低聚木糖对动物肠道屏障的影响及其在动物生产中应用的研究进展
发布时间：2021-01-30 09:51
低聚木糖（XOS）作为新型绿色饲料添加剂,其主要作用是维持肠道微生态平衡、增强肠道屏障功能及宿主免疫机能,进而提高动物生产性能。本文就XOS的结构和功能、对肠道屏障的影响及其在动物生产方面的应用进行综述,以期为XOS在动物健康养殖中的进一步研究及应用提供理论参考。
【文章来源】：中国畜牧杂志. 2020,56(10)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
XOS成分结构式[6]
XOS难以被动物机体内源酶降解，但可被大肠内双歧杆菌、乳酸杆菌等益生菌发酵利用，增加有益菌在肠道内的定植能力，从而改善肠道微生态区系，维持内环境稳定。肠道益生菌可通过占位效应与病原菌竞争有限营养物质和黏附位点，限制病原菌在肠上皮表面定植[13]。XOS增殖的益生菌能诱导黏蛋白基因表达，促使杯状细胞分泌黏液，加强细胞间紧密连接（Tight Junction,TJ），抵御外来有害物质侵袭。Pham等[14]采用吸收性肠细胞（Caco-2）和黏液分泌杯状细胞（HT29-mtx-e12）共同培养法模拟健康肠道环境，发现添加70%的XOS发酵上清液可明显提高黏蛋白含量，增强肠黏膜屏障紧密性。Yin等[15]发现仔猪经XOS饲喂后，可上调回肠TJ蛋白-1(ZO-1）表达，维持正常肠黏膜通透性，进一步证明XOS具有维护肠道屏障功能的作用。XOS自身有抑菌活性，其对病原菌有较强的黏附能力。病原菌细胞表面存在能与宿主特异性寡糖配体结合的蛋白，称为外源凝集素[16]。肠上皮细胞（Intestinal Epithelial Cell,IEC）表面特异性糖分子或残基可作为外源凝集素结合位点，促使病原菌黏附定植，引发肠道感染[17]。XOS主要成分X2和X3可竞争性结合病原菌表面外源性凝集素，减少IEC受体与病原菌结合机会，甚至置换出与外源凝集素结合的IEC受体，保护机体免受病原体侵袭。马岩等[18]在研究X2与X3对鸡肠道细菌增殖和细胞黏附率试验中，发现X2和X3有效降低大肠杆菌和沙门氏菌等革兰氏阴性病原菌对IEC的黏附率，使其随粪便排出，达到抑制有害菌的目的。另外，XOS作为外来抗原，经抗原提呈细胞激活免疫应答，促进免疫细胞增殖分化，增强机体免疫功能。XOS介导的肠道菌群对肠道屏障的调控过程如图2所示。2.2 XOS介导菌群代谢物对肠道屏障的影响
XOS在家禽中可作为益生素调节肠道微生物区系改善肠道功能，提高家禽生长性能和产品品质。研究表明，在蛋鸡日粮中添加XOS可显著增加蛋壳厚度和蛋壳相对重量，提高蛋壳质量[31]。研究已证实，补充XOS可显著提高钙的表观消化率，其对蛋壳质量的改善主要因为益生菌产生的SCFAs降低了肠道p H，提高了机体对钙的吸收率[8,31]。饲喂XOS还能促进蛋鸡盲肠双歧杆菌增殖，减少大肠杆菌数量，改善肠道形态发育，促进肠道健康，增强肠道免疫功能[9]。Craig等[32]研究发现，饲粮中添加XOS可降低肉鸡采食量，提高饲料转化率，但对增重无显著影响。此外，与饲料中未补充XOS的肉鸡相比，添加0.1 g/kg XOS的肉鸡体重较高，但添加高水平XOS肉鸡的体重与未补充XOS的肉鸡相似，表明最佳添加量以低掺入率0.1 g/kg为宜[33]。这可能与XOS促进有益菌（双歧杆菌、乳酸杆菌）增殖有关，有益菌分泌的SCFAs及乳酸杆菌数量增加使肠道p H降低，为消化酶提供适宜的工作环境，促进营养物质吸收和利用，而过酸的肠道环境会影响消化酶活性，抑制养分吸收。因此，XOS对家禽日增重的影响是否因为肠道菌群结构和消化酶的活性改变，需进一步验证。3.2 XOS在猪生产中的应用
【参考文献】：
期刊论文
[1]饲粮添加低聚木糖对肥育猪血浆生化参数和肉品质的影响[J]. 邢廷杰,韩丽,解培峰,孔祥峰,丁浩,方热军. 中国畜牧杂志. 2018(09)
[2]低聚木糖对生长育肥猪生长性能、胴体性状和肉品质的影响[J]. 谢菲,罗钧秋,陈代文,余冰,何军,黄志清,毛湘冰,郑萍,罗玉衡,虞洁. 四川农业大学学报. 2018(04)
[3]低聚木糖的生理活性研究进展[J]. 王立,薛腊梅,李言,钱海峰,张晖,齐希光,吴港城. 食品与生物技术学报. 2018(06)
[4]低聚木糖对花鲈幼鱼生长性能、血清生化和免疫指标及肠道菌群组成的影响[J]. 胡晓伟,上官静波,黎中宝,杨敏,徐安乐. 动物营养学报. 2018(02)
[5]不同来源木聚糖酶及其组合对木聚糖水解产物组成、细菌增殖与大肠杆菌黏附性的影响[J]. 欧阳海燕,雷钊,马岩,冯定远,张莹,叶慧,夏旻灏,曹庆云,左建军. 动物营养学报. 2017(03)
[6]低聚木糖、地衣芽孢杆菌合生素对花凤蛋鸡生产性能和蛋品质的影响[J]. 王立钧,王长青,徐国庆,韩书英. 中国家禽. 2013(19)
硕士论文
[1]低聚木糖对断奶仔猪生长性能、血浆生化参数和肠道微生态的影响[D]. 谭兵兵.广西大学 2015
本文编号：3008692
【文章来源】：中国畜牧杂志. 2020,56(10)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
XOS成分结构式[6]
XOS难以被动物机体内源酶降解，但可被大肠内双歧杆菌、乳酸杆菌等益生菌发酵利用，增加有益菌在肠道内的定植能力，从而改善肠道微生态区系，维持内环境稳定。肠道益生菌可通过占位效应与病原菌竞争有限营养物质和黏附位点，限制病原菌在肠上皮表面定植[13]。XOS增殖的益生菌能诱导黏蛋白基因表达，促使杯状细胞分泌黏液，加强细胞间紧密连接（Tight Junction,TJ），抵御外来有害物质侵袭。Pham等[14]采用吸收性肠细胞（Caco-2）和黏液分泌杯状细胞（HT29-mtx-e12）共同培养法模拟健康肠道环境，发现添加70%的XOS发酵上清液可明显提高黏蛋白含量，增强肠黏膜屏障紧密性。Yin等[15]发现仔猪经XOS饲喂后，可上调回肠TJ蛋白-1(ZO-1）表达，维持正常肠黏膜通透性，进一步证明XOS具有维护肠道屏障功能的作用。XOS自身有抑菌活性，其对病原菌有较强的黏附能力。病原菌细胞表面存在能与宿主特异性寡糖配体结合的蛋白，称为外源凝集素[16]。肠上皮细胞（Intestinal Epithelial Cell,IEC）表面特异性糖分子或残基可作为外源凝集素结合位点，促使病原菌黏附定植，引发肠道感染[17]。XOS主要成分X2和X3可竞争性结合病原菌表面外源性凝集素，减少IEC受体与病原菌结合机会，甚至置换出与外源凝集素结合的IEC受体，保护机体免受病原体侵袭。马岩等[18]在研究X2与X3对鸡肠道细菌增殖和细胞黏附率试验中，发现X2和X3有效降低大肠杆菌和沙门氏菌等革兰氏阴性病原菌对IEC的黏附率，使其随粪便排出，达到抑制有害菌的目的。另外，XOS作为外来抗原，经抗原提呈细胞激活免疫应答，促进免疫细胞增殖分化，增强机体免疫功能。XOS介导的肠道菌群对肠道屏障的调控过程如图2所示。2.2 XOS介导菌群代谢物对肠道屏障的影响
XOS在家禽中可作为益生素调节肠道微生物区系改善肠道功能，提高家禽生长性能和产品品质。研究表明，在蛋鸡日粮中添加XOS可显著增加蛋壳厚度和蛋壳相对重量，提高蛋壳质量[31]。研究已证实，补充XOS可显著提高钙的表观消化率，其对蛋壳质量的改善主要因为益生菌产生的SCFAs降低了肠道p H，提高了机体对钙的吸收率[8,31]。饲喂XOS还能促进蛋鸡盲肠双歧杆菌增殖，减少大肠杆菌数量，改善肠道形态发育，促进肠道健康，增强肠道免疫功能[9]。Craig等[32]研究发现，饲粮中添加XOS可降低肉鸡采食量，提高饲料转化率，但对增重无显著影响。此外，与饲料中未补充XOS的肉鸡相比，添加0.1 g/kg XOS的肉鸡体重较高，但添加高水平XOS肉鸡的体重与未补充XOS的肉鸡相似，表明最佳添加量以低掺入率0.1 g/kg为宜[33]。这可能与XOS促进有益菌（双歧杆菌、乳酸杆菌）增殖有关，有益菌分泌的SCFAs及乳酸杆菌数量增加使肠道p H降低，为消化酶提供适宜的工作环境，促进营养物质吸收和利用，而过酸的肠道环境会影响消化酶活性，抑制养分吸收。因此，XOS对家禽日增重的影响是否因为肠道菌群结构和消化酶的活性改变，需进一步验证。3.2 XOS在猪生产中的应用
【参考文献】：
期刊论文
[1]饲粮添加低聚木糖对肥育猪血浆生化参数和肉品质的影响[J]. 邢廷杰,韩丽,解培峰,孔祥峰,丁浩,方热军. 中国畜牧杂志. 2018(09)
[2]低聚木糖对生长育肥猪生长性能、胴体性状和肉品质的影响[J]. 谢菲,罗钧秋,陈代文,余冰,何军,黄志清,毛湘冰,郑萍,罗玉衡,虞洁. 四川农业大学学报. 2018(04)
[3]低聚木糖的生理活性研究进展[J]. 王立,薛腊梅,李言,钱海峰,张晖,齐希光,吴港城. 食品与生物技术学报. 2018(06)
[4]低聚木糖对花鲈幼鱼生长性能、血清生化和免疫指标及肠道菌群组成的影响[J]. 胡晓伟,上官静波,黎中宝,杨敏,徐安乐. 动物营养学报. 2018(02)
[5]不同来源木聚糖酶及其组合对木聚糖水解产物组成、细菌增殖与大肠杆菌黏附性的影响[J]. 欧阳海燕,雷钊,马岩,冯定远,张莹,叶慧,夏旻灏,曹庆云,左建军. 动物营养学报. 2017(03)
[6]低聚木糖、地衣芽孢杆菌合生素对花凤蛋鸡生产性能和蛋品质的影响[J]. 王立钧,王长青,徐国庆,韩书英. 中国家禽. 2013(19)
硕士论文
[1]低聚木糖对断奶仔猪生长性能、血浆生化参数和肠道微生态的影响[D]. 谭兵兵.广西大学 2015
本文编号：3008692
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