肠道微生物调控动物肌肉的生长和发育

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影响肉质地营养因素

影响肉质地营养因素

影响肉质的营养因素肉质主要用感观特征、技术质量、营养价值、卫生质量和安全性四个方面来评价。

影响肉质的营养因素有以下几种:1 矿物元素1.1 铬铬可作为一种抗应激物来减少动物应激而提高肉质。

通过补铬可以降低血清中皮质醇的含量和提高血液中免疫球蛋白的水平,使动物更安定。

铬的补充增加了肉的嫩度,提高背最长肌中的肌眼面积和肌间脂肪的含量。

1.2 镁镁是多种酶系统的辅助因子,它能降低由钙产生的神经肌肉刺激和减少神经冲动引起的乙酰胆碱分泌,也能降低神经末梢和肾上腺儿茶酚胺的释放,它通过抑制屠宰前应激所导致的糖原分解反响来改善肉质。

1.3 硒硒是动物必需的微量元素,它作为谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)的组成成分起着抗氧化作用,通过防止脂质过氧化的发生来提高肉质。

1.4 铁铁是血红蛋白和肌红蛋白的必要组成组分,对保持正常肉色具有重要的作用。

铁缺乏时会导致过氧化物酶活性下降,使细胞代谢过程中产生的过氧化氢的去除发生障碍,过氧化氢作用于细胞膜上的蛋白质巯基,影响膜的完整性。

1.5 铜、锰、锌铜、锰、锌作为超氧化物歧化酶(SOD)的成分,参与机体的抗氧化体系。

锌还可在特定化学系统中通过保护巯基抗氧化和抑制活性氧产生而发挥抗氧化作用。

2 维生素2.1 维生素E、维生素C和ρ一胡萝卜素维生素E、维生素C和ρ一胡萝卜素均为断链抗氧化剂,能阻断脂肪氧化的链式反响,抑制动物体内氧化反响的发生。

高剂量VE能提高猪肉的抗氧化特性,有效降低猪肉脂肪和胆固醇的氧化,改善肌肉颜色和提高系水力。

2.2 生物素生物素影响着动物体内脂肪的合成,缺乏生物素,饱和脂肪酸会转化为不饱和脂肪酸,使肉中积蓄过量的亚油酸和亚麻油酸,从而产生质地柔软的油性背膘,同时不饱和脂肪酸易于氧化而产生异味,不利于加工和贮藏。

在生长猪日粮中添加生物素能够提高猪肉脂肪的饱和度和硬度。

2.3 蛋白质增加日粮中的蛋白质水平,能使猪的胴体背膘厚度降低,瘦肉率增加。

2.4 氨基酸日粮中添加某些氨基酸会影响屠宰后肌肉组织的理化特性和肉质。

《动物营养学》课程笔记

《动物营养学》课程笔记

《动物营养学》课程笔记第一章绪论一、动物营养学发展1. 动物营养学起源动物营养学起源于人们对动物饲养实践中的观察和思考。

18世纪末至19世纪初,随着农业生产力的提高和科学技术的进步,人们开始系统地研究动物的营养需求与饲料的营养价值。

(1)早期研究:早期的研究主要集中在饲料的化学组成和动物对饲料的消化能力上。

法国化学家拉瓦锡(Antoine Lavoisier)提出了“呼吸是燃烧的一种形式”,为动物营养学的发展奠定了基础。

(2)李比希的贡献:德国农业化学家尤斯图斯·冯·李比希(Justus von Liebig)是动物营养学的奠基人之一,他提出了动物营养的有机体理论,即动物体需要的营养物质主要来源于饲料中的有机物质。

2. 动物营养学的发展阶段(1)初创阶段(18世纪末-19世纪末):在这一阶段,动物营养学的研究主要集中在饲料的化学分析和动物对营养物质的消化吸收上。

研究者们开始认识到不同营养物质对动物生长和健康的重要性。

(2)发展阶段(20世纪初-20世纪中叶):这一时期,动物营养学形成了较为完整的理论体系,包括营养物质的分类、营养生理学、营养代谢等。

同时,饲料工业的发展和饲养标准的建立为动物营养学的研究提供了实践基础。

(3)成熟阶段(20世纪中叶至今):随着生物化学、分子生物学、遗传学等学科的发展,动物营养学研究进入了分子水平,开始探讨营养与基因表达的调控、营养与免疫系统的关系等深层次问题。

3. 我国动物营养学发展(1)起步阶段(20世纪初-20世纪40年代):我国动物营养学研究起步较晚,主要依赖于引进和消化国外的研究成果。

(2)发展阶段(20世纪50年代-20世纪80年代):在这一阶段,我国动物营养学研究取得了显著成果,如饲料资源的开发利用、饲养标准的制定和推广等。

(3)快速发展阶段(20世纪90年代至今):我国动物营养学研究取得了世界领先水平,研究领域不断拓展,包括营养与基因调控、营养与环境友好型畜牧业、饲料添加剂研究等。

淡水鲑鱼的胃肠道微生物群落和功能

淡水鲑鱼的胃肠道微生物群落和功能

淡水鲑鱼的胃肠道微生物群落和功能几十年来,微生物研究在生命科学领域中起到了关键作用。

近年来,越来越多的研究表明,微生物在动物的健康和疾病发展中起到了至关重要的作用。

胃肠道微生物群落是动物体内最丰富和最重要的细菌群体之一,它与宿主的免疫系统、新陈代谢和整体健康状况密切相关。

本文将重点介绍淡水鲑鱼的胃肠道微生物群落和功能。

淡水鲑鱼(Salmo salar)是一种受人们喜爱的食用鱼类,也是一种重要的经济鱼类。

研究发现,淡水鲑鱼的胃肠道微生物群落主要由细菌、真菌和病毒组成。

细菌是其中数量最多也是最重要的成分。

淡水鲑鱼的肠道内存在多种细菌,包括支原体门(Chlamydiae)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)等。

微生物群落的功能多种多样,对淡水鲑鱼的健康状况至关重要。

首先,胃肠道微生物可以帮助淡水鲑鱼消化食物。

鲑鱼是肉食性鱼类,其胃肠道微生物可以分解蛋白质和其他营养物质,帮助鳞片动物吸收和利用这些营养物质。

此外,微生物还能合成一些胃肠道酶,如蛋白酶和淀粉酶,进一步帮助消化吸收。

另外,胃肠道微生物对淡水鲑鱼的免疫系统起到了重要的调节作用。

研究表明,微生物可以影响鱼类的免疫系统发育和功能,调节炎症反应和抗病能力。

鱼类的免疫系统和微生物群落之间存在相互作用,微生物可以通过影响免疫相关基因的表达和免疫细胞的功能来调节鲑鱼的免疫系统。

此外,一些益生菌也可以通过竞争性排除病原菌,促进淡水鲑鱼肠道健康。

胃肠道微生物群落还可以影响淡水鲑鱼的新陈代谢过程。

研究表明,微生物可以影响鲑鱼的能量代谢和脂肪合成。

鲑鱼的肠道微生物可以分解复杂的碳水化合物,生成短链脂肪酸和其他代谢产物。

这些代谢产物可以供鲑鱼利用能量,同时还参与了脂肪的合成和分解过程。

微生物与淡水鲑鱼的能量代谢之间的相互作用还有待进一步研究。

除了对淡水鲑鱼的健康影响外,胃肠道微生物群落还可能对鲑鱼的生长和发育起到重要作用。

厚朴在动物饲料添加剂中的应用效果评估

厚朴在动物饲料添加剂中的应用效果评估

厚朴在动物饲料添加剂中的应用效果评估动物饲料添加剂是为了提高动物生产效益,促进兽禽健康成长和增加畜禽免疫力而添加到饲料中的物质。

在饲料添加剂中,植物提取物作为一种天然、安全且有效的添加剂,受到广泛关注。

厚朴(Magnolia officinalis)作为一种传统中药植物,具有广泛的药理活性,并被证明可以作为一种优质的饲料添加剂。

本文将对厚朴在动物饲料添加剂中的应用效果进行评估。

厚朴属于厚朴科植物,其根皮和茎皮中富含大量的活性成分,包括木脂素、双酚A等。

这些成分具有抗氧化、抗炎、抗菌、抗肿瘤和抗寄生虫等多种生物活性。

因此,厚朴作为饲料添加剂可以为动物提供多重保健功能。

首先,厚朴饲料添加剂可以提高动物的免疫力。

研究表明,厚朴中的活性成分可以增强动物的免疫系统功能,促进机体抵抗力的提高。

特别是在肠道和呼吸道免疫方面,厚朴饲料添加剂可以增加免疫球蛋白的产生,增强黏膜免疫和细胞免疫的活性,从而减少动物的感染风险,提高生产性能。

其次,厚朴饲料添加剂可以促进动物的生长性能。

研究发现,厚朴中的活性成分可以增强动物的肠道吸收功能,提高饲料转化率,增加饲料利用效率,从而促进动物的生长和发育。

此外,厚朴还具有抗应激作用,可以缓解动物在生长过程中受到的压力,使其保持正常的生理状态,进一步提高生产性能。

再次,厚朴饲料添加剂对动物的肠道微生物群落结构和代谢有调节作用。

研究表明,厚朴中的活性成分可以改变动物肠道中有益菌和有害菌的比例,调节肠道微生物群落结构,增强有益菌的生长,抑制有害菌的繁殖,维持肠道菌群的稳定性。

此外,厚朴饲料添加剂还可以调节动物肠道菌群的代谢活性,促进有益代谢产物的产生,降低有害代谢产物的生成,提高动物的肠道健康水平。

此外,厚朴饲料添加剂还具有抗炎和抗肿瘤作用。

研究发现,厚朴中的活性成分可以抑制炎症反应的发生,减轻动物因炎症引起的损伤。

同时,厚朴还具有抑制肿瘤细胞生长和扩散的作用,可以预防和治疗一些肿瘤相关疾病。

肌肽对肉鸡生长性能及胸肌肉品质的影响

肌肽对肉鸡生长性能及胸肌肉品质的影响

商棒CERE和AL&F饲EED料INDIUST■RY2007,No.7肌肽对肉鸡生长性能及胸肌吕锦芳,宁康健,金光明,殷定忠,路振香(安徽科技学院,安徽凤阳233100)肉品质的影响摘要:在l~4组肉鸡饮水中肌肽的添加量分别为0、20、40和60ms/L,每周测定各组肉仔鸡的周增重、料重比,并在试验结束时胸肌采样,测定胸肌肉品质指标,观察肌肽对肉鸡生长性能和胸肌肉品质的影响。

结果表明:试验的前两周,肌肽大剂量组的周增重显著高于对照组(P<0.05);4~6周龄,各剂量组的周增重均高于对照组,但差异不显著(P>0.05);添加肌肽能明显改善饲料转化率,提高了胸肌水分含量及pH值;降低了失水率、肌纤维的直径;胸肌粗蛋白及粗脂肪的含量略微下降;中、大剂量组的胸肌色较淡而亮度增加。

关键词:肌肽;肉鸡;生长性能;胸肌肉品质中图分类号:¥816.7文献标识码:A文章编号:1003—6202(2007)07—0041—03EffectsofCarnosineonGrowthPerformanceofBroilersandQualityoftheirChestMuscleABSTRACT:400one-dayoldAAbroilerswereselectedanddividedintofourgroupsrandomly。

and0。

20。

40and60mg/Lofcamosinewereaddedintothedrinkingwaterseparately.Oneachweekend。

theweightgainandthefeed—weightratioweremeasuredweekly.Bytheendofexperiment。

thechestmusclewassampledtodeterminethemeatqualityandtoobservetheeffectsofcamosinegrowthperformanceandchestmusclequalityofbroilers.Theresultsindicatedthattheweeklyweightgaininthegroupoflarge—dosecarnosinewashigherthanthatinthecontrolgroupsignificantly(P<0.05)duringthefirsttwoweeks;theweeklyweightgainsinthegroupsofcarnosiuewithalldoseswerehigherthanthatinthecontrolgroupduring4—6week,butthedifferenceswerenotsignificant(P>0.05).Carnosinecouldimprovefeedconversionratesignificantly,andincreasedthewatercontentandpHvalueinchestmus—cle,d.ecreasedthechestmuscledehydrationrateandmusclefiberdiameter,butthecontentsofcrudeproteinandcrudefatinthechestmusclewerereducedslightly.Thechestmusclehadrelativelylightcolorbutitsbrightnessincreasedatthegroupsofcarnosinewithmoderateandhi【ghdose.KEYWORDS:carnosine;broiler;growthperformance;qualityofchestmuscle肌肽(carnosine)是由B一丙氨酸和£一组氨酸构成的二肽,广泛存在于哺乳动物肌肉组织中,于1900年被Gulewitsch和Amiranzibi发现,并对其理化性质等进行了研究…。

肠易激综合征患者焦虑-抑郁状态与肠道菌群相关性的研究进展

肠易激综合征患者焦虑-抑郁状态与肠道菌群相关性的研究进展

·综述·基金项目:内蒙古自治区卫生健康科技计划项目(202201259)、内蒙古自治区高等学校科学研究项目(NJZZ22657)作者单位:010000 内蒙古呼和浩特,内蒙古医科大学附属医院消化内科(张铭麟、王珏、陈平、丛春莉、田莉娜、杨琴、 侯叶廷),检验科(福泉)通信作者:侯叶廷,Email:*********************肠易激综合征患者焦虑-抑郁状态与肠道菌群相关性的研究进展张铭麟 王 珏 陈 平 丛春莉 福 泉 田莉娜 杨 琴 侯叶廷【摘要】 肠易激综合征(IBS )是一种常见的功能性肠道疾病,该病患者常伴有焦虑、抑郁等精神疾病,严重影响了其生活质量。

肠道菌群-脑-肠轴在IBS 发病中发挥着重要作用,其通过神经、内分泌、代谢和免疫这4种途径实现大脑与肠道菌群的沟通。

该文就IBS 患者与焦虑-抑郁患者肠道菌群的相关性,以及益生菌治疗对IBS 伴焦虑-抑郁状态患者效果的研究进展作一综述。

【关键词】 肠易激综合征;焦虑;抑郁;肠道菌群;脑-肠轴DOI: 10. 3969/j. issn. 1673-534X. 2024. 02. 003肠易激综合征(IBS )是一种功能性肠病,以反复发作的腹痛为主要症状,可伴有腹胀,且与排便频率或粪便性状改变有关[1]。

除上述症状外,IBS 患者还常合并精神心理异常[2]。

一项荟萃分析结果显示,IBS 患者合并焦虑或抑郁状态的发生率分别为39%和29%[3]。

IBS 患者的生活质量与其精神心理状态显著相关,IBS 患者的精神心理障碍越严重,则其IBS 症状越严重,生活质量下降越显著[4]。

全球范围内IBS 的患病率为3.3%~31.6%[5]。

IBS 患者的病程较长且反复发作,严重影响了其生活质量,给社会造成了巨大负担。

目前IBS 患者可选择的治疗方案有限、总体疗效欠佳,导致患者的满意度较低。

这可能是因为IBS 是一种异质性疾病,其治疗通常未针对其根本病因[6]。

动物营养学的重要性及其对健康的影响

动物营养学的重要性及其对健康的影响

动物营养学的重要性及其对健康的影响动物营养学是研究动物在生长发育、繁殖、生产及免疫等方面营养需求和营养代谢的科学。

动物的饲养管理中,合理的营养供给是确保动物健康生长和产量提高的关键因素之一。

本文将探讨动物营养学的重要性以及其对健康的影响。

一、动物营养学的重要性1. 提供营养需求:动物营养学指导饲料的配制,根据不同种类和生理状态的动物提供适宜的营养素,确保动物获得所需营养物质,保证动物的正常生长发育和免疫力的提高。

2. 提高生产性能:合理的饲养管理和科学的营养供给能够显著提高动物的生产性能。

通过精确的蛋白质、能量、维生素和矿物质的供给,能够提高动物的饲料转化效率、增加体重和肌肉的积累,提高育肥和生产动物的出栏率及产量。

3. 促进动物健康:动物合理的营养供给能够增强动物的免疫功能,降低疾病风险和发生率。

适宜的营养能够帮助动物建立良好的消化系统,维护肠道微生物的稳定,促进肠道健康,提高抗病能力和免疫力,减少动物群体和个体间的传染疾病发生。

二、营养对动物健康的影响1. 蛋白质的影响:蛋白质是构成动物体内组织和细胞的重要组成成分,对动物的生长发育起着关键作用。

合理的蛋白质供给能够促进肌肉的增长和修复,提高产蛋和产奶的能力,并且对动物的繁殖力、免疫力和抗病能力起着重要作用。

2. 维生素的影响:维生素是动物生长和发育所必需的有机化合物。

不同种类的维生素在动物体内具有不同的生理功能,如维生素A促进生长发育和免疫功能,维生素D调节钙、磷代谢,维生素E和C具有抗氧化功能等。

缺乏或过量的维生素供给都会对动物的健康产生不利影响。

3. 矿物质的影响:矿物质对于动物的正常生理功能发挥着重要作用。

例如,钙、磷、铜、锌、铁等矿物质对骨骼的形成和维持、神经传导、酶活性等至关重要。

适当的矿物质供给有助于提高动物的生长速度和饲料转化效率。

4. 能量的影响:能量是动物生长、运动和代谢活动所需的重要物质。

合理的能量供给能够维持动物的体温平衡,促进脂肪的积累和能量的储存,保证动物有足够的能量进行生理活动。

《动物营养学》课程笔记

《动物营养学》课程笔记

《动物营养学》课程笔记第一章绪论1.1 动物营养学发展动物营养学的发展可以分为几个阶段:- 初始阶段:18世纪末至19世纪初,科学家们开始关注动物饲料的化学成分,通过对饲料中蛋白质、脂肪、碳水化合物等养分含量的分析,初步了解了动物对营养的需求。

- 科学阶段:20世纪初,随着生物学、生物化学、生理学等学科的发展,动物营养学开始从单一的化学分析转向对动物营养生理和代谢过程的研究。

- 系统阶段:20世纪中叶至今,动物营养学逐渐形成了以动物生理代谢为基础,研究营养素对动物生长、生产、繁殖和健康影响的科学体系。

同时,分子生物学、遗传学、生态学等学科的发展,为动物营养学的研究提供了新的思路和方法。

1.2 动物营养学的研究热点动物营养学的研究热点主要集中在以下几个方面:- 营养与基因表达:研究营养素对动物基因表达的调控作用,以及通过基因工程技术改变动物对营养素的利用效率。

- 营养与免疫:探讨营养对动物免疫系统的影响,提高动物对疾病的抵抗力。

- 营养与肠道健康:研究营养素对肠道微生物群落结构、肠道黏膜屏障功能的影响,以及通过营养调控改善肠道健康。

- 营养与环境:研究动物营养与环境保护之间的关系,降低畜牧业对环境的影响。

1.3 畜牧业热词解析(上)- 绿色畜牧:指在养殖过程中,采用环保、低碳、可持续的生产方式,生产出安全、优质、营养的畜产品。

这包括合理利用资源、减少废弃物排放、保护生态环境等方面。

- 精准营养:根据动物的品种、生长阶段、生产性能等个体差异,为其提供定制化的营养方案,实现营养的精准供给。

这有助于提高饲料利用率,减少资源浪费,降低生产成本。

- 生态养殖:在养殖过程中,模拟动物在自然生态环境中的生长条件,提高动物福利,生产出高品质的畜产品。

这包括采用有机饲料、减少抗生素使用、提供宽敞舒适的养殖环境等措施。

1.4 畜牧业热词解析(下)- 饲料添加剂:为改善动物生产性能、保障动物健康、提高饲料利用率等目的,而在饲料中添加的具有特定功能的物质。

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动物营养学报2019,31(9):3976⁃3982ChineseJournalofAnimalNutrition㊀doi:10.3969/j.issn.1006⁃267x.2019.09.008肠道微生物调控动物肌肉的生长和发育吴㊀敏㊀刘作华㊀齐仁立∗(重庆市畜牧科学院,农业部养猪科学重点实验室,养猪科学重庆市市级重点实验室,重庆402460)摘㊀要:栖息于动物肠道中的微生物群与宿主形成稳定的共生关系㊂肠道菌群的定植状态㊁繁殖能力和营养需求受到宿主生理稳态的影响,同时,肠道菌群的组成和多样性随宿主外部和内部环境的改变而发生波动㊂此外,肠道菌群通过肠道神经系统和外周循环系统直接或间接参与并调控宿主的信号传递㊁物质代谢㊁免疫形成和器官功能㊂骨骼肌的生长㊁发育和代谢很大程度上决定了动物的能量稳态和整体生长性能,是决定动物产肉性状和肉品生产的根本因素㊂当前,大量研究表明动物肠道微生物在促进肌肉生长和维持肌肉机能方面发挥重要作用,一些学者提出了 肠-肌轴 的双向信息交流机制㊂本文综述了近年来国内外关于消化道微生物参与调控人和动物的肌肉生长和发育㊁肌肉疾病形成㊁物质与能量代谢等方面的研究进展,加深和完善关于肠道微生物调控肌肉生长和发育的认识㊂关键词:肠道微生物;肌肉;猪;代谢;调控中图分类号:S828㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀文章编号:1006⁃267X(2019)09⁃3976⁃07收稿日期:2019-03-13基金项目:国家重点研发计划项目(2018YFD0500404);重庆市农发资金项目(19513)作者简介:吴㊀敏(1993 ),女,四川南充人,助理研究员,硕士,从事猪肠道微生物的生理功能研究㊂E⁃mail:1545218573@qq.com∗通信作者:齐仁立,副研究员,E⁃mail:qirenli999@sina.com㊀㊀近年来,肠道微生物已逐渐成为生命科学领域的研究热点㊂哺乳动物胃肠道中栖息着数量庞大㊁种类繁多的微生物(细菌㊁真菌㊁古菌㊁病毒等),其中绝大多数是细菌㊂单胃动物肠道细菌的数量高达1014个,是细胞数量的10倍以上,由500种以上的细菌组成㊂仔猪出生后肠道微生物区系迅速发展,出生12h后结肠中细菌的数量达到109 1010CFU/g内容物,以厌氧菌和兼性厌氧菌为主,并在断奶以后逐渐形成稳定的肠道菌群[1]㊂肠道菌主要分为厚壁菌门(Firmicutes)㊁拟杆菌门(Bacteroidete)㊁变形菌门(Proteobacteria)㊁放线菌门(Actinobacteria)㊁疣微菌门(Verrucomicrobia)和梭杆菌门(Fusobacteria),其中前2类菌门的数量超过全部肠道菌的90%㊂㊀㊀在动物的进化过程中,肠道微生物与宿主形成了稳定的共生关系㊂微生物长期稳定的寄居在动物消化道内,它们的增殖和繁衍依赖动物机体提供适宜的环境因子和营养源㊂肠道菌群的黏附定植㊁组成变化和代谢活力直接或间接地影响和控制宿主的生长㊁发育以及各项生命活动㊂反之,肠道菌的定植和生长随着宿主动物的年龄㊁性别㊁生长环境㊁饮食营养的不同而发生波动和改变[2]㊂病原菌㊁药物㊁应激和外部刺激等引起的宿主的急剧生理变化会影响肠道菌群的多样性和稳定性,导致肠道微生态失衡㊂1 肠道微生物的重要生理功能㊀㊀当前的研究证实,肠道菌对于宿主的健康生长具有不可估量的重要作用㊂除了协助宿主分解和消化进入肠道的各类营养物质(特别是膳食纤维),肠道菌群还能合成和产生多种营养功能物质(如B族维生素和部分功能性氨基酸等)㊂一些益生菌能够促进肠上皮黏液的分泌,协助宿主形成肠黏膜保护屏障,抑制外源致病菌群的定植[3]㊂细菌产生的代谢物㊁菌体蛋白㊁细菌素等经由迷走神经和循环途径参与宿主各种代谢调控与信号传9期吴㊀敏等:肠道微生物调控动物肌肉的生长和发育导[4]㊂肠道微生态紊乱会引起宿主免疫失衡从而引发机体代谢表型障碍,并诱发多种疾病的发生,如抑郁症㊁帕金森症和肥胖症等[5-7]㊂通过补充益生菌或益生元来促进优势菌群的繁殖,或者采用菌群移植的方式恢复肠道稳态,能够有效地减少有害菌的数量,恢复或者促进宿主的健康发育[8]㊂2㊀肠道菌群定植稳态影响动物肌肉生长和代谢㊀㊀骨骼肌是动物重要的组织器官,负责机体的运动和平衡,保护内脏器官,同时还是重要的能量储存和消耗器官[9]㊂骨骼肌组织可以通过分泌产生多种肌源性细胞因子,如鸢尾素㊁肌联素㊁肌肉抑制素和脑源性神经营养因子等,影响和干预其他组织的生理功能[10]㊂在畜牧生产中,猪㊁牛㊁羊和家禽等动物肌肉组织的生长和功能决定了动物的产肉量和肉品质量㊂所以,揭示肠道微生物对动物宿主肌肉生长的影响及作用机制具有重要的经济意义㊂㊀㊀基于无菌动物的微生物移植试验整体反映了肠道微生物通过参与机体的物质代谢网络对宿主的生长和代谢表型进行调节,并直接影响到肌肉的生长㊁发育和代谢调控㊂Bäckhed等[11]试验发现,无菌小鼠的体脂蓄积量比带菌小鼠减少了60%,其葡萄糖耐受度和胰岛素敏感性均大幅度降低㊂在无菌小鼠的骨骼肌中,能量稳态相关的调控分子5ᶄ-单磷酸腺苷蛋白激酶(adenosine5ᶄ⁃monophosphateactivatedproteinkinase,AMPK)和负责线粒体氧化代谢的肉碱棕榈酰转移酶-1(carnitinepalmitoyltransferase⁃1,CPT⁃1)蛋白都具有更高的表达量和蛋白活性㊂此外,无菌小鼠肠道内高水平的空腹诱导脂肪因子(fasting⁃inducedadiposefactor,Fiaf)增加了肌肉中过氧化物酶体增殖物受体γ共激活因子1α(peroxisomeprolifera⁃torsactivatedreceptorgammaco⁃activator1alpha,PGC⁃1α)蛋白 一种主要的线粒体脂肪氧化调节分子㊂这些结果说明无菌小鼠的肌肉组织中脂肪氧化和能量消耗率都高于普通小鼠,而给无菌小鼠的肠道定植细菌后其骨骼肌的能量代谢效率有所减少[12]㊂㊀㊀肠道微生物的组成与多样性有助于维持肌肉的正常生长和代谢能力㊂以不同的方法改变肠道菌群会直接影响肌肉的生长和功能㊂肥胖型的荣昌猪和瘦肉型的约克夏猪肠道微生物区系存在显著差异㊂将2种猪的肠道微生物通过粪菌移植方式传递给无菌小鼠后,受体小鼠表现出与供体猪相似的代谢表型[13]㊂与灌胃约克夏猪粪便的小鼠相比,灌喂荣昌猪粪便的小鼠体脂重具有增加的趋势,肌肉中的慢肌纤维比例提高,腓肠肌肌纤维直径和横截面积具有减小的趋势,腓肠肌的脂肪合成的能力提高,肌内脂肪增多㊂Liu等[14]分别给正常饮食与高脂饮食的小鼠移植多形拟杆菌,结果发现正常饮食小鼠的总脂肪含量减少,肌肉含量增加;而高脂饮食小鼠体重增长速度减慢,肌肉块重量也明显增加㊂还有研究表明,给健康的年轻小鼠额外补充植物乳杆菌(Lactobacillusplan⁃tarum)TWK10可以增加小鼠肌肉块的大小和运动能力(握力和游泳时间)[15]㊂Choi等[16]发现细菌形成的胞外囊泡(extracellularvesicles,EVs)参与了高脂饮食造成的小鼠骨骼肌组织的胰岛素抵抗和糖代谢紊乱㊂肌肉的强化也会影响到肠道菌群的组成和代谢强度㊂适量的运动和锻炼能够明显增强宿主的肠道健康,维持肠道菌群的多样化,增强代谢活力㊂这些研究说明肠道菌的定植和状态与肌肉的生长和功能存在密切联系㊂肠道菌的改变和波动会带来宿主生理与代谢的整体变化,往往会涉及肌肉组织的变化,包括肌肉生长㊁纤维转化和代谢调控等不同方面㊂3㊀肠道菌代谢物影响肌肉生长和肌细胞发育㊀㊀进入消化道的营养物质经肠道菌分解和代谢产生的代谢物和次级代谢物,是肠道菌发挥不同生理调控功能的主要作用媒介,如短链脂肪酸(short⁃chainfattyacids,SCFAs)㊁多不饱和脂肪酸㊁次级胆汁酸㊁生物胺㊁5-羟色胺㊁吲哚丙酸等[17-19]㊂碳水化合物在大肠经微生物发酵后产生大量的乙酸㊁丙酸㊁丁酸㊁戊酸等SCFAs及其盐类化合物㊂SCFAs既可以作为后肠的能量物质,也可以维持肠道屏障功能和调节肠道动力㊂此外,SCFAs还可以作为效应分子,经由神经㊁免疫和循环系统影响大脑㊁肝脏㊁肌肉等不同器官的代谢和功能[20-22]㊂㊀㊀丁酸钠是丁酸的化合物,可以治疗衰老小鼠的肌肉萎缩,增加小鼠后肢肌肉质量及活性氧和线粒体水平,减少骨骼肌中脂肪含量[23]㊂具体机7793㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报31卷制可能是:丁酸钠作为一种组氨酸去乙酰化酶抑制剂,不仅能提高骨骼肌细胞中乙酰化水平,还可抑制肌细胞生成素㊁肌肉特异性环指蛋白1(mus⁃clespecificringfingerprotein,MuRF1)和肌萎缩蛋白Fbox⁃1(Atrogin⁃1)的表达㊂它还能降低泛素-蛋白酶体活性,减少神经损伤后的氧化应激,缓解神经压迫导致的肌肉损伤㊂除此之外,丙酸等其他SCFAs也可通过影响糖代谢参与机体的能量代谢,进而影响肌肉的生长发育㊂丙酸可作为糖异生的底物激活小鼠肠道的糖异生反应,补饲丙酸能够提高宿主的胰岛素敏感性和葡萄糖耐受量,减轻小鼠的体重[24]㊂Han等[25]也发现丙酸能够促进C2C12肌细胞的基础葡萄糖摄取㊂㊀㊀此外,肠道损伤和微生态失衡会导致肠道内产生大量的炎症或毒性分子,并通过循环系统影响或损害其他组织的机能,例如革兰氏阴性菌的主要菌体成分脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)和色氨酸降解物硫酸吲哚等[26-27]㊂高脂饮食㊁应激㊁药物等刺激引起肠道通透性增强,导致LPS等代谢物大量进入血液循环,引起包括肌肉组织在内的多个组织器官炎症反应和胰岛素信号途径的损伤[28-29]㊂此外,随着宿主动物的衰老,肌肉功能逐渐丧失和肌营养不良也都与肠道微生物群的生态失调以及肠道通透性增加相关 这会促进细菌有害代谢物进入循环系统并引起肌肉组织损伤[30]㊂有报道指出,肠道菌群依赖性的代谢物三甲胺-N-氧化物(trimethylamine⁃N⁃oxide,TMAO)进入血液循环后诱导宿主β-半乳糖苷酶㊁P53㊁P21等衰老标志物表达量上调,增加氧化应激反应,加速动物机体和细胞的衰老[31]㊂通过敲除TMAO产生酶 黄素单加氧酶3(flavin⁃contai⁃ningmonooxygenase,FMO3)基因,可以显著缓解高脂饮食导致的小鼠体脂增加,增加小鼠的肌肉块重量[32]㊂4㊀肠道菌群影响肌纤维类型转化㊀㊀动物的肌肉由不同类型的肌纤维组成,一般根据其代谢特点可以分为两大类:氧化型纤维(Ⅰ型纤维,慢肌纤维)和酵解型纤维(Ⅱ型纤维,快肌纤维)㊂慢肌纤维含有更多的线粒体,通过有氧代谢获得能量;快肌纤维则主要通过糖原酵解获得能量㊂随着外部和内部环境因子(运动㊁营养㊁药物等)的变化,肌纤维类型的比例会发生变化,进而导致肌肉的功能和代谢类型的转变㊂目前的研究证实了肠道菌群的改变会影响肌纤维类型的转变,在Yan等[13]的试验中,肥胖型猪的菌群移植使得无菌小鼠肌肉中肌球蛋白重链7(myosinheavychain7,MYH7)基因表达水平升高,肌球蛋白重链4(myosinheavychain4,MYH4)基因表达水平降低,导致小鼠慢肌纤维的比例增多而快肌纤维的比例减少㊂并且补充植物乳杆菌增强小鼠的运动能力也伴随着肌纤维类型的变化 试验组小鼠腓肠肌中Ⅰ型纤维的比例显著增加[15]㊂这很有可能是因为肠道菌的定植和变化通过各类激素和细胞因子引起肌肉组织对能量的利用效率不同造成的㊂㊀㊀一些细菌代谢产物也能够直接影响和调控肌纤维类型的转化㊂研究表明,补充丁酸盐可以有效促进小鼠骨骼肌中氧化型纤维的生长㊂饲粮添加丁酸钠上调了腓肠肌中肌球蛋白重链蛋白(my⁃osinheavychain,MyHC)Ⅰ和MyHCⅡa的基因表达水平,增加了肌肉中慢肌纤维标志因子肌红蛋白和肌钙蛋白的含量㊂在体外试验中,不同剂量的丁酸钠都能明显上调C2C12肌细胞系中MyHCⅡa的基因表达水平而下调MyHCⅡb的基因表达水平[33]㊂除此以外,共轭亚油酸㊁次级胆汁酸等细菌代谢产物也都能影响肌纤维类型的决定和转化[34-37]㊂5㊀益生菌和益生元有益于维持动物的肌肉生长㊀㊀不同微生物对于肌肉的影响效果具有特异性,一些益生菌,如乳酸菌能够增强动物的肌肉生长和功能㊂检测分析表明恶病质的模型小鼠存在肠道乳酸菌属的缺失,给小鼠口服罗伊氏乳杆菌(Lactobacillusreuteri)100-23和格氏乳杆菌(Lac⁃tobacillusgasseri)311476可以降低小鼠体内炎症因子的水平,增加胫骨前肌肉块的大小[38]㊂但是同样的饲养条件下,补充嗜酸乳杆菌(Lactobacillusacidophilus)NCFM则没有上述效果㊂除此以外,Varian等[39]对自然衰老的小鼠以及易患恶病质的小鼠补饲罗伊氏乳杆菌ATCC⁃PTA⁃6475,发现小鼠的平均肌纤维横截面积增加㊂副干酪乳杆菌(Lactobacillusparacasei)PS23可以减缓小鼠衰老导致的肌肉质量和力量的丧失,维持肌肉中较高水平的活性氧和线粒体水平[40]㊂87939期吴㊀敏等:肠道微生物调控动物肌肉的生长和发育㊀㊀这些研究反映了益生菌(主要是乳酸菌)与动物的肌肉发育和功能关系密切,也说明增加特定的有益菌或者细菌代谢物不但有利于正常情况下的肌肉生长,对于改善疾病导致的肌肉萎缩和肌肉功能障碍也会有帮助㊂直接给动物补充接种单一或复合有益菌(如乳酸菌)是动物生产中切实可行的措施,有益于肌肉的生长和功能㊂㊀㊀以低聚糖为主的益生元是目前畜牧生产中常用于调理肠道的膳食补充剂,这些物质能够改变肠道环境,促进益生菌的生长,定向改变宿主表型㊂Cani等[41]采用纤维低聚果糖补饲肥胖小鼠,测序分析表明小鼠盲肠肠段双歧杆菌㊁乳酸杆菌丰度明显增加;此外,小鼠体内LPS含量以及炎症因子水平降低,胰高血糖素样肽(glucagon⁃likepep⁃tide,GLP)⁃1基因表达水平上调,而葡萄糖依赖性促胰岛素多肽(glucose⁃dependentinsulinotropicpolypeptides,GIPs)基因表达水平降低,最终导致了小鼠肌肉质量显著增加㊂该研究还发现当益生元与GLP⁃2拮抗剂共同作用于肥胖小鼠,益生元作用受到抑制[42]㊂这说明纤维低聚果糖可能通过GLP⁃2依赖机制调节肠道菌群以及远端器官生长㊂但是,益生元补饲刺激动物的肌肉发育也具有明显的特异性㊂如在Bindels等[42]的试验中,添加果胶寡糖和菊粉喂养小鼠,2种益生元虽然都改变了肠道菌群的组成,影响了小鼠的脂肪沉积量和脂肪酸组成,但对宿主腓肠肌和比目鱼肌质量并无促进作用㊂6㊀微生物-肌肉轴的作用途径㊀㊀通过汇总现有的研究,我们可以认为肠道菌群与肌肉组织之间存在紧密的联系和交流 定义为 肠道微生物-肌肉轴(gutmicrobiota⁃muscleaxis) ㊂肠道微生物通过影响和调控机体的营养吸收㊁物质代谢㊁信号传导㊁激素和炎症因子分泌等不同方面作用于肌肉生长和代谢的调控:1)肠道微生物的营养全部来自宿主的食物,肠道菌群的增殖和维持对于营养和能量的需求会影响宿主的食欲和采食行为[43-44]㊂2)肠道菌群维持肠道结构完整和肠道健康,参与并介导了肠道内的营养吸收与代谢(如氨基酸合成等),这是肌肉㊁骨骼㊁脂肪等不同组织器官生长和发育的物质基础[45-46]㊂3)肠道菌代谢产生SCFAs㊁胆汁酸㊁5-羟色氨[47]等功能物质,经由神经和循环途径影响大脑和外周组织器官的机能,控制能量的储存与消耗㊂4)肠道菌还能作用到肝脏㊁胰腺㊁脂肪等分泌器官,影响胰岛素㊁胰高血糖素㊁瘦素等激素的分泌[19,48],这些激素是肌肉生长和发育过程中的重要调节因素㊂5)肠道菌群紊乱和有害菌的入侵会导致炎症因子增加,引起肌肉等器官的病变和功能失调㊂综上所述,任何影响和改变肠道微生物的因素都会直接或间接地反应到肌肉的生长㊁发育㊁代谢和转化㊂这些也为我们的畜牧生产提供了新的思路 经由干预和改变肠道微生物(益生菌㊁益生元㊁菌群移植等)来影响和控制动物的肌肉生长(图1),提高动物的生产效益㊂图1㊀通过靶向肠道微生物的方式来调控肌肉生长Fig.1㊀Thewaytoimpactonmusclegrowthbytargetinggutmicrobiota[20]7㊀小结和展望㊀㊀从当前分散的研究中,我们可以逐渐认识到肠道微生物能够通过多层次㊁多途径影响和干预动物肌肉的生长和功能,但是具体机制还有待深入㊁系统的探索㊂未来,我们需要进一步明确肠道菌影响和调控肌肉生长和功能的主要作用途径:靶位点㊁靶分子和相关的信号传导通路等,特别是发挥主要调控作用的细菌产物(菌体蛋白㊁细菌素等)㊂此外,通过分析具有优良产肉性状的动物(品种)的肠道菌群,筛选和寻找优势菌株或者主要功能菌㊂然后,基于工程菌改造或者菌群移植的方式来改变劣势动物的产肉能力和肉品质,这具有理论的可能性和方法的可行性㊂参考文献:[1]㊀LEYRE,TURNBAUGHPJ,KLEINS,etal.Human9793㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报31卷gutmicrobesassociatedwithobesity[J].Nature,2006,444(7122):1022-1023.[2]㊀XIAOL,ESTELLJ,KIILERICHP,etal.Areferencegenecatalogueofthepiggutmicrobiome[J].NatureMicrobiology,2016,1(12):16161.[3]㊀杨伟平,王建刚,曹斌云.猪肠道微生物群落组成变化及其影响因素[J].中国畜牧杂志,2017,53(1):12-16.[4]㊀MULDERSRJ,DEGITKCG,SCHÉLESL,etal.Microbiotainobesity:interactionswithenteroendo⁃crine,immuneandcentralnervoussystems[J].Obesi⁃tyReviews,2018,19(4):435-451.[5]㊀PERRYRJ,PENGL,BARRYNA,etal.Acetatemediatesamicrobiome⁃brain⁃β⁃cellaxistopromotemetabolicsyndrome[J].Nature,2016,534(7606):213-217.[6]㊀STRANDWITZP,KIMKH,TEREKHOVAD,etal.GABA⁃modulatingbacteriaofthehumangutmicrobi⁃ta[J].NatureMicrobiology,2019,4(3):396-403.[7]㊀SAMPSONT,DEBELIUSJ,THRONT,etal.Gutmi⁃crobiotaregulatemotordeficitsandneuroinflammationinamodelofparkinson 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signalingtransmission,nutritionalmetabolism,immuneandorganfunctionsviatheintestinalnervoussystemandtheperipheralcirculatorysystemdirectlyorindirectly.Allthegrowth,developmentandmetabolismofskeletalmuscleplayanimportantroleinmaintainingofenergyhomeostasisandbodygrowth.Additionally,growthandstatusofmuscledeterminethemeatproductioncapacityandmeatquality.Atpresent,alargenum⁃berofstudieshaveshownthatintestinalmicrobesarerelatedtotheregulationofgrowthandfunctionsofmuscletissue.Abidirectionalcommunicationnetworkbetweenintestinalmicrobesandskeletalmuscle,so⁃called in⁃testinal⁃muscleaxis ,havebeenproposedbyrecentstudies.Inthispaper,wehavereviewedtherecentre⁃searchworksthatfocusontheeffectsandregulationsofintestinalmicrobesonthegrowth,development,dis⁃ease,andmetabolismofmuscleinhumansandanimals.Thesestudieshelpeduswithbetterunderstandingthedeeprelationshipbetweentheintestinalmicrobesandmuscle.[ChineseJournalofAnimalNutrition,2019,31(9):3976⁃3982]Keywords:intestinalmicrobes;muscle;pigs;growth;regulation2893。

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