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?

クルクミンはウコンの有効成分です。植物エキスとして、ショウガ科の多年草の根茎に広く含まれており、curcuma longa、curcuma aromatica、curcuma domesticaなどがある[1]。ウコンに含まれるクルクミンの量は産地によって大きく異なり、その含有量は通常2% ~ 9%です[2]。クルクミンは1815年に初めて発見され、1910年に初めて化学的に特徴づけられた[3]。過去数十年間で、クルクミンに関する研究は、抗酸化物質、抗炎症物質、脂質低下、化学予防および潜在的な化学療法特性などの薬効に焦点を当ててきました[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。ウコンエキス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、将来性の高い緑植物由来の添加剤となっています。

しかし、現時点では、aクルクミンのpplicationと促進広範ではなく、この主な理由は、家畜や家禽のさまざまな種類の生産におけるクルクミンの投与量と作用機制はまだ明らかではないということです。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]。その化学構造にはクルクミンにαを定めており、β-unsaturated -β-diketoneグループ2つのベンゼン環上のフェノール水酸基とメトキシ基[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広く注目されている様々な分野の学者から依頼を受けました

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

研究は、クルクミンが強い抗酸化特性を持っていることを示しており、その強い抗酸化特性は、独自の構造から来ています。クルクミンのフェノール構造は、フリーラジカルを捕捉し、非常に安定なキノン物質を形成することができます[7]。また、大澤ら[8]や杉山ら[9]は、クルクミンが腸から吸収された後、細胞内で水素化反応を起こし、高い抗酸化作用を持つテトラヒドロクルクミンがフリーラジカルと結合し、抗酸化活性を持つ別の物質に分解することを報告している[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、コアグループについてはまだいくつかの議論がありますcurcumin' 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。研究もそれを示しているクルクミンがし慢性熱ストレスにさらされた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[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[17]は、シスプラチン誘発性酸化的損傷モデル試験で、そのラットを発見したクルクミンは脂質過酸化を著しく減少させたミトコンドリアのレベルとタンパク質カルボニル含有量、ストレス損傷を軽減する。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]。

研究によるとクルクミン粉ヒ素による酸化的損傷において、キノンオキシダーゼ(nqo1)やヘムオキシゲナーゼ1 (ho-1)などの肝臓nrf2タンパク質下流遺伝子の発現を上昇させ、それによってnrf2の発現に影響を与え、体内の酸化的損傷を緩和する。[22]。sahinら[23]はまた、クルクミンがウズラの熱ストレス条件下でnrf2 / ho-1経路を調節することによってストレス損傷を緩和できることを発見した。また、酸化ストレスが発生した後にクルクミンを添加すると、細胞のストレス状態が大幅に増加することもわかっています。クルクミンはストレスによるダメージを軽減することができるnrf2 / ho-1経路を制御することによって。また、酸化ストレスが発生した後にクルクミンを添加すると、細胞内のグルタチオン(gsh)の含有量が大幅に増加し、抗酸化作用が生じることもわかっています[24]。nrf2ノックアウトマウスを用いた研究では、nrf2遺伝子がないと肝細胞のgsh含有量が減少することが明らかになった[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。一方、zhengらの研究[26]では、aクルクミンの作用は、mrnaの発現を直接誘導することもできるそして、gsh合成制限酵素であるグルタチオンシステインリガーゼ(gcl)のタンパク質発現により、体内でのgshの合成を促進し、身体を改善する効果を達成&#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。のクルクミンの添加は触媒効果を阻害することができるl-アルギニンからnoへの変換に誘導可能な一酸化窒素合成酵素の[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。クルクミンは体重増加を抑制することができる高脂肪食が原因です男性の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-oxidatiに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

1949年(昭和24年)、研究会を設立クルクミンの抗菌効果クルクミンは、黄色ブドウ球菌、microsporum canis、salmonella paratyphiおよびmycobacterium tuberculosisに対して抑制効果があ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、80%の死亡率を達成することができますと治療の4時間後クルクミンが200μmol / 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]はそれを発見したクルクミンにはある種の殺虫効果があるまた、殺虫効果は濃度や処理時間と関係がある。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とクルクミンの250 mg/kgブロイラーの体重増加をそれぞれ4.48%と1.59%増加させ、飼料転換率をそれぞれ7.39%と6.40%減少させることができ[42]、200 mg/kgの用量は非常に効果的である[43]。platelらは、ラットの食事に5 g/kgのクルクミンを添加すると、膵酵素活性が有意に増加したと報告した。したがって、クルクミンがブロイラーの成長を促進するメカニズムは、腸内消化酵素の産生を促進したり、消化酵素の活性を高めたりして、飼料の消化性を向上させることであると考えられます。

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。また、zhangら[14]は、それを発見したクルクミンの添加は、効果を軽減するために有益ですブロイラーの生産に影響を与えていますしたがって、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。そのメカニズムはクルクミンは彼らの開発を促進します総タンパク質レベルの増加を介して可能性があります,それは体を改善します#39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]。メカニズムは、強さに関係していますクルクミンの抗酸化特性。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]。メカニズムは関連している可能性がありますクルクミンの規制効果腸。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ら[58]は、この後に発見した300および400 mg/kgのクルクミンを飼料に追加する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。研究はそれを示している精液保存中のクルクミンの添加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を著しく向上させ、精子の品質を保証することができる[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

これを大きくまとめれば、クルクミンは、重要な生理機能を有し、飼料添加物としてそれは、家畜と家禽の生産能力を向上させ、畜産物の品質を高めることができます。しかし、現在のところ、クルクミンを家畜の生産に応用する研究は限られており、研究対象となっている家畜の種類も比較的限られており、作用機能も不明である。現在、抗生物質の使用による安全性の問題に対処するため、「抗生物質フリー農業」が世界的な流れとなっています。そのため、様々な家畜と家禽のクルクミンの適切な添加量、異なる家畜と家禽種への影響と規制メカニズムをさらに研究し、適用のための理論的な基礎を築くことが急務である動物園で飼育される.

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