《Aquaculture Reports》：Different levels of dietary fiber have varying effects on the bile acid profile, liver and gut histology, and stress tolerance of the largemouth bass (
Micropterus salmoides)
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本研究探讨了膳食纤维(DF)摄入量对大口黑鲈(Micropterus salmoides)生理健康的复杂影响。传统上认为DF有益健康，但本研究通过设置不同梯度DF（0%、5%、10%、15%）的8周饲养实验，发现高剂量（15%）DF会导致肝脏和肠道组织损伤，显著改变胆汁酸(BA)谱（如降低TCA比例、提高TDCA比例和胆汁酸疏水性指数），并重塑肠道菌群。研究进一步通过运输应激实验证实，高水平DF会放大胆汁酸波动，降低鱼体对应激的耐受性。这表明DF的生理效应具有剂量依赖性，为水产饲料配方优化和疾病防控提供了重要科学依据。
长期以来，膳食纤维（Dietary Fiber， DF）因其在改善肠道健康、降低胆固醇等方面的益处，常被誉为“第七大营养素”。然而，近年来的研究却描绘了一幅更为复杂的图景：一些报告指出，在某些情况下，DF反而可能引起胆汁酸（Bile Acid， BA）代谢紊乱，并导致肝脏和肠道组织损伤。这种矛盾的现象是否与DF的摄入剂量有关？背后的机制又是什么？为了解开这些谜团，一项以大口黑鲈（Micropterus salmoides）为模式生物的研究应运而生。该研究系统探究了不同水平DF对鱼体胆汁酸谱、肝脏和肠道组织学以及应激耐受性的影响，并深入探讨了肠道菌群在其中可能扮演的“中介”角色。这项研究不仅为理解DF的剂量效应提供了关键证据，也对水产养殖中的精准营养和健康管理具有重要启示，其成果发表在《Aquaculture Reports》上。
为了回答上述科学问题，研究团队采用了多层次的综合研究方法。首先，他们设计并制备了四种不同DF含量（0%、5%、10%、15%）的实验饲料，对大口黑鲈进行了为期八周的饲养实验。实验结束后，研究人员系统采集了鱼体样本，运用了一系列关键技术进行分析：通过高效液相色谱串联质谱（LC-MS/MS）技术精确测定了胆汁和肠道组织中的胆汁酸组成；利用16S rRNA扩增子测序技术分析了肠道菌群的结构和功能预测；通过实时定量PCR（qRT-PCR）技术检测了肝脏和肠道中与胆汁酸代谢、炎症、凋亡及脂肪代谢相关基因的表达水平；采用苏木精-伊红（H&E）染色技术对肝脏和肠道组织进行了病理学观察；并通过模拟运输过程的应激实验，评估了不同DF水平下鱼体对应激的耐受性差异。
3.1. 饲养期概况
在8周的饲养试验中，随着DF水平的增加，鱼体生长性能（特定生长率SGR）显著下降，饲料转化率（FCR）显著上升。高DF组（DF15）出现了呕吐、绿色肝脏和绿色胆汁等异常现象，表明高剂量DF对鱼体健康产生了负面影响。
3.2. 器官指数和体成分
与对照组（CON）相比，添加DF降低了鱼体脂肪含量。肝脏指数（HSI）在DF5组升高，在DF15组显著降低，提示高DF可能影响肝脏的正常结构和功能。
3.4. 基因表达
DF补充上调了肝脏中炎症相关基因（如 nfkβ, il10, tnfα）和凋亡相关基因（caspase3, caspase9）的表达，尤其是在DF10和DF15组。同时，与胆汁酸合成相关的基因（cyp7a1, fxr）表达也随着DF水平增加而上调，表明DF干预显著激活了鱼体的炎症、凋亡及胆汁酸代谢通路。
3.5. 总胆汁酸
全身总胆汁酸（Total Bile Acid， TBA）含量呈现先下降后上升的趋势，DF5和DF10组的体TBA显著低于对照组，而DF15组则与对照组无显著差异。肠道TBA在所有DF补充组均显著降低。这些结果表明，低剂量DF可能导致胆汁酸池缩小，而高剂量DF可能刺激胆汁酸合成代偿性增加。
3.6. 胆汁酸组成
胆汁分析显示，随着DF水平增加，主要胆汁酸牛磺胆酸（Taurocholic Acid, TCA）的比例下降，而牛磺脱氧胆酸（Taurochenodeoxycholic Acid, TDCA）的比例上升，导致胆汁酸疏水性指数（Hydrophobicity Index）显著增加。判别分析能够100%准确地区分不同DF水平的组别，表明胆汁酸谱是反映DF生理效应的敏感指标。
3.7. 肠道菌群
与对照组相比，高DF（DF15）组显著改变了肠道菌群结构。在属水平上，Pseudomonas（假单胞菌属）的丰度显著增加，其丰度与胆汁中TCA比例呈负相关，与TDCA比例呈正相关。菌群功能预测显示，DF15组中与初级胆汁酸生物合成、次级胆汁酸生物合成等相关的微生物功能潜力更高，这提示肠道菌群参与了DF引起的胆汁酸谱变化。
3.8. 组织学
组织病理学观察发现，DF15组的肝脏组织出现明显的嗜酸性增强、肝细胞萎缩和边界不清；肠道组织则出现了上皮细胞脱落和绒毛损伤。这表明高剂量DF造成了明确的肝脏和肠道组织损伤。
3.9. 运输应激
运输应激实验进一步揭示了高DF摄入的危害。在应激后，DF水平越高的组，其体表损伤发生率、绿色肝脏和绿色胆汁的出现率也越高。此外，肝脏和血清中TBA含量在摄食后6小时至24小时之间的波动幅度（即振荡幅度）随着DF水平增加而增大，表明高DF加剧了胆汁酸的生理振荡。
综合以上结果，研究得出结论：膳食纤维对大口黑鲈的生理效应具有明确的剂量依赖性。适量的DF可能无害甚至有益，但高水平（本研究中为15%）的DF摄入会扰乱胆汁酸代谢稳态，具体表现为改变胆汁酸池大小和组成、增加胆汁酸疏水性，并放大胆汁酸的生理性振荡幅度。这些变化与肠道菌群结构的重塑（如Pseudomonas等菌属的增殖）密切相关，并最终导致了肝脏和肠道的组织损伤。更重要的是，高DF负荷还显著降低了大口黑鲈对运输应激的耐受性，呈现出一种“双重打击”效应。
这项研究的意义在于，它首次在鱼类模型中系统揭示了高剂量DF通过扰动胆汁酸代谢和肠道菌群而诱发组织损伤和降低抗应激能力的具体路径。这不仅为理解DF“双刃剑”效应的机制提供了实验依据，也为大口黑鲈等肉食性鱼类在水产养殖实践中如何科学调控饲料中的DF水平、预防与植物蛋白源饲料相关的肝胆综合征和肠道炎症提供了直接的参考。研究指出，控制日粮DF水平或通过补充外源性胆汁酸来阻断DF对胆汁酸代谢的干扰，可能是未来防控相关疾病的有效策略。
