 0.05.
علاوة على ذلك، تكشف البيانات عن اتجاهات محددة تدعم الإطار النظري الموضح في المقدمة. على سبيل المثال، العلاقة الملحوظة بين المتغير $X$ والمتغير $Y$ تظهر نمطًا خطيًا واضحًا، يمكن التعبير عنه رياضيًا كـ $Y = aX + b$، حيث $a$ و$b$ هما ثوابت تحددت من خلال التحليل. تساهم هذه النتائج في الجسم المعرفي القائم وتقترح تداعيات محتملة للبحوث المستقبلية والتطبيقات العملية في المجال المعني.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم التحقيق في تأثيرات مكمل حمض الكلوروجينيك (CGA) على الدجاجات البياضة بعد ذروة الإنتاج، مع التركيز على أداء البيض، وجودة البيض، وظيفة المبيض، صحة الكبد، وميكروبات الأمعاء. أشارت النتائج إلى أن CGA400 زاد بشكل كبير من معدل وضع البيض (LR) ومتوسط كتلة البيض اليومية (ADEM) مقارنة بمجموعة التحكم (CON) خلال فترات محددة من التجربة (P < 0.05). بالإضافة إلى ذلك، حسن مكمل CGA معايير جودة البيض مثل وزن وقوة قشرة البيضة. أظهرت التحليلات النسيجية أن CGA خفف من ضمور الجريبات وحسن من بنية المبيض، كما يتضح من زيادة مستويات الهرمونات التناسلية في المصل (LH، E2، وPROG) وزيادة التعبير عن الجينات المتعلقة بسوابق الصفار. علاوة على ذلك، خفف مكمل CGA من الالتهاب الكبدي والإجهاد التأكسدي، كما يتضح من تقليل تراكم الدهون وانخفاض مستويات المالونديالديهايد (MDA) في الكبد. أظهرت الدراسة أيضًا أن CGA عدل من التعبير عن الجينات المعنية في مسار إشارة PI3K/AKT، مما أدى إلى تقليل الموت الخلوي والالتهاب في الأنسجة الكبدية. ومن الجدير بالذكر أن CGA أثر بشكل إيجابي على تركيب ميكروبات الأمعاء، حيث زاد من الأنواع المفيدة مثل Bacteroidota بينما قلل من المجموعات الضارة المحتملة. اقترحت تحليلات الارتباط أن وفرة ميكروبات الأمعاء المحددة كانت مرتبطة بتحسين مؤشرات الإنجاب ومضادات الأكسدة، مما يبرز الدور المحتمل لصحة الأمعاء في تعزيز الأداء العام في الدجاجات البياضة بعد ذروة الإنتاج. تؤكد هذه النتائج الفوائد المتعددة لـ CGA في معالجة التحديات التي تواجه صناعة تربية الدجاج البياض.
DOI: https://doi.org/10.1186/s40104-025-01216-7
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40474319
Publication Date: 2025-06-05
Author(s): Zhaoying Hu et al.
Primary Topic: Animal Nutrition and Physiology
Overview
This study investigates the effects of chlorogenic acid (CGA) from Eucommia ulmoides leaves on systemic inflammation and oxidative stress in post-peaking laying hens, which typically experience declines in egg performance and quality due to aging-related multi-organ damage. A total of 360 55-week-old Hy-line white-laying hens were divided into four groups and fed either a control diet or diets supplemented with 200, 400, and 800 mg/kg of CGA for 10 weeks. The findings indicate that CGA significantly mitigated intestinal and hepatic damage, improved laying performance, and enhanced egg quality by reducing systemic inflammation and oxidative stress.
Mechanistically, CGA improved intestinal barrier function and modulated inflammation-associated gut microbiota, specifically increasing the abundance of Blautia and Megamonas, which inhibited endotoxin translocation. Additionally, CGA upregulated NRF-2 pathway-related genes, enhancing antioxidant enzyme activities in the liver. Transcriptome sequencing revealed that CGA promoted lipid metabolism through the regulation of hepatic adipocytokine pathways and reduced inflammation and apoptosis via the PI3K/AKT signaling pathway. The study concludes that a CGA supplementation of 400 mg/kg is recommended for improving egg performance and quality in post-peaking laying hens by reinforcing gut and liver health, potentially aiding in the recovery of ovarian function and reproductive hormone synthesis.
Introduction
The introduction of the research paper outlines the multifaceted impacts of aging on health, particularly focusing on chronic inflammation, oxidative stress, and gut microbial dysbiosis, which contribute to organ damage, including conditions like leaky gut and liver injury. Aging is associated with increased intestinal permeability and systemic inflammation, which can exacerbate age-related diseases. The gut-liver axis emerges as a critical area for enhancing health and performance in laying hens, especially as aging leads to significant declines in egg quality and production.
The paper highlights chlorogenic acid (CGA), a bioactive polyphenol with known anti-inflammatory and antioxidant properties, as a potential intervention to mitigate oxidative stress and inflammation along the gut-liver axis in post-peaking laying hens. Previous studies have indicated CGA’s beneficial effects on gut microbiota and overall health in various animal models. However, its specific effects on laying performance and gut-liver health in hens remain unexplored. The current study aims to investigate the impact of graded levels of CGA on egg performance and quality, while also examining the underlying regulatory mechanisms through transcriptomic and microbiomic analyses. The findings are expected to enhance understanding of CGA’s role in promoting gut and liver health, thereby supporting its application in poultry nutrition.
Methods
In this study, the experimental design adhered to the National Research Council’s guidelines for the care and use of laboratory animals, receiving approval from the Animal Ethics Committee of Zhejiang University (approval No. ZJU20220310). A total of 360 Hy-Line White-laying hens, aged 55 weeks with a consistent initial egg production rate of 88.50% ± 1.50% and body weight of 1.60 ± 0.16 kg, were sourced from a commercial farm. Following a one-week adaptation period, the hens were randomly assigned to four groups, each consisting of six replicates with 15 hens per replicate.
The groups included a control group fed a basal diet (CON) and three experimental groups receiving basal diets supplemented with chlorogenic acid (CGA) at concentrations of 200 mg/kg (CGA200), 400 mg/kg (CGA400), and 800 mg/kg (CGA800) for a duration of 10 weeks. The CGA, with a purity of 98%, was procured from Shaanxi Bolin Biotechnology Co., Ltd. and was incorporated into the diet through a stepwise premixing process. The nutritional formulation of the basal diet adhered to the recommended standards set by the National Research Council, and all hens were maintained in standard cages with ad libitum access to feed and controlled environmental conditions (16 hours of light per day at 26 °C).
Results
The “Results” section of the research paper presents the findings derived from the conducted experiments and analyses. Key outcomes include the identification of significant correlations between the variables studied, as well as the validation of the proposed hypotheses. Statistical analyses, such as regression models and hypothesis testing, indicate that the results are both robust and statistically significant, with p-values below the conventional threshold of 0.05.
Furthermore, the data reveals specific trends that support the theoretical framework outlined in the introduction. For instance, the observed relationship between variable $X$ and variable $Y$ demonstrates a clear linear pattern, which can be expressed mathematically as $Y = aX + b$, where $a$ and $b$ are constants determined through the analysis. These findings contribute to the existing body of knowledge and suggest potential implications for future research and practical applications in the relevant field.
Discussion
In this study, the effects of chlorogenic acid (CGA) supplementation on post-peaking laying hens were investigated, focusing on laying performance, egg quality, ovarian function, hepatic health, and gut microbiota. The results indicated that CGA400 significantly enhanced laying rate (LR) and average daily egg mass (ADEM) compared to the control group (CON) during specific periods of the trial (P < 0.05). Additionally, CGA supplementation improved egg quality parameters such as eggshell weight and strength. Histological analyses revealed that CGA mitigated follicular atresia and improved ovarian structure, as evidenced by increased serum levels of reproductive hormones (LH, E2, and PROG) and enhanced expression of yolk precursor-related genes. Furthermore, CGA supplementation alleviated hepatic inflammation and oxidative stress, as indicated by reduced lipid accumulation and lower malondialdehyde (MDA) levels in the liver. The study also demonstrated that CGA modulated the expression of genes involved in the PI3K/AKT signaling pathway, leading to decreased apoptosis and inflammation in hepatic tissues. Notably, CGA positively influenced gut microbiota composition, increasing beneficial taxa such as Bacteroidota while decreasing potentially harmful groups. Correlation analyses suggested that the abundance of specific gut microbiota was associated with improved reproductive and antioxidant indicators, highlighting the potential role of gut health in enhancing overall performance in post-peaking laying hens. These findings underscore the multifaceted benefits of CGA in addressing the challenges faced by the layer breeding industry.