单宁酸缓解断奶仔猪肠道氧化损伤的调控机制

来源 :湖南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lihuihui1986712
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仔猪在断奶阶段采食量降低、肠道功能紊乱,易发生腹泻致使其生长性能下降,严重影响生猪养殖业的生产效益。抗生素可缓解以上症状,但是抗生素的滥用对畜禽食品安全和人类健康存在一系列不利影响。随着各国在饲粮中禁抗措施的实施,寻找替代抗生素的产品、制定不妨碍动物生长性能的替抗策略已成为动物营养研究的重点和热点。单宁酸是一种具有抗菌、抗炎、抗氧化等多种天然活性的植物多酚,被认为是潜在的抗生素替代物。然而单宁酸适口性差,高剂量单宁酸具有抗营养性,严重影响了其在单胃动物饲粮中的应用。因此,本研究采用微胶囊包被单宁酸的添加方式,检测适宜剂量单宁酸对断奶仔猪生长性能和采食量的影响,同时阐明了单宁酸对断奶仔猪肠道功能的改善作用;进一步在氧化应激小鼠模型中探究了单宁酸对肠道氧化损伤的修复作用;最后通过体外肠上皮细胞模型探讨了单宁酸缓解叔丁基双氧水(TBH)诱导的肠上皮细胞氧化损伤的分子机制。主要研究结果如下:1.选取45头体重相近且健康的21日龄断奶仔猪(杜×长×大),随机分为5组,实验期为14天。对照组饲喂基础日粮;抗生素组在对照组基础上添加3种抗生素(375 mg/kg的20%金霉素、500 mg/kg的4%恩拉霉素、1500 mg/kg的20%土霉素钙),单宁酸1组、2组和3组分别在对照组基础上添加500、1000和1500 mg/kg包被单宁酸。结果显示:(1)饲粮中添加500-1500 mg/kg的微胶囊包被单宁酸对断奶仔猪的生长性能、脏器重量和胃肠道内容物p H值均没有负面影响,且与对照组和抗生素组无显著差异。由于1000 mg/kg单宁酸组对断奶仔猪生长性能的数值与对照组最接近,因此,之后本部分研究均选用1000 mg/kg单宁酸组进行探讨。(2)和对照组相比,1000 mg/kg单宁酸组显著提高十二指肠绒毛高度与隐窝深度的比值、降低十二指肠的隐窝深度、降低回肠中麦芽糖酶的活力以及提高空肠转运载体SLC15A1的基因表达,且与抗生素组无显著差异;1000mg/kg单宁酸组显著降低血清中MDA的含量、降低空肠Keap1基因和蛋白表达、提高空肠GSH-PX的活性、促进空肠紧密连接蛋白ZO-1的蛋白表达;和对照组相比,1000 mg/kg单宁酸组显著改善结肠微生物菌群的组成、增加了拟杆菌门、拟杆菌纲和拟杆菌目的相对丰度、降低了厚壁菌门、梭菌纲和梭菌目的相对丰度,且单宁酸组添加效果明显优于抗生素组。2.在实验一中发现饲粮中添加单宁酸可降低仔猪氧化损伤参数并改善肠道屏障功能,实验二进一步通过敌草快诱导的小鼠肠道氧化损伤模型,探究单宁酸对小鼠肠道氧化损伤的修复作用。选取50只体重相近的8周龄C57BL/6J雄性小鼠,随机分为对照组、敌草快组和3个浓度单宁酸(浓度为2.5、5和10 mg/kg)+敌草快组。3个单宁酸组分别每天灌服相应浓度的单宁酸溶液,对照组和敌草快组灌服等体积生理盐水,持续10天,除对照组以外,其余每个组均腹腔注射24 mg/kg的敌草快,对照组腹腔注射等体积生理盐水。结果显示:灌服2.5-10 mg/kg单宁酸对小鼠的体重无负面影响,与单宁酸对断奶仔猪的生长性能结果一致;灌服2.5 mg/kg单宁酸组可以缓解敌草快诱导的空肠黏膜形态损伤、增加空肠绒毛高度和隐窝深度、提高空肠紧密连接蛋白ZO-1的基因表达并且激活空肠Nrf2信号通路,而灌服5 mg/kg和10 mg/kg单宁酸组未能缓解空肠黏膜形态的氧化损伤;另外,3个不同剂量单宁酸组均显著增加了结肠长度,5 mg/kg和10 mg/kg的单宁酸组降低了结肠的隐窝深度。3.在上述实验一和实验二中发现适宜浓度的单宁酸可以缓解仔猪和小鼠的肠道氧化损伤,而其作用机制尚不清晰。因此,实验三通过TBH诱导的IPEC-J2细胞氧化损伤模型,探讨单宁酸缓解肠道氧化损伤的分子机制。结果显示:(1)选用0.1-25μM单宁酸处理IPEC-J2细胞,利用200μM TBH构建细胞氧化损伤模型,0.5-12.5μM的单宁酸预处理浓度可以缓解TBH诱导的细胞活力下降,其中2.5和5μM的单宁酸处理浓度效果最佳。(2)5μM的单宁酸提高了IPEC-J2细胞划痕的愈合速度、2.5和5μM的单宁酸可以缓解TBH诱导的IPEC-J2细胞TEER值降低、肠道紧密连接蛋白表达的下降。(3)2.5和5μM的单宁酸显著降低IPEC-J2细胞内ROS和MDA的含量、提高抗氧化酶活力、激活Nrf2信号通路、降低肠道炎症基因IL6和TNF-α的基因表达和细胞内的自噬发生。综上所述,饲粮中添加适宜剂量(500 mg/kg-1500 mg/kg)的微胶囊包被单宁酸,对断奶仔猪的生长性能没有负面影响,且能修复断奶仔猪的肠道氧化损伤,其作用机制可能与提高肠道屏障功能和肠道抗氧化能力有关。本论文为单宁酸应用于断奶仔猪饲粮中提供重要的基础数据,而且为单宁酸在畜禽养殖中的替抗研究提供了丰富的理论依据。
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