EFFECTS OF SOYBEAN PHYTOESTROGENS ON THE DEVELOPMENT OF AVIAN REPRODUCTIVE SYSTEM

Main Article Content

Nutdanai Boonnoon
Nattaporn Chotyakul
Nutmethee Kruepunga

Abstract

          Many poultry production farms now widely use soybean as a protein source in animal feeds, especially organic farming, as part of a general trend towards greater high-quality plant-based protein. Nevertheless, there have been concerns of such soybean as an animal feed ingredient. A major challenge is that endocrine disruptors (EDs) called phytoestrogens, a term is used to describe a sort of estrogen-like chemical found in plant which can mimic the function of hormone estrogens leading to estrogen-like consequences. Phytoestrogens contained in soybean are classified as the anti-nutritive factors (ANFs) which cannot be detoxified by several treatment methods. Thus, poultry fed soybean can play an important role in anatomical and physiological development of avian reproductive system. This paper offers the current status of the effects of phytoestrogens in soybean on the development of avian reproductive system. The results indicated that the compounds contained in soybean were capable of enhancing growth and structural development when poultry are fed in the proper level. In contrast, improper amount of soybean, which contains several isoflavones particularly genistein and daidzein, was reported their negatively developmental effects.

 

          อุตสาหกรรมการผลิตสัตว์ปีกในปัจจุบันมีการใช้ถั่วเหลืองอย่างกว้างขวางในฐานะวัตถุดิบสำหรับอาหารจำพวกโปรตีนในอาหารเลี้ยงสัตว์โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเลี้ยงแบบเกษตรอินทรีย์ นับว่าเป็นแนวโน้มอันนำไปสู่การใช้แหล่งโปรตีนจากพืชที่มีคุณภาพสูงมากขึ้น แต่อย่างไรก็ตามการใช้ถั่วเหลืองเป็นอาหารสัตว์นั้นมีโจทย์ท้าทายสำคัญข้อหนึ่งคือ สารรบกวนการทำงานของต่อมไร้ท่อ (EDs) ที่พบในถั่วเหลือง เรียกว่า ไฟโตเอสโตรเจน ซึ่งเป็นสารจากพืชที่มีลักษณะโครงสร้างคล้ายกับฮอร์โมนเอสโตรเจน ทำให้กลไกการทำงานและผลลัพธ์ที่ได้นั้นมีความคล้ายคลึงกับการออกฤทธิ์ของฮอร์โมนเอสโตรเจน นอกจากนี้ไฟโตเอสโตรเจนที่พบในถั่วเหลืองจัดว่าเป็นสารรบกวนการทำงานของต่อมไร้ท่อซึ่งไม่สามารถกำจัดโดยกระบวนการแปรรูปต่างๆ ได้ ดังนั้น เมื่อสัตว์ปีกได้รับถั่วเหลืองเป็นอาหาร ไฟโตเอสโตรเจนในถั่วเหลืองจึงมีบทบาทสำคัญต่อกายวิภาคศาสตร์และสรีรวิทยาการเจริญของระบบสืบพันธุ์ในสัตว์ปีก บทความนี้จึงได้นำเสนอผลของไฟโตเอสโตรเจนในถั่วเหลืองต่อการเจริญของระบบสืบพันธุ์ในสัตว์ปีก โดยได้ข้อสรุปว่าไฟโตเอสโตรเจนในถั่วเหลืองสามารถเพิ่มการเจริญเติบโตทางโครงสร้างในระบบสืบพันธุ์ในสัตว์ปีกได้หากได้รับในปริมาณที่เหมาะสม ในทางตรงกันข้าม การได้รับถั่วเหลืองที่มีไฟโตเอสโตรเจนหลายชนิดโดยเฉพาะจีนิสทีนและเดดซีนในปริมาณที่ไม่เหมาะสมจะนำมาซึ่งผลกระทบต่อการเจริญที่ผิดปกติของสัตว์ปีก

Downloads

Download data is not yet available.

Article Details

How to Cite
Boonnoon, N., Chotyakul, N., & Kruepunga, N. (2016). EFFECTS OF SOYBEAN PHYTOESTROGENS ON THE DEVELOPMENT OF AVIAN REPRODUCTIVE SYSTEM. Panyapiwat Journal, 8(2), 272-283. Retrieved from https://so05.tci-thaijo.org/index.php/pimjournal/article/view/65668
Section
Academic Article

References

Adlercreutz, H. (1995). Phytoestrogens: epidemiology and a possible role in cancer protection. Environmental Health Perspectives, 103(Suppl 7), 103-112.

Belcher, S. M. & Zsamovszky, A. (2001). Estrogenic action in the brain: estrogen, phytoestrogen, and rapid intracellular signaling mechanisms. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics, 299(2), 408-414.

Bennink, H. J. T. C. & Boerrigter, P. J. (2003). Use of dydrogesterone as a progestin for oral contraception. Steroids, 68(10-13), 927-929.

Blair, R. (2008). Nutrition and Feeding of Organic Poultry. Oxford, UK: CAB International.

Brunstrom, B., Axelsson, J. & Halldin, K. (2003). Effects of endocrine modulators on sex differentiation in birds. Ecotoxicology, 12(1-4), 287-295.

Carpenter, D. O., Arcaro, K. & Spink, D. C. (2002).Understanding the human health effects of chemical mixtures. Environmental Health Perspectives, 110(Suppl 1), 25-42.

Colborn, T., Dumanoski, D. & Myers, J. P. (1996). Our stolen future: are we threatening our fertility,intelligence and survival?–A Scientific Detective Story. New York, US: Penguin Books.

Cromwell, G. L.(2016). Soybean Meal–An Exceptional Protein Source. Retrieved June 3, 2016, from http://www.soymeal.org/ReviewPapers/SBMExceptionalProteinSource.pdf

Daston, G. P., Gooch, J. W., Breslin, W. J., Shuey, D. L., Nikiforov, A. I., Fico, T. A. & Gorsuch, J. W. (1997). Environmental estrogens and reproductive health: A discussion of the human and environmental data. Reproductive Toxicology, 11(4), 465-481.

Dei, H. K. (2011). Soybean as a feed ingredient for livestock and poultry.In Krezhova, D. (Ed.),Recent Trends for Enhancing the Diversity and Quality of Soybean Products. Rijeka: Intech.

Dixon, R. A. & Ferreira, D. (2002). Genistein. Phytochemistry, 60(3), 205-211.

Dourado, L. R. B., Pascoal, L. A. F., Sakamura, N. K. & Costa, F. G. P. (2011). Soybean (Glycine max) and soybean products in poultry and swine nutrition.In Krezhova, D. (Ed.),Recent Trends for Enhancing the Diversity and Quality of Soybean Products. Rijeka: Intech.

European Commission (2016). What are endocrine disruptors?. Retrieved March 31, 2016, from http://ec.europa.eu/environment/chemicals/endocrine/definitions/endodis_en.html

Fry, D. M. (1995). Reproductive effects in birds exposed to pesticides and industrial chemicals. Environmental Health Perspectives, 103(Suppl 7), 165-171.

Gehm, B. D., Levenson, A. S., Liu, H., Lee, E. J., Amundsen, B. M., Cushman, M., Jordan, V. C. & Jameson, J. L. (2004). Estrogenic effects of resveratrol in breast cancer cells expressing mutant and wild-type estrogen receptors: role of AF-1 and AF-2. Journey of Steroid Biochemistry and Molecular Biology, 88(3), 223-234.

Hendrich, S., Wang, G. J., Lin, H. K., Xu, X., Tew, B. Y., Wang, H. J. & Murphy, P. A. (1998).Isoflavone metabolism and bioavaliability. In Papas, A. M. (Ed.), Antioxidant Status,Diet,Nutrition,and Health.US: CRC Press.

Holm, L., Berg, C., Brunstrom, B., Ridderstrale, Y. & Brandt, I. (2001). Disrupted carbonic anhydrase distribution in the avian shell gland following inovo exposure to estrogen. Archives of Toxicology, 75(6), 362-368.

Intarapat, S. & Stern, C. D. (2013). Sexually dimorphic and sex-independent left-right asymmetries in chicken embryonic gonads. PLoSOne8, e69893.

Intarapat, S., Sailasuta, A. & Satayalai, O. (2014). Anatomical and histological changes of reproductive organs in Japanese Quail (Coturnix japonica) embryos after inovo exposure to genistein. International Journal of Poultry Science, 13(1), 1-13.

Ke, Y. Y., Wang, G. J. & Han, Z. K. (2002). Effects of daidzein on the performance and serum hormone concentrations in the laying quails. Acta Veterinaria et Zootechnica Sinica, 33, 243-246.

Khetan, S. K. (2014).Endocrine disruptors in the environment. New Jersey, US: John Wiley & Sons, Inc.

Korach, K. S., Davis, V. L., Curtis, S. W. & Bocchinfuso, W. P. (1997). Xenoestrogens and estrogen receptor action. In Thomas, J. A. & Colby, H. D. (Eds.), Endocrine Toxicology (2nd ed.). Washington, D.C.: Taylor and Francis.

Liener, I. E. (1994). Implications of antinutritional components in soybean foods. Critical Reviews in Food Science and Nutrition,34(1), 31-67.

Mostrom, M. & Evans, T. J. (2012). Phytoestrogens. In Gupta, R. C. (Ed.). Verterinary Toxicology(2nd ed.). USA: Elsevier Inc.

Opalka, D. M., Kaminska, B., Piskula, M. K., Puchajda-Skowronska, H. & Dusza, L. (2006). Effects of phytoestrogens on testosterone secretion by leydig cells from bilgoraj ganders (Anseranser). BritishPoultryScience, 47(2), 237-245.

Opalka, M., Kugla-Owczarska, J., Kaminska, B., Puchajda-Skowronska, H., Hryniewicka, W. & Dusza, L. (2008). Effects of dietary meals containing different levels of phytoestrogens on reproductive function in bilgoraj ganders. ActaVete rinaria Hungarica, 56(3), 379-391.

Opalka, M., Kaminska, B., Ciereszko, R. & Dusza, L. (2004). Genistein affects testosterone secretion by leydig cells in roosters (Gallus gallus domesticus). Reproductive Biology, 4(2), 185-193.

Opalka, M., Kaminska, B., Leska, A. & Dusza, L. (2012). Mechanism of phytoestrogen action in Leydig cells of ganders (Anser anser domesticus): Interaction with estrogen receptors and steroidogenic enzymes.Journal of environmental science and health. PartA,Toxic/hazardous substances & environmental engineering, 47(9), 1335-1339.

Ottinger, M. A., Quinn M. J. Jr., Lavoie, E., Abdelnabi, M. A., Thompson, N., Hazelton, J. L., Wu, J. M., Beavers, J. & Jaber, M. (2005). Consequences of endocrine disrupting chemicals on reproductive endocrine function in birds: Establishing reliable end points of exposure. Domestic Animal Endocrinology, 29(2), 411-419.

Ratna, W. N. (2002). Inhibition of estrogenic stimulation of gene expression by genistein. LifeSciences, 71(8), 865-877.

Rochester, J. R. & Millam, J. R. (2009). Phytoestrogens and avian reproduction: exploring the evolution and function of phytoestrogens and possible role of plant compounds in the breeding ecology of wild birds. Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology, 154(3), 279-288.

Saitoh, S., Sato, T., Harada, H. & Matsuda, T. (2004). Biotransformation of soy isoflavone-glycosides in laying hens: Intestinal absorption and preferential accumulation into egg yolk of equol, a more estrogenic metabolite of daidzein. Biochimica et Biophysica Acta, 1674(2), 122-130.

Sirotkin, A. V. & Harrath, A. H. (2014). Phytoestogens and their effects. European Journal of Pharmacology, 741, 230-236.

Stevenson, L. M. (2007). Effects of the soy phytoestrogen genistein on the reproductive development of immature female broiler chickens. Master’s thesis, Auburn University, Alabama, US.

Vandenberg, L. N., Colborn, T., Hayes, T. B., Heindel, J. J., Jacobs, D. R., Jr., Lee, D. H., Shioda, T., Soto, A. M., vom Saal, F. S., Welshons, W. V., Zoeller, R. T. & Myers, J. P. (2012). Hormones and endocrine-disrupting chemicals: low-dose effects and nonmonotonic dose responses. Endocrine Reviews, 33(3), 378-455.

Wang, L. Q. (2002). Mammalian phytoestrogens: enterodiol and enterolactone. Journal of Chromatography B, 777(1-2), 289-309.

Welshons, W. V., Thayer, K. A., Judy, B. M., Taylor, J. A., Curran, E. M. & vom Saal, F. S. (2003). Large effects from small exposures. I. mechanisms for endocrine-disrupting chemicals with estrogenic activity. Environmental Health Perspectives, 111(8), 994-1006.

Wistedt, A., Ridderstråle, Y., Wall, H. & Holm, L. (2012). Effects of phytoestrogen supplementation in the feed on the shell gland of laying hens at the end of the laying period. Animal Reproduction Science, 133(3-4), 205-213.

Yin, J. D., Qi, G. H., Zhang, P. & Huo, Q. G. (2004). Effect of dietary daidzein on egg cholesterol content and its antioxidant property in layers. Scientia Agricultura Sinica,37(5), 756-761.

Zhao, R., Wang, Y., Zhou, Y., Ni, Y., Lu, L., Grossmann, R. & Chen, J. (2004). Dietary daidzein influences laying performance of ducks (Anas platyrhynchos) and early post-hatch growth of their hatchlings by modulating gene expression. Comparative Biochemistry and Physiology Part A:Molecular &Integrative Physiology, 138(4), 459-466.

Zhengkang, H., Wang, G., Yao, W. & Zhu, W. Y. (2006). Isoflavonic phytoestrogens--new prebiotics for farm animals: a review on research in China.Current Issues in Intestinal Microbiology, 7(2), 53-60.