溶菌酶补充剂能够增强抗氧化能力,并调节断奶仔猪的肝脏糖脂代谢

【字体: 时间:2025年12月03日 来源:Frontiers in Veterinary Science 2.9

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  断奶仔猪日粮添加溶菌酶可增强肝脏抗氧化能力并调节糖脂代谢,通过激活Nrf2信号通路提升CAT、NQO1等酶活性,同时抑制SREBP1和SCD基因表达,促进CPT1α和PPARα上调,改善脂肪酸组成和葡萄糖生成。

  
断奶仔猪肝脏抗氧化功能与代谢调控机制研究——以Lysozyme(LZ)为功能性饲料添加剂的探索

【研究背景】
现代集约化养猪生产中,断奶应激引发的氧化损伤和代谢失衡已成为制约仔猪健康的关键因素。肝脏作为能量代谢核心器官,其抗氧化能力与脂糖代谢调控直接影响仔猪生长性能。随着抗生素添加剂全面禁用,开发天然功能性饲料添加剂已成为猪业可持续发展的重要课题。Lysozyme(LZ)作为广泛存在于生物体内的天然抗菌酶,已证实具有抗氧化、抗炎及调节肠道菌群等生物活性。前期研究显示LZ能显著提升幼龄鲈鱼肠道抗氧化酶活性(文献10),但在断奶仔猪肝脏代谢调控方面的作用尚不明确。

【实验设计】
研究采用随机分组对照试验,选取48头健康断奶仔猪(杜大长猪杂交,22日龄)作为研究对象。实验组(LZ组)在基础日粮基础上添加0.1% LZ粉末(纯度≥50 U/mg,主要活性成分为二聚体LZ),对照组(CON组)仅给予基础日粮。实验周期19天,每日6次定时饲喂并保证自由饮水。样本采集采用活体采血结合肝脏组织瞬时冷冻技术,血清生化指标检测涵盖总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDLC)等核心参数,肝脏样本经液氮速冻后用于RNA提取及代谢相关基因检测。

【关键发现】
1. **肝脏功能增强**
实验组肝脏指数较对照组提高21.3%(p<0.05),表明LZ可促进肝脏组织发育。血清检测显示TG、TC、LDLC浓度分别提升18.6%、14.2%、9.7%(p<0.05),提示LZ可能通过改善脂质吸收效率来调节代谢平衡。

2. **抗氧化系统激活**
肝脏CAT活性提升37.8%(p<0.01),Nrf2通路核心基因NQO1、MnSOD及下游效应基因CAT的mRNA表达量均显著上调(p<0.05)。这种"酶活性-基因表达"双维度的强化机制,印证了LZ通过激活Nrf2信号通路增强抗氧化防御系统的科学假设。

3. **脂代谢动态平衡**
脂肪酸组成分析显示:C16:1(棕榈油酸)含量增加2.3倍(p<0.01),C18:1n9t(油酸)提升1.8倍(p<0.05),C20:3n6(亚油酸)升高1.5倍(p<0.01)。同时观察到CPT1α(脂肪酸氧化关键酶)和PPARα(代谢调控转录因子)基因表达量分别提升32.4%和28.6%(p<0.05),而抑制SREBP1(胆固醇合成调控因子)和SCD(脂质合成关键酶)的表达,形成"氧化促进分解-合成抑制"的双向调控机制。

4. **糖代谢能力优化**
Gluconeogenesis相关基因PEPCK、PC和G6PC的mRNA表达量分别提升45.2%、38.7%和42.1%(p<0.01),表明LZ通过增强糖异生关键酶活性,显著改善肝脏葡萄糖生成能力(图5)。这种糖脂代谢的协同调控,为解释LZ改善仔猪生长性能(日均增重提高12.3%)提供了分子层面的证据。

【机制解析】
研究揭示了LZ的三重调控作用:
1. **抗氧化屏障构建**
通过激活Nrf2-ARE信号通路,诱导NQO1(超氧化物还原酶)、MnSOD(锰超氧化物歧化酶)等抗氧化酶基因表达,形成"酶促反应-转录调控"的正向循环。这种多靶点抗氧化机制有效清除断奶应激产生的过量活性氧(ROS),维持肝细胞膜电位稳定。

2. **脂质代谢重编程**
LZ通过PPARα/CPT1α通路激活脂肪酸β-氧化,同时抑制SREBP1/SCD通路限制脂质合成。这种"分解-抑制"的双向调控使实验组肝脏中饱和脂肪酸(SFA)占比下降8.2%,单不饱和脂肪酸(MUFA)比例上升15.4%,形成更有利于能量利用的脂肪酸组成。

3. **糖异生代谢增强**
LZ诱导的G6PC和PEPCK表达上调,显著提升糖异生关键酶活性。值得注意的是,这种代谢调控具有组织特异性,研究显示肾脏相关糖代谢基因表达量未出现显著变化(p>0.05),证实肝脏作为主要调控器官的功能定位。

【应用价值】
该研究首次系统揭示了LZ对断奶仔猪肝脏代谢的多维度调控作用:
- **功能性验证**:0.1%添加量即可产生显著生物学效应,符合饲料添加剂实用浓度标准
- **安全有效性**:全试验期无猪只死亡或疾病发生,符合动物伦理要求
- **代谢协同性**:抗氧化与脂糖代谢的协同调控,为功能性饲料添加剂开发提供了新思路

【研究展望】
未来可进一步探索:
1. LZ作用机制的时序性特征,如不同添加阶段的代谢响应差异
2. 脂肪酸组成变化与肠道菌群互作的关联性
3. 长期添加LZ对成年猪代谢综合征的预防作用

本研究为功能性饲料添加剂的开发提供了理论支撑,证实LZ在改善断奶仔猪肝脏健康、调控糖脂代谢方面的多重效益,其作用机制涉及抗氧化系统激活与代谢重编程的协同效应,为规模化应用奠定了科学基础。
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