菊粉通过调节脂代谢和抗氧化通路缓解高脂饲料诱导的鲤鱼生长抑制和健康损害

《Aquaculture Reports》：Protective effects of inulin on high-fat feed-induced growth inhibition, oxidative stress and lipid metabolism disorders in common carp ( Cyprinus carpio)

本研究针对高脂饲料导致鲤鱼生长抑制、脂代谢紊乱及健康损害等问题，探讨了菊粉的干预效果。研究人员通过设置不同菊粉添加水平（5.00–20.00 g/kg）的高脂饲料（12%脂质）进行8周饲养实验，发现10.00–20.00 g/kg菊粉可显著改善鲤鱼的增重率（WGR）、特定生长率（SGR）和饲料效率（FER）；上调肝胰腺和肌肉中激素敏感脂肪酶（HSL）和脂肪甘油三酯脂肪酶（ATGL）活性，以及过氧化物酶体增殖物激活受体β/γ（PPARβ/γ）mRNA表达，缓解脂代谢紊乱；增强血清溶菌酶（LZM）、碱性磷酸酶（AKP）、补体（C3、C4）和免疫球蛋白M（IgM）水平，提升免疫功能；提高肝胰腺和肠道中谷胱甘肽（GSH）、总超氧化物歧化酶（T-SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性，增强抗氧化能力；并改善肝胰腺和肠道组织形态。综合成本效益分析表明，高脂饲料中菊粉的最适添加量为15.00 g/kg。该研究为鲤鱼健康养殖和饲料优化提供了理论依据。

　　

随着水产养殖业的快速发展，饲料蛋白质资源短缺和成本上升已成为制约行业发展的关键因素。通过增加饲料中的脂肪含量来替代部分蛋白质消耗，既能节约蛋白质资源，又能降低饲料成本，因此高脂饲料在鱼类养殖中应用日益广泛。然而，大量研究表明，高脂饲料会导致鱼类脂代谢紊乱、脂肪沉积、免疫力下降和应激耐受性降低，最终抑制鱼类生长。如何减缓或消除高脂饲料对鱼类的负面影响，已成为水产养殖研究的热点话题。菊粉作为一种天然存在的果聚糖型植物多糖，主要从菊苣等植物中提取，被公认为一种低成本的绿色添加剂，具有调节脂代谢、改善免疫功能和抗氧化能力等多种生物活性。已有研究证实，菊粉能够显著增强水生动物的消化功能，维护肝胰腺和肠道健康，促进养殖物种的生长。鲤鱼因其抗逆性强、肉质鲜美、营养丰富而成为广泛养殖的经济鱼种，但当前鲤鱼饲料面临蛋白源短缺和成本上升的挑战，高脂饲料逐渐应用于鲤鱼养殖，这也带来了生长抑制、脂肪积累和健康恶化等问题。虽然已有研究显示菊粉能够改善鲤鱼的生长性能和免疫功能，但关于菊粉是否能缓解高脂饲料引起的鲤鱼生长抑制和健康损害，尚未见报道。因此，探讨菊粉对高脂饲料喂养的鲤鱼生长、脂代谢、抗氧化能力及组织健康的影响，对于优化鲤鱼饲料配方、降低养殖成本、推动健康生态养殖具有重要的理论和实践意义。本研究发表于《Aquaculture Reports》，系统评估了菊粉在高脂饲料中的应用效果。

为开展本研究，研究人员以540尾初始体重为4.47±0.07 g的鲤鱼为对象，随机分为6组（每组3个重复），分别饲喂不同处理饲料8周。实验设计包括对照组CK（8%脂质）、高脂组G0（12%脂质）以及四个菊粉添加组G1-G4（在12%脂质基础上分别添加5.00、10.00、15.00、20.00 g/kg菊粉）。实验期间，严格控制水温（24–28°C）、pH（7.5–8.0）、溶解氧（5–8 mg/L）等水质参数。实验结束后，采集血清、肝胰腺、肌肉及肠道组织样本，测定生长指标、消化酶活性、脂代谢相关酶活性和基因表达、免疫指标、抗氧化参数，并通过组织切片观察肝胰腺和肠道形态结构。主要关键技术包括：生长性能指标（如增重率、特定生长率）的计算；酶联免疫吸附测定（ELISA）用于血清免疫指标和抗氧化酶活的检测；实时荧光定量PCR（qPCR）分析脂代谢相关基因（如PPARα、PPARβ、PPARγ、FAS、CPT-1等）的mRNA表达水平；组织学切片（H&E染色）用于观察肝胰腺和肠道病理变化。

3.1. 菊粉 ameliorates high-fat diet-induced growth inhibition in common carp

高脂饲料（G0组）导致鲤鱼末重（FW）、增重率（WGR）、特定生长率（SGR）、饲料效率（FER）和蛋白质效率（PER）显著低于对照组（CK组）（P<0.05）。添加10.00–20.00 g/kg菊粉（G2–G4组）可显著逆转这一趋势，其中G3组（15.00 g/kg菊粉）的SGR达到最大值。同时，高脂饲料显著增加鲤鱼肌肉粗脂肪含量，而菊粉干预（尤其是G3组）显著降低肌肉脂肪沉积（P<0.05）。表明菊粉能有效缓解高脂饲料引起的生长抑制和脂肪积累。

3.2. 菊粉 ameliorates high-fat diet-induced decrease in digestive enzyme activities in common carp

高脂饲料显著抑制鲤鱼肝胰腺和肠道中脂肪酶（LPS）活性，并导致血清谷丙转氨酶（GPT）和谷草转氨酶（GOT）活性升高，肝胰腺中GPT和GOT活性降低（P<0.05）。菊粉添加（G2–G4组）可显著提升LPS活性，并改善转氨酶在血清和肝胰腺中的分布，表明菊粉通过增强消化酶活性和调节蛋白质代谢缓解高脂饲料的负面影响。

3.3. 菊粉 improves lipid metabolism disorders induced by high-fat diets in common carp

高脂饲料引起鲤鱼血清甘油三酯（TG）和总胆固醇（T-CHO）水平异常，抑制肝胰腺和肌肉中脂解酶（HSL、ATGL、CPT-1）活性，促进脂肪合成酶（ACC、FAS）活性（P<0.05）。菊粉干预（G2–G4组）显著上调HSL、ATGL和CPT-1活性，下调ACC和FAS活性。在基因表达层面，高脂饲料上调肝胰腺和肌肉中SREBP-1、PPARγ、FAS、ACC1等脂肪合成基因表达，菊粉添加则显著逆转这一趋势，并促进PPARβ等脂解基因表达。表明菊粉通过多靶点调控脂代谢通路，缓解高脂诱导的代谢紊乱。

3.4. 菊粉 ameliorates high-fat diet-induced reduction of immune function in common carp

高脂饲料显著降低血清溶菌酶（LZM）、碱性磷酸酶（AKP）、补体C3、C4和免疫球蛋白M（IgM）水平（P<0.05）。菊粉添加（G3–G4组）使这些免疫指标显著回升，如LZM活性提升72.27%，IgM水平增加29.46%。证明菊粉能增强鱼体的非特异性和特异性免疫功能。

3.5. 菊粉 alleviates oxidative stress induced by high-fat diets in common carp

高脂饲料导致鲤鱼肝胰腺和肠道中丙二醛（MDA）含量显著上升，总抗氧化能力（T-AOC）、总超氧化物歧化酶（T-SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、谷胱甘肽（GSH）和过氧化氢酶（CAT）活性显著下降（P<0.05）。菊粉干预后，MDA水平降低，抗氧化酶活性和GSH含量显著恢复，表明菊粉通过增强抗氧化防御系统缓解氧化应激。

3.6. 菊粉 ameliorates high-fat feed-induced hepatopancreatic and intestinal damage in common carp

组织学观察显示，高脂饲料导致鲤鱼肠道绒毛高度和宽度显著降低，肝胰腺细胞出现脂滴堆积、核固缩等病理变化。菊粉添加后，肠道绒毛结构恢复，肝胰腺脂滴沉积减少，细胞形态趋于正常。表明菊粉对高脂饲料引起的组织损伤具有保护作用。

本研究通过多指标系统评估，证实菊粉添加能有效缓解高脂饲料对鲤鱼的生长抑制、脂代谢紊乱、免疫功能和抗氧化能力的负面影响，并维护肝胰腺和肠道组织健康。机制上，菊粉可能通过其代谢产物短链脂肪酸（SCFAs）调控脂代谢关键基因（如PPARs、SREBP-1）表达，激活抗氧化信号通路（如Nrf2），并调节免疫因子分泌，从而发挥多效性保护作用。基于实验结果和成本效益分析，推荐在高脂饲料中添加15.00 g/kg菊粉作为鲤鱼健康养殖的优化方案。该研究不仅为鲤鱼饲料配方提供了科学依据，也为其他水产养殖物种的脂肪营养调控提供了参考。未来研究可进一步探讨菊粉通过肠道微生物-宿主互作影响脂代谢的具体分子机制。