蚯蚓粉调控食欲与改善肠道健康，缓解大豆粕引起的黄鳝生长抑制

《Biology》：Earthworm Powder Mitigates Soybean Meal-Induced Growth Inhibition in Rice Field Eel (Monopterus albus) by Regulating Appetite and Improving Intestinal Health Kaiwen Hou, Hui Wang, Lin Zhang, Xiaohong Wang, Hao Zhang, Fangling Wang, Qiaonan Deng, Xiangxiang Yang, Junzhi Zhang and Yi Hu

本文研究证实，在饲料中添加2.5%的蚯蚓粉（Earthworm Powder, EP）可以有效缓解高比例大豆粕（Soybean Meal, SBM）替代鱼粉（Fish Meal, FM）对黄鳝（Monopterus albus）造成的生长抑制。其通过增加饲料诱食性，上调脑内促食欲基因（agrp, npy）表达并降低血清厌食激素水平，显著提高摄食率。同时，EP可修复肠道结构损伤，提升抗氧化酶活性，增强紧密连接蛋白表达，抑制炎症反应，并改善肠道菌群平衡，增加有益菌（g_Lactococcus_A）丰度及主要短链脂肪酸浓度。本研究为开发基于植物蛋白的可持续水产饲料提供了新的功能性策略。

　　

背景与目标

可持续水产养殖发展面临的关键挑战在于，用植物蛋白源（如大豆粕，SBM）替代日益昂贵和稀缺的鱼粉（FM），但高水平的SBM常常导致鱼类食欲下降和生长受阻。黄鳝（Monopterus albus）作为中国重要的特色水产养殖品种，其摄食行为高度依赖嗅觉和味觉，饲料适口性至关重要。本研究旨在探究添加2.5%的蚯蚓粉（EP）是否能作为一种功能性添加剂，缓解高SBM日粮对黄鳝造成的食欲抑制和肠道健康损伤，为低鱼粉可持续养殖提供方案。

研究方法与试验设计

试验设计了三种等氮（~41%粗蛋白）、等脂（~6.4%粗脂肪）的日粮：以鱼粉、豆粕、鸡肉粉为主要蛋白源的对照组（CON）、鱼粉减少10%并用14%大豆粕替代的高SBM组（SBM）以及在SBM基础上添加2.5% EP的试验组（EP）。试验选用初始体重为18.00 ± 0.01 g的黄鳝幼鱼，在网箱中进行为期56天的养殖试验。试验期间采集了包括生长性能、血液激素、肠道组织形态、消化酶活性、抗氧化指标、基因表达、肠道菌群（16S rRNA测序）以及粪便短链脂肪酸（SCFA）在内的多方面数据，以全面评估EP的效果。

EP促进摄食与食欲调节机制

试验结果显示，高SBM日粮显著抑制了黄鳝的生长性能，具体表现为增重率、特定生长率和日均摄食量显著下降，饲料系数则显著升高。而添加EP后，上述下降趋势得到了显著改善，摄食量得到恢复。

其机制可从化学诱食和神经内分泌调控两个层面解释。化学诱食方面，氨基酸是鱼类重要的诱食剂。分析表明，EP富含谷氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸等风味氨基酸，其风味氨基酸总量在EP总氨基酸中占比达44.94%。这弥补了SBM日粮在诱食性上的不足，从感官上刺激了摄食行为。

神经内分泌调控方面，高SBM日粮显著下调了脑内促食欲基因agrp和npy的表达，同时上调了厌食基因lep、pomc、mc4r、cart的表达。在血清激素水平上，促饥饿素（GHR）水平降低，而胆囊收缩素（CCK）、瘦素（LEP）、胰高血糖素样肽-1（GLP-1）等厌食激素水平则显著升高。添加EP有效逆转了这一调控失衡状态，上调了促食欲基因表达，降低了厌食激素水平，从分子生理层面促进了摄食。

EP改善肠道结构与功能

高SBM日粮对黄鳝肠道结构造成了显著损伤，表现为小肠绒毛高度（VH）降低、杯状细胞数量减少，同时消化酶（脂肪酶LPS、淀粉酶AMS、胰蛋白酶TRY）活性显著下降。添加EP后，这些损伤均得到有效修复，肠道形态和消化能力得以恢复。

肠道健康的改善与抗氧化、抗炎和屏障功能修复密切相关。研究发现，高SBM诱导了肠道氧化应激，表现为抗氧化酶过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）活性及总抗氧化能力（T-AOC）下降，氧化损伤产物丙二醛（MDA）和过氧化氢（H₂O₂）升高。在基因表达层面，核心抗氧化调控因子Nrf2及其下游基因sod、cat、gpx1的表达被下调。EP干预显著激活了Nrf2通路，提升了相关抗氧化酶活性，降低了氧化损伤。

在肠道屏障方面，高SBM下调了紧密连接蛋白编码基因zo-1、cla-12、occ以及抗炎因子tgf-β家族基因的表达，同时显著上调了促炎因子tnf-α、il-1β、nfkb、tlr-3、tlr-8、il-8等基因的表达，表明肠道屏障功能受损，炎症反应加剧。EP的添加逆转了这一趋势，增强了肠道物理屏障，并减轻了炎症状态。

EP调节肠道菌群与短链脂肪酸

肠道菌群分析表明，高SBM显著降低了肠道菌群的Alpha多样性（如Pielou_e指数）。在门水平上，SBM组增加了厚壁菌门的丰度，降低了变形菌门丰度。在属水平上，SBM组显著增加了潜在致病菌g_Clostridium_T的相对丰度，降低了有益菌g_Lactococcus_A的丰度。添加EP后，这些变化趋势被逆转，菌群结构呈现出向对照组回归的趋势。

短链脂肪酸（SCFA）是肠道菌群的重要代谢产物。高SBM日粮显著降低了粪便中主要短链脂肪酸（乙酸、丙酸、丁酸）的浓度，而EP的添加使其显著回升。相关性分析显示，g_Clostridium_T与三种SCFA均呈显著负相关，而g_Lactococcus_A与乙酸呈显著正相关。此外，这些SCFA的浓度与多种肠道屏障功能相关基因的表达存在显著关联。这表明，EP可能通过富集有益菌g_Lactococcus_A、抑制潜在病原菌g_Clostridium_T，促进了肠道内SCFA的产生，而SCFA则有助于改善肠道屏障功能，形成一种相互促进的有利微生态环境。

结论与展望

本研究证明，在黄鳝饲料中添加2.5%的蚯蚓粉（EP）有助于缓解高比例大豆粕（SBM）替代鱼粉带来的生长抑制。其作用机制是双重的：一方面，EP通过其富含的风味氨基酸增强了饲料诱食性，提高了摄食量，并与食欲相关神经内分泌通路的调控相关；另一方面，EP与肠道结构完整性、抗氧化防御、抗炎反应以及肠道菌群平衡的改善显著相关，从而优化了营养吸收。这些关联性发现表明，虽然完全替代鱼粉仍面临挑战，但EP作为一种功能性饲料添加剂，在支持黄鳝可持续饲料开发方面展现出应用潜力。未来研究需要通过功能性验证来建立直接的因果关系。