Short-chain fatty acids alleviate metabolic disturbances induced by high-carbohydrate diets in largemouth bass (Micropterus salmoides).

چکیده اصلی

This study evaluated the effects of dietary short-chain fatty acids (SCFAs) on carbohydrate metabolism in largemouth bass fed a high-carbohydrate diet. Juvenile fish (15.33 ± 0.14 g) were fed six isonitrogenous and isolipidic diets for 55 days, containing 10% (C, control), 15% (HC, high carbohydrate), and 20% (EC, extremely high carbohydrate) corn starch and three SCFA-supplemented diets based on the 15% carbohydrate diet level (0.2% sodium acetate (HC + A), propionate (HC + P), butyrate (HC + B)). High-carbohydrate diets significantly reduced growth performance increased hepatic lipid deposition and disrupted glucose homeostasis, with the EC diet inducing pronounced metabolic dysfunction characterized by reduced hepatic glycogen content and impaired insulin regulation. SCFA supplementation (sodium propionate and butyrate) restored weight gain and specific growth rate to C group levels, though no statistically significant difference was observed compared with the HC group. Notably, sodium butyrate significantly improved muscular quality by lowering crude lipid accumulation and increasing beneficial n-3 PUFA and DHA proportions. SCFA supplementation reduced the hepatosomatic index (HSI) and blood glucose levels and enhanced glycolysis, as indicated by increased pyruvate kinase activity and lactic acid levels, while suppressing gluconeogenesis through reductions in pyruvate carboxylase, phosphoenolpyruvate carboxykinase, and glucose-6-phosphatase activities. These metabolic benefits were associated with the upregulated expression of insulin receptor (ir) genes, rather than increased hormone secretion. Overall, dietary SCFAs, especially propionate and butyrate, effectively mitigate growth inhibition, hepatic lipotoxicity, and glucose metabolic disorders induced by high-carbohydrate diets, while simultaneously enhancing muscle nutritional value, demonstrating their high potential as functional feed additives in sustainable carnivorous fish aquaculture.

ترجمه فارسی چکیده

این مطالعه اثرات اسیدهای چرب زنجیره‌کوتاه (SCFA) بر متابولیسم کربوهیدرات در ماهی گوزن‌ماه بزرگ تغذیه‌شده با رژیم کربوهیدرات بالا را ارزیابی کرد. ماهیان جوان (۱۵.۳۳ ± ۰.۱۴ گرم) به مدت ۵۵ روز با شش رژیم هم‌نیتروژن و هم‌لیپیدی تغذیه شدند که شامل ۱۰٪ (C، کنترل)، ۱۵٪ (HC، کربوهیدرات بالا) و ۲۰٪ (EC، کربوهیدرات بسیار بالا) نشاسته ذرت و سه رژیم مکمل با SCFA بر اساس سطح ۱۵٪ کربوهیدرات (۰.۲٪ سدیم استات (HC + A)، پروپیونات (HC + P)، بوتیرات (HC + B)) بودند. رژیم‌های کربوهیدرات بالا به طور معنی‌داری عملکرد رشد، تجمع چربی کبدی و تعادل گلوکز را کاهش دادند، با رژیم EC که اختلال متابولیک شدیدی را با کاهش محتوای گلیکوژن کبدی و اختلال در تنظیم انسولین ایجاد کرد. مکمل‌سازی با SCFA (سدیم پروپیونات و بوتیرات) رشد وزنی و نرخ رشد ویژه را به سطح گروه C بازگرداند، اگرچه تفاوتی معنی‌دار آماری نسبت به گروه HC مشاهده نشد. به طور قابل توجهی، سدیم بوتیرات کیفیت عضلانی را به طور معنی‌داری با کاهش تجمع چربی خام و افزایش نسبت‌های PUFA مفید n-3 و DHA بهبود داد. مکمل‌سازی با SCFA شاخص کبدی-جسمی (HSI) و سطح گلوکز خون را کاهش داد و گلیکولیز را با افزایش فعالیت کیناز پیرووات و سطوح اسید لاکتیک، در حالی که گلوکونئوژنز را با کاهش فعالیت‌های کربوکسیلاز پیرووات، فسفوهنول‌پیرووات کربوکسی‌کیناز و گلوکز-۶-فسفاتاز مهار کرد، تقویت کرد. این مزایای متابولیک با بیان ژن‌های گیرنده انسولین (ir) افزایش یافته، به جای ترشح بیشتر هورمون، مرتبط بودند. در مجموع، اسیدهای چرب زنجیره‌کوتاه رژیمی، به ویژه پروپیونات و بوتیرات، به طور مؤثر اختلالات رشد، لیپوتوسیسی کبدی و اختلالات متابولیسم گلوکز ناشی از رژیم‌های کربوهیدرات بالا را کاهش می‌دهند، در حالی که همزمان ارزش غذایی عضله را افزایش می‌دهند.

متن کامل اصلی