반추위 미생물의 질산염 환원 조절물질에 관한 연구 = STUDIES ON THE SUBSTANCES MODULATING NITRATE AND NITRITE REDUCTION BY RUMEN MICROBES
반추위내 미생물들의 질산염(NO₃^-) 환원능력에 관여할 수 있는 물질로 잠재성이 있다고 판단되는 Yeast culture(YC), L-cysteine(CSH) 및 Sodium tungstate(W)의 첨가효과를 관찰하고자, in vivo 및 in vitro 실험을 실시하였다. In vitro 실험에서는 미생물 공여축으로 반추위 누관이 장착된 55㎏ 숫면양에 체중 ㎏당 400 ㎎의 NaNO₃를 2주간 급여 적응시킨 후, 반추위액을 채취하여 첨가물질(YC, CSH. W)들과 함께 배양하면서 pH, 질산염, 아질산염 및 암모니아의 농도변화를 시간별로 관찰하였다. 배양액 내 NO₃^-농도는 대조구에 비해 CSH구와 W구에서는 높게, 그리고 YC구에서는 낮게 나타났다(P<0.05). 배양액 내 NO₂^- 농도는 대조구에 비해 YC, CSH, W구에서 유의적으로 감소하였고(P<0.05), 암모니아 농도는 CSH구에서 가장 낮게 나타났다(P<0.05). In vivo 시험에서는 질산염 중독반응에 대한 Yeast culture의 첨가효과를 관찰하기 위하여, 1차 시험에서는 숫면양 4두를 Switch-over design으로 배치하여 2%의 YC를 2주간 첨가급여하였다. 2차 시험에서는 L-cysteine (CSH)의 첨가효과를 관찰하고자 3두의 숫면양을 3×3 Latin Square 방법으로 배치하여 2주간 NaNO₃(0.5g NO₃^-/BW ㎏^(0.75))와 L-cysteine(0.115g S/W ㎏^(0.75))을 누관을 통해 주입한 후 혈중 NO₂^-와 MHb의 농도 변화를 시간별로 관찰하였다. 혈액 내 NO₂^- 농도는 NaNO₃ 투여 후 2시간때에 대조구에 비해 YC 첨가구에서 유의적으로 낮게 나타났으며, 혈액 내 MHb 농도는 NaNO₃ 투여 후 3시간과 4시간때에 YC 첨가구에서 유의적으로(P<0.05) 감소하였다. 또한, L-Cysteine의 경우에도 NaNO₃에서 유래한 혈중 NO₂^- 농도를 유의적으로(P<0.05) 감소시켰으며, NaNO₃ 투여 후 6시간 때에 혈중 MHb 형성을 유의적으로(P<0.05) 억제시켰다. 따라서, 본 시험에 공시한 3가지 물질들은 모두가 반추위 내 질산염 대사 속도를 조절함으로써 대사산물에서 유래하는 독성을 예방 또는 억제하는데 기여할 수 있음이 확인되었다.
This study was conducted to examine the activities of some materials which could affect nitrate and nitrite reduction in the rumen and eventually their toxicity in ruminant animals. Rumen fluid (RF) taken from a fistulated ram was used as inoculum for an in vitro study, where 400 ㎎ NO₃^- ㎏^(-1) BW was added to RF donor rams for 14 days for adaptation. RF was incubated with 20 mM NaNO₃ in the presence of 0.25% Yeast culture (YC), 10 mM L-cysteine (CSH) or 1 mM sodium tungstate (W) for 24 hrs, and time changes of NO₃^-, NO₂^- and NH₃ concentrations in the medium were observed. NO₃^- concentration showed higher values in the medium with CSH and W group than that without addition (P<0.05). As compared with control, significantly lower NO₂^- concentrations were observed in the medium incubated with YC, CSH and W (P<0.05). The addition of CSH caused lower NH₃ concentration than control (P<0.05). Prophylactic effects of yeast culture and L-cysteine on the intensity of nitrate poisoning were also observed in vivo. Four rams were assigned to two group (Control, 2% YC) in a Switch-over design, and three rams were allotted to three treatments (CSH, NO₃^-, CSH + NO₃^- supplement) in a 3 × 3 Latin square design. The sheep fed Yeast culture had lower NO₂^- and MHb concentrations of blood than those fed without Yeast culture (P<0.05). A supplementation of L-cysteine to the diet decreased the level of blood NO₂^- as well as concentration of MHb (P<0.05) caused by NaNO₃ feeding. Consequently, continuous feeding either Yeast culture or L-cysteine could help prevent nitrate toxicity.
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