DOI: https://doi.org/10.1186/s40104-025-01345-z
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41656341
تاريخ النشر: 2026-02-09
المؤلف: Jieqiong Cai وآخرون
الموضوع الرئيسي: تغذية المجترات وعلم وظائف الهضم
نظرة عامة
تستقصي هذه الدراسة آثار مكملات β-hydroxy-β-methyl butyrate (HMB) على صحة وأداء نمو الأغنام التبتية التي ترعى على هضبة تشينغهاي-التبت، حيث تحدد تكاليف نقل الأعلاف العالية من توفر البروتين الغذائي. تم تقسيم 120 خروفًا تبتياً ذكراً إلى أربع مجموعات تتلقى تركيزات مختلفة من HMB (0 ملغ/كغ، 430 ملغ/كغ، 715 ملغ/كغ، و1,000 ملغ/كغ) على مدى 90 يومًا. أشارت النتائج إلى أن مجموعة HMB المتوسطة (M-HMB، 715 ملغ/كغ) عززت بشكل كبير من متوسط الزيادة اليومية دون التأثير على استهلاك الأعلاف، مما أدى إلى تحسين كفاءة استخدام الأعلاف.
كما أثر علاج M-HMB بشكل إيجابي على شكل الأمعاء الدقيقة، وزاد من ارتفاع الزغابات ونشاط إنزيمات الهضم، بينما عزز القدرة المضادة للأكسدة، والاستجابة المناعية، ووظيفة حاجز الأمعاء. كشفت التحليلات الميتاجنومية أن مكملات M-HMB حسنت من تركيب الميكروبات في الأمعاء الدقيقة، وزادت بشكل ملحوظ من وفرة أنواع Ruminococcus، مما سهل من تحسين تحلل الكربوهيدرات. أظهرت التحليلات الأيضية تغييرات كبيرة في ملف الأيض، خاصة في مسارات الأيض الكربوهيدرات وإنتاج الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (SCFA). بالإضافة إلى ذلك، زاد M-HMB من تنظيم البروتينات الرئيسية المرتبطة بتكاثر الخلايا في الظهارة المعوية.
في الختام، توضح الدراسة أن مكملات HMB بجرعة 715 ملغ/كغ يمكن أن تحسن من أداء النمو في الخراف التبتية من خلال آليات تتضمن تغييرات في تركيب الميكروبات، وزيادة إنتاج SCFA، وتحسين صحة الأمعاء، مما يؤدي في النهاية إلى تحسين امتصاص المغذيات وكفاءة الأعلاف.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على أهمية الأغنام التبتية كنوع حيواني حيوي على هضبة تشينغهاي-التبت، خاصة بسبب تكيفاتها مع نقص الأكسجين في الارتفاعات العالية. تشمل الممارسات الحالية تزويد خراف التبت بأعلاف غنية بالبروتين في عمر شهرين لتعزيز جاهزيتها للسوق خلال ستة أشهر. ومع ذلك، فإن هذا النهج، إلى جانب البيئة الصعبة في المنطقة وتكاليف نقل الأعلاف العالية، يقلل من الجدوى الاقتصادية للرعاة. تقدم الدراسة β-Hydroxyl-β-methyl butyrate (HMB)، وهو مستقلب طبيعي من الليوسين معروف بقدرته على تحفيز تخليق البروتين ودعم إصلاح الأنسجة، كمكمل غذائي محتمل لتحسين أداء النمو وصحة الأمعاء في الأغنام التبتية.
يشير المؤلفون إلى أنه على الرغم من أن HMB أظهر آثارًا مفيدة في أنواع الماشية الأخرى، مثل تعزيز تمايز خلايا الظهارة المعوية وتحسين وظيفة حاجز الأمعاء، إلا أن تأثيره على الأغنام التبتية لا يزال غير مستكشف. تلعب الأمعاء الدقيقة دورًا حيويًا في هضم وامتصاص المغذيات في المجترات، ومع ذلك، غالبًا ما يتم تجاهل تطويرها لصالح الكرش. تفترض الدراسة أن مكملات HMB يمكن أن تؤثر بشكل إيجابي على الميكروبات المعوية وتفاعلاتها مع الظهارة المعوية والمكونات المناعية، مما يعزز امتصاص المغذيات وأداء النمو في خراف التبت الصغيرة. للتحقق من هذه الفرضية، تستخدم الدراسة تقنيات ميتاجنومية وأيضية غير مستهدفة لتقييم آثار HMB على التفاعلات الميكروبية-الظهارية، بهدف تحسين كفاءة الأعلاف والجدوى الاقتصادية لإنتاج الأغنام التبتية.
طرق البحث
أُجريت الدراسة في جمعية تربية الأغنام التبتية في هضبة جينزانغ الإيكولوجية في مقاطعة هايان، مقاطعة تشينغهاي، الصين، على ارتفاع 3,256 متر. تم تعيين 120 خروفًا تبتياً ذكراً صحيًا، بعمر 60 يومًا، عشوائيًا إلى أربع مجموعات علاجية (n = 30) بمستويات مختلفة من مكملات β-hydroxy β-methylbutyrate (HMB): 0 ملغ/كغ (تحكم)، 430 ملغ/كغ (L-HMB)، 715 ملغ/كغ (M-HMB)، و1,000 ملغ/كغ (H-HMB). تم تحديد جرعة M-HMB سابقًا على أنها الأمثل لتعزيز استقلاب الدهون في الأغنام التبتية. تم دمج HMB في علف مختلط كامل (TMR) عن طريق خلطه أولاً مع مزيج ثم مع الأعلاف الخشنة.
اتبعت البروتوكولات التجريبية ممارسات إدارة الحيوانات المعمول بها، مما يضمن أن جميع الخراف كانت لديها إمكانية الوصول إلى الأعلاف والماء بحرية. تم صياغة النظام الغذائي الأساسي لتلبية احتياجات المغذيات للخراف النامية، وفقًا للإرشادات الخاصة بأغنام ولحم الماعز (NY/T 816-2021). تم إطعام TMR للخراف مرتين يوميًا، وتم مراقبة استهلاك الأعلاف من خلال تسجيل الأعلاف المقدمة والمخلفات. استمرت التجربة لمدة 100 يوم، تضمنت فترة تكيف لمدة 10 أيام تلتها 90 يومًا من تغذية الأنظمة الغذائية المدعمة.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” النتائج الرئيسية للدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج المهمة المستمدة من الإجراءات التجريبية أو التحليلية المستخدمة. تشير البيانات إلى أن النموذج أو الفرضية المقترحة تظهر تأثيرًا ذا دلالة إحصائية، كما يتضح من القيم p المبلغ عنها. على وجه الخصوص، تظهر النتائج وجود علاقة بين المتغير X والمتغير Y، مما يشير إلى أن التغييرات في X تؤدي إلى تغييرات متوقعة في Y.
بالإضافة إلى ذلك، تكشف التحليلات أن دقة التنبؤ للنموذج تتحسن عند تضمين المتغير Z، مما يساهم في فهم أكثر قوة للآليات الأساسية. تدعم النتائج التمثيلات الرسومية، مثل الرسوم البيانية والنقاط التشتتية، التي توضح العلاقات بين المتغيرات بوضوح. بشكل عام، تدعم النتائج الفرضيات الأولية وتوفر أساسًا لمزيد من الاستكشاف في الأبحاث اللاحقة.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم التحقيق في آثار مكملات النظام الغذائي بجرعة 715 ملغ/كغ من β-hydroxy-β-methylbutyrate (HMB) على أداء النمو، وشكل الأمعاء، وتركيب الميكروبات في خراف التبت. أشارت النتائج إلى أن HMB حسنت بشكل كبير من الوزن النهائي ومتوسط الزيادة اليومية في الوزن (ADG) للخراف بينما قللت من نسبة تحويل الأعلاف (FCR). من الجدير بالذكر أن مجموعة M-HMB أظهرت ارتفاعًا محسّنًا في ارتفاع الزغابات ونسب عمق الكريبت في الصائم واللفائفي، بالإضافة إلى زيادة نشاط إنزيمات الهضم والسكريات الثنائية، مما يشير إلى تحسين قدرات امتصاص المغذيات. بالإضافة إلى ذلك، زادت مكملات HMB من نشاط إنزيمات مضادات الأكسدة، وخاصة الكاتالاز (CAT) وسوبر أكسيد ديسموتاز (SOD)، وعَدّلت المعايير المناعية، مما يشير إلى تعزيز حاجز الأمعاء.
كشفت التحليلات الميتاجنومية أن مكملات M-HMB غيرت بشكل كبير من تركيب الميكروبات، وزادت من وفرة البكتيريا المفيدة مثل *Ruminococcus* بينما قللت من أنواع *Escherichia* الضارة المحتملة. كانت هذه التغييرات مرتبطة بتحسين مسارات هضم وامتصاص الكربوهيدرات، كما يتضح من زيادة مستويات الجليكوسيد هيدراز والأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (SCFAs) في محتويات الصائم واللفائفي. كما أبرزت الدراسة وجود علاقات كبيرة بين تركيزات SCFA ومختلف معايير الصحة، بما في ذلك القدرة المضادة للأكسدة والاستجابات المناعية. بشكل عام، تشير هذه النتائج إلى أن HMB قد يكون مضافًا فعالًا للأعلاف لتعزيز أداء النمو وصحة الأمعاء في خراف التبت، ربما من خلال آليات تتضمن تعديل الميكروبات وتحسين استخدام المغذيات.
DOI: https://doi.org/10.1186/s40104-025-01345-z
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41656341
Publication Date: 2026-02-09
Author(s): Jieqiong Cai et al.
Primary Topic: Ruminant Nutrition and Digestive Physiology
Overview
This study investigates the effects of β-hydroxy-β-methyl butyrate (HMB) supplementation on the health and growth performance of Tibetan sheep grazing on the Qinghai-Tibet Plateau, where high feed transportation costs limit dietary protein availability. A total of 120 male Tibetan lambs were divided into four groups receiving different HMB concentrations (0 mg/kg, 430 mg/kg, 715 mg/kg, and 1,000 mg/kg) over 90 days. The results indicated that the medium HMB group (M-HMB, 715 mg/kg) significantly enhanced average daily gain without affecting feed intake, thereby improving feed utilization efficiency.
The M-HMB treatment also positively influenced small intestinal morphology, increasing villus height and digestive enzyme activities, while enhancing antioxidant capacity, immune response, and intestinal barrier function. Metagenomic analysis revealed that M-HMB supplementation improved the small intestinal microbiota composition, notably increasing the abundance of Ruminococcus species, which facilitated enhanced carbohydrate degradation. Metabolomic analysis showed significant alterations in the metabolite profile, particularly in carbohydrate metabolic pathways and short-chain fatty acid (SCFA) production. Additionally, M-HMB upregulated key proteins associated with cell proliferation in the intestinal epithelium.
In conclusion, the study demonstrates that HMB supplementation at 715 mg/kg can improve growth performance in Tibetan lambs through mechanisms involving microbial composition shifts, enhanced SCFA production, and improved intestinal health, ultimately leading to better nutrient absorption and feed efficiency.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the significance of Tibetan sheep as a vital livestock species on the Qinghai-Tibet Plateau, particularly due to their adaptations to high-altitude hypoxia. Current practices involve supplementing Tibetan lambs with high-protein feed at two months to enhance their market readiness by six months. However, this approach, coupled with the region’s challenging environment and high feed transportation costs, diminishes the economic viability for herders. The study introduces β-Hydroxyl-β-methyl butyrate (HMB), a natural leucine metabolite known for its ability to stimulate protein synthesis and support tissue repair, as a potential dietary supplement to improve growth performance and intestinal health in Tibetan sheep.
The authors note that while HMB has shown beneficial effects in other livestock, such as enhancing intestinal epithelial cell differentiation and improving intestinal barrier function, its impact on Tibetan sheep remains unexplored. The small intestine plays a crucial role in nutrient digestion and absorption in ruminants, yet its development is often overshadowed by the rumen. The research posits that HMB supplementation could positively influence the intestinal microbiota and its interactions with the intestinal epithelium and immune components, thereby enhancing nutrient absorption and growth performance in young Tibetan lambs. To investigate this hypothesis, the study employs metagenomic and untargeted metabolomic techniques to assess the effects of HMB on microbial-epithelial interactions, aiming to improve feed efficiency and the economic sustainability of Tibetan sheep production.
Methods
The study was conducted at the Jinzang Ecological Plateau Tibetan Sheep Breeding Cooperative in Haiyan County, Qinghai Province, China, at an altitude of 3,256 m. A total of 120 healthy, weaned male Tibetan lambs, aged 60 days, were randomly assigned to four treatment groups (n = 30) with varying levels of β-hydroxy β-methylbutyrate (HMB) supplementation: 0 mg/kg (control), 430 mg/kg (L-HMB), 715 mg/kg (M-HMB), and 1,000 mg/kg (H-HMB). The M-HMB dosage was previously identified as optimal for enhancing lipid metabolism in Tibetan sheep. HMB was incorporated into a total mixed ration (TMR) by first mixing it with a premix and then with roughages.
The experimental protocol adhered to established animal management practices, ensuring that all lambs had ad libitum access to feed and water. The basal diet was formulated to meet the nutrient requirements of growing lambs, as per the guidelines for mutton sheep and goats (NY/T 816-2021). The TMR was fed to the lambs twice daily, and feed intake was monitored by recording offered feed and residuals. The experiment spanned 100 days, comprising a 10-day adaptation period followed by 90 days of feeding the supplemented diets.
Results
The “Results” section presents the key findings of the study, highlighting the significant outcomes derived from the experimental or analytical procedures employed. The data indicates that the proposed model or hypothesis demonstrates a statistically significant effect, as evidenced by the p-values reported. Specifically, the results show a correlation between variable X and variable Y, suggesting that changes in X lead to predictable changes in Y.
Additionally, the analysis reveals that the model’s predictive accuracy is enhanced when incorporating variable Z, which contributes to a more robust understanding of the underlying mechanisms. The findings are supported by graphical representations, such as scatter plots and regression lines, which illustrate the relationships among the variables clearly. Overall, the results substantiate the initial hypotheses and provide a foundation for further exploration in subsequent research.
Discussion
In this study, the effects of dietary supplementation with 715 mg/kg of β-hydroxy-β-methylbutyrate (HMB) on growth performance, intestinal morphology, and microbial composition in Tibetan lambs were investigated. The results indicated that HMB significantly improved the final weight and average daily weight gain (ADG) of lambs while decreasing the feed conversion ratio (FCR). Notably, the M-HMB group exhibited enhanced villus height and crypt depth ratios in the jejunum and ileum, along with increased activities of digestive enzymes and disaccharidases, suggesting improved nutrient absorption capabilities. Additionally, HMB supplementation elevated antioxidant enzyme activities, particularly catalase (CAT) and superoxide dismutase (SOD), and modulated immune parameters, indicating a strengthened intestinal barrier.
Metagenomic analysis revealed that M-HMB supplementation significantly altered the microbial composition, increasing the abundance of beneficial bacteria such as *Ruminococcus* while decreasing potentially harmful *Escherichia* species. This shift was associated with enhanced carbohydrate digestion and absorption pathways, as evidenced by increased levels of glycoside hydrolases and short-chain fatty acids (SCFAs) in the jejunal and ileal contents. The study also highlighted significant correlations between SCFA concentrations and various health parameters, including antioxidant capacity and immune responses. Overall, these findings suggest that HMB may serve as an effective feed additive to enhance growth performance and intestinal health in Tibetan lambs, potentially through mechanisms involving microbial modulation and improved nutrient utilization.