膳食原花青素对断奶仔猪生长性能、免疫功能和肠道菌群的剂量依赖性改善作用及其机制研究

《Frontiers in Microbiology》:Effects of dietary proanthocyanidin supplementation on growth performance, immune function, antioxidant capacity, and gut microbiota in weaned pigs

【字体: 时间:2026年01月15日 来源:Frontiers in Microbiology 4.5

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  本研究揭示了膳食补充原花青素(PRO)对断奶仔猪的多重有益效应。结果表明,PRO能剂量依赖性地提升平均日增重(ADG)和营养物质消化率,同时增强血清免疫球蛋白(IgG、IgA、IgM)水平及抗氧化能力(如提升GSH、T-AOC,降低MDA)。PRO还能调节肠道菌群,富集产丁酸盐细菌(如Oscillospira),并增加直肠丁酸盐浓度。这些发现为PRO作为改善断奶仔猪肠道稳态和整体健康的潜在膳食策略提供了科学依据。

  
引言
原花青素(PRO)作为一种广泛存在于植物中的多酚类化合物,因其分子结构富含羟基而展现出多样的健康促进特性。然而,膳食补充PRO对断奶仔猪生长性能、免疫功能、抗氧化能力及肠道微生物群的影响尚不明确。本研究旨在探讨PRO在断奶仔猪生产中的应用潜力。
材料与方法
研究选取800头28日龄、平均体重为9.40 ± 0.14 kg的杜洛克×长白×约克夏(DLY)杂交阉公猪,随机分为5组,分别饲喂基础日粮(对照组)或添加不同剂量(15、30、60、120 mg/kg)PRO的基础日粮,试验持续28天。试验结束时,测定生长性能、营养物质表观全肠道消化率、血清生化指标、炎症细胞因子、免疫球蛋白、抗氧化指标、直肠微生物群结构及短链脂肪酸(SCFAs)浓度。
结果
生长性能
与对照组相比,膳食PRO处理呈剂量依赖性改善平均日增重(ADG,线性,p = 0.042)和平均日采食量(ADFI,线性,p = 0.078)。营养物质消化率,包括干物质(DM)、粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)和总能(GE)均显著提高(p < 0.05)。
血清炎症细胞因子和免疫球蛋白
PRO补充线性降低(p < 0.05)促炎细胞因子肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)和白细胞介素6(IL-6)的浓度。相反,血清免疫球蛋白IgG、IgA和IgM的水平,以及谷胱甘肽(GSH)和总抗氧化能力(T-AOC)的活性,均随PRO补充呈线性升高(p < 0.05)。
血清抗氧化能力
PRO补充显著提高了血清GSH(线性:p = 0.048)和T-AOC(线性:p = 0.036)的活性,并呈线性降低丙二醛(MDA)的趋势(p = 0.056)。此外,PRO显著增强了羟基自由基(·OH,线性:p = 0.016)和超氧阴离子(O2?,线性:p = 0.001)的清除能力。
直肠微生物群及其代谢物
在门水平上,厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidota)是所有样本中的优势菌门,但组间无显著差异。在属水平上,补充30 mg/kg PRO倾向于增加UCG-005和Fournierella的丰度(0.05 < p < 0.1),显著增加Oscillospira和NK4A214_group的丰度(p < 0.05),并降低乳酸杆菌(Lactobacillus)的丰度(p < 0.05)。梭菌属(Clostridium_sensu_stricto_1)的丰度随PRO水平增加呈线性和二次增长(线性:p = 0.009)。线性判别分析(LEfSe)显示,不同PRO剂量组富集了不同的特征微生物。PRO补充,特别是60 mg/kg剂量,显著增加了直肠中丁酸(BA)的浓度(线性:p = 0.022)。
相关性分析
Spearman相关分析显示,Oscillospira与CP、DM和GE呈显著正相关(p < 0.05)。丁酸(BA)与Subdoligranulum和Clostridium_sensu_stricto_1的丰度呈正相关,而与Lactobacillus呈负相关(p < 0.05)。
讨论
本研究发现PRO补充能改善断奶仔猪的生长性能,这可能与PRO改善肠道屏障功能和吸收能力有关。PRO提升血清免疫球蛋白水平并降低促炎因子浓度,表明其能增强机体免疫力并缓解炎症反应。PRO的抗氧化特性通过其清除自由基和增强抗氧化酶活性的能力得以体现,这有助于缓解断奶应激引起的氧化损伤。肠道菌群分析表明,PRO能特异性促进产丁酸盐细菌(如Oscillospira、Fournierella、NK4A214_group、UCG-005和Clostridium_sensu_stricto_1)的增殖,从而增加有益代谢物丁酸盐的产量。丁酸盐作为肠上皮细胞的重要能量来源,对维持肠道健康、调节免疫和抗氧化具有多重益处。微生物与营养消化率的相关性提示,PRO通过调节肠道菌群结构,进而改善宿主营养利用的潜在机制。
结论
膳食补充PRO,特别是60 mg/kg的剂量,可通过增强断奶仔猪的抗氧化能力、改善免疫功能以及调节肠道菌群(促进产丁酸盐细菌增殖)来改善其生长性能和营养利用。PRO可作为改善断奶仔猪肠道稳态和整体健康的潜在膳食策略。
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