《Poultry Science》:Dietary tributyrin attenuates intestinal damage induced by dextran sulfate sodium and modulates growth performance in broilers
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摘要:肠道损伤会损害肠道完整性,并可能影响肉鸡的生长性能。膳食三丁酸甘油酯(tributyrin)作为一种有前景的营养策略,可维护肠道健康。本研究评估了三丁酸甘油酯补充剂在减轻葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的肉鸡肠道损伤中的作用。共计1200只雄性肉鸡,采用完全随
摘要:肠道损伤会损害肠道完整性,并可能影响肉鸡的生长性能。膳食三丁酸甘油酯(tributyrin)作为一种有前景的营养策略,可维护肠道健康。本研究评估了三丁酸甘油酯补充剂在减轻葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的肉鸡肠道损伤中的作用。共计1200只雄性肉鸡,采用完全随机设计,分为5个处理组,每组12个重复,每个重复20只鸡。处理组分别为:无挑战且饲喂基础日粮(PC);有挑战且饲喂基础日粮(NC);NC + 1000 g/t 三丁酸甘油酯A(TBA0.1);NC + 500 g/t 三丁酸甘油酯A(TBA0.05);NC + 500 g/t 三丁酸甘油酯B(TBB0.05)。在鸡只8-12日龄和21-25日龄期间,通过口服灌胃3.5% DSS溶液诱导肠道损伤。在8、13、21、26和40日龄测量体重(BW)、体重增重(BWG)、平均采食量(AFI)和饲料转化率(FCR)。在13、21和26日龄收集十二指肠、空肠、回肠和盲肠样本,用于组织学和形态测量分析,以及测定食糜pH。在26和40日龄收集盲肠内容物,测定短链脂肪酸(SCFA)浓度。服从正态分布的变量进行方差分析(ANOVA),随后进行Student-Newman-Keuls(SNK)检验,而非正态变量采用Kruskal-Wallis检验和Dunn检验(P < 0.05)。三丁酸甘油酯A处理组在1-8日龄和1-26日龄的生长性能表现更优(P < 0.05),此外还增加了肠细胞增殖和上皮厚度(P < 0.05)。TBA0.1处理组在所有评估时段均促进了更好的肠道形态测量结果(P < 0.05)。最大的pH差异出现在回肠(P < 0.05)。SCFA浓度未受影响(P > 0.05)。补充0.1%三丁酸甘油酯被证明是改善肉鸡肠道形态和生产性能的有效营养策略。
**论文解读:膳食三丁酸甘油酯缓解葡聚糖硫酸钠诱导的肉鸡肠道损伤及生长性能调控**
**研究背景与问题**
近年来,现代肉鸡品种的生长性能显著提升,表现为更快的生长速度和更高的饲料效率。这一进步依赖于充分的肠道功能,因为胃肠道是营养消化和吸收的主要场所,使禽类能够充分表达其遗传潜力。然而,与快速生长相关的高代谢需求增加了胃肠道的生理负担,使肠黏膜更容易受到不同应激源造成的损伤。因此,旨在维持肠道形态和功能的策略已成为家禽研究的重点。为模拟肠道损伤,葡聚糖硫酸钠(dextran sulfate sodium, DSS)作为一种硫酸化多糖,被广泛用于诱导上皮损伤、破坏黏膜屏障,并促进腔内细菌和抗原向肠组织易位,已成功应用于猪、小鼠和肉鸡等物种。丁酸(butyrate)是一种短链脂肪酸(short-chain fatty acid, SCFA),作为肠上皮细胞的主要能量底物,有助于维持肠道结构、调节上皮细胞增殖和炎症稳态。然而,游离丁酸具有挥发性、不良气味,且在上消化道迅速吸收,限制了其生物效能。三丁酸甘油酯(tributyrin)作为丁酸衍生物,对胃肠道条件更具抵抗力,并以受控方式在整个肠道释放丁酸,防止其在上消化道立即吸收,从而使更多丁酸到达远端小肠。尽管三丁酸甘油酯补充剂具有有益作用,但评估其在DSS诱导的大规模肠损伤模型中的效果研究仍然有限。此外,三丁酸甘油酯介导的肠道损伤效应如何影响不同肠段完整性的机制尚不清楚。因此,研究人员假设膳食补充三丁酸甘油酯可减轻DSS诱导的肠道损伤,从而维持肠道形态和肉鸡生长性能。本研究旨在评估膳食三丁酸甘油酯补充剂对口服DSS挑战的肉鸡肠道损伤和生长性能的影响,该论文发表在《Poultry Science》上。
**主要技术方法**
研究人员采用完全随机设计,将1200只1日龄雄性Cobb 500?肉鸡(44.4 ± 0.1 g)分为5个处理组,每个处理12个重复,每个重复20只鸡。处理组包括:阳性对照组(PC,无DSS挑战,基础日粮);阴性对照组(NC,DSS挑战,基础日粮);TBA0.1(DSS挑战,基础日粮+0.1%三丁酸甘油酯A);TBA0.05(DSS挑战,基础日粮+0.05%三丁酸甘油酯A);TBB0.05(DSS挑战,基础日粮+0.05%三丁酸甘油酯B)。肠道损伤通过口服灌胃3.5% DSS溶液(分子量50 kDa)在8-12日龄和21-25日龄诱导。在8、13、21、26和40日龄测量体重、体重增重、平均采食量和饲料转化率。在13、21和26日龄收集十二指肠、空肠、回肠和盲肠样本,进行组织学分析(采用I See Inside评分系统量化病理变化)和形态测量(测量绒毛高度VH、隐窝深度CD及VH:CD比值)。同时测定食糜pH。在26和40日龄收集盲肠内容物,通过高效液相色谱法测定乙酸、丙酸和丁酸浓度。统计分析采用ANOVA结合SNK检验(正态分布)或Kruskal-Wallis结合Dunn检验(非正态分布),显著性水平为P < 0.05。样本来源于巴西维索萨联邦大学动物科学系。
**研究结果**
**生长性能**
在1-8日龄阶段,TBA0.1处理组肉鸡的体重显著高于NC组(P = 0.032)。在1-13日龄阶段,NC组饲料转化率最差(P = 0.035),而所有补充三丁酸甘油酯的处理组均优于NC组。在1-26日龄阶段,TBA0.05处理组肉鸡表现出更高的体重、体重增重和采食量(P ≤ 0.05)。在1-21日龄和1-40日龄阶段,各处理组生长性能无显著差异(P > 0.05)。
**肠道组织学**
通过I See Inside(ISI)评分系统评估肠段组织学参数(包括固有层厚度、上皮厚度、肠细胞增殖和杯状细胞数量)。在13日龄,三丁酸甘油酯A补充组十二指肠肠细胞增殖高于PC组(P = 0.006);空肠中TBA0.1降低了固有层厚度和肠细胞增殖(P < 0.001);回肠中TBA0.05和TBB0.05增加了固有层和上皮厚度(P < 0.001);盲肠中TBB0.05处理组肠细胞增殖最高(P < 0.001)。在21日龄,十二指肠中TBA0.05提高了肠细胞增殖(P = 0.003),TBA0.1增加了杯状细胞数量(P = 0.02);空肠中TBA0.1提高了固有层厚度和肠细胞增殖(P < 0.05);回肠中TBA0.05增加了上皮厚度(P < 0.001),TBA0.1增加了杯状细胞数量(P < 0.001);盲肠中TBA0.05和TBB0.05处理组肠细胞增殖均高于PC组(P < 0.001)。在26日龄,十二指肠中TBA0.1和TBA0.05增加了固有层和上皮厚度(P < 0.05),TBB0.05降低了肠细胞增殖(P < 0.001);空肠中仅PC组杯状细胞数量高于NC组(P = 0.039);回肠中TBB0.05增加了上皮厚度(P = 0.024),TBA0.1增加了杯状细胞数量(P < 0.001);盲肠肠细胞增殖无显著差异(P > 0.05)。
**肠道形态测量**
在13、21、26和40日龄测量绒毛高度(VH)、隐窝深度(CD)及VH:CD比值。DSS挑战显著降低了各日龄各肠段的VH和VH:CD比值,并增加了CD(P < 0.05),表明肠道吸收能力受损。三丁酸甘油酯补充组,尤其是TBA0.1,在多数时段和肠段中改善了VH和VH:CD比值(P < 0.05)。例如,在13日龄,TBA0.1提高了十二指肠和空肠VH(P < 0.001);在21和26日龄,TBA0.1同样提高了十二指肠VH(P < 0.001),并改善了VH:CD比值。在40日龄,NC组在十二指肠和回肠中VH:CD比值最低(P < 0.05),而TBA0.1处理组在盲肠中VH:CD比值高于NC组(P = 0.020)。
**肠道pH**
pH变化因肠段和日龄而异。在13日龄,PC组空肠pH最高(P = 0.005),回肠和盲肠中PC组和TBA0.05组pH高于NC组(P < 0.01)。在21日龄,仅回肠pH有差异,TBB0.05组高于PC组(P = 0.050)。在26日龄,PC组回肠pH高于TBB0.05组(P = 0.018)。在40日龄,TBA0.1组十二指肠pH最低(P = 0.001)。其他肠段无显著差异(P > 0.05)。
**盲肠短链脂肪酸浓度**
在26日龄,各处理组盲肠SCFA(乙酸、丁酸、丙酸)浓度无显著差异(P > 0.05)。在40日龄,PC组乙酸浓度显著高于其他所有DSS挑战组(P < 0.001),而丁酸和丙酸浓度无显著差异(P > 0.05)。
**讨论与结论**
讨论部分指出,本研究证实了膳食三丁酸甘油酯补充剂可减轻DSS诱导的肠道损伤,改善肠道完整性和肉鸡生长性能,效果具有阶段和肠段依赖性,尤其在挑战后黏膜功能恢复中作用显著。早期生长性能的改善(如8日龄体重和13日龄饲料转化率)可能与幼龄鸡消化不成熟有关,三丁酸甘油酯水解释放丁酸,增加了肠道丁酸可用性,支持了幼龄阶段的肠道发育。在第二次挑战后,低剂量三丁酸甘油酯A补充组表现出更好的性能,可能归因于形态测量改善(如绒毛高度增加和VH:CD比值提高)增强了吸收能力。然而,后期性能差异消失,提示效应随年龄和胃肠道成熟而减弱。组织学结果显示,DSS挑战诱导了肠段损伤,而三丁酸甘油酯补充组逐渐表现出肠细胞增殖和杯状细胞的恢复,尤其在远端肠段(回肠和盲肠),这与丁酸作为肠上皮细胞优先能量底物的营养作用一致。形态测量结果进一步表明,三丁酸甘油酯补充组在21日龄后VH:CD比值改善更明显,这得益于三丁酸甘油酯的缓释特性,使更多丁酸到达远端肠道。pH变化不一致,难以单独归因于三丁酸甘油酯。盲肠SCFA浓度无显著变化,表明三丁酸甘油酯释放的丁酸被沿肠道利用,而非在盲肠积累;然而,DSS挑战降低了乙酸浓度,可能反映菌群发酵活性受损。
**结论**:这些结果强化了三丁酸甘油酯作为营养策略减轻DSS诱导损伤并保护黏膜形态的潜力。特别是,补充0.1%三丁酸甘油酯被证明是改善肉鸡肠道形态和生产性能的有效营养策略。