Il microbiota cecale del pollo riduce la deposizione di grasso addominale regolando il metabolismo dei grassi

npj Biofilm e microbiomi volume 9, numero articolo: 28 (2023) Citare questo articolo

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Il microbiota cecale svolge un ruolo essenziale nella salute dei polli. Tuttavia, il suo contributo al metabolismo dei grassi, in particolare alla deposizione di grasso addominale, che rappresenta un grave problema nel settore del pollame, non è ancora chiaro. Qui, sono stati selezionati polli di 1, 4 e 12 mesi di età con deposizione di grasso addominale significativamente (p <0,05) più alta e più bassa per chiarire il metabolismo dei grassi. Un'espressione di mRNA significativamente (p < 0,05) più alta dei geni dell'anabolismo dei grassi (ACSL1, FADS1, CYP2C45, ACC e FAS), un'espressione di mRNA significativamente più bassa (p < 0,05) dei geni del catabolismo dei grassi (CPT-1 e PPARα) e dei grassi Il gene di trasporto APOAI nel fegato/grasso addominale di polli con elevata deposizione di grasso addominale ha indicato che un metabolismo dei grassi sbilanciato porta a un'eccessiva deposizione di grasso addominale. Parabacteroides, Parasutterella, Oscillibacter e Anaerofustis sono stati trovati significativamente (p < 0,05) più alti nei polli con deposito di grasso addominale elevato, mentre Sphaerochaeta era più alto nei polli con deposito di grasso addominale basso. Inoltre, l'analisi di correlazione di Spearman ha indicato che l'abbondanza relativa di Parabacteroides, Parasutterella, Oscillibacter e Anaerofustis cecali era correlata positivamente con la deposizione di grasso addominale, mentre Sphaerochaeta cecale era negativamente correlata con la deposizione di grasso. È interessante notare che il trasferimento del microbiota fecale da polli adulti con bassa deposizione di grasso addominale in pulcini di un giorno ha diminuito significativamente (p < 0,05) i geni dei Parabacteroides e dell’anabolismo dei grassi, mentre ha aumentato notevolmente i geni degli Sphaerochaeta (p < 0,05) e del catabolismo dei grassi (p < 0,05). ). I nostri risultati potrebbero aiutare a valutare il potenziale meccanismo del microbiota cecale che regola la deposizione di grasso nella produzione di pollo.

Nel settore del pollame, la selezione artificiale dei polli per scopi commerciali attraverso la tecnologia di allevamento genetico e una dieta ad alto contenuto energetico ha aumentato senza precedenti il ​​tasso di crescita e la conversione del mangime dei polli da carne1. Tuttavia, i polli da carne in rapida crescita sono spesso accompagnati da un eccessivo deposito di grasso addominale2, che è un tratto sfavorevole sia per i consumatori che per i produttori, e oltre l'85% del grasso addominale è inutile per il corpo perché è considerato uno spreco di energia alimentare3. Un recente rapporto ha indicato che i polli da carne producono ≈3 milioni di tonnellate di grasso addominale in tutto il mondo ogni anno, il che si traduce in una perdita economica di oltre 2,7 miliardi di dollari nel settore del pollame4, portando a un ostacolo fondamentale per un’agricoltura redditizia5. Pur essendo una componente energetica apprezzabile, deve essere eliminata durante l'eviscerazione ed è considerata uno scarto nella produzione della carne di pollo6. Il deposito di grasso addominale diminuisce l'utilizzo del mangime, riduce le prestazioni riproduttive delle galline ovaiole, influisce negativamente sul processo di macellazione e provoca inquinamento ambientale2,7,8. Aumenta anche il contenuto di grassi nella carne di pollo, il che aumenta il rischio di malattie cardiovascolari umane9. I ricercatori hanno scoperto che, biologicamente, gli adipociti addominali sono cellule più attive che mostrano un tasso di ereditarietà più elevato (0,82) rispetto al peso corporeo, ai muscoli del seno e delle gambe5, con conseguente accumulo di grasso. È stato inoltre riferito che il peso del grasso addominale e il peso corporeo presentano una forte correlazione positiva, che ostacola la selezione genetica contro i tratti di grasso nei polli4. L’eccessivo deposito di grasso è diventato un enigma e anche una preoccupazione emergente negli ultimi decenni. Pertanto, comprendere il meccanismo che porta alla deposizione eccessiva di grasso è diventata una questione importante.

L'intestino ospite ospita circa l'80% dei microrganismi simbionti, di cui il 99% sono batteri, chiamati microbiota intestinale10,11,12,13. È stato stabilito che il microbiota intestinale potrebbe svolgere un ruolo regolatore significativo nella deposizione di grasso e nell’obesità4,14. Le prove hanno rivelato che la colonizzazione del microbiota obeso promuoveva la deposizione di grasso nei topi15. Ad esempio, una maggiore abbondanza di Methanobrevibacter e Faecalibacterium, mentre una minore abbondanza di Akkermansia aumenta la deposizione di grasso4,6. Ulteriori studi hanno indicato che il microbiota intestinale influenza e modula il metabolismo dei grassi e contribuisce in modo importante all’utilizzo dei nutrienti, generando ulteriore energia raccolta e con conseguente deposizione di grasso addominale6,16. Ad esempio, l'Enterococcus faecium aumenta la secrezione dell'acido grasso sintasi (FAS) e dell'acetil-CoA carbossilasi (ACC) nel fegato di pollo17, mentre livelli elevati di FAS e ACC aumentano la produzione di acidi grassi, che si incorporano nei trigliceridi e aumentano la deposizione di grasso18. Klebsiella ed Escherichia-Shigella possiedono caratteristiche di lipogenesi e la loro maggiore abbondanza aumenta le concentrazioni di colesterolo totale, lipoproteine ​​​​a bassa densità e trigliceridi nel siero, che facilitano l'accumulo di grasso19. D'altra parte, alcuni microbiota come Mucispirillum schaedleri riducono la deposizione di grasso nei polli4 e Sphaerochaeta si trova arricchito nei polli magri14. Lactobacillus johnsonii BS15 diminuisce la deposizione di grasso attraverso l'attività della lipoproteina lipasi (LPL) e migliora il catabolismo dei grassi nei polli da carne20. Abbondanti Microbacterium e Sphingomonas nel pollo erano positivamente correlati ai geni del catabolismo dei grassi nei muscoli e nel fegato, che potenzialmente riducono l'accumulo di grasso21. Studi precedenti hanno indicato che il microbiota intestinale non solo può aumentare la deposizione di grasso, ma può anche ridurla4,14. Nella complessa rete delle comunità microbiche intestinali, dinamicamente la più alta diversità batterica si osserva nel cieco22. Pertanto, qual è la composizione batterica cecale e che tipo di batteri cecali potrebbero ridurre la deposizione di grasso addominale e come regolano il metabolismo dei grassi è diventata una questione interessante.