《Scientific Reports》:Lactobacillus plantarum and Lactobacillus acidophilus enhance growth performance, immunity, cecal microbiota, and vital organs histomorphology in rabbits
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本研究针对兔养殖中常见的肠道失衡和生长受限问题,探讨了在基础日粮中添加植物乳杆菌和酸ophilus乳杆菌对生长兔的综合性影响。结果表明,益生菌补充能显著改善生长性能、血液指标、养分消化率,优化盲肠菌群,并促进肠道、肝脏、肾脏和心脏的组织形态健康,尤其通过上调TNF-α和突触素表达增强了肠道免疫和神经内分泌功能,为无抗养殖提供了新策略。
在全球面临粮食饲料竞争、气候变化和畜牧业可持续发展压力的背景下,兔肉以其高蛋白、低胆固醇和短生产周期的优势,成为一种极具潜力的可持续肉类来源。然而,家兔作为后肠发酵动物,其独特的食粪行为(cecotrophy)虽有助于营养吸收,但也使其消化道尤为敏感,易发生肠道菌群失衡,导致肠炎等消化系统疾病,严重影响生长性能和养殖经济效益。长期以来,抗生素在养殖业中被广泛用于促进生长和预防疾病,但其滥用导致的细菌耐药性等公共卫生风险日益凸显。因此,寻找安全有效的抗生素替代品成为当务之急。益生菌作为一种活性微生物制剂,因其安全性和对动物健康的积极影响而受到广泛关注,其中乳酸杆菌属的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)和酸ophilus乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)是研究的热点。
在此背景下,由Hitham Anas、Mahmmoud A. A. Mohamed、Rasha I. M. Hassan、Walaa M. S. Gomaa和Fatma El-Zahraa A. Mustafa组成的研究团队在《Scientific Reports》上发表了一项研究,旨在系统评估在生长兔日粮中添加不同剂量(0.25 g/kg和0.50 g/kg)的植物乳杆菌和酸ophilus乳杆菌混合物,对其生长性能、免疫力、养分消化率、盲肠微生物组成以及多个重要器官(肠道、肝脏、肾脏、心脏)组织形态学和免疫组化特征的综合性影响。这项研究的一个突出亮点在于,它不仅关注传统的生产性能指标,还首次在兔模型中深入探讨了益生菌对肠道免疫标记物肿瘤坏死因子-α(Tumor Necrosis Factor-alpha, TNF-α)和神经内分泌标记物突触素(synaptophysin)的剂量依赖性调节作用,为揭示益生菌的作用机制提供了新的视角。
为了回答上述科学问题,研究人员设计了一项为期8周(5至13周龄)的饲养试验。他们选取了60只健康的5周龄雄性V-line品系生长兔,随机分为3个处理组,每组20只兔子,每个处理组又分为4个重复(每个重复5只兔子)。对照组(T1)饲喂基础日粮,实验组T2和T3分别在基础日粮中添加0.25 g/kg和0.50 g/kg的益生菌混合物(包含植物乳杆菌和酸ophilus乳杆菌)。试验期间,研究人员系统监测了兔子的生长性能指标(如初重、末重、体重增重、采食量、料重比FCR和性能指数PI)。试验结束后,屠宰部分兔子,检测其屠宰性能(如内脏器官相对重量)、血液学参数(如白细胞WBCs、血红蛋白HGB、红细胞压积HCT)、血清生化指标(如总蛋白TP、白蛋白ALB、球蛋白GLO、甲状腺激素T3/T4、免疫球蛋白IgA/IgG/IgM、肝功能酶ALT/AST、血脂TRI/CHO等)、养分表观消化率以及盲肠微生物数量(总菌TBC、乳酸菌Lactobacilli、大肠杆菌E. coli、沙门氏菌Salmonella)。此外,研究还运用了组织形态计量学(测量小肠绒毛长度、隐窝深度CD、上皮厚度等)、组织化学(PAS染色观察糖原和黏液)和免疫组织化学(检测TNF-α和synaptophysin的表达)等技术,详细评估了小肠、大肠、肝脏、肾脏和心脏的组织结构变化和功能状态。最后,还对饲喂方案进行了经济学评价。所有数据均采用统计学方法进行分析,以评估不同处理组间的差异显著性。
生长性能与屠宰参数
益生菌补充显著改善了兔子的生长性能。与对照组(T1)相比,添加0.50 g/kg益生菌(T3)的兔子最终体重和体重增重最高,采食量最低,料重比和性能指数最优,表明益生菌提高了饲料利用效率和生长速度。在屠宰性能方面,益生菌补充显著提高了心脏、脾脏、肝脏和肺脏的相对重量,但显著降低了腹部脂肪的百分比,对热胴体率和肾脏重量则无显著影响。这表明益生菌促进了内脏器官的发育,同时减少了不必要的脂肪沉积。
血液学与血清生化参数
益生菌补充对兔子的健康状况产生了积极影响。血液学分析显示,益生菌组兔子的白细胞总数、血红蛋白浓度、红细胞压积以及单核细胞、淋巴细胞和中性粒细胞的比例均显著高于对照组,提示免疫系统功能增强。血清生化分析进一步证实了这一点,益生菌组兔子的血清总蛋白、白蛋白、球蛋白以及甲状腺激素T3和T4的水平显著升高,而甘油三酯和胆固醇水平以及反映肝细胞损伤的指标丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天冬氨酸氨基转移酶(AST)的活性显著降低。同时,免疫球蛋白(IgA, IgG, IgM)水平也显著提升,综合表明益生菌 supplementation 改善了蛋白质代谢、免疫功能、甲状腺功能和肝脏健康,并具有降血脂作用。
养分消化率
益生菌补充显著提高了日粮中干物质、有机物、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维和无氮浸出物的表观消化率,从而增加了日粮的总可消化养分(TDN)和可消化粗蛋白(DCP)含量。这可能是由于益生菌分泌消化酶或促进宿主自身酶活性,从而增强了对营养物质的分解和吸收能力。
盲肠微生物区系
对盲肠内容物的微生物分析发现,与对照组相比,益生菌补充组的盲肠内容物中乳酸菌的数量显著增加,而沙门氏菌的数量和总菌落数显著减少,大肠杆菌数量无显著变化。这表明补充的益生菌在肠道内成功定植,抑制了潜在致病菌的生长,优化了盲肠微生态环境。
组织学与组织化学结果
组织学检查揭示了益生菌对器官微观结构的积极影响。
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小肠(Jejunum):益生菌补充显著增加了小肠的绒毛长度、上皮厚度和隐窝深度,尤其是0.50 g/kg剂量组效果最明显。更长的绒毛和更深的隐窝增加了营养吸收的表面积,更厚的上皮则增强了肠道屏障功能。
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大肠(Large Intestine, LI):益生菌补充也显著增加了大肠的上皮厚度和隐窝深度(0.50 g/kg组最高),有助于维持大肠黏膜的完整性和细胞更新。
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肝脏:虽然肝细胞及其细胞核直径在各组间无显著差异,但肝脏的PAS(过碘酸雪夫)染色强度在益生菌组呈剂量依赖性显著增加,尤其在0.50 g/kg组最高,提示肝糖原储存增加,这与观察到的肝脏相对重量增加和血清血脂降低相一致。
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肾脏:0.50 g/kg益生菌补充显著增大了肾小体和肾小球的直径,表明益生菌可能对肾脏结构和功能有积极影响。
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心脏:益生菌补充显著增加了心肌纤维的直径,但对细胞核直径无影响,提示益生菌可能对心肌健康有促进作用。
免疫组织化学分析
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TNF-α表达:在肠道黏膜固有层(Lamina Propria, LP)中,TNF-α的表达在益生菌补充组显著升高,且在小肠中呈剂量依赖性(T3>T2>T1),在大肠中T2和T3组均显著高于T1组。TNF-α作为一种重要的促炎细胞因子,其适度增加可能反映了益生菌对肠道黏膜免疫系统的激活和强化。
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Synaptophysin表达:在大肠的黏膜固有层中,益生菌补充组的synaptophysin表达显著高于对照组,但在小肠中无显著差异。Synaptophysin是神经内分泌细胞的标志物,其表达增加表明益生菌可能调节了大肠的神经内分泌功能,进而影响肠道分泌、运动和免疫调节。
经济评价
从经济学角度看,尽管添加益生菌略微提高了每公斤饲料的成本,但由于益生菌组兔子生长性能更好(末重高)、采食量更低,其总饲料成本反而低于对照组,从而获得了更高的净利润、经济效率和相对经济效率,其中0.50 g/kg组的经济效益最佳。
综上所述,这项研究通过多维度、系统性的评估,有力地证明了在生长兔日粮中添加植物乳杆菌和酸ophilus乳杆菌(尤其是0.50 g/kg剂量)能够全面改善其生产性能、健康状况和经济效益。其积极作用机制涉及增强养分消化吸收、优化盲肠菌群、改善重要器官的组织结构,并通过调节TNF-α和synaptophysin等关键因子来增强肠道免疫和神经内分泌功能。这些发现不仅为益生菌在兔养殖中的科学应用提供了扎实的数据支持,也为理解益生菌如何通过“肠-器官轴”影响机体整体健康提供了新的见解,对推动畜牧业绿色、可持续发展具有重要意义。未来研究可进一步探索不同益生菌组合、在不同生理阶段或应激条件下的应用效果,并利用分子生物学等技术深入阐明其作用机制。