肠道微生物介导胆汁酸肠肝循环:草鱼应对饲料脂质水平变化的适应机制解析

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Aquaculture Reports 3.2

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  为探究内源性胆汁酸(BAs)和肠道微生物在草鱼适应不同饲料脂质水平机制中的作用,研究人员用低(2%)、正常(6%)和高(10%)脂质水平饲料喂养草鱼。结果表明 6% 脂质水平最优,微生物介导的 BAs 肠肝循环影响显著,为草鱼脂质代谢紊乱研究提供新方向。

  在水产养殖的世界里,饲料的成分对鱼类的生长和健康起着至关重要的作用。脂质作为鱼类重要的营养物质,其在饲料中的含量一直备受关注。合适的脂质含量能助力鱼类茁壮成长,可一旦失衡,麻烦就接踵而至。比如,高脂质饲料虽能提供大量能量、节省蛋白质资源,但却可能引发鱼类氧化应激、代谢紊乱和肝脏损伤等问题;而低脂质饲料又无法满足鱼类正常生长需求。对于我国淡水养殖的重要品种草鱼而言,随着高密度精细饵料养殖模式的普及,因饲料脂质水平失衡导致的营养代谢疾病,像肝胆综合征、营养性脂肪肝等大规模出现,严重影响了草鱼的健康和养殖效益。
在此背景下,为了深入了解草鱼是如何应对饲料脂质水平变化的,来自江西农业科学院畜牧兽医研究所的研究人员开展了一项重要研究。他们希望通过探索微生物介导的胆汁酸(BAs)肠肝循环在其中的作用机制,找到改善草鱼脂质代谢紊乱的新方法,从而推动草鱼健康养殖的发展。这项研究成果发表在《Aquaculture Reports》上,为水产养殖领域带来了新的曙光。

研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先,通过配制不同脂质水平的实验饲料,为后续实验奠定基础;接着,进行了为期 8 周的喂养实验,观察草鱼生长情况;然后,采集草鱼的血液、肝脏、肠道内容物和胆汁样本;之后,利用商业试剂盒检测生理生化指标,采用组织学染色观察肝脏形态,运用微生物多样性分析研究肠道微生物,借助胆汁酸靶向代谢组分析测定胆汁酸。

研究结果如下:

  1. 生长性能和饲料利用率:喂食 6% 脂质水平饲料(E6 组)的草鱼,最终体重(FW)、增重(WG)、特定生长率(SGR)和存活率(SR)最高,饲料转化率(FCR)最低。内脏指数(VSI)与饲料脂质水平呈正相关,而 SGR、SR、条件因子(CF)和肝体指数(HI)受饲料脂质水平影响不显著。这表明 6% 的饲料脂质水平最有利于草鱼实现最大生长性能和最低 FCR。
  2. 生理生化指标:血浆中甘油三酯(TG)、总胆固醇(T-CHO)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和丙二醛(MDA)含量与饲料脂质水平正相关。E10 组草鱼血浆中酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP)、谷草转氨酶(GOT)和谷丙转氨酶(GPT)活性显著高于 E2 和 E6 组,这意味着高脂质饲料可能影响草鱼的肝功能和免疫状态。
  3. 肝脏组织形态和脂质代谢酶活性:E10 组草鱼肝脏出现更多更大的空泡和脂质滴,表明脂质积累增多。随着饲料脂质水平升高,肝脏中固醇调节元件结合蛋白 1(SREBP1)含量、脂肪酸合酶(FAS)和乙酰辅酶 A 羧化酶(ACC)活性上升,肉碱棕榈酰转移酶 1(CPT1)活性持续增加,脂肪酸结合蛋白(FABP)和脂肪酸转运蛋白(FATP)活性也升高,而激素敏感性甘油三酯脂肪酶(HSL)活性不受影响。这说明高饲料脂质水平通过激活 SREBP1 促进肝脏脂肪生成,增强脂质动员可能是草鱼适应高脂肪饲料的策略之一。
  4. 肠道微生物:在门水平上,E2 组草鱼肠道中梭杆菌门(Fusobacteriota)丰度显著低于 E6 组,E10 组变形菌门(Proteobacteria)丰度显著高于 E2 和 E6 组。在属水平上,E2 组鲸杆菌属(Cetobacterium_A)丰度显著高于 E6 组,SIO2C1 属丰度显著低于 E6 组。主坐标分析(PCoA)和线性判别分析效应量(LEfSe)分析显示,不同饲料脂质水平组的肠道微生物群落存在显著差异,一些特定微生物可能与草鱼对饲料脂质水平的适应有关。
  5. 胆汁酸靶向代谢组分析:在胆囊胆汁酸分析中,E2 与 E6 组相比,有 3 种胆汁酸显著上调;E2 与 E10 组相比,有 3 种胆汁酸存在显著差异。在肠道内容物胆汁酸分析中,E2 与 E6 组相比,有 10 种胆汁酸差异显著;E6 与 E10 组相比,有 5 种胆汁酸显著上调;E2 与 E10 组相比,有 11 种胆汁酸差异显著。这表明饲料脂质水平显著影响胆囊和肠道内容物中的胆汁酸组成。
  6. 微生物与胆汁酸的相关性分析:脱硫杆菌门(Desulfobacterota)和厚壁菌门(Firmicutes)与多种胆汁酸呈显著正相关,梭杆菌门(Fusobacteriota)、弯曲杆菌门(Campylobacterota)和变形菌门(Proteobacteria)则相反。基于属水平的冗余分析表明,多种胆汁酸与不同的微生物属密切相关,如 THDCA + TUDCA 和 GCDCA 与 Limnospira、Vermiphilus 等相关,这揭示了肠道微生物与胆汁酸之间存在复杂的相互作用。

综合研究结论和讨论部分,饲料脂质水平的变化对草鱼的生长、肝脏脂质代谢、肠道微生物组成和胆汁酸代谢都有显著影响。其中,肠道微生物介导的胆汁酸肠肝循环在草鱼应对饲料脂质水平变化的过程中发挥着关键作用。草鱼可能通过增强胆汁酸合成、减少微生物来源胆汁酸的排泄来适应饲料脂肪水平的增加。此外,厚壁菌门中与乳酸菌相关的属和一些潜在益生菌与肠道中的多种胆汁酸呈正相关。这些发现揭示了草鱼适应饲料脂质水平变化的机制,为解决草鱼脂质代谢紊乱问题提供了全新的视角和理论依据,对推动草鱼健康养殖具有重要的实践意义。

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