纳米硒对牛蛙生长性能、抗氧化能力及肝肠健康的调控作用与机制研究

本研究针对牛蛙高密度养殖中疾病频发、抗生素滥用及植物蛋白源饲料引发的肝肠健康问题，创新性地将纳米硒作为功能性饲料添加剂。通过8周饲养实验发现，0.4 mg/kg纳米硒添加可显著提高牛蛙增重率（232.42%）、存活率（73.33%）和消化酶活性，降低饲料系数（1.20）；同时增强肝脏和肠道抗氧化酶（GSH-PX、CAT、T-AOC）活性，下调炎症因子（il-1β、nf-κb、tnf-α）表达，改善肝细胞结构和肠绒毛形态。该研究为纳米硒在水产健康养殖中的应用提供了理论依据和实践指导。

　　

随着牛蛙（Lithobates catesbeiana）养殖业的快速发展，高密度养殖模式导致病原微生物传播风险显著增加，疾病爆发频繁。与此同时，为降低饲料成本，植物蛋白源（如豆粕）大量替代鱼粉，但其抗营养因子易引发氧化应激和炎症反应，导致肝肠组织损伤，进一步加剧死亡率上升和抗生素滥用问题。如何通过营养调控手段增强牛蛙免疫力、改善健康状态，已成为产业绿色可持续发展的关键挑战。

硒作为必需微量元素，通过硒蛋白（如谷胱甘肽过氧化物酶，GSH-PX）调控动物抗氧化能力和免疫功能。与传统硒源相比，纳米硒具有高效低毒、生物利用度高和抗氧化活性强等优势，近年来在水产饲料中的应用潜力备受关注。为此，湖南农业大学水产学院徐成航等研究人员在《Aquaculture Reports》发表论文，系统探究了纳米硒对牛蛙生长性能、组织硒沉积、消化吸收、抗氧化能力及炎症反应的调控作用，并深入探讨其分子机制。

研究团队以基础饲料为对照组（CON），分别添加0.4 mg/kg（N0.4组）和0.8 mg/kg（N0.8组）纳米硒，配制3种等氮等脂膨化饲料。选取630尾初始体重（24.25±0.02 g）相近的健康牛蛙，随机分为3组，每组3个重复，进行为期8周的饲养实验。实验结束后，采集血清、肝脏、肠道和肌肉组织，测定生长指标、体参数、消化酶活性、血清生化指标、抗氧化酶活性及基因表达水平，并通过组织切片观察肝肠形态结构。

关键技术方法包括：饲料配方设计与纳米硒添加（依据基础营养需求及前期研究确定添加水平）；生长性能与体参数计算（如增重率、饲料系数、肝体指数）；血清生化指标检测（GOT、GPT、TC、TG、ACP、AKP）；组织抗氧化酶活性测定（GSH-PX、SOD、CAT、T-AOC、MDA）；实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析抗氧化与炎症相关基因表达；组织切片与H&E染色观察肝肠形态结构。

3.1. 牛蛙组织硒沉积

随着纳米硒添加水平升高，肝脏和肌肉中硒沉积量显著增加（P<0.05），且肝脏沉积量远高于肌肉。N0.8组肌肉硒含量为0.107 mg/kg，低于富硒水产品安全限值（0.05–1 mg/kg），表明纳米硒可用于生产富硒牛蛙产品。

3.2. 生长性能与体参数

N0.4组平均增重率（232.42%）和总增重率（143.60%）显著高于对照组（P<0.05），饲料系数（1.20）显著降低，成活率（73.33%）和腿体比（39.29%）显著提高（P<0.05），而肝体指数和脏体指数无显著变化。

3.3. 肠道消化酶活性

纳米硒添加显著提高了肠道胰蛋白酶、脂肪酶和α-淀粉酶活性（P<0.05），其中N0.8组酶活性最高，表明纳米硒增强了肠道消化吸收功能。

3.4. 肠道组织形态学

纳米硒补充显著提高了肠绒毛高度和肌层厚度（P<0.05），改善了肠道结构，有利于营养吸收。

3.5. 血清生化参数

纳米硒显著降低了血清GOT、GPT活性和TC、TG含量（P<0.05），而ACP和AKP活性显著升高（P<0.05），表明纳米硒缓解了肝损伤，增强了非特异性免疫力。

3.6. 肝脏组织形态学

对照组肝细胞结构缺失，细胞膜溶解，核移位和空泡化严重；纳米硒组肝细胞排列整齐，形态正常，空泡化显著减少。

3.7. 肝脏抗氧化酶活性

N0.8组GSH-PX、CAT和T-AOC活性显著高于对照组（P<0.05），MDA含量显著降低（P<0.05），SOD活性无显著变化。

3.8. 肝脏抗氧化基因表达

纳米硒显著上调了gpx5、sod、cat、gstp、gclc和mgst等抗氧化基因的表达（P<0.05）。

3.9. 肝脏炎症因子转录表达

纳米硒促进了抗炎因子（il-10、nlrp12）的表达，抑制了促炎因子（il-8、il-1β）和转录因子nf-κb的表达（P<0.05）。

3.10.–3.14. 肠道与肌肉抗氧化及炎症响应

肠道和肌肉组织中，纳米硒显著提高了抗氧化酶活性和相关基因表达，降低了MDA含量，并调控炎症因子表达，趋势与肝脏一致。

研究表明，纳米硒通过增强抗氧化酶活性、调控Keap1/Nrf2信号通路激活抗氧化基因表达，缓解氧化应激；通过抑制TLR-MAPK/NF-κB信号通路减轻炎症反应；改善肠道结构和消化酶活性，促进营养吸收；保护肝脏功能，调节脂代谢；最终提高牛蛙生长性能和存活率。结合生产成本与效果，0.4 mg/kg纳米硒为最佳添加剂量。

该研究不仅为牛蛙健康养殖提供了新型功能性饲料添加剂解决方案，也为纳米硒在水产动物中的应用机制提供了深入的理论依据，对减少抗生素使用、推动水产养殖业可持续发展具有重要意义。