Lycopène qu’est-ce que c’est?
lycopèneis a natural carotenoid that is found mainly in ripe tomatoes, watermelons, guavas, rose hips, papayas, and grapefruits [1]....... In addition, marine halophilic archaea can also produce lycopene [2]. The human body cannot synthesize lycopene on its own, and 85% of its intake comes from tomatoes and tomato-based products [3]. In the past few decades, functional research on lycopene has focused on its antioxidant, lipid-lowering, anti-inflammatory, and anti-tumOu bienproperties [4-7].
En tant que personnes's awareness of food safety has gradually increased, some natural plant extracts have become the focus of research in the context of antibiotic-free farming. Lycopene has advantages in improving animal health and enhancing the quality of animal products, making it a natural plant additive with great potential [8-9]. However, at this stage, the amount added and the effect of lycopene in the breeding of different types of animals are not consistent, and the mechanism of action is not yet clear, so the degree of application and promotion is not high. In this paper, the physical and chemical properties, safety, biological functions and application progress of lycopene in animal productionLe lycopène a été étudié en vue de fournir une référence pour la poursuite des recherches et l’utilisation du lycopène.
1 propriétés physiques et chimiques et sécurité du lycopène
1.1 propriétés physiques et chimiques
Lycopene is a fat-soluble carotenoid that belongs to the isoprene unsaturated alkenes. It has 11 conjugated double bonds and 2 non-conjugated double bonds, with a molecular formula of C40H56 and a relative molecular mass of 536.85. It has a melting point of 172–175°C and is a dark red powder. It is soluble in chloroform, hexane, benzene, carbon disulfide, acetone, petroleum ether and petroleum, insoluble in water, ethanol and methanol, sensitive to light, oxygen, high temperature, acid, catalyst and metal ions [10]. Among all carotenoids, lycopene has the highest degree of unsaturation. It mainly exists in the all-trans configuration in natural fruits and vegetables, but is easily oxidized and degraded and undergoes isomerization under the influence of heat and light [11].
1.2 sécurité du lycopène
Lycopene has a long history of safe consumption worldwide. Perucatti et al. [12] showed that a diet rich in lycopene does not produce any mutagenic activity and is not toxic to rabbit lymphocytes. Lycopene has low acute toxicity in mice, and 3 g/kg body weight of lycopene administered orally and intraperitoneally has no effect on mice [13]. Moreover, no significant systemic toxicity was observed in subchronic and chronic safety studies [14]. Therefore, lycopene is considered to be a safe and non-toxic substance.
2. Fonctions physiologiques du lycopène
2.1 fonction antioxydante
Le stress oxydatif est considéré comme l’un des principaux facteurs menant à de nombreuses maladies. Le lycopène peut soulager les dommages dus au stress oxydatif par l’action antioxydante, améliorant ainsi la santé des animaux.
2.1.1 captage Direct des radicaux libres
Le lycopène possède 11 doubles liaisons conjuguées et est très réactif avec l’oxygène et les radicaux libres [15]. Le lycopène est l’antioxydant le plus efficace parmi les divers caroténoïdes communs [16], et sa constante de taux pour le piégage de l’oxygène unique est deux fois celle du β-carotène [17]. De plus, le lycopène peut récupérer In vitro et intracellulairement le peroxynitrite [18-19]. Mortensen et al. [20] [en]ont montré que le lycopène a la capacité de récupérer le dioxyde d’azote et les radicaux sulfuryliques et sulfuryliques. Galano et al. [21] ont signalé que le lycopène est plus efficace que le carotène pour piéger les radicaux du peroxyde d’hydrogène dans les environnements non polaires.
2.1.2 améliorer l’activité du système antioxydant
Lycopene can indirectly affect free radicals by regulating the production of antioxidant enzymes, thereby protecting the body from oxidative damage. Studies have shown that in a rat model of type 2 diabetes, lycopene significantly increased the activity of superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GSH-Px) and catalase (CAT) [22-23]. Li Li [24] explored the intervention effect of lycopene on esophageal cancer in rats and found that after lycopene intervention, the enzyme activities of GSH-Px and SOD in rat serum increased significantly, while the level of malondialdehyde (MDA) decreased, improving the oxidative stress state of esophageal cancer rats. In addition, lycopene can increase the body' S teneur en antioxydants non enzymatiques. L’ajout de lycopène à l’alimentation des lapins peut augmenter significativement les taux sanguins de vitamines A et E, tout en réduisant significativement les taux d’oxydants [25]. Sahin et al. [26] ont complété le régime alimentaire des caillots stressés par la chaleur avec du lycopène et ont constaté que les niveaux sériques de vitamine A, de vitamine C et de vitamine E augmentaient, ce qui A atténué le stress oxydatif causé par le stress thermique chez les caillots et réduit la consommation d’antioxydants par les caillots.
À l’heure actuelle, le mécanisme par lequel le lycopène réduit les dommages dus au stress oxydatif chez les organismes a été élucidé principalement par des études in vivo. Le facteur nucléaire érythroïde 2-related factor 2 (Nrf2) est un facteur de transcription important dans la réponse antioxydante au stress qui protège les cellules du stress oxydatif [27]. Nrf2 permet l’expression d’une série d’enzymes métabolisantes et cytoprotectrices de médicaments, telles que l’hémie oxygénase-1 (HO-1), la NAD(P)H: quinone oxydoréductase 1 (NQO-1), la SOD et la glutathions-transférase (GST), etc., pour améliorer l’élimination et la détoxification des oxydants endogènes et exogènes (tels que les espèces réactives d’oxygène) [28].
Des études ont montré que le lycopene active significativement l’expression de l’arnm des enzymes antioxydantes HO-1 et NQO-1 dans l’hippocampe des rats, ce qui peut réduire les dommages oxydatifs en activant la voie de signalisation Nrf2 [29]. De même, Zhao et al. [30] ont constaté que le lycopene augmentait la capacité antioxydante en médiant la voie de signalisation Nrf2, supprimant ainsi le stress oxydatif induit par l’acide phtalique (ester 2-éthylhexyle) dans les dommages des cellules mésenchimateux de souris. En résumé, le lycopène peut directement récupérer ou inhiber les radicaux libres, et il peut également agir comme un inducteur pour activer les voies de signalisation antioxydantes, améliorer l’activité du corps.' S antioxydant système, et exercer une fonction antioxydante par divers mécanismes pour soulager les dommages de stress oxydatif et protéger la santé animale.
2.2 fonction de réduction des lipides
Le lycopène peut réguler le métabolisme des lipides et abaisser les niveaux de lipides dans le sang. Dans un modèle de rat avec un régime riche en graisses, la prise de suppléments de lycopène a réduit de manière significative les niveaux de cholestérol total (TC), de triglycérides (TG), de lipoprotéine de basse densité (LDL-C) et de lipoprotéine de basse densité oxydée (Ox-LDL) dans le sérum et le cerveau [31]. De même, le lycopène a réduit les taux sériques de TC, de TG, de LDL-C et de TC et de TG dans le foie chez les rats diabétiques [22]. Des études In vitro ont montré que le lycopène se lie à la partie hydrophobe de la 3-hydroxy-3-méthylglutaryl coenzyme A (HMG-CoA) réductase, inhibant de façon concurrentielle l’activité de la HMG-CoA réductase [32] et réduisant ainsi la synthèse du cholestérol. De plus, les recherches de Fenni et al. [33] ont montré que le lycopene peut réduire l’expression génétique de la protéine de liaison des éléments de régulation du stérol (SREBP-1c) et de la synthase des acides gras (FASN) chez les souris souffrant d’obésité induite par l’alimentation, et augmenter l’expression de trois gènes liés à l’oxydation des acides gras. Par conséquent, la fonction lipidique de lycopène peut être liée à sa capacité à inhiber l’activité de l’enzyme limitant le taux dans la synthèse du cholestérol et à augmenter la β-oxydation des acides gras.
2.3 fonction anti-inflammatoire
Le lycopène a une fonction anti-inflammatoire, qui peut améliorer l’inflammation du foie chez les souris atteintes de stéatose hépatique non alcoolique [34] et réduire le niveau de facteurs inflammatoires dans les cellules cancéreuses de la prostate [35]. Yang etal. [36] ont constaté que le lycopene réduisait significativement l’expression de la métalloprotéine-13 de la matrice (MMP-13), de l’interleukine sérique 6 (IL-6) et du facteur de nécrose tumorale α (TNF-α) dans les cellules de chondrocytes articulaires de l’arthrose humaine, et jouait un rôle protecteur. Le mécanisme peut être par l’activation de la voie de signalisation de l’acide époxyéicosatriénoïque de type Kelch-like protéine-1 (Keap1)-Nrf2. De même, Sun et al. [37] ont montré que le lycopène réduisait l’expression du TNF-α, de l’il-6 et de l’il-1β dans les cellules épithéliales mamaires bovines induites par h2o2. Le mécanisme peut être l’inactivation de la voie de signalisation du facteur nucléaire -κB (NF-κB), réduisant ainsi l’expression des cytokines pro-inflammatoires.
D’autres études ont rapporté que le lycopene augmentait significativement les niveaux sériques d’il-2, d’interféron gamma (IFN-γ) et de TNF-α et l’expression de l’arnm de l’il-2, de l’ifn -γ et du TNF-α dans la leen de souris exposées à l’aflatoxine B1 (AFB1), peut atténuer l’immunosuppression induite par l’afb 1 en inhibant le stress oxydatif et l’apoptose des splenocytes de souris par l’intermédiaire des mitochondries [38]. En résumé, le lycopène inhibe principalement la réponse inflammatoire en bloquant l’activation de la voie de signalisation NF-κB et en limitant la production de médiateurs inflammatoires tels que IL et tnf-α.
2.4 fonction anticancéreuse
Des études antérieures ont montré que le lycopène est associé à un risque réduit de cancer de la prostate, du sein, de l’estomac, du poumon et du côlon [39]. Le lycopène a un effet inhibiteur sur la cancérogenèse de la muqueuse œsophagienne chez le rat, ce qui peut être obtenu en régulant à la hausse l’expression du récepteur gamma (PPARγ) activé par le proliferateur des peroxysomes et de la protéase 3 de l’acide cysteine-aspartique (Caspase-3), et en régulant à la baisse l’expression des protéines NF-κB et cyclooxygénase-2 (COX-2) pour empêcher l’apparition du cancer de l’œsophage. Le conseil des ministresLycopène à dose moyenneLe groupe d’intervention (25 mg/kg de poids corporel) avait le meilleur effet inhibiteur sur le cancer de l’œsophage [24]. De plus, dans un modèle de cancer du poumon induit par le carcinogène du tabac NNK chez les futois, le lycopène a été trouvé pour prévenir la prolifération des cellules cancéreuses du poumon en inhibant l’expression du récepteur de l’acétylcholine nicotinique α7 du poumon et de ses protéines en aval [40]. Bien que les recherches actuelles sur les propriétés anticancéreuses du lycopène soient très prometteuses, il existe un manque général de recherche sur le mécanisme d’action en milieu clinique, qui doit encore être exploré plus en profondeur par les chercheurs scientifiques.
2.5 inhibe l’ostéoporose
Des études ont montré que plus le taux de lycopène dans le sérum des femmes chinoises est élevé, plus leur densité minérale osseuse est élevée [41]. Au niveau cellulaire, il a été démontré que le lycopène inhibe la différenciation des ostéoclastes et stimule la prolifération et la différenciation des ostéoblastes [42]. Le mécanisme pourrait être l’effet direct du lycopène sur les voies de la kinase extracellulaire régulée par les signaux activées par le mitogène (MEK) et de la protéine kinase C (PKC) au cours de la formation des ostéoclastes et sur le MEK et le NF-κB au cours de la formation des ostéoblastes [43].
3 Application du lycopène dans la production animale
3.1 Application du lycopène dans la production avicole
Poudre de lycopènecan improve poultry performance, improve egg quality, reduce heat stress damage, and improve reproductive performance. Sun et al. [44] found that adding 40 mg/kg lycopene to the diet of laying hens can significantly increase the initial weight and antioxidant capacity of broiler chicks. ajouter lycopene (10 and 20 mg/kg) to the feed of laying hens can increase the lycopene content in the liver and egg yolk, while reducing the MDA content in the serum and eggs stored for 4 weeks [45]. Studies have shown that adding 200 mg/kg lycopene to the feed can reduce the serum TC and TG content of laying hens, as well as the cholesterol content of the liver, egg yolk, and breast muscle [46].
Sahin et al. [26] added 50, 100, and 200 mg/kg lycopene to the diets of quails under heat stress (34 °C), and found that it could improve the feed conversion rate and carcass weight of heat-stressed quails. Subsequent research by Sahin et al. [47] showed that the addition of lycopene (200 and 400 mg/kg) to the feed can alleviate the symptoms of heat stress in broilers, as lycopene increases the expression of the Nrf2 gene in the muscle and the activity of antioxidant enzymes (SOD, GSH-Px) in the serum. Najafi et al. [48] showed that lycopene can improve the total motility, membrane integrity and mitochondrial activity of frozen-thawed rooster sperm, as well as the hatchability of fertilized eggs from artificial insemination. At present, the additive amount of lycopene in poultry feed ranges from a few tens to a few hundreds of milligrams, and the experimental groups are small, so further research is needed to determine the optimal additive amount in large groups.
3.2 lycopène dans la production de ruminants
Adding lycopene powder to the feed can improve the growth and development and meat quality of Bamei mutton sheep in hot summer environments [49]. Xu et al. [50] showed that the addition of 200 mg/kg and 400 mg/kg lycopene to the feed of lake sheep could increase the colour stability and the content of antioxidant substances (vitamin A and vitamin E) in the stored mutton, and reduce the degree of lipid and protein oxidation. In addition, lycopene can significantly improve the mitochondrial activity of bull sperm after thawing [51], and can also improve the quality of cattle embryos cultured in vitro [52]. Ren et al. [53] showed that the addition of 1.0 mg/mL lycopene to the cryopreserved cashmere goat semen significantly improved sperm motility, acrosome integrity, mitochondrial activity, and the activity of antioxidant enzymes in goat sperm.
Le groupe avec 4,0 mg/mL de lycopène n’a pas amélioré les caractéristiques physiologiques du sperme. Tvr
3.3 Application du lycopène dans la production porcine
There are few reports on the use of lycopene in pig production....... Wang Jie [55] a montré que l’ajout d’une certaine concentration de lycopène à la dilution congelée du sperme de porc peut améliorer considérablement la qualité du sperme après la décongélation, et le niveau d’addition le plus approprié est de 2,0 μmol/L. Des études ont montré que l’ajout de 20 mg/kg de lycopène dans l’alimentation des porcs peut réduire la teneur en MDA du porc frais [56]. L’ajout de lycopène (12,5, 25,0, 37,5, 50,0 mg/kg) à l’alimentation des porcs d’engraissement peut réduire la teneur en MDA du porc pendant l’entreposage (0, 24, 48, 72 h), le meilleur effet étant obtenu lorsque l’ajout de lycopène est de 50,0 mg/kg [57]. Le mécanisme pourrait être d’augmenter la teneur en lycopène dans la viande, améliorant ainsi la stabilité oxydative du porc. En outre, Correia et al. [58] ont constaté que l’ajout de 5% de Marc de tomate aux porcelets et#39; Les aliments peuvent également augmenter la teneur en α-tocophérol dans les muscles et le foie et améliorer la qualité du porc.
3.4 lycopène chez les animaux aquatiques
Le lycopène a pour effet d’améliorer la performance de production des animaux aquatiques et de réduire les dommages dus au stress oxydatif. L’ajout de 0,2% de lycopène à un régime riche en matières grasses peut améliorer l’efficacité de la conversion alimentaire, le rapport d’efficacité protéique et la fonction antioxydante de la truite arc-en-ciel, et l’effet est meilleur que celui de l’antioxydant éthoxyquine [59]. Des études ont montré que le lycopène peut réduire les effets toxiques du malathion sur la carpe [60] et du carbofuran sur le silure d’afrique [61]. Le mécanisme peut être que le lycopène réduit la teneur en MDA et augmente l’activité des enzymes antioxydantes en récupérant les radicaux libres. Ces résultats fournissent une base théorique pour que le lycopène réduise les dommages causés par les médicaments chez les animaux aquatiques. Cependant, certaines études ont montré que le lycopène peut réduire les activités du gazon, du chat et du GSH-Px dans le foie de la perche dorée. Le mécanisme peut être que le lycopène peut effectivement récupérer les radicaux libres et prévenir le stress oxydatif, ainsi il stimule les enzymes antioxydantes endogènes moins [62].
3.5 Application du lycopène dans la production de lapins
Le lycopène a pour effet d’améliorer la capacité antioxydante des lapins de viande, d’améliorer la qualité de la viande et d’abaisser le cholestérol. Lorenz et al. [63] ont donné à des lapins blancs néo-zélandais un régime riche en cholestérol pendant 4 semaines, tout en supplémentant avec du lycopène (5 mg/kg de poids corporel). Les résultats ont montré que le taux de lycopène dans le plasma du lapin était significativement augmenté, et les concentrations sériques de TC et de LDL-C étaient réduites de près de 50%. Des études ont montré que l’ajout de 5 mg/kg de lycopène à l’alimentation du lapin peut augmenter les niveaux de rétinol et de α-tocophérol dans la viande de lapin, tout en réduisant la teneur en cholestérol de la viande de lapin et la teneur en substances réactives à l’acide thiobarbiturique (TBARS) de la viande de lapin après réfrigération pendant 3 jours [64-65]. De plus, l’ajout de lycopène à l’alimentation peut réduire la teneur en TBARS du plasma des lapins et augmenter la teneur en vitamine A et en α-tocophérol [65]. Le mécanisme peut être que le lycopène peut réduire la production de radicaux libres et augmenter l’activité des enzymes antioxydantes.
4 résumé
In summary, lycopene has important physiological functions, can improve animal production performance, reduce blood lipids, improve antioxidant capacity and reproductive performance, and is currently being studied more and more in animal production. In the production of ruminants, poultry, rabbits and other animals, lycopene has shown the potential to improve the quality of animal products, which provides a basis for the research and development of healthy livestock products. Therefore, lycopene has broad application prospects as a feed additive. China is a major tomato-producing country, and in-depth development of the functions of lycopene is not only beneficial to the healthy development of the breeding industry, but also to the deep processing of agricultural products. However, at this stage, research on the appropriate addition level and mechanism of lycopene in animal production is still lacking, and the degree of application and promotion is not high. Therefore, under the general trend of “antibiotic-free farming,” there is an urgent need to further study the appropriate addition levels, effects, and regulatory mechanisms of lycopene in various animals, in order to provide a theoretical basis for the better Application du lycopène dans l’élevage.
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