ヨードホルムを一定量補給した乳牛の腸内メタン排出量

Scientific Reports volume 13、記事番号: 12797 (2023) この記事を引用

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メトリクスの詳細

腸内メタン (CH4) 排出は、牛から発生する主要な温室効果ガスの 1 つです。 ヨードホルムは、試験管内でルーメンの CH4 形成の強力な緩和剤であることが研究で判明しています。 この研究は、乳牛の抗メタン生成飼料添加物としてのヨードホルムの可能性を定量化し、飼料摂取、乳生産、飼料消化率、ルーメンマイクロバイオーム、および動物の健康指標に対する影響を調査することを目的としていました。 実験は、授乳中の第一胃、十二指腸、回腸にカニューレを挿入したデンマーク産ホルスタイン乳牛 4 頭を使用して、4 × 4 のラテン方陣デザインで実施されました。 治療は、ヨードホルムの 4 つの異なる用量 (1) 0 mg/日、(2) 320 mg/日、(3) 640 mg/日、および (4) 800 mg/日で構成されました。 ヨードホルムを１日２回第１胃内に補充した。 各期間は、7 日間の適応、3 日間の消化物と血液のサンプリング、および 4 日間の呼吸室を使用したガス交換測定で構成されていました。 乳量と乾物摂取量 (DMI) を毎日記録しました。 ルーメンサンプルは微生物分析のために収集され、発酵パラメータが調査されました。 血液が採取され、代謝および健康状態の指標が分析されました。 乾物摂取量と乳生産量は、用量の増加に伴い、それぞれ最大 48% と 33% 直線的に減少しました。 ヨードホルムの用量の増加に伴い、メタン収量（g CH4/kg DMI）は最大 66% 減少しましたが、水素収量（g H2/kg DMI）は最大 125 倍の増加が観察されました。 DM、OM、CP、C、NDF、およびデンプンの総管消化率は処理による影響を受けませんでしたが、NDF を除いて、第一胃から小腸への栄養素の消化には大きな変化が観察されました。 用量の増加に伴って、第一胃微生物の活動と発酵動態の障害を示すいくつかの指標が観察されましたが、第一胃細菌の総数は治療による影響を受けませんでした。 血清および血漿バイオマーカーは、ヨードホルムが牛の健康に及ぼす悪影響を示さなかった。 結論として、ヨードホルムは CH4 放出の強力な緩和剤でした。 しかし、DMI と乳生産には悪影響があり、第一胃発酵の低下の兆候と関連していました。 今後の研究で、ヨードホルムを全混合飼料に混合して継続的に投与した場合、乳量と飼料摂取量の低下を回避できるかどうかが明らかになる可能性がある。

メタン (CH4) は、牛から発生する主要な温室効果ガスの 1 つです。 100 年後の地球温暖化係数は、二酸化炭素 (CO2) の 28 倍です。 したがって、温室効果ガスの排出と気候変動に対する牛の寄与は大きい1,2。 反芻動物からのメタンは主に第一胃内での飼料の微生物発酵に由来します。 この発酵中に微生物は CO2 と水素 (H2) を生成し、これらは微生物の特別な領域である古細菌によって CH4 に変換されます。 メタン生成は、ルーメン内の水素 (H2) の分圧を効率的に低下させます。水素 (H2) は、メタン生成古細菌によって CO2 と H2 が CH4 と H2O に変換される過程で電子供与体として機能します 3。 この継続的な除去により、微生物叢に対する H2 の阻害効果が排除され、第一胃発酵が維持されます4。 したがって、第一胃内 H2 圧の上昇は、繊維消化、乾物摂取量 (DMI)、および動物の生産性に悪影響を与える可能性があります5。 実質的なメタン生成阻害下では、H2 も大量に噴出する可能性があります 6,7。

歴史的に、アジピン酸トリクロロエチル、ピバル酸トリクロロエチル、ブロモホルム、クロロホルムなどのハロゲン化化合物は、in vitro および in vivo 研究の両方で CH4 生成の強力な阻害剤であることが示されています 8,9,10。 抗メタン生成活性は通常、分子上のハロゲンの数に関連しており、ヨウ素含有化合物が最も効果的であり、臭素化および塩素化類似体がそれに続きます11。 示唆されたメカニズムには、ハロゲン化化合物と還元型ビタミン B12 の不可逆反応が関与し、コバミド依存性のメチル基転移を阻害し、メタン生成プロセスにおけるコリノイド酵素の機能をブロックします。 考えられるもう 1 つのメカニズムは、競合する末端電子受容体として機能することによる CH4 生成の競合阻害です 14,15。