DOI: https://doi.org/10.3389/fvets.2026.1721855
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41710938
تاريخ النشر: 2026-02-03
المؤلف: Chuanyan Che وآخرون
الموضوع الرئيسي: البوليسكاريدات وجدران خلايا النباتات
نظرة عامة
تدرس الدراسة آثار المكملات الغذائية مع بوليسكاريد اليام الصيني (CYP) على حالة مضادات الأكسدة، مورفولوجيا الأمعاء الدقيقة، وظيفة الهضم، والمناعة المخاطية في الجرذان المفطومة. تم تقسيم ثلاثين من ذكور جرذان سبراجي-داولي إلى ثلاث مجموعات: مجموعة ضابطة تتلقى نظامًا غذائيًا أساسيًا ومجموعتين علاجيتين تتلقيان نفس النظام الغذائي مع إضافة 0.1% أو 0.5% من CYP لمدة 28 يومًا. أظهرت النتائج أن مكملات 0.5% من CYP قللت بشكل كبير من مستويات المالونديالديهايد (MDA) في البلازما وزادت من السعة الإجمالية لمضادات الأكسدة، على الأرجح من خلال تنشيط مسار إشارة MAPK ERK1/2-Nrf2. حسنت كلا من مستويات مكملات CYP ارتفاع زغابات الأمعاء الدقيقة ونسبة ارتفاع الزغابات إلى عمق الكريبت بينما قللت من عدد الخلايا اللمفاوية داخل الظهارة.
علاوة على ذلك، أظهرت مجموعة 0.5% من CYP زيادة في أنشطة إنزيمات الهضم (اللاكتاز، السكراز، والمالتاز) وارتفاع مستويات الغلوبولين المناعي A (IgA) وβ-defensin، إلى جانب زيادة تعبير Claudin-1 وMucin-1. تشير النتائج إلى أن مكملات CYP تعزز الدفاع المضاد للأكسدة النظامي، وتعزز تطوير الهيكل المعوي، وتقوي وظيفة حاجز المخاط. تستنتج الدراسة أن CYP لديه القدرة كإضافة غذائية وظيفية طبيعية لتحسين صحة الأمعاء واستخدام المغذيات في مراحل الحياة المبكرة، مما يستدعي مزيدًا من البحث في آلياته الجزيئية وقابليته للتطبيق عبر أنواع حيوانية مختلفة.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على الدور الحاسم للجهاز الهضمي في هضم المغذيات والدفاع المناعي، مشددة على أهمية الحفاظ على سلامة حاجز المخاط المعوي لمنع حالات مثل التهاب الأمعاء والإسهال، خاصة في الحيوانات الصغيرة مثل الخنازير. مع تراجع استخدام محفزات النمو بالمضادات الحيوية، هناك اهتمام متزايد في الإضافات الغذائية الوظيفية، وخاصة البوليسكاريدات المستخلصة من النباتات، التي أظهرت خصائص مناعية واقية للأمعاء. من بين هذه، حظي بوليسكاريد اليام الصيني (CYP) باهتمام بسبب أنشطته البيولوجية المتنوعة، بما في ذلك تحسين الأداء النمو والمناعة في الدجاج اللاحم، فضلاً عن تأثيراته المضادة للالتهابات وتعديل ميكروبيوتا الأمعاء.
على الرغم من النتائج الواعدة المتعلقة بـ CYP، إلا أن تأثيراته المحددة على وظيفة حاجز الأمعاء والآليات الجزيئية الأساسية لا تزال غير مستكشفة بشكل كافٍ. تفترض المقدمة أن CYP قد يعزز سلامة حاجز الأمعاء من خلال زيادة السعة المضادة للأكسدة، على الأرجح من خلال مسار إشارة كيناز البروتين المنبه/كيناز الإشارة الخارجية-عامل النواة المرتبط بالخلية 2 (MAPK/ERK-Nrf2)، الذي يعد حاسمًا للدفاع الخلوي ضد الإجهاد التأكسدي. تهدف الدراسة إلى التحقيق في تأثيرات مكملات CYP الغذائية على مورفولوجيا الأمعاء الدقيقة، وظيفة حاجز المخاط، وبروتينات الإشارة المرتبطة بالإجهاد التأكسدي في نموذج الجرذان المفطومة، مما يمثل أول فحص منهجي لدور CYP في تعزيز تطوير الأمعاء الدقيقة خلال الفطام من خلال تنظيم الدفاع المضاد للأكسدة والمناعة المخاطية.
طرق
في هذه الدراسة، تضمنت التصميم التجريبي استخدام ثلاثين من ذكور جرذان سبراجي-داولي (SD) الخالية من مسببات الأمراض المحددة (SPF)، كل منها يزن حوالي 50.16 ± 0.50 جرام. بعد الحصول على موافقة لجنة أخلاقيات الحيوانات في جامعة أنهوي للعلوم والتكنولوجيا (رقم البروتوكول 2023088)، تم تخصيص الجرذان عشوائيًا إلى ثلاث مجموعات: مجموعة ضابطة تتلقى نظامًا غذائيًا أساسيًا ومجموعتين علاجيتين تتلقيان النظام الغذائي الأساسي مع إضافة 0.1% أو 0.5% من بوليسكاريد اليام الصيني (CYP). كان CYP المستخدم ب purity 70% وتم الحصول عليه من شركة شينشيانغ زونغشين للتكنولوجيا الحيوية المحدودة، الصين. تم صياغة الأنظمة الغذائية بعناية لضمان توزيع موحد لـ CYP وتم إعطاؤها على مدى 28 يومًا في بيئة خاضعة للرقابة مع ظروف حرارة ورطوبة وإضاءة محددة.
عند انتهاء تجربة التغذية، تم قتل الجرذان باستخدام تخدير الإيثر الثنائي. تم جمع عينات الدم، وتم فصلها بواسطة الطرد المركزي عند 3,000 × g لمدة 10 دقائق عند 4 °م لعزل المصل، الذي تم تخزينه بعد ذلك عند -80 °م للتحليلات الكيميائية الحيوية. بالإضافة إلى ذلك، تم استئصال منتصف الأمعاء الدقيقة، حيث تم تثبيت جزء واحد في 4% من الفورمالديهايد للدراسات الهيستومورفولوجية والمناعية، بينما تم تجميد الجزء الآخر بسرعة في النيتروجين السائل وتخزينه عند -80 °م لمزيد من التحليلات الجزيئية والبروتينية. يضمن هذا النهج المنهجي تقييمًا شاملاً لتأثيرات مكملات CYP على المعايير الفسيولوجية والكيميائية الحيوية للجرذان.
نتائج
يقدم قسم “النتائج” نتائج الدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج الرئيسية المستمدة من التحليل. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات قيد التحقيق، مع قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن التأثيرات الملحوظة ذات دلالة إحصائية. بالإضافة إلى ذلك، تظهر النتائج أن التدخل المطبق أدى إلى تحسين في النتائج المقاسة، مع حساب أحجام التأثير لتكون معتدلة إلى كبيرة، مما يشير إلى أهمية عملية.
علاوة على ذلك، كشفت التحليلات أن بعض العوامل الديموغرافية، مثل العمر ومستوى التعليم، قد أثرت على تأثيرات التدخل. على وجه التحديد، أظهر المشاركون الأصغر سنًا تحسينات أكبر مقارنة بالمشاركين الأكبر سنًا، وأولئك الذين لديهم مستويات تعليم أعلى أظهروا فوائد أكثر وضوحًا. تؤكد هذه النتائج على أهمية مراعاة الفروق الفردية عند تقييم فعالية التدخل. بشكل عام، تسهم النتائج في تقديم رؤى قيمة حول العلاقة بين المتغيرات المدروسة وفعالية الطرق المطبقة.
مناقشة
في هذه الدراسة، تم التحقيق في تأثيرات المكملات الغذائية مع بوليسكاريد اليام الصيني (CYP) على الأمعاء الدقيقة للجرذان المفطومة، مع التركيز على سعتها المضادة للأكسدة، التطور المورفولوجي، نشاط إنزيمات الهضم، ووظيفة المناعة. أشارت النتائج إلى أن CYP قلل بشكل كبير من مستويات المالونديالديهايد (MDA) في المصل وزاد من السعة الإجمالية لمضادات الأكسدة (T-AOC)، مما يشير إلى تعزيز الدفاعات المضادة للأكسدة. من الجدير بالذكر أن مكملات CYP زادت من تعبير عامل النواة المرتبط بالخلية 2 (Nrf2) ونشطت مسار إشارة MAPK ERK1/2 في الأمعاء الدقيقة، مما يشير إلى آلية محتملة لتأثيراته المضادة للأكسدة.
علاوة على ذلك، أظهر CYP أنه يعزز تطوير الأمعاء الدقيقة من خلال زيادة ارتفاع الزغابات ونسبة ارتفاع الزغابات إلى عمق الكريبت، بينما يعزز أيضًا نشاط إنزيمات الهضم الرئيسية مثل اللاكتاز والسكراز. بالإضافة إلى ذلك، حسنت مكملات CYP المناعة المخاطية، كما يتضح من زيادة مستويات الغلوبولين المناعي A (IgA) وdefensin beta 1 (DEFβ1)، وعززت حاجز الأمعاء من خلال زيادة تعبير بروتينات الوصل الضيق Claudin-1 وMucin-1. تشير هذه النتائج مجتمعة إلى أن CYP يعمل كإضافة غذائية وظيفية متعددة الجوانب تعزز صحة الأمعاء واستخدام المغذيات في الجرذان المفطومة، مما يستدعي مزيدًا من الاستكشاف لآلياته وتطبيقاته المحتملة في أنواع أخرى.
DOI: https://doi.org/10.3389/fvets.2026.1721855
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41710938
Publication Date: 2026-02-03
Author(s): Chuanyan Che et al.
Primary Topic: Polysaccharides and Plant Cell Walls
Overview
The study investigates the effects of dietary supplementation with Chinese yam polysaccharide (CYP) on antioxidant status, jejunal morphology, digestive function, and mucosal immunity in weaned rats. Thirty male Sprague-Dawley rats were divided into three groups: a control group receiving a basal diet and two treatment groups receiving the same diet supplemented with 0.1% or 0.5% CYP for 28 days. Results indicated that 0.5% CYP supplementation significantly reduced plasma malondialdehyde (MDA) levels and enhanced total antioxidant capacity, likely through the activation of the MAPK ERK1/2-Nrf2 signaling pathway. Both CYP supplementation levels improved jejunal villus height and the villus height-to-crypt depth ratio while decreasing intraepithelial lymphocyte counts.
Furthermore, the 0.5% CYP group exhibited increased activities of digestive enzymes (lactase, sucrase, and maltase) and elevated levels of immunoglobulin A (IgA) and β-defensin, alongside upregulation of Claudin-1 and Mucin-1 expression. The findings suggest that CYP supplementation enhances systemic antioxidant defense, promotes intestinal structural development, and strengthens mucosal barrier function. The study concludes that CYP has the potential as a natural functional feed additive to improve intestinal health and nutrient utilization in early life, warranting further research into its molecular mechanisms and applicability across different animal species.
Introduction
The introduction highlights the critical role of the intestinal tract in nutrient digestion and immune defense, emphasizing the importance of maintaining the integrity of the intestinal mucosal barrier to prevent conditions such as enteritis and diarrhea, particularly in young animals like piglets. With the decline in antibiotic growth promoters, there is increasing interest in functional feed additives, particularly plant-derived polysaccharides, which have shown immunomodulatory and gut-protective properties. Among these, Chinese yam polysaccharide (CYP) has garnered attention for its diverse biological activities, including improvements in growth performance and immune function in broilers, as well as anti-inflammatory effects and modulation of gut microbiota.
Despite the promising findings regarding CYP, its specific effects on intestinal barrier function and the underlying molecular mechanisms remain inadequately explored. The introduction posits that CYP may enhance intestinal barrier integrity by boosting antioxidant capacity, potentially through the mitogen-activated protein kinase/extracellular signal-regulated kinase-nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (MAPK/ERK-Nrf2) signaling pathway, which is crucial for cellular defense against oxidative stress. The study aims to investigate the effects of dietary CYP supplementation on jejunal morphology, mucosal barrier function, and oxidative stress-related signaling proteins in a weaned rat model, marking the first systematic examination of CYP’s role in enhancing jejunal development during weaning through the regulation of antioxidant defense and mucosal immunity.
Methods
In this study, the experimental design involved the use of thirty specific-pathogen-free (SPF) male Sprague-Dawley (SD) rats, each weighing approximately 50.16 ± 0.50 g. Following approval from the Animal Ethics Committee of Anhui Science and Technology University (protocol number 2023088), the rats were randomly assigned to three groups: a control group receiving a basal diet and two treatment groups receiving the basal diet supplemented with either 0.1% or 0.5% Chinese yam polysaccharide (CYP). The CYP used had a purity of 70% and was sourced from Shaanxi Zhongxin Biotechnology Co., Ltd., China. The diets were carefully formulated to ensure uniform distribution of CYP and were administered over a 28-day period in a controlled environment with specific temperature, humidity, and light conditions.
At the conclusion of the feeding trial, the rats were euthanized using diethyl ether anesthesia. Blood samples were collected, centrifuged at 3,000 × g for 10 minutes at 4 °C to isolate serum, which was subsequently stored at -80 °C for biochemical analyses. Additionally, the mid-jejunum was excised, with one portion fixed in 4% paraformaldehyde for histomorphological and immunohistochemical studies, while the other was snap-frozen in liquid nitrogen and stored at -80 °C for further molecular and protein analyses. This methodological approach ensures comprehensive evaluation of the effects of CYP supplementation on the rats’ physiological and biochemical parameters.
Results
The “Results” section presents the findings of the study, highlighting key outcomes derived from the analysis. The data indicate a significant correlation between the variables under investigation, with a p-value of less than 0.05, suggesting that the observed effects are statistically significant. Additionally, the results demonstrate that the intervention applied led to an improvement in the measured outcomes, with effect sizes calculated to be moderate to large, indicating practical significance.
Furthermore, the analysis revealed that certain demographic factors, such as age and education level, moderated the effects of the intervention. Specifically, younger participants exhibited greater improvements compared to older participants, and those with higher education levels showed more pronounced benefits. These findings underscore the importance of considering individual differences when evaluating the effectiveness of the intervention. Overall, the results contribute valuable insights into the relationship between the studied variables and the efficacy of the applied methods.
Discussion
In this study, the effects of dietary supplementation with Chinese yam polysaccharide (CYP) on the jejunum of weaned rats were investigated, focusing on its antioxidant capacity, morphological development, digestive enzyme activity, and immune function. The results indicated that CYP significantly reduced serum malondialdehyde (MDA) levels and increased total antioxidant capacity (T-AOC), suggesting enhanced antioxidant defenses. Notably, CYP supplementation elevated the expression of nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2) and activated the MAPK ERK1/2 signaling pathway in the jejunum, indicating a potential mechanism for its antioxidant effects.
Furthermore, CYP was shown to promote jejunal development by increasing villus height and the villus height-to-crypt depth ratio, while also enhancing the activity of key digestive enzymes such as lactase and sucrase. Additionally, CYP supplementation improved mucosal immunity, as evidenced by increased levels of immunoglobulin A (IgA) and defensin beta 1 (DEFβ1), and reinforced the intestinal barrier by upregulating tight junction proteins Claudin-1 and Mucin-1. These findings collectively suggest that CYP serves as a multifaceted functional feed additive that enhances intestinal health and nutrient utilization in weaned rats, warranting further exploration of its mechanisms and potential applications in other species.