日粮添加非富硒与富硒平菇及富硒酵母对仔猪抗氧化反应的影响

《Molecular Nutrition & Food Research》：Antioxidant Responses to Dietary Supplementation With Non-Enriched and Selenium-Enriched Mushrooms and Selenized Yeast in Piglets

　　

硒在抗氧化防御和代谢调节中发挥着重要作用。本研究评估了日粮中添加非富硒和富硒平菇（Pleurotus ostreatus）以及富硒酵母对仔猪（一个与人类营养密切相关的研究模型）体内硒沉积和抗氧化反应的影响。64头断奶仔猪分别饲喂对照日粮或补充日粮，为期21天。生长性能未受影响，表明各处理具有良好的耐受性。与对照组相比，补充组仔猪腰肌中硒含量较高，而肝脏中硒浓度呈数值性升高但无统计学显著差异（p = 0.08），肾脏中未观察到差异。肝脏抗氧化活性受日粮处理差异调节。所有补充组的谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）活性均升高，而过氧化氢酶（CAT）活性仅在饲喂富硒平菇或富硒酵母的仔猪中升高，超氧化物歧化酶（SOD）活性仅在富硒平菇组中升高。所有补充组的亚硝酸盐水平均降低，而血浆抗氧化参数保持不变。这些研究结果表明，日粮补充调节了肝脏抗氧化反应，但硒富集与平菇生物活性化合物的相对贡献尚无法确定。 试验注册号及注册日期：106/2018

论文解读

一、研究背景与研究目的

硒是维持机体生理稳态所必需的微量元素，尤其在增强免疫系统、支持肌肉再生和促进生殖功能方面发挥重要作用。许多基础生物学过程依赖于含硒酶类，如谷胱甘肽过氧化物酶（GPx），其活性位点含有硒代半胱氨酸。GPx能将细胞代谢产生的活性氧（ROS）转化为活性较低的物质，从而限制氧化损伤。除GPx外，内源性抗氧化系统还包括超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT），这些酶协同作用以对抗氧化应激。硒缺乏与克山病（心肌病）和卡辛-贝克病（地方性骨关节炎）等疾病相关，因此某些情况下需要进行硒补充。

硒补充可通过无机形式（亚硒酸盐、硒酸盐）或有机形式（硒代蛋氨酸、硒代半胱氨酸）实现。另一种有前景的策略是食用富硒食品，如食用菌。食用菌可吸收矿物质并将其掺入子实体，从而将无机硒转化为生物利用度更高的有机形式。类似地，酵母（如酿酒酵母）也能完成这种转化，并广泛用于动物营养。然而，目前缺乏比较性体内研究来评估这些富硒食品中哪一种具有更高的生物利用度和更大的改善人类或动物健康与性能的潜力。

已有研究表明，食用富硒平菇可提高大鼠血浆硒水平和结肠GPx活性，在糖尿病小鼠中还可提高肝脏和肾脏GPx活性。但比较不同硒源（如富硒平菇与富硒酵母）的体内研究仍然有限，尤其是在仔猪这一与人类营养生理相似性较高的模型中。此外，平菇本身（不依赖于硒富集）的潜在贡献尚未完全阐明。因此，本研究旨在评估日粮添加非富硒和富硒平菇以及富硒酵母对仔猪组织（肾脏、肝脏和腰肌）中硒沉积以及血浆和肝脏中抗氧化反应的影响。

二、研究设计与技术方法

研究人员选用64头AGPIC 415 × Camborough断奶仔猪（21日龄，初始体重7.25 ± 0.64 kg），采用基于初始体重的随机完全区组设计，分为轻体重和重体重两个区组，共设四个处理组：对照组（G1）、非富硒平菇组（G2）、富硒平菇组（G3）和富硒酵母组（G4），每个处理8个重复栏，每栏2头仔猪（一公一母），试验期21天。平菇采用甘蔗渣为基质培养，富硒处理通过在基质中添加含25 mg kg^?1硒的亚硒酸钠溶液实现。日粮中硒添加量遵循美国食品药品监督管理局推荐的0.3 ppm补充标准，G3和G4组总日粮硒含量计算为0.5 ppm，G1和G2组为0.2 ppm。主要技术方法包括：石墨炉原子吸收光谱法测定组织（肝脏、肾脏、腰肌）和血浆中硒浓度；分光光度法测定血浆和肝脏中GPx、CAT和SOD活性；硫代巴比妥酸法测定丙二醛（MDA）含量；Griess反应测定亚硝酸盐水平（NL），作为一氧化氮（NO）的间接标志物。统计分析采用R软件，经Shapiro-Wilk正态性检验和Box & Cox变换后进行方差分析（ANOVA），显著性水平设为p < 0.05，均值比较采用Tukey检验。

三、研究结果

3.1 生长性能

各处理组之间在平均日增重（ADG）、平均日采食量（ADI）和饲料转化率（FCR）方面均无显著差异（p > 0.05），表明日粮中添加平菇、富硒平菇或富硒酵母不影响仔猪的生产性能，处理具有良好的耐受性和适口性。

3.2 血浆中硒含量与抗氧化活性

在35日龄和42日龄两个时间点，各处理组之间血浆硒浓度以及GPx、CAT、SOD活性和NL、MDA含量均无显著差异（p > 0.05），表明日粮干预未对全身循环氧化状态产生可测量的影响，其效应更多体现在组织水平而非系统循环中。

3.3 肝脏抗氧化活性与硒浓度

肝脏GPx活性在G2、G3和G4组均显著高于对照组（p < 0.05）；CAT活性仅在G3和G4组显著升高；SOD活性仅在G3组显著升高。所有补充组的肝脏NL均较对照组显著降低（p < 0.05），而MDA水平在各组间无显著差异。肝脏硒浓度呈数值性升高但未达统计学显著水平（p = 0.08）。

3.4 组织中的硒沉积

无论处理如何，硒积累量以肾脏最高，其次为肝脏，腰肌最低。腰肌中硒浓度在G2、G3和G4组均显著高于对照组（p < 0.05）；肾脏和肝脏中硒浓度在各处理组间无显著差异。

四、讨论与结论

研究人员在讨论部分指出，各处理组生长性能无差异，与先前关于硒代蛋氨酸和硒-羟基蛋氨酸类似物在仔猪中的研究结果一致，也与其他动物模型中富硒螺旋藻、硒代蛋氨酸和富硒双孢蘑菇的研究结果相符，支持了这些补充策略的安全性。血浆中酶活性和硒含量的维持表明日粮对动物无害，有机硒被肝脏有效代谢后转运至其他组织。肝脏抗氧化活性的差异调节可能归因于硒补充和/或平菇及酵母中存在的植物化学物质（如酚类化合物和β-葡聚糖），但由于实验设计未包含非富硒酵母对照组，且未设计用于检验硒与平菇成分之间的交互作用，各成分的相对贡献无法确定。腰肌中硒浓度的升高（包括非富硒平菇组G2）应谨慎解释，生物变异、样本量和偶然发现的可能性不能排除。肾脏中缺乏处理效应与其他生长育肥猪的研究一致，而肝脏与肾脏中硒积累模式在不同物种间存在差异。研究人员还讨论了应激条件和物种差异对硒补充反应的影响，指出血浆抗氧化反应具有高度变异性，取决于物种、生理或病理状态、硒源和剂量、补充持续时间以及基线硒状态等因素。NO和MDA作为毒性/氧化应激指标的监测有助于评估富硒食品的潜在生物学效应。研究局限性包括缺乏非富硒酵母对照组、无法分离平菇生物活性化合物与硒补充的各自贡献，以及未设计用于检验交互作用。

研究结论为：日粮添加非富硒平菇、富硒平菇和富硒酵母均被仔猪良好耐受，不影响生长性能；日粮处理以组织依赖方式影响硒分布，腰肌中硒浓度在补充组中显著升高，而肝脏和肾脏中无一致显著差异；肝脏抗氧化活性受日粮处理调节，GPx活性在所有补充组中升高，CAT活性仅在富硒平菇或富硒酵母组中升高，SOD活性仅在富硒平菇组中升高，所有补充组NL降低而MDA不变。总体而言，本研究显示日粮添加非富硒和富硒平菇以及富硒酵母调节了仔猪的抗氧化反应并以组织依赖方式影响硒沉积，支持了平菇作为功能性膳食成分和富硒膳食补充剂调节抗氧化反应的潜力，同时强调了需要进一步研究以阐明硒富集和平菇生物活性化合物在不同生理条件下的相对贡献。