饲源性琥珀酸钠影响鱼类糖稳态及营养代谢的研究

发布时间：2020-06-05 07:40

【摘要】：琥珀酸(Succinic acid)作为三羧酸循环的中间产物之一,在机体代谢中具有重要地位。琥珀酸能提高动物抗应激能力和抗病力,对脂肪酶活性和胰岛素敏感性均有显著促进作用;另外,琥珀酸也可以通过糖异生转变成葡萄糖,为机体提供能量。然而,琥珀酸对鱼类糖稳态和能量代谢的影响还鲜有报道。本研究首先建立斑马鱼琥珀酸养殖模型,向1月龄斑马鱼投喂5种琥珀酸(以琥珀酸钠形式,sodium succinate,以下简写为SS)处理组,包括SS 0%(即对照组,CK)、SS 0.05%、SS 0.1%、SS 0.15%及SS 0.2%。饱食投喂2周结果表明琥珀酸不影响存活率与摄食率,但显著促进增重,尤其以0.15%SS组时增重最显著(P=0.006),与CK相比提高21.1%。尽管饲料转化效率无显著差异,但0.15%SS组饲料能量转化效率显著提高(P=0.007),且能量增长率提高1.08倍(P=0.007),此外,0.15%SS组标准代谢能显著降低40.3%(P=0.007),说明琥珀酸钠的促生长作用与宿主能量消耗降低有关。与CK相比,0.15%SS组粗蛋白和粗脂肪分别提高2.8%(P=0.029)和24.34%(P=0.008),且肠道菌群结构被显著改变。TAG分析表明,0.15%SS组肠道、肝脏、肌肉分别升高69.8%(P=0.014)、89.2%(P=0.033)、2.8倍(P=0.036),且肌纤维面积升高15.5%(P=0.035)。对斑马鱼糖耐受性和SDH活性及基因表达分析,0.15%SS组斑马鱼糖耐受性显著提高。腹腔注射葡萄糖后,血糖在1 h时开始下降,6 h恢复到正常水平。但与CK相比,0.15%SS组血糖下降速度显著快于CK,2 h、4 h下降速度分别增加19.1%(P=0.021)、24.7%(P=0.032),5 h时下降速度增加43.7%(P0.001)。另外,肠道SDH活性及基因表达分别提高26.4%(P=0.043)和70.3%(P=0.009);肝脏分别提高77.3%(P=0.047)和97.0%(P=0.019);肌肉SDH活性提高70.3%(P=0.009)。说明琥珀酸钠可维持斑马鱼糖稳态,以及可作为三羧酸循环底物直接进入机体参与代谢。为进一步说明琥珀酸钠是如何影响斑马鱼营养代谢的,对其肠道、肝脏和肌肉中三大营养物质代谢进行分析。结果发现与CK相比:1、肠道糖异生关键酶G6Pase、PEPCK活性分别降低35.9%(P=0.027)和39.7%(P=0.055),其基因分别下调51.4%(P=0.004)和54.8%(P=0.009);参与脂合成的ACC和FAS基因分别上调77.9%(P=0.066)和76.7%(P=0.001),参与甘油三酯分解的ATGL基因下调58.2%(P=0.012);参与蛋白降解的GDH1a和APN基因分别下调45.9%(P=0.007)和38.1%(P=0.017)。2、肝脏G6Pase、PEPCK活性分别升高87.1%(P=0.009)和79.2%(P=0.004),其基因分别上调1.4倍(P=0.005)和45.0%(P=0.036),且糖原合酶(Gys)基因上调1.2倍(P=0.038);ACC、FAS和DGAT2基因分别上调64.3%(P=0.039)、83.6%(P=0.032)和1.7倍(P=0.024),HAD基因下调53.5%(P=0.04);GDH1a和APN基因分别下调31.8%(P=0.018)和51.3%(P=0.011)。3、肌肉糖酵解关键酶PFK基因上调86.7%(P=0.016),Gys基因上调1.9倍(P=0.045);ACC和FAS基因分别上调89.7%(P=0.021)和2.2倍(P=0.034),CPT1A和ACOX3基因分别下调59.1%(P=0.005)和80.1%(P=0.001);GDH1a和APN基因分别下调33.1%(P=0.004)和58.6%(P=0.033)。以上结果说明,饲料中添加0.15%琥珀酸钠可以改善斑马鱼糖稳态,加强三羧酸循环;抑制肠道糖异生、脂肪分解和蛋白质分解过程,节约肠道中的蛋白质和脂肪,使更多的蛋白质和脂肪到肝脏和肌肉利用,促进肝脏和肌肉蛋白质和脂肪合成,从而促进斑马鱼生长(能量沉积);为琥珀酸在鱼类糖稳态和营养代谢中的作用提供参考。
【图文】：

图 1 三羧酸循环Fig1 Tricarboxylic acid cycle及意义低下及对蛋白质的高需求，不仅增加了鱼类养殖成本，正常生长并且造成水体污染，使得寻找安全有效促进鱼肠道微生物对宿主生长、免疫、代谢方面的重要调控作钠是一种重要的肠道微生物发酵产物和三羧酸循环重要此，本研究的目的旨在探讨琥珀酸对斑马鱼糖稳态及营添加提供参考。斑马鱼养殖试验来先确定饲料中琥珀酸钠的最适添加浓态和能量收支发现，当饲料中琥珀酸钠添加剂量达到 0作为三羧酸循环的底物参与促进斑马鱼的能量代谢。进养物质的研究发现，琥珀酸钠可以抑制肠道糖异生过程、肝糖原合成、脂肪蓄积及蛋白质合成；促进肌肉肌糖表明，饲料中添加琥珀酸钠可以改善斑马鱼糖稳态，在

在最后一次饲喂 4-6 h，每个处理组随机取 36 尾鱼，用冰水浴麻醉的方法麻醉斑马鱼，吸尽鱼体表面水分，无菌剖取肠道，收集内容物。为了避免个体间的差异，6 尾鱼的肠道内容物进行混样处理，每个处理设置 6 个重复。样品处理和肠道菌群分析由上海美吉生物完成。2.3.11 数据分析采用 GraphPad Prism 5 统计软件对试验数据进行单因子方差分析。若组间差异显著，，则进行Duncan’s 多重比较。结果以平均值±标准误（mean±SE）表示。P＜0.05 时认为存在统计学显著性差异，以“*”标记；P＜0.01 时认为存在统计学极显著差异，以“**”标记。2.4 试验结果2.4.1 琥珀酸钠促进斑马鱼增重养殖试验结束后，对斑马鱼进行单尾称重，并对其生长指标（图 2.1）进行计算，结果显示，琥珀酸钠在任何添加浓度下，对于斑马鱼存活率、日摄食率、饲料转化效率无显著影响；但在饲料中添加琥珀酸钠，可以促进斑马鱼的生长，尤其是当琥珀酸钠的添加量为 0.15%时，斑马鱼的增重率增加了 21.1%（P=0.006）。因此，后续试验中，仅对不添加琥珀酸钠的对照组和添加 0.15%琥珀酸钠的处理组进行分析。
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S963

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本文编号：2697726