비만은 우리 건강에 악영향을 미치며, 비만율은 전 세계적으로 증가하고 있어 그에 따라 비만을 예방하기 위한 많은 연구들이 진행되고 있다. 최근, 비만과 장내미생물 간의 상관관계가 많이 보고되고 있다. 장내미생물생태를 조사하기 위한 샘플은 분변 또는 맹장을 선택하고 있는데, 샘플 유형(분변 및 맹장)에 따라 미생물생태 결과에 미치는 영향에 대한 일반적인 이해가 없는 실정이다. 본 연구에서 마우스를 고지방 식이 섭취로 비만을 유발하여 식이 조절에 따른 분변 및 맹장의 장내미생물생태를 비교했다. 일반 식단(ND) 및 고지방 식단(HFD)은 6주령 ICR 마우스가 12주 간 섭취하도록 하였으며, 분변 및 맹장 샘플로부터 추출한 DNA에서 16S rRNA 유전자를 증폭하여 MiSeq으로 시퀀싱했다. 𝛼-diversity 결과는 식이 조절과 샘플 종류에 따라 장내미생물생태가 크게 영향을 받는다는 것을 보여준다. 분변과 맹장의 장내미생물생태의 taxonomic composition의 차이는 Family, Genus 수준에서 명확하게 확인되었다. Genus 수준에서 Faecalibaculum과 Lactobacillus는 맹장과 분변 샘플에서 각각 많은 것으로 나타났다. 일반적으로, 식단의 종류는 식이 조절을 적용한 연구 모델에서 샘플의 출처보다 미생물생태 변화에 더 상당한 영향을 미친다. 그러나, 장내미생물생태 분석 결과는 식단과 샘플의 종류(분변/맹장)를 모두 고려하여 신중하게 해석되어야 한다.
The maintenance of poultry gut health is complex depending on the intricate balance among diet, the commensal microbiota, and the mucosa, including the gut epithelium and the superimposing mucus layer. Changes in microflora composition and abundance can confer beneficial or detrimental effects on fowl. Antibiotics have devastating impacts on altering the landscape of gut microbiota, which further leads to antibiotic resistance or spread the pathogenic populations. By eliciting the landscape of gut microbiota, strategies should be made to break down the regulatory signals of pathogenic bacteria. The optional strategy of conferring dietary fibers (DFs) can be used to counterbalance the gut microbiota. DFs are the non-starch carbohydrates indigestible by host endogenous enzymes but can be fermented by symbiotic microbiota to produce short-chain fatty acids (SCFAs). This is one of the primary modes through which the gut microbiota interacts and communicate with the host. The majority of SCFAs are produced in the large intestine (particularly in the caecum), where they are taken up by the enterocytes or transported through portal vein circulation into the bloodstream. Recent shreds of evidence have elucidated that SCFAs affect the gut and modulate the tissues and organs either by activating G-protein-coupled receptors or affecting epigenetic modifications in the genome through inducing histone acetylase activities and inhibiting histone deacetylases. Thus, in this way, SCFAs vastly influence poultry health by promoting energy regulation, mucosal integrity, immune homeostasis, and immune maturation. In this review article, we will focus on DFs, which directly interact with gut microbes and lead to the production of SCFAs. Further, we will discuss the current molecular mechanisms of how SCFAs are generated, transported, and modulated the pro-and anti-inflammatory immune responses against pathogens and host physiology and gut health.
육계의 장내 미생물 균총은 전반적인 건강을 유지하고 사육 생산성에 영향을 미치는 중요한 요소이다. 하지만 한국의 여름철 고온 환경과 밀집 사육 시스템은 육계에게 스트레스를 유발하여 장내 미생물 균총의 불균형을 유발할 수 있다. 이러한 배경으로 본 연구는 한국의 복지형 농가와 일반 농가에서 봄과 여름철 육계의 장내 미생물 균총을 비교분석하기 위해 수행되었다. 19일령 육계 총 31수를 공시하였으며, 봄철 일반농가(n = 8); 여름철 일반농가(n = 8); 봄철 복지농가(n = 7); 여름철 복지농가(n = 8)에 각각 할당되었다. 계절 간 일반 농가와 복지 농가 육계의 맹장내 미생물 조성 차이를 분석하기 위해 Beta diversity 분석을 수행하였으며, 일반 농가와 복지 농가 모두 맹장내 미생물 구성이 뚜렷한 차이를 보였다. 일반 농가에서 맹장내 미생물 균총 분포를 문 수준에서 분석한 결과, Bacteroidetes의 비율은 봄철이 여름철과 비교해 높은 풍부도를 보였다. 속 수준에서 분석한 결과, 봄철 육계는 Bacteroides와 Alistipes의 비율이 여름철과 비교해 높은 풍부도를 보였다. 복지 농가에서 맹장내 미생물 균총 분포를 문 수준에서 분석한 결과, 봄철과 여름철 모두에서 Firmicutes와 Bacteroidota가 우점하였다. 하지만, LEfSe 분석 결과, 미생물 균총 구성의 차이는 일반 농가와 비교해 상대적으로 적었다. 결론적으로 우리의 결과는 고온 스트레스가 육계의 맹장내 미생물 균총에 악영향을 줄 수 있지만, 주거 환경의 개선이 고온 스트레스의 영향을 완화시켜줄 수 있음을 시사한다.
Objective: This study was conducted to investigate the effects of dietary corn resistant starch (RS) on the intestinal morphology and barrier functions of broilers. Methods: A total of 320 one-day-old broilers were randomly allocated to 5 dietary treatments: one normal corn-soybean (NC) diet, one corn-soybean-based diet supplementation with 20% corn starch (CS), and 3 corn-soybean-based diets supplementation with 4%, 8%, and 12% corn resistant starch (RS) (identified as 4% RS, 8% RS, and 12% RS, respectively). Each group had eight replicates with eight broilers per replicate. After 21 days feeding, one bird with a body weight (BW) close to the average BW of their replicate was selected and slaughtered. The samples of duodenum, jejunum, ileum, caecum digesta, and blood were collected. Results: Birds fed 4% RS, 8% RS and 12% RS diets showed lower feed intake, BW gain, jejunal villus height (VH), duodenal crypt depth (CD), jejunal VH/CD ratio, duodenal goblet cell density as well as mucin1 mRNA expressions compared to the NC group, but showed higher concentrations of cecal acetic acid and butyric acid, percentage of jejunal proliferating cell nuclear antigen-positive cells and delta like canonical Notch ligand 4 (Dll4), and hes family bHLH transcription factor 1 mRNA expressions. However, there were no differences on the plasma diamine oxidase activity and D-lactic acid concentration among all groups. Conclusion: These findings suggested that RS could suppress intestinal morphology and barrier functions by activating Notch pathway and inhibiting the development of goblet cells, resulting in decreased mucins and tight junction mRNA expression.
브로일러에서 항균성장촉진을 위한 프리바이오틱스로서 이눌린의 활용가능성이 제시되었지만, 맹장에서 비피더스균의 활성효과를 개선할 필요가 있다. 이눌린은 공기 중 유통에 의한 변성 및 소화관 상부에서 맹장으로의 이동 시 낮은 통과율과 관련한 몇 가지 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 미세캡슐화, 이눌로프리바이오틱스가 브로일러의 맹장에서 비피도박테리아 균총을 증식시키고 살모넬라균의 집락을 낮출 수 있을 것이라는 가설을 세웠다. 국산 돼지감자로부터 추출한 이눌린을 미생물 배양한 후 대조구와 비교하였을 때, B. longum, B. bifidum, L. acidophilus, L. casei 균주의 성장률은 이눌린 첨가구가 높았으나, S. aureus, Cl. perfringens 균주의 증식은 처리구 간 차이가 없었다. 브로일러는 이눌로프리바이오틱스를 함유하지 않은 대조구 사료, 이눌로프리바이오틱스 0.5%, 이눌로프리바이오틱스 0.7%, 이눌로프리바이오틱스 1.0% 혼합사료를 섭취하였다. 이눌로프리바이오틱스를 섭취한 브로일러의 맹장에서 유익한 Bifidobacterium species는 대조구에 비해서 유의적으로 높았고, 유해한 미생물로 알려진 E. coli 와 Salmonella는 감소하였으나, 이눌로프리바이오틱스 처리구 사이에 있어서 Bifidobacterium species, E. coli 와 Salmonella 균수의 유의차는 없었다. 혈청 면역물질 IgG 함량은 이눌로프리바이오틱스 처리구가 대조구에 비해서 유의적으로 증가하였으나, 흉선지수는 이눌로프리바이오틱스 0.5% 첨가구를 제외한 이눌로프리바이오틱스 0.7%, 1.0% 처리구에서 유의적으로 증가하였다. 본 연구 결과는 돼지감자로부터 추출한 DP 26을 지닌 이눌린을 함유하는 이눌로프리바이오틱스를 브로일러 사료에 첨가, 급여하였을 때, 맹장에서 비피도 박테리아의 선택적인 증식 및 면역능력을 강화해 줌으로서, 유기축산을 위한 사료첨가용 항균성장촉진제로서 활용가능성을 시사해 준다.
소나무껍질 추출물, 피타민은 인간의 생체 내 여러 가지 생리활성을 높여주는 항산화성 및 항균성 소재로서 널리 알려져 있다. 본 연구는 브로일러에 대한 유기사료 첨가제로서 소나무 껍질 추출물, 피타민의 첨가효과를 조사하기 위하여 피타민 프리믹스가 첨가된 사료를 부화 후 35일 동안 섭취한 브로일러의 혈중지질, 생산성, 도체특성 및 맹장미생물 변화를 연구하였다. 병아리는 대조구, 항생제 첨가구, 피타민 프리믹스 0.1%, 피타민 프리믹스 0.2% 첨가구로 구분하였다. 브로일러 혈중지질은 피타민 프리믹스 첨가구가 대조구 및 항생제 첨가구에 비해서 유의적으로 낮게 나타났다(p<0.05). 브로일러의 체중은 P 0.1% 첨가구와 항생제 첨가구가 서로 비슷하였으며 P 0.2% 첨가구와 대조구에 비해서 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05). 도체중, 도체율, 도체중에 대한 가슴살과 다리살 무게비율은 P 0.1% 첨가구와 항생제 첨가구가 서로 비슷하였으며 대조구에 비해서 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05). 복강지방 무게비율은 P 0.1%, P 0.2% 첨가구가 항생제 첨가구 및 대조구에 비해서 유의적으로 낮게 나타났다(p<0.05). 흉선 무게지수는 P 0.1%, P 0.2% 첨가구와 항생제 첨가구가 서로 비슷하였으며 대조구에 비해서 유의적으로 높았다(p<0.05). 장 내 Bifidobacteria는 P 0.1% 첨가구와 항생제 첨가구가 대조구 및 P 0.2% 첨가구에 비해서 유의적으로 높았다(p<0.05). 본 시험에서 나타난 중요한 점은 피타민 5.0%를 함유하는 프리믹스 0.1%를 브로일러 사료에 부화 후 35일 동안 첨가 급여해 줌으로서 항생제 첨가와 동일한 브로일러의 생산성을 유지할 수 있다는 사실이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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