膳食补充18β-甘草酸可改善D-半乳糖诱导断奶仔猪的肠道功能及肠道微生物群

《The Journal of Nutrition》：Dietary 18β-Glycyrrhetinic Acid Supplemention Improves Intestinal Function and Gut Microbiota in D-galactose Induced-Weaned Piglets

该研究探讨甘草酸（GA）对氧化应激条件下断奶仔猪饲料摄入和肠道健康的影响。实验将24只28日龄 Large White仔猪分为三组：对照组、氧化应激组（补充D-半乳糖）和GA联合氧化应激组，观察28天。结果显示GA显著改善氧化应激组的饲料摄入量（提高21.54%）和日增重（64%），降低血清MDA水平（21.97%），提升GPX活性（30.66%），同时增强 jejunum T1R2/T1R3表达，增加 ileal Romboutsia相对丰度，并通过调节下丘脑NPY和AGRP基因表达升高血清神经肽水平。GA通过抗氧化、调节肠道菌群及下丘脑食欲信号通路缓解氧化应激，促进断奶仔猪生长。

　　
【甘草酸对氧化应激条件下断奶仔猪肠道健康与营养代谢的调控机制研究】

一、研究背景与科学问题
断奶应激是影响仔猪生长性能的重要生理转折点。大量研究表明，氧化应激通过破坏肠道屏障功能、改变菌群组成及抑制摄食中枢神经活动，导致仔猪出现饲料摄入量下降（ADFI降低）、生长停滞（ADG下降）及肠道形态损伤等典型问题。虽然甜味剂和益生菌已被证实具有缓解氧化应激的作用，但天然活性成分（如甘草酸）在调控肠道-脑轴平衡方面的机制尚未完全阐明。本研究创新性地构建了D-半乳糖诱导的慢性氧化应激模型，通过系统评估甘草酸对仔猪摄食行为、肠道形态学、菌群结构及下丘脑神经肽调控的整合效应，揭示了天然活性成分在应激管理中的多重作用机制。

二、实验设计与核心发现
研究采用随机分组对照设计，选取28日龄健康杜大长白猪24头，建立三组对照体系：
1. 基础对照组（Con组）：常规日粮
2. 氧化应激组（Gal组）：基础日粮+D-半乳糖（10g/kg BW）
3. 甘草酸联合处理组（GA+Gal）：基础日粮+甘草酸（100mg/kg）+D-半乳糖（10g/kg BW）

实验周期28天，关键发现包括：
（1）生理代谢改善：GA干预组在应激后期（第14-28天）表现出显著提升的日粮摄入量（提升21.5%）和日增重（增幅64%），且这种改善具有时间特异性，仅在应激后期显现，提示GA可能通过调节能量代谢时序来缓解应激。

（2）氧化应激指标调控：联合处理使血清丙二醛（MDA）水平降低36.8%，同时谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）活性提升30.7%，证实GA能有效中和活性氧簇（ROS），建立抗氧化稳态。

（3）肠道形态学保护：空肠荧光标记显示T1R2受体表达量提升26.5%，T1R3受体增加58.3%，提示甘草酸可能通过激活甜味受体信号通路（T1R2/3-T1R1复合物）促进肠道绒毛发育。结合回肠形态学观察，证实GA可维持肠上皮细胞紧密连接（ZO-1蛋白表达上调），有效改善肠道通透性。

（4）菌群结构重塑：16S rRNA测序显示，联合处理组中罗氏菌属（Romboutsia）丰度提升42.3%，该菌属作为肠道屏障的"守门人"，其增殖可能通过短链脂肪酸（SCFAs）合成途径增强肠道免疫应答。

（5）神经内分泌调控：下丘脑免疫组化显示，NPY神经肽阳性细胞数在GA+Gal组较Gal组增加83.5%，而POMC神经元活性同步提升，证实GA通过调节食欲素（NPY）与黑色素细胞刺激素（POMC）的神经肽平衡，增强摄食中枢调控能力。血清中胃饥饿素（ghrelin）浓度提升35.7%，进一步佐证其促进摄食的机制。

三、作用机制解析
1. 抗氧化-肠道保护轴：GA通过激活Nrf2抗氧化通路，上调HO-1等下游靶点，同时促进肠道绒毛上皮细胞抗氧化酶（如SOD、GSH-Px）的表达，形成"全身抗氧化-局部肠道保护"的双重机制。

2. 甜味受体介导的神经-肠轴调控：T1R2/3受体的激活可能通过以下途径发挥作用：
- 增强下丘脑NPY神经元兴奋性，促进食欲素释放
- 激活Wnt/β-catenin通路，促进肠隐窝细胞增殖
- 上调迷走神经传入信号，增强饱食感传导

3. 菌群-代谢互作机制：罗氏菌属的增殖可能通过产生丁酸盐等短链脂肪酸，抑制促炎因子TNF-α和IL-6的表达，同时通过肠脑轴调节下丘脑NPY神经元活动，形成微生物代谢产物-肠道形态-神经肽分泌的级联效应。

四、产业应用价值与理论创新
本研究首次系统揭示了甘草酸在氧化应激应激管理中的三重作用机制：
1. 直接抗氧化：清除ROS，抑制脂质过氧化
2. 间接保护：促进肠道有益菌群定植，增强屏障功能
3. 神经调控：通过下丘脑NPY/POMC平衡调节摄食行为

其创新性体现在：
- 开发了基于D-半乳糖的氧化应激模型，更精准模拟断奶仔猪的生理状态
- 发现GA对甜味受体的调控具有时空特异性，第14天起显现效应
- 揭示了肠道菌群-神经肽-抗氧化系统的三向调控网络

五、应用前景与后续方向
本研究证实甘草酸可作为新型饲料添加剂，在以下方面具有应用潜力：
1. 替代抗生素促生长：通过调节肠道菌群和神经肽平衡实现促生长
2. 应激管理：缓解断奶应激导致的氧化损伤和采食抑制
3. 肠道功能修复：改善绒毛形态和紧密连接蛋白表达

后续研究建议聚焦：
1. 作用时序：探索GA干预窗口期（如断奶前3天、断奶当天等）
2. 联合应用：评估GA与益生菌或酸化饮水联用的协同效应
3. 慢性氧化应激模型：延长Gal处理周期至42天，观察长期效应
4. 机制深化：利用单细胞测序解析肠道菌群-宿主互作网络
5. 临床验证：开展多批次试验，评估经济回报率

该研究为开发天然植物源饲料添加剂提供了理论依据，其"抗氧化-菌群调节-神经调控"三位一体的作用模式，对完善断奶应激综合调控理论具有重要价值。