Mecanismo de Regulação Fisiológica da Tributirina e sua Aplicação na Produção Animal
Nos últimos anos, os antibióticos têm sido amplamente utilizados na pecuária para prevenir doenças animais e melhorar o desempenho da produção. O uso de antibióticos é um meio eficaz para desenvolver uma produção intensiva e em larga escala. No entanto, devido ao uso excessivo de antibióticos, surgiu uma dependência séria de medicamentos, levando à resistência bacteriana e resíduos de antibióticos, que ameaçam seriamente a saúde de humanos e animais. Portanto, a pesquisa sobre novas alternativas de antibióticos se tornou um ponto importante de pesquisa nos últimos anos. Desenvolver alternativas de antibióticos verdes, eficientes e seguras é uma tarefa primária para o desenvolvimento da pecuária na China e no mundo. A tributirina (TB) é um produto de esterificação de ácido butírico e glicerol, com meia-vida longa e sem efeitos colaterais tóxicos. Pode ser decomposto pela lipase pancreática no intestino animal para produzir 3 moléculas de ácido butírico e 1 molécula de glicerol, que são então transportadas pelo sangue para vários tecidos e órgãos do corpo para exercer seus efeitos. Adicionar TB à dieta pode melhorar o desempenho do crescimento animal, promover o desenvolvimento intestinal, aumentar a imunidade e garantir a saúde do corpo animal. Este artigo analisa as propriedades físico-químicas, vias metabólicas, funções fisiológicas, mecanismos de ação e aplicações do TB na produção animal, visando fornecer referências teóricas para a regulação da saúde intestinal e pesquisa na produção animal usando TB como um novo aditivo alimentar.
1. Características e vias metabólicas da TB
1.1 Características físico-químicas da TB
TB, também conhecido como tributirato de glicerol, é o produto da esterificação de 3 moléculas de ácido butírico e 1 molécula de glicerol. É um derivado típico do ácido butírico, pertencente a ésteres de ácidos graxos de cadeia curta, com a fórmula molecular C15H26O6 e uma massa molecular relativa de 302,36. A estrutura molecular é mostrada na Figura 1. TB é geralmente um líquido oleoso incolor com um leve aroma gorduroso e um sabor ligeiramente amargo. É extremamente difícil de dissolver em água, mas facilmente solúvel em etanol, clorofórmio e éter, com um ponto de fusão de -75 graus e um ponto de ebulição de 305-310 graus, tornando suas propriedades físico-químicas relativamente estáveis.
1.2 Vias metabólicas da TB
TB, sendo um tipo de lipídio, tem vias metabólicas intimamente relacionadas às do metabolismo lipídico e mecanismos de absorção. Durante a digestão de lipídios no corpo animal, a lipase tem a atividade mais forte em triglicerídeos, seguida por diglicerídeos, e a mais fraca em monoglicerídeos, especialmente 2-monoglicerídeos. No processo de absorção de gordura, a via de monoglicerídeos desempenha um papel dominante, com 2-monoglicerídeos sendo a principal rota de absorção porque a lipase pancreática hidrolisa especificamente as posições 1,3 de triglicerídeos para produzir 2-monoglicerídeos e ácidos graxos livres. Ambos 1-monoglicerídeos e 2-monoglicerídeos podem ser completamente absorvidos pelas células epiteliais intestinais e entrar na linfa, com alguns entrando na corrente sanguínea para exercer seus efeitos. Existem enzimas nos microssomos que esterificam ainda mais os monoglicerídeos em triglicerídeos, com preferência pelo uso de 2-monoglicerídeos.
TB é um derivado típico de ácido graxo de cadeia curta. Como o conteúdo de lipase na boca e no estômago do animal é muito baixo e o TB não é facilmente decomposto pelo ácido gástrico, sua digestão e absorção ocorrem principalmente no intestino. Por meio da ação da lipase pancreática e dos microrganismos do intestino posterior no intestino, o TB é gradualmente e lentamente decomposto em glicerol, ácido butírico e uma quantidade muito pequena de monobutirina. O glicerol produzido pode permear a membrana celular e entrar na célula para participar do metabolismo, enquanto a absorção e o transporte do ácido butírico ocorrem principalmente por duas vias: primeiro, fornecendo energia para as células intestinais. O intestino seleciona preferencialmente o ácido butírico para fornecer energia. Após entrar na célula, o ácido butírico é decomposto em acetil-CoA por meio da -oxidação, entrando no ciclo do ácido tricarboxílico para fornecer energia para o corpo ou formando corpos cetônicos no fígado, que são oxidados para fornecer energia para tecidos extra-hepáticos. Em segundo lugar, sintetizando triglicerídeos dentro do corpo. Quando o corpo não precisa mais de ácidos graxos para fornecer energia, o ácido butírico, o glicerol e a monobutirina ressintetizam os triglicerídeos armazenados nos adipócitos.
2. Funções fisiológicas e mecanismos de ação da TB
2.1 Fornecimento de energia
O ácido butírico é um nutriente importante para as células intestinais, com as células colônicas contando principalmente com o ácido butírico como fonte de energia. O TB, decomposto pela lipase pancreática no intestino, produz ácido butírico, fornecendo energia para as células da mucosa intestinal, com até 75% da energia para o intestino vindo do ácido butírico.
2.2 Regulação da função da barreira intestinal
A TB pode servir como fonte de energia para células epiteliais da mucosa intestinal, promovendo a proliferação e maturação de células epiteliais gastrointestinais, melhorando a estrutura morfológica do intestino do animal, aumentando a área de contato entre o alimento e o intestino e aumentando a capacidade do corpo de absorver nutrientes. Ao reduzir a permeabilidade intestinal, promover a atividade das enzimas digestivas intestinais, promover a secreção de mucina e expressar proteínas de junção estreita, a TB fortalece a função de barreira intestinal em animais.
2.3 Regulação do equilíbrio da microbiota intestinal
Após entrar no intestino, a TB produz butirato por meio da ação da lipase pancreática. O butirato pode reduzir a acidez do trato digestivo, entrar nas bactérias e se decompor para produzir íons de hidrogênio e íons de butirato, levando à acidificação intracelular. Isso faz com que um grande número de bactérias nocivas intolerantes a ácidos, como Escherichia coli e Salmonella, morram, enquanto bactérias benéficas tolerantes a ácidos, como Lactobacillus e Bifidobacterium, proliferam em grande número, mantendo o equilíbrio da microbiota intestinal em animais.
2.4 Regulação da função imunológica
A TB tem um certo efeito regulador no sistema imunológico dos animais, participando da regulação do sistema imunológico do corpo. A TB se decompõe no intestino para produzir butirato, que exerce efeitos anti-inflamatórios ao inibir a ativação da via do fator de transcrição nuclear-κB (NF-κB), reduzindo a expressão gênica de citocinas pró-inflamatórias, como o fator de necrose tumoral- (TNF-), interleucinas (IL) IL-1 , IL-2, IL-6, IL-8 e IL-12. A TB pode melhorar a função imunológica dos animais por meio de diferentes vias, aumentando a atividade de substâncias imunológicas, promovendo a proliferação de células T reguladoras (Tregs), aumentando a expressão de citocinas anti-inflamatórias, reduzindo a expressão de citocinas pró-inflamatórias e aumentando a capacidade antioxidante para aumentar a imunidade dos animais.
2.5 Regulação do Metabolismo
Numerosos estudos demonstraram que os ácidos graxos de cadeia curta desempenham um papel importante na homeostase energética e no metabolismo lipídico, estimulando sinais hormonais e neurais em vários tecidos, regulando o metabolismo dos animais. O TB, decomposto pela lipase pancreática no intestino para produzir butirato, participa da regulação da saúde metabólica no corpo.
3 Aplicação da TB na Produção Animal
Como um precursor do butirato, o TB é um excelente suplemento de butirato com propriedades físico-químicas estáveis, seguro e não tóxico, abordando as questões do odor desagradável e volatilidade do butirato, e a dificuldade de suplementação direta. Ele tem amplas perspectivas de aplicação no campo da nutrição animal. Como um aditivo alimentar, o TB pode atuar diretamente no trato digestivo dos animais, fornecendo energia para o intestino, melhorando a saúde intestinal e regulando o desempenho do crescimento e o estado de saúde dos animais.
3.1 Melhorando o desempenho do crescimento
Adicionar TB à ração tem sido amplamente aplicado em vários cenários de produção animal. A suplementação de quantidades adequadas de TB na dieta pode aumentar o ganho médio diário de animais experimentais, reduzir a relação alimentação-ganho e melhorar o desempenho de crescimento dos animais, com taxas de adição recomendadas variando de 0.075% a 0,25%.
3.2 Melhorando a saúde intestinal
A TB pode desempenhar um papel positivo na saúde do intestino animal, melhorando a morfologia intestinal, regulando o equilíbrio da microbiota intestinal e aumentando a barreira intestinal e as capacidades antioxidantes. Adicionar TB pode aumentar significativamente a atividade da glutationa peroxidase sérica (GSH-Px), tripsina e pepsina na carpa capim, melhorando as capacidades digestivas e antioxidantes intestinais. Como fonte de energia para o intestino, a TB pode efetivamente melhorar e reparar a morfologia intestinal, aumentar as capacidades digestivas e de absorção, promover a proliferação de bactérias benéficas, melhorar a estrutura da microbiota, aliviar as respostas ao estresse oxidativo, promover o desenvolvimento intestinal e garantir a saúde do corpo.
3.3 Substituição do uso de antibióticos
Atualmente, há relativamente poucos relatos sobre a substituição de antibióticos por TB, tanto nacional quanto internacionalmente. Adicionar TB à dieta tem efeitos de desempenho de crescimento semelhantes à adição de antibióticos em leitões desmamados, e TB e antibióticos têm efeitos sinérgicos. TB pode estimular o apetite de leitões desafiados por LPS, aliviar danos intestinais e retardo de crescimento regulando fatores inflamatórios, expressando fator de crescimento de fibroblastos ileais 19 (FGE19) e fermentando acetato intestinal. O uso prolongado de antibióticos pode alterar a estrutura da microbiota intestinal, afetando a expressão de trocadores de ânions, receptores de transporte de butirato e proteínas de junção estreita, levando a danos intestinais. Adicionar TB pode aliviar danos intestinais induzidos por antibióticos e garantir a saúde intestinal. No entanto, a pesquisa atual sobre TB como um substituto de antibióticos ainda é relativamente limitada, e mais estudos são necessários para uma aplicação mais ampla.
4. Conclusão
No geral, a TB tem múltiplas funções biológicas, como fornecer energia para o corpo, manter a integridade intestinal, regular a estrutura da microbiota intestinal e participar de respostas imunológicas e metabólicas.
(Trecho de: Acta Animal Nutrition 2020, 32 (12): 5547-5555)
Anthony Liang- Hangzhou Well Sunshine Biotech Co.,LTD, maio de 2024
O Well Sunshine Group está focado na produção e desenvolvimento de produtos de butirato de sódio há doze anos.
