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不同蛋白源对小肠微生物代谢的影响

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-02-01
核心提示:肠道微生物可利用蛋白质、氨基酸等含氮物质,一方面合成细菌自身蛋白,另一方面代谢生成氨、VFA 和生物胺等物质。本试验无氮组中氨氮含量相对初始时刻减少。
   摘要:肠道微生物可利用蛋白质、氨基酸等含氮物质,一方面合成细菌自身蛋白,另一方面代谢生成氨、VFA 和生物胺等物质。本试验无氮组中氨氮含量相对初始时刻减少。
 
  Salter 等也曾指出,在缺少氨基酸、小肽等氮源物质的条件下,肠道微生物主要利用氨作为氮源。然而,添加酶解蛋白的培养液中氨氮含量快速增加,这与Yang等以氨基酸为底物的体外试验结果一致。氨基酸等含氮物质脱氨产物氨氮的快速积累,暗示着微生物能够快速利用培养液中的含氮底物。与此同时,空肠和回肠各组中菌体蛋白含量快速增加,且添加酶解蛋白的培养液中拟杆菌门和厚壁菌门细菌数量相对高于无氮组。这提示空肠和回肠微生物能够快速利用酶解蛋白底物合成菌体蛋白,而无氮组中菌体蛋白的增加可能与食糜中的残留含氮物有关。
 
  在瘤胃微生物体外试验中,提供菜粕底物后,微生物利用非氨态氮合成菌体的比例增加,而豆粕组中主要利用氨氮形式的氮源底物。在本试验中,接种空肠和回肠食糜的菜粕组中菌体蛋白合成量也相对较高,同时空回组接种初始4 h内培养液中氨氮快速增加,暗示着接种前期菜粕底物被快速利用,而接种十二指肠食糜后则是鱼粉组 MCP 增加,由此可见,不同肠段微生物对不同蛋白源的利用可能具有一定选择性。在本试验中,不同蛋白底物组间总细菌、拟杆菌门和厚壁菌门细菌数量没有显着区分,这可能是由体外培养条件和培养时间的限制造成的。
 
  然而,从另一个角度也就是蛋白水平角度出发,许多饲养试验已经发现日粮蛋白水平会影响菌群组成,因此,本试验中在蛋白含量充足条件下,蛋白源即氨基酸组成和比例的差异可能没有影响菌群组成,而当蛋白水平降低后,蛋白源对菌群的影响可能会更加突出。在下一步研究中,需要继续探究长期饲喂不同蛋白源日粮后猪肠道微生物的组成和代谢的变化规律。
 
  微生物的氨基酸代谢产物VFA与肠道健康有着密切联系,VFA有利于维持肠道的酸性环境、预防病原菌在肠道的定植和增殖,不仅是肠道上皮细胞和肠道微生物的重要能源物质,还参与宿主的信号调节。本试验各培养液中VFA相对积累,而乳酸杆菌不仅在数量上快速增长,且代谢旺盛大量产生乳酸。其中,空肠组和回肠组中乳酸和VFA积累到一定量后即保持相对稳定,伴随着pH值的相对降低,适宜的酸性环境有利于肠道对营养物质的消化和吸收。
 
  本试验中,接种十二指肠食糜的含氮组中丙酸和丁酸相对积累,伴随着培养后期乳酸含量相对减少。事实上,乳酸杆菌、双歧杆菌等大多数肠道微生物都能大量产生乳酸,但正常情况下肠道内的乳酸不会过度积累,曾有报道指出,霍氏真杆菌 (Eubacterium hallii)、埃氏巨型球菌(Megasphaera elsdenii)等肠道微生物是挥发酸的主要产生菌,而且能够通过乳酸转化途径生成丁酸或丙酸。然而,本试验对照组中乳酸含量没有减少,但对照组中乳酸含量低于含氮各组,推测当乳酸积累到一定量时小肠微生物才开始利用乳酸。另一方面,丙酸和丁酸的产生与氨基酸底物有关。Smith 等通过接种人粪样的单一氨基酸体外培养试验发现,丙酸主要由丙氨酸、苏氨酸和蛋氨酸等生成,而丁酸主要由谷氨酸、赖氨酸、组氨酸等生成。由此可见,培养液中存在氨基酸等氮源底物也是丙酸和丁酸生成的重要基础。在动物体内,乙酸和丙酸将由血液运送至不同器官代谢利用,如肝脏糖异生作用主要利用丙酸。丁酸是肠道上皮细胞的重要能量来源,同时能够促进肠道黏蛋白的生成。因此,十二指肠微生物的代谢活动对肠道稳态及功能有着积极作用,然而,目前尚不能确定参与丙酸和丁酸产生过程的关键细菌类型,需要后续筛选、鉴定等试验论证。
 
  在体外培养条件下,空肠和回肠微生物具有相似的发酵规律,均能快速利用培养液中的含氮物质合成菌体蛋白。十二指肠微生物具有较强的产VFA能力,能够转化乳酸并生成乙酸和丙酸,这有利于宿主营养功能和肠道健康。
 
 
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