Адрес за заявки за повторно отпечатване и друга кореспонденция: T. Kinouchi Meiji Co., Ltd., 540 Naruda, Odawara, Kanagawa 250-0862, Япония (имейл: [имейл защитен]).

Катедра по ветеринарна медицина, Земеделски факултет, Университет Тотори, Тотори, Япония

Резюме

повечето аминокиселини в кърмата съществуват като съставна част на протеини с големи молекули. В човешкото мляко, например, около 95% от всички аминокиселини съставляват α-лакталбумин (14 kDa) или по-големи протеини (3). Кърмачетата могат да усвоят адекватно такива големи протеини и да абсорбират достатъчно количество аминокиселини от храносмилането. От друга страна, често се смята, че протеиновите хидролизати могат да бъдат хранително еквивалентни на оригиналните големи протеини за кърмачета. Въпреки това, няколко доклада предполагат, че за кърмачетата е важно аминокиселините да съществуват главно като големи протеини в кърмата.

Натрупващите се данни показват, че големите протеини могат да превъзхождат протеиновите хидролизати или свободните аминокиселини като хранителен източник на аминокиселинно хранене за кърмачета. Някои групи предполагат, че употребата на азот от стандартната формула може да бъде по-висока от тази на хидролизатната формула при кърмачета (25, 32, 33). При възрастни е доказано, че натрупването на азот в тялото от „бавни“ протеини, аминокиселините от които се усвояват бавно, е по-голямо от това от „бързия“ протеин (6). Това може да обясни по-ниската ефективност на натрупване на азот, наблюдавана при кърмачета, хранени с хидролизат, тъй като времето за преминаване на стомашно-чревния тракт на формула хидролизат при кърмачета може да е по-кратко от това на стандартната формула (27). Интересното е, че също така се предполага, че някои хранителни вещества като мазнини, фосфор и калций могат да бъдат ефективно усвоени от млечната формула на базата на големи протеини при кърмачета в сравнение с формулата на протеинов хидролизат (33).

От физиологична гледна точка, диетичните протеини могат да имат подобно значение за кърмачетата. Например, големите млечни протеини сами по себе си, които изискват храносмилане от панкреатични ензими за чревна абсорбция, могат да участват в процесите на развитие на храносмилателните функции на панкреаса при кърмачета. При възрастни диетичният протеин може да действа като критичен фактор за стимулиране на секрецията и синтеза на храносмилателни ензими на панкреаса поне при плъхове, а може би и при хора (13, 14, 34). Въпреки че има малко проучвания за физиологичното значение на големия прием на протеини в ранна детска възраст, има доклад, че при плъхове, хранени с аминокиселинна диета с мляко от майки по време на отбиването, се наблюдава недостатъчна храносмилателна функция на панкреаса (28). Тези резултати предизвикват интерес към възможната роля на големите хранителни протеини, приемани през периода на сучене и отбиване, за развитието на храносмилателните функции на панкреаса.

През последните години различни видове формули с хидролизат на млечни протеини с намален антиген често се използват не само за кърмачета, диагностицирани като алергични, но и за здрави бебета в очакване на профилактика на алергии. Въпреки че някои изследователи са посочили опасения относно хранителната адекватност на протеиновите хидролизати за кърмачета и техните дългосрочни ефекти (2, 41, 46), все още има малко доказателства, особено за физиологичното значение на голямото протеиново хранене в ранна детска възраст. Напоследък има все повече доказателства, че хранителният опит в кърмаческа възраст може да повлияе критично на някои физиологични функции не само по време на периода на хранене, но и по-късно в живота.

В настоящото проучване изследвахме въздействието на голямото протеиново хранене по време на сученето върху развитието на храносмилателните функции на панкреаса по време и след периода на сучене, използвайки техника за изкуствено отглеждане на плъхове.

Животни.

Плъховете Sprague-Dawley са закупени от Japan SLC (Hamamatsu, Япония) и са настанени в отделни клетки при условия на контролирана температура (25 ± 2 ° C), влажност (55 ± 2% относителна влажност) и светлина (светва на 0700–1900 ). За оценка на стимулиращите ефекти на млечните протеини и хидролизата на суроватъчен протеин върху секрецията на панкреатичния ензим са използвани женски плъхове с тегло между 250 и 300 g. За проучвания с изкуствено отглеждане закупихме 11 бременни плъхове. Денят на раждането е посочен като ден 0. Размерите на постелята бяха коригирани до 10 малки ден 1 за поддържане на стандартен хранителен статус. Всички плъхове получиха безплатен достъп до стандартна диета с чау (CRF-1; Japan Clea, Токио, Япония) и вода. Експерименталните протоколи бяха одобрени предварително от Комитета за изследване на експериментални животни на нашия институт и бяха проведени в съответствие с Ръководството на NRC за грижа и използване на лабораторни животни (NRC, 1996).

Млечна формула за плъхове.

Таблица 1. Разпределение на молекулното тегло на хидролизата на суроватъчния протеин

Таблица 2. Състав на основните хранителни вещества в експерименталните млечни формули

Prot, протеин; Хидр, хидролизат.

Изкуствено отглеждане.

Експериментални протоколи.

Анализи.

Концентрацията на протеина се определя, като се използва реагент за анализ на Coomassie Protein (Pierce, Rockford, IL) с говежди серумен албумин като стандарт. Амилазната активност се определя с комплект Amylase B-Test Wako (Wako, Osaka, Japan) въз основа на метод, използващ карбоксиметил амилоза като субстрат. Амилазната активност е показана като единици от метода на кимион. Активността на трипсина се определя с бензоил-аргинин стр-нитроанилид (Sigma) като субстрат, след активиране с ентерокиназа (Sigma). Една единица активност на трипсин се определя като 1 μmol стр-нитроанилин се отделя за минута при 37 ° С. Общите плазмени концентрации на инсулин се определят чрез система за радиоимуноанализ на плъх [125 I] (Amersham, Buckinghamshire, UK).

Статистически анализ.

Сравненията между групите, хранени с адаптирано мляко, бяха извършени от Student's т-тест. При оценката на площта под кривата в експериментите върху стимулиращите ефекти на протеиновите материали и секреторната способност на панкреаса към SBTI, една проба т-използва се тест за сравняване на стойностите спрямо нулата. При оценката на ефектите на протеиновите източници, хранени през периода на сучене, върху способността на панкреаса да реагира на CCK, се извършват двупосочни повторни ANOVA с формула и стимул CCK като двата фактора и post hoc анализ от т-тестът е извършен с корекция на Bonferroni. Значението беше определено на P

необходимо

Фиг. 1.Стимулиращи ефекти на интрагастрално приложен суроватъчен протеин (WP, н = 5), казеин (н = 4) и суроватъчен протеин хидролизат (WPH, н = 4) върху панкреатичната ензимна секреция. Разтворът на всеки материал (100 mg/2 ml) се прилага интрагастрално на анестезирани възрастни плъхове и панкреатичният сок се събира през панкреатична канюла за 5 минути на всеки 15 минути. Количеството амилаза в панкреатичния сок се измерва и стойностите се превръщат в проценти от стойността, показана непосредствено преди приложението на всяко животно. Стойностите са представени като средни стойности ± SE. * Значително различно от 100%, нивото на 0 минути (P

След това направихме оценка на стимулиращите ефекти на някои търговски храни за кърмачета върху панкреаса, използвайки същия модел. Увеличенията в секрецията на амилаза на панкреаса 15 минути след прилагане на формулите са 469 ± 116% (стандартна формула, н = 6), 186 ± 44% (формула хидролизат на суроватъчен протеин, Mw:

Фиг. 2.Телесно тегло на плъхове, използвани за вземане на проби на 14, 21, 28 и 42-дневна възраст. Плъховете се отглеждат изкуствено на протеини (Prot) или хидрослиат (Hydr) на възраст от 7 до 21 дни и след това се отбиват на стандартна чау диета. Плъхове, хранени с язовири (DF), също са били отбити на същата диета с чау на 21-дневна възраст. Плъховете на 14 и 21-дневна възраст се претеглят в рамките на 30 минути след премахването на диетите сутрин. Плъховете на 28 и 42-дневна възраст се претеглят след гладуване през цялата нощ. Номерата на животните, използвани за експериментите (фиг. 2–7), са показани над всяка колона. Стойностите са представени като средни стойности ± SE.


Фиг. 3.Тежести на панкреаса на плъхове, изкуствено повдигнати на Prot или Hydr и DF плъхове на 14, 21, 28 и 42-дневна възраст. Стойностите са представени като средни стойности ± SE. * Значително различен от групата Prot във всяка възраст (P


Фиг. 4.Концентрации на амилаза (A) и трипсиноген (Б.) до разтворим протеин в панкреаса на плъхове, отгледани на Prot или Hydr и DF плъхове. Пробите от тъкани са взети на 14, 21, 28 и 42-дневна възраст. Стойностите са представени като средни стойности ± SE. * Значително различен от групата Prot във всяка възраст (P


Фиг. 5.Общи количества трипсиноген в целия панкреас на плъхове, отгледани на плъхове Prot или Hydr и DF след отбиването. Стойностите са представени като средни стойности ± SE. * Значително различен от групата Prot във всяка възраст (P


Фиг. 6.Сравнение на плазмените концентрации на инсулин при плъхове, отгледани с млечна формула Prot или Hydr и DF плъхове през периода на сучене. Концентрациите на инсулин в плазмата се определят чрез специфичен радиоимуноанализ. Стойностите са представени като средни стойности ± SE. * Значително различен от групата Prot във всяка възраст (P


Фиг. 7.Секреторен отговор на панкреатичния ензим към хранителни протеини при плъхове, отгледани на плъхове Prot или Hydr и DF на 28-дневна възраст. На плъхове се прилага интрадуоденално 1 ml соев трипсинов инхибитор (20 mg/ml физиологичен разтвор) под анестезия и жлъчно-панкреатичният сок се събира чрез жлъчно-панкреатична канюла. Количеството протеин (A), амилаза (Б.) и трипсиноген (° С) в жлъчно-панкреатичния сок е измерен. Стойностите са представени като средни стойности ± SE. * Значително различен от групата Prot във всеки момент от времето (P

Растеж и развитие на панкреаса.

Теглото на панкреаса в групата Hydr е значително по-малко от това в групата Prot на 14-дневна възраст по време на сученето и също на 28 и 42-дневна възраст след отбиването (Фиг. 3). Теглото на панкреаса в групата Prot е еквивалентно на това в групата DF във всяка точка от времето през целия експериментален период. Разликата на 42-дневна възраст, 3 седмици след експерименталния период на хранене с адаптирано мляко, е дори по-голяма в сравнение с тази на 28-дневна възраст или по-млада и съотношението се запазва.

След това сравнихме концентрациите на храносмилателни ензими в панкреаса в групата Prot с тези в групата Hydr. Както е показано на фиг. 4A, концентрацията на амилаза до разтворим протеин в панкреасната тъкан в групата Prot се увеличава постоянно до 28-дневна възраст и нивото е непроменено от 28 до 42-дневна възраст. По същия начин, в групата Hydr, концентрацията на панкреатична амилаза се увеличава до 28-дневна възраст; концентрациите обаче са по-ниски от тези в групата на Prot и разликата се разширява до 28-дневна възраст. След 28-дневна възраст концентрацията на амилаза също е непроменена в групата Hydr и разликата между групата Hydr и групата Prot на 42-дневна възраст все още е толкова голяма, колкото тази на 28-дневна възраст. Съотношенията на двете групи са били постоянни през целия експериментален период, дори 3 седмици след отбиването от експерименталните формули. Концентрацията на амилаза в групата Prot е била близка до тази в групата DF във всеки момент от време. Количеството амилаза в целия панкреас в групата Hydr е значително по-ниско от това в групата Prot [7,06 ± 1,00 (DF), 6,25 ± 1,22 (Prot) и 2,68 ± 0,45 (Hydr) kU/панкреас при 28 дни, 13.01 ± 1.36 (DF), 14.72 ± 2.10 (Prot) и 5.67 ± 0.81 (Hydr) kU/панкреас на 42 дни].

От друга страна, концентрациите на трипсиноген в панкреаса не се променят и в двете групи и няма разлика между групите по време на сучещия период (Фиг. 4Б.). След отбиването концентрациите на трипсиноген се повишиха леко и в двете групи; обаче не се наблюдава значителна разлика в концентрацията на трипсиноген между групата Prot и групата Hydr на 28 и 42-дневна възраст. Освен това сравнихме общите количества панкреатичен трипсиноген в двете групи на 28 и 42-дневна възраст, тъй като теглото на панкреаса в групата Hydr беше значително по-малко от това в групата Prot. Както е показано на фиг. 5, количеството трипсиноген в целия панкреас в групата на Hydr е забележително по-ниско от това в групата на Prot за 1 седмица и също 3 седмици след отбиването. Съотношението на двете групи е непроменено (1: 0,54 на 28 дни, 1: 0,63 на 42 дни), а разликата между двете групи се увеличава от 28 до 42 дневна възраст. Стойностите на трипсиногена в групата Prot бяха близки до тези в групата DF във всеки момент от време.

Плазмени нива на инсулин.

Инсулинът е основният стимулатор на синтеза на амилаза на панкреаса. По-ниското количество амилаза, наблюдавано в групата Hydr, вероятно се дължи на ниската плазмена концентрация на инсулин. Следователно ние измерихме плазмената концентрация на инсулин. Както е показано на фиг. 6, плазмените концентрации на инсулин в групата на Hydr са значително по-ниски от тези в групата на Prot на 14 и 21-дневна възраст. Плазмените концентрации на инсулин в групата Prot са еквивалентни на тези в групата DF.

Способност за увеличаване на секрецията на панкреатичен ензим в отговор на хранителни протеини.

Оценихме способността за увеличаване на панкреатичната секреция на храносмилателни ензими в отговор на хранителен протеин при плъхове, отглеждани по експериментални формули. За тази цел SBTI, който е един вид соев протеин и често използван като експериментален стимулатор на секрецията на панкреатичния ензим, се прилага интрадуоденално на плъхове 1 седмица след отбиването и секретираният панкреатичен сок се събира. Секрецията на храносмилателния ензим от панкреаса се увеличава значително след прилагането на SBTI в групата Prot, както и DF групата (Фиг. 7). Напротив, отговорът на секрецията на панкреатичния ензим след прилагането на SBTI в групата Hydr е значително по-слаб от този в групата Prot и съотношенията на средните увеличения на протеини, амилаза и трипсиноген в продължение на 60 минути след приложението между Prot групата и Hydr групата бяха съответно 1: 0,24, 1: 0,30 и 1: 0,27.

Отзивчива способност на екзокринния панкреас да циркулира CCK.

И накрая, оценихме способността на панкреаса да увеличава храносмилателната ензимна секреция в отговор на циркулиращия CCK при плъхове, отгледани на Prot или Hydr. Както е показано в таблица 3, абсолютните количества секреция на базален протеин, амилаза и трипсиноген в групата Hydr са значително по-ниски от тези в групата Prot. Тогава приложението на CCK значително увеличи секрецията на протеин, амилаза и трипсиноген и в двете групи, хранени с формула. Абсолютните количества секретирани ензими в групата Hydr все още са значително ниски, дори след прилагане на CCK, в сравнение с групата Prot. Не се наблюдава обаче значително взаимодействие (формула × CCK), въпреки че повишените нива в групата Hydr са по-ниски от тези на групите Prot и DF.

Таблица 3. Промени в секрецията на панкреаса след прилагане на CCK в протеиновата група и хидрозилатната група