家畜飼育におけるウコン抽出物クルクミンの使用は何ですか?
クルクミンが はのactive ingredient でturmeric. As a plant extract, it is widely found でのrhizomes のperennial plants でthe ginger family, such as Curcuma longa, Curcuma aromatica, とCurcuma domestica [1]. The amount のcurcumでcontained でturmeric from different origins varies greatly, と◆content is usually between 2% と9% [2]. Curcumでwas first discovered で1815 とfirst chemically characterized で1910 [3]. In the past few decades, research にクルクミンがはfocused on its medicinal properties, such as antioxidant, anti-inflammatory, lipid-lowering, chemopreventive とpotential chemo治療properties [4].
科学専門サイトで「クルクミン」を検索した結果を分析した結果、動物研究分野の論文は全体文書(1万5462件)の2.75%に過ぎなかった。したがって、動物生産におけるクルクミンの研究はまだ初期段階にあります。people&と#環境保護と畜産物の安全性の39の意識の高まり、このような抗生物質の不適切な使用などの問題がますます顕著になってきている。ウコン抽出物は、天然由来で残留物がなく、抗酸化・抗炎症などの生理機能を有することから、将来性の高い緑色植物由来の添加剤として期待されています。
しかし、現時点では、クルクミンの適用と促進は広範ではありません。主な理由は、さまざまな種類の家畜や家禽の生産におけるクルクミンの投与量と作用機能がまだ明らかではないことです。そこで本稿では、クルクミンに関する国内外の最近の研究を概観し、その生理機能と家畜・家禽生産における応用効果と考えられるメカニズムを整理し、クルクミンの開発・利用の理論的参考にすることを目的とする。
1クルクミンの物理的および化学的性質
クルクミン(curcumin、分子式c21 h20 o6)は、結晶性の橙黄色の粉末で、融点は183°cである。水には非常に不溶で、有機溶媒には可溶です。酸性および中性の環境では安定していますが、アルカリ性の環境では非常に不安定です[5]。クルクミンが化学構造でにαを定めており、β-unsaturated -βフェノールヒドロキシ-diketoneグループmethoxy団体2ベンゼン環[6]。
2. クルクミンの生理機能とメカニズム
2.1抗酸化効果
フリーラジカルは、代謝プロセス中に体によって生成される高度に酸化する基の一種です。細胞の成長を調節するなどの生理的機能を持っていますが、フリーラジカルの過剰な蓄積は体にダメージを与えます。動物の過剰なフリーラジカルを適時に除去するために、さまざまな抗酸化飼料添加物が登場した。天然の抗酸化物質として、クルクミンはあらゆる分野の学者から広く注目されています。
2.1.1 Curcumin脂質過酸化を阻害するための調節機構における39の独自の抗酸化特性
研究によるとcurcumでhas strong 抗酸化properties, とits strong antioxidant properties come from its own structure. The phenolic structure in curcumin can capture free 急進派にform highly stable quinone substances [7]. In addition, Osawa et al. [8] とSugiyama et al. [9] reported that after curcumin is absorbed from the intestine, it undergoes hydrogenation in 細胞にform the highly antioxidant tetrahydrocurcumin, which binds とfree radicals とdegrades into another substance とantioxidant activity, 2' -methoxypropiic酸。この物質はさらにフリーラジカルと結合することができ、二重の抗酸化機能を示す。しかし、curcuminandのコアグループについてはまだ議論がある#39; s抗酸化作用。合わせてら[10]は中堅グループはβ-diketone部;[6] priyadarsiniらは、主にフェノール水酸基で、メトキシ基が相乗的に抗酸化作用を促進すると考えている;miriyalaらは[11]、ジエン系の1,3ジオン結合を持つフェノール基とメトキシ基の組み合わせに起因すると考えている。
研究は、酸化ストレスモデルで2,2&で確立されていることを示しています#39;-アゾビス(2-メチルプロピオアミジン)二塩酸塩(aaph)、クルクミンの添加は、ヒトの赤血球の分解とアポトーシスを阻害することができます[12]およびニワトリの赤血球[13]。この理由は、クルクミンが脂溶性であるため、細胞膜に侵入してフリーラジカルを捕獲し、フリーラジカルを介した脂質過酸化を阻害し、赤血球の膜構造を保護することができるからであると考えられる。クルクミンを添加することで、慢性的な熱ストレスにさらされているブロイラーの乳房筋のミトコンドリアの腫れを有意に緩和することも研究で示されている[14]。
ミトコンドリアは代謝過程で活性酸素(ros)を大量に生成するため[15]、体内で最初にフリーラジカルの損傷を受ける構造でもあります。酸化的損傷は主にdnaおよび膜構造の不飽和脂肪酸を標的とする[16]。waseemらは、ラットを用いたシスプラチン誘導酸化的損傷モデル試験において、クルクミンがミトコンドリアの脂質過酸化レベルおよびタンパク質カルボニル含有量を有意に減少させ、ストレス損傷を減少させることを明らかにした。trujilloら[18]はまた、クルクミンが酸化ストレスによって引き起こされるフィブロネクチンと腎臓密結合タンパク質の減少を緩和することも発見した。さらに、dortaら[19]は、天然のフラボノイドが吸収後にミトコンドリアに特異的に蓄積し、それによって体を保護することを発見しました。クルクミンはミトコンドリア内のフリーラジカルを捕捉し、それによってミトコンドリア内の脂質に対する過酸化損傷を抑制することによって、酸化的損傷から身体を保護することができると推測される。
2.1.2核因子エリスロイド2-関連因子2 (nrf2)の活性化を誘導する-抗酸化反応因子(are)
抗酸化反応要素(are)は、体内の重要な調節要素ですrosの損傷と様々な抗酸化タンパク質の生産への39の応答。nrf2は、動作させることができる[20]。正常な生理学的条件下では、nrf2は細胞質に存在し、最終的に分解される。酸化ストレスの場合、nrf2はコンフォメーションを変化させて細胞核に入り、そこで本来の抗酸化物質と結合して、抗酸化酵素遺伝子や解毒酵素などのmrnaやタンパク質の発現を活性化し、身体を強化します'の抗酸化能力[21]。
研究によると curcumin powder can upregulate the expression のthe liver Nrf2 protein downstream genes, such as the quinone oxidoreductase (NQO1) とheme oxygenase 1 (HO-1), in arsenic-誘導酸化damage, thereによってaffecting Nrf2 expression とalleviating oxidative damage in the body 。[22]. Sahin et al. [23] alだからfound that curcumin can alleviate stress damage によってregulating the Nrf2/HO-1 経路under heat stress conditions in quails. It has also been found that after oxidative stress is produced, the 一方のcurcumin can significantly increase cell stress conditions, curcumin can alleviate stress damage by regulating the Nrf2/HO-1 pathway. It has also been found that after oxidative stress is produced, adding curcumin can significantly increase the content のglutathione (GSH) in cells, thereby exerting an antioxidant effect [24]. のstudy using Nrf2 knockout ネズミfound that the absence のthe Nrf2 gene reduced the GSH content のliver 細胞[25].
したがって、クルクミンによるgsh含量の増加は、nrf2経路の活性化にも関連している可能性がある。同时に、研究の鄭らは[26]、クルクミンがそれは、発見さ直接誘導てup-regulationもmRNAやたんぱく质グルタチオンのt4 (GCL)て合成酵素の表現酵素制限するGSH合成整備に努め合成GSH死体に改善する効果は遂げbody抗酸化力39;s。しかし、クルクミンは絶対的な抗酸化物質ではないと考える学者もいます。体外テストの好结果について「ロスレベルが大きく増えクルクミンが増大のプロセス中浓度1μmol / L25μmol / L,と想定されるミトコンドリアに関する酵素ロスクルクミンを【27】によって活性化されます
要約すると、クルクミンの抗酸化調節は、主に2つの経路によって達成されます:一方で、クルクミンは、独自の構造的抗酸化特性を使用してその機能を発揮します;一方、クルクミンは、抗酸化シグナル経路における関連遺伝子の発現を促進し、抗酸化タンパク質や酵素の産生を促進し、身体を改善するための誘導剤として機能することができます抗酸化力39;s。
2.2消炎効果
体内のシクロオキシゲナーゼ(cox)とリポキシゲナーゼ(lox)酵素がアラキドン酸の形成を触媒し、プロスタグランジンなどの炎症性メディエーターを産生することが示されています。クルクミンはcoxおよびloxに対して拮抗作用を持ち、炎症メディエーターの産生を制限し、抗炎症作用を達成することが研究によって明らかにされている[28]。また、一酸化窒素(no)は炎症応答に関わる重要なシグナル伝達分子です。クルクミンの添加は、l-アルギニンからnoへの変換における誘導性一酸化窒素合成酵素の触媒効果を阻害することができる[29]。さらに、核の要素だった河童B (NF -κB)シグナリング経路が炎症に関わる重要なシグナリング経路です。過度な炎症アジャスターの何故κBNF発動業平行動抑制κからB (IκB)、核に入り、至って表情扇動的な仲介装置遺伝子を活性化し、炎症反応深刻化の[30]。腫瘍壊死factor-alpha (TNF -α)は重要な炎症仲介装置(慎)NFそのκんです 壊死factor-alpha (TNF -α)は重要な炎症仲介装置(慎)NFそのκんです
蓬華によればらは[31]、クルクミンKupffer細胞の前処理(KC)を大きく減らすことができるレベルのinterleukinによって生産された(写真)~ 1βとIL-6リポ多糖類(のLPS)ストレス、に対する著明な抑制効果を成果がタンパク質TNF -αの表情がわかるでしょうReu -ターら研究で発見さ[32]クルクミンが細胞内にたくさんのTNF -α活性化経路を抑えている。
要約すると、主な手段として用いで集中的に議論することにクルクミンは消炎効果が威力を発揮して二つの面一方、炎症の生産を阻害するアジャスターの酵素の活性化に抑えることし生産炎症世話人とし、生産扇動的な者を低減た結果、炎症反応を抑えるの;一方、炎症TNF -αなどを阻害する防止、シグナリング経路NF -κBの活性化で表情を低減扇動的な炎症反応を抑えるのが原因となっています。
2.3 Lipid-lowering効果
早くも1971年には、クルクミンには脂質低下効果があることが明らかになりました[33]。クルクミンがまだ同以降の研究によると、幸福感がでれば、プラズマコレステロールを下げることができる、中性脂肪、低密度リポ蛋白質とアポリポタンパクBレベルの増額プラズマ比重リポタンパクと肝臓アポリポタンパクより表情に設けられ制御グループダイエットネズミはにhigh-cholesterol与えてるときクルクミンが治疗で治したいと申し出18週間[34]にわたって幕政に参与した。クルクミンは高脂肪食による体重増加を抑制することができる。男性のc57bl /6マウスに、脂肪分22%、500 mg/kgの高脂肪食を12週間与えた。クルクミンが絡んでくる思われるエネルギー代谢をのメインスイッチをすると脂肪酸β-oxidation adipocytes、アデノシン三monophosphate-activatedタンパク質キナーゼ(AMPK)。クルクミンがまだ同試験管内実験のによると、幸福感が発動carnitine palmitoyl 1(βを促すCPT-1)アシル基の転移酵素-oxidation、関系酵素を阻害するなどの脂質生glycerol-3-phosphate 1 (GPAT1)とacyl-coenzymeアシル基の転移酵素carboxylase酵素を抑制する関与し脂质代生glycerol-3-phosphateなど1 (GPAT1)とacyl-coenzymeアシル基の転移酵素carboxylase(35)。
2.4抗菌および殺虫効果
早くも1949年には、クルクミンの抗菌作用に関する研究が行われ、クルクミンが黄色ブドウ球菌、microsporum canis、salmonella paratyphiおよびmycobacterium tuberculosisに対する阻害効果を有することが示されています[36]。研究によれば、100μ付け加える士へのmol /クルクミンがL体外文化テストでは大腸菌を8割減らさ(37)。Luerら。[38]はまた黄色ブドウ球菌と绿脓菌は100%に晒されても死亡率100μクルクミンがmol / L。Enterococcus faecalisは十分な80%達成できる治4時間後に死亡率の200μクルクミンがmol / L。クルクミンはグラム陽性菌(黄色ブドウ球菌、エンテロコッカス・フェカリス)とグラム陰性菌(大腸菌、緑膿菌)の両方に対して阻害効果があることが確認されている。Tyagiによればらは[39]、106 CFU / mL摘発された黄色ブドウ球菌100μmol / Lクルクミンが、2時間後、まったく殺していましたヨウ化プロパジウムとカルセインという2つの蛍光プローブで標識したところ、黄色ブドウ球菌の細胞膜の94%から98%が損傷し、漏れていた。このことは、クルクミンの抗菌機構が細菌膜の構造を破壊することであることを示しています。
bazhら[40]によると、クルクミンには一定の殺虫効果があり、殺虫効果はその濃度と処理時間に関係している。Khalafallaら[41]の伝染性を低下させ・c・sporogenesが減ったが41.6% 72.8%したクルクミン浓度100 200μmol / L,それぞれクルクミンが制御グループに比べ、ドース400μ以下に落ちたmol / Lも见せずに感染した細胞に害を及ぼす。したがって、クルクミンは潜在的な昆虫駆除剤として考えることができます。
3動物の餌へのクルクミンの応用
3.1鶏肉生産におけるアプリケーション
クルクミンは、家禽の生産性能と免疫力を向上させる効果があります。研究は、追加することを示しています200と250 mg/kg のcurcumin can increase the weight gain のbroilers by 4.48% と1.59%, respectively, とreduce the feed conversion ratio by 7.39% と6.40%, respectively [42], とthe 200 mg/kg dose being extremely effective [43]. Platel et al. [44] reported that the addition の5 g/kg curcumin to the rat diet significantly increased pancreatic 酵素activity. Therefore, the mechanism by which curcumin promotes the growth performance のbroilers may be to improve feed digestibility by stimulating the production の腸digestive enzymes or enhancing the 活動of digestive enzymes.
同時に、研究では、noは、l-アルギニン分解の重要な生成物として[45]、胃腸の運動を阻害する重要な抑制性神経伝達物質であることが示されています[46]。炎症抑制におけるクルクミンの生理機能の解析と組み合わせることで、クルクミンは、l-アルギニンのnoへの変換の酵素活性を阻害することによってnoの産生を阻害し、消化管の運動を促進し、飼料摂取量を増加させる可能性がある。さらにzhangら[14]は、クルクミンの添加がブロイラー産生に対するストレスの影響を緩和するのに有益であることを発見した。したがって、ストレスによるダメージを軽減することも、成長パフォーマンスを向上させる重要な理由となり得る。
クルクミンを添加すると、ブロイラーの胸腺指数[47]、脾臓指数[48]、抗体値[47]、総タンパク質値[48]が有意に増加することが研究によって示されている。免疫器官指数は免疫器官の発達状態を表す。クルクミンは、その開発を促進することによってメカニズムは、体を向上させる総タンパク質レベルの増加によってであってもよいです'の吸収とタンパク質の利用と免疫器官の健全な成長のための条件を提供します。一方、抗体レベルの増加は、curcumin&に関連しています#tリンパ球の分化と成熟に影響を与え、今度はtリンパ球が抗体を産生するためにbリンパ球を刺激するプロセスを強化胸腺の発達の39の促進。
クルクミンは肉の色や鮮度を改善し、筋肉の栄養価を高める働きもある[49-50]。このメカニズムは、クルクミンの強力な抗酸化特性に関連しています。鶏肉の筋肉では、主に肉の色調節を担っているミオグロビンが酸化して筋肉の変色を引き起こすことがあります[52]。筋肉には高濃度の多価不飽和脂肪酸が含まれており、フリーラジカルによって容易に攻撃され、脂質過酸化や過酸化物の蓄積を引き起こし、最終的に肉の品質と栄養組成に影響を与えます[53]。強力な抗酸化作用を持つクルクミンは、ミオグロビンの過剰な酸化を防ぎ、新鮮な肉の筋肉細胞の急速な酸化壊死を防ぐ効果がある。同時に、クルクミンは、ブロイラー鶏の脂肪代謝と沈着を調節することで、鶏肉の栄養価を向上させます。
3.2豚の生産におけるアプリケーション
研究によると、クルクミンを添加すると、豚の飼料の消化性が向上し[54]、その生産能力における機能が向上し[55]、その効果はキノロンよりも有意に優れています[56-57]。このメカニズムは、腸へのクルクミンの調節効果に関連している可能性があります。フン等の研究。[56]大腸菌子豚となり、した結果、クルクミンが大幅に増えjejunal絨毛状表示の高さの比率霊安室の深さを、jejunalを高め上皮粘膜という形を、修理损害に対して食べられます(大腸菌です)。クルクミンによる腸管の保護は、体による栄養素の消化吸収と生産性の向上のための条件を提供すると考えられます。同時に、クルクミンの抗菌・殺虫機能とストレスの影響を軽減する能力は、クルクミンが豚の生産性を向上させる可能性のあるメカニズムでもあります。
クルクミンは豚肉の品質を調整する効果もあることが研究で示されています[58]。
Zhu Guoqiang et al. [58] found that after adding 300 and 400 mg/kg of curcumin to the feed赤身肉の割合と筋肉のphが有意に増加し、背中の脂肪の厚さと筋肉の滴下損失が有意に減少し、屠殺後の肉の質と筋肉の質が有意に改善された。赤身肉の割合と背脂の厚さの調節は、グルタチオンペルオキシダーゼを活性化し、ペントースリン酸経路の酸化過程を阻害し、それによって脂質合成に影響を与えることによって達成されると考えられている。一方で、クルクミンの脂質低下機能により、脂質の代謝と排泄を促進する可能性があります。筋肉のphはタンパク質の電荷を変化させる。屠殺後、新鮮な肉のphは低下し、等電点に達します。筋肉の蛋白質は凝固し、縮み、より多くの自由な水および滴りの損失を作り出す。したがって、クルクミンを添加すると、新鮮な肉のphを増加させることができ、ドリップロスをある程度減らすことができます。
3.3反芻動物でのアプリケーション
反芻動物に関する報告は少なく、繁殖動物の精液の質の改善や精液の保存に限られている。精液の保存中にクルクミンを添加すると、凍結前および解凍後の精子の抗酸化能力[59]、ミトコンドリア活性および精子の運動性が著しく向上し、精子の品質が保証されることが研究で示されている[60]。これは、精子の構造に高濃度の不飽和脂肪酸が含まれているためです。クルクミンはその脂質溶解性を利用して精子内部に侵入し、凍結と解凍の過程で生成される過剰なフリーラジカルに結合し、ミトコンドリア膜と精子膜構造を保護し、精子の品質を保証する。
4概要
In summary, curcumin has important physiological functions, and as a feed additive, it can improve the production performance of livestock and poultry and enhance 質of livestock products. However, there is currently limited research on the application of curcumin in livestock production, and the types of livestock studied are relatively limited, and the mechanism of action is unclear. Currently, “antibiotic-free farming” is a global trend to address the safety issues caused by the abuse of antibiotics. Therefore, there is an urgent need to further study the appropriate additive amount of curcumin in various livestock and poultry, the effect and regulatory mechanism on different livestock and poultry species, and to lay a theoretical foundation for the application of curcumin in animal husbandry.
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