膳食海藻酸钠作为益生元对东方河虾（Macrobrachium nipponense）的影响：对其生长、生理机能、免疫力、抗氧化能力和代谢的全面分析

《Veterinary and Animal Science》：Impacts of dietary sodium alginate as a prebiotic on the oriental river prawn ( Macrobrachium nipponense): A comprehensive analysis of growth, physiology, immunity, antioxidant, and metabolism

东方河虾（Macrobrachium nipponense）饲料中添加4.0 g/kg钠水藻酸盐可显著提升生长性能（增重率提高至368.71%）、免疫指标（总血细胞计数增加至155.28×10^5 cells/mL）及抗氧化能力（总抗氧化容量增加至7.46 U/mg蛋白），同时改善水体溶解氧水平（从7.12 mg/L升至7.80 mg/L）。该添加剂通过促进有益肠道菌群（乳酸菌增加2.11 log CFU/g）、增强消化酶活性（蛋白酶达2.08 U/mg蛋白）及调节脂质代谢（PUFA占比提升至34.61%）实现多重效益。

　　本研究探讨了在为期60天的饲养试验中，膳食中添加不同浓度的海藻酸钠对东方河虾（Macrobrachium nipponense）的影响，重点分析了其生长性能、血液学指标、免疫生理反应及代谢特征。研究采用初始平均体重为1.47±0.05克的幼虾，分别喂养含0.0、0.5、1.0、2.0和4.0克/千克海藻酸钠的饲料。实验结果表明，随着海藻酸钠添加量的增加，溶解氧（DO）浓度显著上升，其中4.0克/千克组的DO浓度达到最高值（P < 0.05）。此外，2.0和4.0克/千克的海藻酸钠饲料显著提升了东方河虾的生长指标和存活率（SR），与对照组及其他低剂量处理组相比差异显著（P < 0.05）。血液生化指标总体呈下降趋势，但高密度脂蛋白（HDL）和低密度脂蛋白（LDL）水平显著升高（P < 0.05）。大多数免疫参数和抗氧化酶活性表现出正向调节，尽管谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）、酸性磷酸酶（ACP）和碱性磷酸酶（AKP）活性在各组间无显著差异（P > 0.05）。在4.0克/千克的海藻酸钠饲料中，消化酶活性显著增强，有益肠道菌群比例增加，体成分也得到改善（P < 0.05）。同时，海藻酸钠摄入显著影响与生长、免疫功能和代谢相关的基因表达（P < 0.05）。综上所述，这些发现支持将4.0克/千克的海藻酸钠纳入东方河虾的饲料中，以优化其生长、生理状态和代谢健康。

在水产养殖领域，随着全球对可持续和无抗生素策略的需求增加，功能性饲料添加剂的应用变得尤为重要。水产养殖系统迅速集约化，导致了一系列挑战，包括疾病爆发、环境压力和生长性能下降。这些问题促使了对能够提升养殖物种健康、免疫能力和整体表现的功能性饲料添加剂的研究。其中，天然生物活性化合物的应用尤为引人注目，因为它们不仅具有免疫调节、抗氧化和抗菌特性，还能够促进水产动物的健康和生产性能。海藻酸钠作为一种从褐藻（Phaeophyceae）中提取的多糖，因其生物相容性、凝胶特性及稳定性而被广泛研究。在水产养殖中，海藻酸钠作为一种潜在的饲料添加剂，因其对鱼类和甲壳类动物的生长性能、免疫反应、肠道健康和抗应激能力的积极影响而受到关注。

东方河虾作为一种淡水甲壳类动物，已在东亚多个国家（如中国、日本和韩国）的商业养殖中占据重要地位。它以其快速生长、适应多种环境条件和高市场需求而受到重视。然而，随着养殖集约化程度的提高，对健康管理、疾病爆发和生长性能波动的关注也随之增加。这强调了需要有效的饮食干预措施，以改善养殖环境并提升东方河虾的健康状况。

本研究旨在评估海藻酸钠在东方河虾养殖中的功能性潜力，特别是在推动可持续和无抗生素策略的背景下。研究假设海藻酸钠能够调节生长、氧化平衡和非特异性免疫反应。通过填补现有知识空白，研究结果有望为淡水虾和其他商业相关甲壳类动物的环保且经济的饲料配方开发提供信息。此外，研究还涉及了对东方河虾的生理和生化指标的全面分析，以评估海藻酸钠对这些指标的影响。

实验过程中，研究人员采用了Sadaf-Aquarium Culture Facility（伊朗拉什特）作为实验场所，收集了来自伊朗吉兰省亨德·卡勒赫河的东方河虾样本。实验前，幼虾被安置在1000升的蓄水箱中，接受为期两周的适应期，随后被分配到五种不同的饲料处理组，每组有三个重复（共15个水箱），每个水箱饲养25只虾（13只雄虾和12只雌虾）。实验期间，研究人员采用标准化的饲料配方，其营养成分包括45-46%的蛋白质、5-6%的脂质、13-14%的灰分、9-10%的水分和18 kJ/g的能量值，饲料颗粒直径为1毫米。实验结束后，研究人员对每组的虾进行了生长性能、血液学指标、免疫生理反应和代谢特征的评估。

实验结果显示，随着海藻酸钠添加量的增加，水体中的溶解氧浓度显著上升，且在4.0克/千克组中达到最高值。然而，其他水质参数（如温度、pH、铵、亚硝酸盐、硝酸盐、磷酸盐和总溶解固体）并未表现出显著变化。生长性能指标（包括最终体重、体重增益、体重增益率和特定生长率）在2.0和4.0克/千克组中显著优于对照组和低剂量组。饲料转化率（FCR）在这些高剂量组中显著降低，而存活率（SR）则在2.0和4.0克/千克组中达到100%，显著高于对照组的94.77%。回归分析进一步揭示了体重增益、特定生长率和饲料转化率的二次趋势。

血液生化指标方面，海藻酸钠的添加显著降低了尿素、尿酸、葡萄糖和肌酐的水平，而在高剂量组中这种降低尤为明显。相反，HDL和LDL的水平显著升高。钙和磷的水平在不同处理组间未表现出显著差异。免疫参数方面，海藻酸钠的添加显著提高了白蛋白（ALB）和总蛋白（TP）的浓度，其中4.0克/千克组的数值最高。皮质醇（CORT）水平在各剂量组中均显著低于对照组。溶菌酶（LYZ）和酚氧化酶（PO）活性在2.0和4.0克/千克组中显著高于对照组。总和差异性血细胞计数（THC、GC、SGC、HC）在2.0和4.0克/千克组中也显著高于对照组。

在血清酶活性方面，ALT和AST的活性显著降低，而LDH的活性也有所下降。AKP和ACP的活性则未表现出显著变化。抗氧化状态的评估显示，T-AOC和CAT的活性在2.0和4.0克/千克组中显著增加，而MDA的水平则随着海藻酸钠的添加显著降低。SOD的活性在海藻酸钠处理组中下降，而GPx的活性在各组间无显著差异。

消化酶活性的评估表明，海藻酸钠的添加显著提高了蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶和淀粉酶的活性。在2.0和4.0克/千克组中，这些酶的活性显著高于对照组和低剂量组。肠道微生物群的分析显示，海藻酸钠的添加显著降低了总细菌计数（TBC），同时促进了乳酸菌（LAB）的增殖。这表明海藻酸钠具有调节肠道微生物群落结构的潜力，有助于维持肠道健康并增强疾病抵抗力。

体成分的评估显示，4.0克/千克海藻酸钠处理组的水分含量显著降低，而粗蛋白和粗脂含量则显著增加。灰分含量也显著降低。这些变化可能与海藻酸钠促进营养吸收、减少氧化损伤以及改善代谢状态有关。氨基酸谱分析显示，海藻酸钠处理组的必需氨基酸（EAA）含量显著增加，而非必需氨基酸（NEAA）含量则显著降低。这表明海藻酸钠能够优化氨基酸代谢，提高蛋白质合成效率。脂肪酸谱分析显示，海藻酸钠的添加显著降低了饱和脂肪酸（SFA）的比例，同时增加了单不饱和脂肪酸（MUFA）和多不饱和脂肪酸（PUFA）的含量。其中，二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）的含量在2.0和4.0克/千克组中显著高于对照组。

基因表达分析进一步揭示了海藻酸钠对东方河虾生长、免疫和代谢相关基因的影响。研究显示，海藻酸钠的添加显著上调了与生长相关的基因（如LGR2、CHSs、RXR-S、EcR、CDA1）的表达水平，同时上调了与免疫功能相关的基因（如lectin、A2M、lysozyme、crustin、caspase）和代谢相关基因（如CPT-1、ELOV6、ACC、Δ9-D）的表达。这些基因的表达水平在2.0和4.0克/千克组中达到最高，而在对照组中最低。这表明海藻酸钠通过调节这些关键基因的表达，可能对东方河虾的生长、免疫和代谢功能产生积极影响。

研究还探讨了海藻酸钠对东方河虾免疫系统和代谢状态的潜在影响。例如，海藻酸钠的添加显著降低了皮质醇水平，表明其可能有助于调节神经内分泌轴并减轻生理应激。此外，海藻酸钠还可能通过增强溶菌酶和酚氧化酶活性，提高东方河虾的非特异性免疫反应。这些发现支持了海藻酸钠作为功能性饲料添加剂的潜力，特别是在提升养殖物种的生理抗性和生产性能方面。

总体而言，海藻酸钠的添加对东方河虾的生长性能、消化酶活性、免疫反应和抗氧化状态均产生了积极影响。这些变化不仅有助于提高东方河虾的健康状况和生产性能，还可能对养殖环境产生正面效应，如提高溶解氧水平，降低氮化物浓度，从而改善水质并减少疾病风险。研究结果表明，海藻酸钠在水产养殖中具有广泛的应用前景，特别是在促进可持续和无抗生素的养殖策略方面。然而，进一步的研究仍需关注海藻酸钠在不同发育阶段、环境条件和健康状况下的长期影响，以确定其最佳的添加剂量和应用方法。