DOI: https://doi.org/10.1186/s42523-025-00479-9
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41680945
تاريخ النشر: 2026-02-12
المؤلف: Qinran Yu وآخرون
الموضوع الرئيسي: الدراسات الأصلية والبيئة
نظرة عامة
تبحث هذه الدراسة في تأثير التغذية التكميلية المركزة على الميكروبيوم المعوي وملفات الأيض للياك، مع التركيز بشكل خاص على البروبيوتيك Lactobacillus fermentum. شملت الدراسة 80 ياكًا ذكريًا من بامير مقسمة إلى أربع مجموعات: مجموعة التحكم (Con)، مجموعة الطاقة المتوسطة (ME)، مجموعة الطاقة العالية (HE)، ومجموعة الطاقة المتوسطة مع Lactobacillus fermentum (MEJ). على مدار تجربة استمرت 150 يومًا، تم مراقبة الوزن الجسماني، وتم تحليل أنسجة الأمعاء الدقيقة. أظهرت النتائج الرئيسية أن مجموعة HE أظهرت عمقًا أكبر في الخبايا ووفرة نسبية أعلى من Clostridium_sensu_stricto_1، بينما أظهرت مجموعة MEJ تحسينات في شكل الأمعاء، بما في ذلك ارتفاع الزغابات وسمك العضلات، إلى جانب زيادة في أعداد البكتيريا المفيدة مثل Paeniclostridium وRomboutsia وTreponema. بالإضافة إلى ذلك، كانت تركيزات الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة في ياك MEJ مرتفعة بشكل ملحوظ وتم تحديد أنواع ميكروبية حاسمة ومواد أيضية مرتبطة بهذه التأثيرات.
في الختام، تظهر الدراسة أن المكملات الغذائية مع Lactobacillus fermentum تعزز صحة الأمعاء وأيض الطاقة في الياك خلال تغذية الشتاء. تشير النتائج إلى أن هذا البروبيوتيك لا يحسن فقط امتصاص العناصر الغذائية والهضم، بل يقلل أيضًا من المخاطر الأيضية المرتبطة بزيادة تناول الطاقة. تساهم هذه الرؤى في تطوير استراتيجيات تغذية محسنة وتغذية دقيقة في إنتاج المجترات، مما قد يعود بالفائدة على رفاهية الحيوانات وربحية الرعاة.
مقدمة
تسلط مقدمة هذه الورقة البحثية الضوء على التكيفات الفريدة للياك (Bos grunniens) في البيئات المرتفعة، مما يبرز أهميته كمورد للمجتمعات على هضبة التبت. نظرًا لانخفاض جودة العلف خلال الشتاء، فإن استراتيجيات التغذية التكميلية ضرورية لتحسين تغذية الياك. بينما يمكن أن تعزز الأنظمة الغذائية عالية الطاقة النمو في المجترات، إلا أنها قد تعطل توازن الميكروبيوم المعوي وتؤثر على الصحة، مما يستلزم فهمًا أعمق لاستجابة الميكروبيوم المعوي لمثل هذه الأنظمة الغذائية.
تركز الدراسة على دور Lactobacillus fermentum في صحة الأمعاء وإنتاجية الياك. تُعرف Lactobacillus spp. بخصائصها المفيدة، بما في ذلك إنتاج حمض اللبنيك والأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (SCFAs)، التي تساعد في الحفاظ على توازن الأمعاء وتعديل الاستجابات المناعية. يفترض المؤلفون أن مكملات Lactobacillus fermentum يمكن أن تؤثر بشكل إيجابي على تركيب الميكروبيوم المعوي وعمليات الأيض للطاقة في المضيف. لاختبار ذلك، أجروا تجربة استمرت 150 يومًا مع 80 ياكًا ذكريًا من بامير، مستخدمين الهستومورفولوجيا، وتسلسل 16S rRNA، وعلم الأيض للتحقيق في تأثيرات Lactobacillus fermentum على الميكروبيوم المعوي وملفات الأيض. تهدف هذه الدراسة إلى تقديم رؤى حول تفاعلات الميكروبيوم والمضيف وإبلاغ استراتيجيات التغذية لتعزيز إنتاجية الياك ودعم الاقتصاد الرعوي المستدام في المناطق المرتفعة.
الطرق
توضح قسم “الطرق” الأساليب التجريبية والتحليلية المستخدمة في الدراسة. يتفصل تصميم التجارب، بما في ذلك اختيار الموضوعات والمواد والإجراءات المستخدمة لجمع البيانات. يتم وصف منهجيات محددة، مثل التحليلات الإحصائية أو النماذج الحاسوبية، لضمان إمكانية إعادة إنتاج النتائج وشفافية عملية البحث.
بالإضافة إلى ذلك، قد يتضمن القسم معلومات حول الأدوات والتقنيات المستخدمة لجمع البيانات وتحليلها، فضلاً عن أي بروتوكولات ذات صلة تم اتباعها للحفاظ على نزاهة النتائج. يتم التركيز على صرامة الأساليب للتحقق من النتائج ودعم الاستنتاجات المستخلصة في الدراسة.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم تقييم تأثيرات مستويات الطاقة الغذائية ومكملات Lactobacillus fermentum على أداء النمو، وشكل الأمعاء الدقيقة، وتركيب الميكروبيوم، وملفات الأيض للياك بشكل منهجي. تم تقسيم ثمانين ياكًا ذكريًا إلى أربع مجموعات: مجموعة تحكم ترعى في المراعي، مجموعة نظام غذائي متوسط الطاقة، مجموعة نظام غذائي عالي الطاقة، ومجموعة نظام غذائي متوسط الطاقة مكملة بـ Lactobacillus fermentum. أظهرت النتائج أن الياك في النظام الغذائي عالي الطاقة أظهر وزنًا جسمانيًا نهائيًا أكبر بكثير ومتوسط زيادة يومية مقارنة بالمجموعات الأخرى. من الجدير بالذكر أن مكملات Lactobacillus fermentum عززت أيضًا مقاييس النمو بالنسبة لمجموعة الطاقة المتوسطة. كشفت تقييمات شكل الأمعاء الدقيقة أن مجموعة التحكم كانت لديها ارتفاع زغابات وسمك عضلات أفضل، بينما أظهرت مجموعة الطاقة العالية عمقًا أكبر في الخبايا، مما يشير إلى أن مستويات الطاقة الغذائية ومكملات البروبيوتيك تؤثر بشكل كبير على تطور الأمعاء.
كشفت التحليلات الميكروبية من خلال تسلسل 16S rRNA عن تحولات مميزة في تركيب الميكروبيوم المعوي عبر مجموعات العلاج، مع زيادة غنى وتنوع الميكروبات نتيجة لمكملات Lactobacillus fermentum. تضمنت الفصائل السائدة Firmicutes وProteobacteria وBacteroidetes، مع اختلافات ملحوظة في وفرتها النسبية بناءً على التدخلات الغذائية. علاوة على ذلك، حددت ملفات الأيض تغييرات كبيرة في الأيضات المعوية، حيث أثرت مكملات Lactobacillus fermentum على المسارات المتعلقة بأيض الأحماض الأمينية وإنتاج SCFA. أدى النظام الغذائي عالي الطاقة إلى زيادة تركيزات الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (SCFAs)، وخاصة الأحماض الأسيتيك والبروبيونيك والبيوتيريك، التي تم تعزيزها بشكل أكبر من خلال مكملات البروبيوتيك. أشارت تحليلات الارتباط إلى وجود علاقات بين أنواع ميكروبية محددة ومؤشرات تطوير الأمعاء الدقيقة ومستويات SCFA، مما يبرز التفاعل المعقد بين النظام الغذائي والميكروبيوم المعوي والنتائج الأيضية في الياك.
DOI: https://doi.org/10.1186/s42523-025-00479-9
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41680945
Publication Date: 2026-02-12
Author(s): Qinran Yu et al.
Primary Topic: Indigenous Studies and Ecology
Overview
This research investigates the impact of concentrated supplementary feeding on the gut microbiota and metabolite profiles of yaks, particularly focusing on the probiotic Lactobacillus fermentum. The study involved 80 male Pamir yaks divided into four groups: Control (Con), Medium Energy (ME), High Energy (HE), and Medium Energy with Lactobacillus fermentum (MEJ). Over a 150-day trial, body weight was monitored, and jejunal tissues were analyzed. Key findings indicated that the HE group exhibited increased crypt depth and a higher relative abundance of Clostridium_sensu_stricto_1, while the MEJ group showed improvements in intestinal morphology, including villus height and muscularis thickness, alongside increased populations of beneficial bacteria such as Paeniclostridium, Romboutsia, and Treponema. Additionally, MEJ yaks had significantly elevated concentrations of short-chain fatty acids and identified critical microbial taxa and metabolites linked to these effects.
In conclusion, the study demonstrates that dietary supplementation with Lactobacillus fermentum enhances intestinal health and energy metabolism in yaks during winter feeding. The findings suggest that this probiotic not only improves nutrient absorption and digestion but also mitigates metabolic risks associated with high energy intake. These insights contribute to the development of optimized feeding strategies and precision nutrition in ruminant production, potentially benefiting animal welfare and herder profitability.
Introduction
The introduction of this research paper highlights the unique adaptations of the yak (Bos grunniens) to high-altitude environments, emphasizing its importance as a resource for communities on the Tibetan Plateau. Due to declining forage quality during winter, supplementary feeding strategies are critical for improving yak nutrition. While high-energy diets can enhance growth in ruminants, they may disrupt gut microbiota balance and impair health, necessitating a deeper understanding of the gut microbiota’s response to such diets.
The study focuses on the role of Lactobacillus fermentum in gut health and productivity in yaks. Lactobacillus spp. are known for their beneficial properties, including the production of lactic acid and short-chain fatty acids (SCFAs), which help maintain intestinal homeostasis and modulate immune responses. The authors hypothesize that Lactobacillus fermentum supplementation can positively influence jejunal microbiota composition and host energy metabolism. To test this, they conducted a 150-day trial with 80 Pamir male yaks, utilizing histomorphology, 16S rRNA sequencing, and metabolomics to investigate the effects of Lactobacillus fermentum on gut microbiota and metabolic profiles. This research aims to provide insights into microbiota-host interactions and inform nutritional strategies to enhance yak productivity and support sustainable pastoral economies in high-altitude regions.
Methods
The “Methods” section outlines the experimental and analytical approaches employed in the study. It details the design of the experiments, including the selection of subjects, materials, and procedures used to collect data. Specific methodologies, such as statistical analyses or computational models, are described to ensure reproducibility and transparency in the research process.
Additionally, the section may include information on the tools and technologies utilized for data collection and analysis, as well as any relevant protocols followed to maintain the integrity of the results. The emphasis is placed on the rigor of the methods to validate the findings and support the conclusions drawn in the study.
Discussion
In this study, the effects of dietary energy levels and Lactobacillus fermentum supplementation on the growth performance, jejunal morphology, microbiota composition, and metabolomic profiles of yaks were systematically evaluated. Eighty male yaks were divided into four groups: a control group grazing on pasture, a medium-energy diet group, a high-energy diet group, and a medium-energy diet group supplemented with Lactobacillus fermentum. The results indicated that yaks on the high-energy diet exhibited significantly greater final body weight and average daily gain compared to the other groups. Notably, Lactobacillus fermentum supplementation also enhanced growth metrics relative to the medium-energy group. Jejunal morphology assessments revealed that the control group had superior villus height and muscularis thickness, while the high-energy group showed increased crypt depth, suggesting that dietary energy levels and probiotic supplementation significantly influence intestinal development.
Microbial analysis through 16S rRNA sequencing revealed distinct shifts in jejunal microbiota composition across the treatment groups, with Lactobacillus fermentum supplementation leading to increased microbial richness and diversity. The dominant phyla included Firmicutes, Proteobacteria, and Bacteroidetes, with notable variations in their relative abundances based on dietary interventions. Furthermore, metabolomic profiling identified significant alterations in jejunal metabolites, with Lactobacillus fermentum supplementation affecting pathways related to amino acid metabolism and SCFA production. The high-energy diet resulted in elevated concentrations of short-chain fatty acids (SCFAs), particularly acetic, propionic, and butyric acids, which were further enhanced by probiotic supplementation. Correlation analyses indicated relationships between specific microbial genera and both jejunal development indicators and SCFA levels, underscoring the complex interplay between diet, gut microbiota, and metabolic outcomes in yaks.