动物营养学报 >

2024 , Vol. 36 >Issue 10: 6700 - 6709

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2024.570

研究论文

犬源嗜酸乳杆菌GLA09对成年比格犬消化代谢、抗氧化能力、免疫功能及粪便中短链脂肪酸含量的影响

  • 赵梦迪 , 1, 2 ,
  • 张媛媛 1 ,
  • 李鑫康 1 ,
  • 李悦垚 1 ,
  • 刘可园 1 ,
  • 李光玉 , 1, *
展开
  • 1 青岛农业大学动物科技学院,青岛 266109
  • 2 吉林农业大学动物科技学院,长春 130118
*李光玉,研究员,博士生导师,E-mail:

赵梦迪(1995—),女,吉林白城人,博士研究生,从事宠物肠道健康及益生菌研究。E-mail:

Copy editor: 武海龙

收稿日期: 2024-03-28

  网络出版日期: 2024-10-14

基金资助

青岛农业大学高层次人才科研启动基金(1121021)

收起

Effects of Canine-Derived Lactobacillus acidophilus GLA09 on Digestive and Metabolism, Antioxidant Capacity, Immune Function and Fecal Short-Chain Fatty Acid Contents of Adult Beagles

  • ZHAO Mengdi , 1, 2 ,
  • ZHANG Yuanyuan 1 ,
  • LI Xinkang 1 ,
  • LI Yueyao 1 ,
  • LIU Keyuan 1 ,
  • LI Guangyu , 1, *
Expand
  • 1 College of Animal Science and Technology, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109, China
  • 2 College of Animal Science and Technology, Jilin Agricultural University, Changchun 130118, China
*professor, E-mail:

Received date: 2024-03-28

  Online published: 2024-10-14

Fold

摘要

本研究旨在探讨犬源嗜酸乳杆菌GLA09对成年比格犬消化代谢、抗氧化能力、免疫功能及粪便中短链脂肪酸含量的影响。选择12只成年比格犬,随机分成2组,每组6只犬。对照组(CK组)饲喂基础饲粮,嗜酸乳杆菌组(LA组)饲喂基础饲粮+2×1010 CFU/d嗜酸乳杆菌GLA09(每只每天灌服2 mL菌液)。预试期7 d,正试期28 d。结果表明:与CK组相比,1)LA组的终末体重、平均日增重和粪便评分均无显著差异(P>0.05);2)LA组的营养物质表观消化率、氮代谢和血清生化指标均无显著差异(P>0.05);3)LA组的血清总抗氧化能力、超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性显著提高(P<0.05),血清丙二醛含量显著降低(P<0.05);4)LA组的血清免疫球蛋白G含量和粪便中分泌型免疫球蛋白A含量均显著提高(P<0.05);5)LA组的粪便中乙酸、丙酸、异丁酸、己酸、异戊酸和总短链脂肪酸含量显著提高(P<0.05)。由此可见,饲喂犬源嗜酸乳杆菌GLA09能提高比格犬抗氧化能力、免疫功能和粪便中短链脂肪酸含量,表明嗜酸乳杆菌GLA09可作为一种益生菌来改善犬机体健康。

关键词： 比格犬; 嗜酸乳杆菌; 表观消化率; 抗氧化能力; 免疫功能; 短链脂肪酸

本文引用格式

赵梦迪 , 张媛媛 , 李鑫康 , 李悦垚 , 刘可园 , 李光玉 . 犬源嗜酸乳杆菌GLA09对成年比格犬消化代谢、抗氧化能力、免疫功能及粪便中短链脂肪酸含量的影响[J]. 动物营养学报, 2024 , 36(10) : 6700 -6709 . DOI: 10.12418/CJAN2024.570

Abstract

This study aimed to investigate the effects of canine-derived Lactobacillus acidophilus GLA09 on digestive and metabolism, antioxidant capacity, immune function and fecal short-chain fatty acid contents of adult beagles. Twelve adult beagles were selected and randomly assigned to two groups with 6 dogs per group. The control group (CK group) was fed a basal diet, and the Lactobacillus acidophilus group (LA group) was fed the basal diet+2×1010 CFU/d Lactobacillus acidophilus GLA09 (each dog supplied with 2 mL bacterial solution every day). The pre-experimental period lasted for 7 days, and the experimental period lasted for 28 days. The results showed that compared with the CK group: 1) the final body weight, average daily gain and fecal score of LA group were no significant differences (P>0.05); 2) the nutrient apparent digestibility, nitrogen metabolism and serum biochemical indices of LA group were no significant differences (P>0.05); 3) the serum total antioxidant capacity, superoxide dismutase and glutathione peroxidase activities of LA group were significant increased (P<0.05), and the serum malondialdehyde content was significant decreased (P<0.05); 3) the serum immunoglobulin G content and fecal secretory immunoglobulin A content of LA group were significant increased (P<0.05); 5) the contents of acetic acid, propionic acid, isobutyric acid, hexanoic acid, isovaleric acid and total short-chain fatty acid in feces of LA group were significant increased (P<0.05). In summary, feeding canine-derived Lactobacillus acidophilus GLA09 can improve the antioxidant capacity, immune function and fecal short-chain fatty acid content of adult beagles, and indicate that the Lactobacillus acidophilus GLA09 can be used as a probiotic to improve canine body health.

Key words： beagles; Lactobacillus acidophilus; apparent digestibility; antioxidant capacity; immune function; short-chain fatty acid

近年来,随着犬、猫角色由“看家护院”到“情感陪伴”的转变,其社会角色也转变成伴侣动物或家庭成员,越来越多的宠物主愿意为宠物健康和改善宠物福利付出更多的时间和金钱。犬、猫已经从自己猎食和简单的喂养转变成追求科学化、精细化、健康化的饲喂模式,犬、猫的食品研发已经向营养均衡和保证动物健康的方向发展[1]。因此,宠物食品行业对天然宠物食品原料、功能性宠物食品和处方粮等产品的需求大幅度增加[2-3]。
益生菌作为功能性食品之一,已经被广泛应用于人和畜牧业来改善机体健康,也引起了宠物食品行业的关注[4]。益生菌的定义是“活的微生物,在足量给药的情况下,可为宿主带来健康益处”[5]。益生菌可以调节机体免疫功能,增强肠道屏障的完整性并产生短链脂肪酸(SCFA)、胞外多糖和细菌素等代谢产物[6⇓⇓-9]。此外,益生菌还能调节犬肠道微生物群和代谢物的组成,提高机体抗氧化能力和免疫功能[10-11]。嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)是一种同型发酵、微需氧、革兰氏阳性菌,属乳杆菌属,在我国被批准可用于食品。饲喂嗜酸乳杆菌可显著提高溃疡性结肠炎大鼠粪便中SCFA含量,抑制结肠组织中核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(NLRP3)炎症小体的活化,提高结肠组织的自噬水平,从而改善大鼠的肠屏障功能障碍[12]。Baillon等[13]饲喂健康成年犬嗜酸乳杆菌DSM13241,结果发现嗜酸乳杆菌可在犬胃肠道定植,具有改善犬肠道健康和提高免疫功能的潜力。Marelli等[14]饲喂拳师犬嗜酸乳杆菌D2/CSL,结果表明嗜酸乳杆菌可显著改善犬的粪便评分。值得注意的是,以上2项研究均未说明益生菌的来源。研究表明,与非宿主源微生物相比,宿主源微生物是首选的益生菌。这是因为宿主源微生物与宿主共同进化,更适应宿主肠道的胃肠道环境,具有更好的黏附性,能延长发挥作用的时间[15⇓-17]。
目前益生菌在宠物市场中应用较多,但大多数都是非犬源菌株,且大部分菌株未进行益生特性评价,使用效果评价不足,无法满足快速发展的宠物市场需求[18-19]。因此,本研究旨在评估犬源嗜酸乳杆菌GLA09对成年比格犬消化代谢、抗氧化能力、免疫功能和粪便中SCFA含量的影响,为犬源益生菌调控犬的健康提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本研究中使用的犬源嗜酸乳杆菌GLA09是从健康比格犬的肠道中分离出来的,保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏号为CCTCC NO:M 2023982。
在本试验中,嗜酸乳杆菌GLA09菌株按2%接种量接种于MRS液体培养基(青岛海博生物科技有限公司),置于37 ℃摇床恒温培养18~20 h,传代3次备用,并采用梯度稀释法进行平板计数。每天饲喂犬之前,取培养18~20 h的菌液,9 391×g、4 ℃离心10 min,倒掉上清液(去掉代谢产物的影响),用磷酸盐缓冲液(PBS)重悬菌体蛋白,按照平板计数结果稀释至1×1010 CFU/mL。

1.2 试验设计和饲养管理

试验采用完全随机设计,选择12只健康成年比格犬,平均年龄为(3.17±0.49)岁,平均体重为(17.93±2.03) kg,身体状况评分(BCS)为(5.38±0.57)分[20],随机分成2组,每组6只犬(3公3母)。对照组(CK组)饲喂基础饲粮,嗜酸乳杆菌组(LA组)饲喂基础饲粮+2×1010 CFU/d嗜酸乳杆菌GLA09(每只每天灌服2 mL菌液)。预试期7 d,正试期28 d。
本研究动物实验由青岛农业大学实验动物伦理委员会批准(批准号:DWKJ202401124)。试验开始前试验犬注射犬用疫苗,定期驱虫。对犬舍和笼具进行全面消毒。每只犬单笼饲养,所有犬舍均位于同一环境内,温度为(21.0±1.0) ℃。根据成年犬维持能量需要量[21]、以前的采食记录信息和饲粮的能量估算值,提供满足维持体重需要的饲粮量,自由饮水。每天06:00—07:00户外运动1 h,每周洗澡1次,与人和玩具互动不少于6 h。每天记录采食量,观察试验犬的精神状态、健康状况。

1.3 基础饲粮

参考NRC(2006)[21]犬营养需要配制基础饲粮,其组成及营养水平见表1。
表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)

Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis)%

项目 Items 含量 Content
原料 Ingredients
膨化玉米 Extruded corn 26.00
膨化豆粕 Extruded soybean 12.00
玉米胚芽粕 Corn germ meal 22.00
小麦粉 Wheat flour 5.00
鱼粉 Fish meal 3.00
肉骨粉 Meat and bone meal 3.00
鸡肉粉 Chicken meal 18.00
鸭肉粉 Duck meal 5.00
鸡油 Chicken oil 3.00
磷酸氢钙 CaHPO4 0.70
赖氨酸 Lys 0.80
蛋氨酸 Met 0.50
预混料 Premix1) 1.00
合计 Total 100.00
营养水平 Nutrient levels2)
代谢能 Metabolic energy/(MJ/kg) 16.59
粗蛋白质 Crude protein 25.58
粗脂肪 Ether extract 10.19
粗灰分 Crude ash 7.99
碳水化合物 Carbohydrate 51.90
粗纤维 Crude fiber 4.10
钙 Calcium 0.85
总磷 Total phosphorus 0.55
水溶性氯化物 Water-soluble chlorides 0.14

1)每千克预混料含有 One kg of premix contained the following:VA 625 000 IU,VD3 100 000 IU,VE 6 000 IU,VK3 200 mg,VB1 1 250 mg,VB2 900 mg,VB6 750 mg,VB12 2.25 mg,生物素 biotin 10 mg,叶酸 folic acid 150 mg,烟酸 niacin acid 2 500 mg,泛酸钙 calcium pantothenate 1 750 mg,VC 10 050 mg,胆碱 choline 240 000 mg,FeSO4 9 600 mg,CuSO4 1 800 mg,ZnSO4 7 800 mg,MnSO4 4 800 mg,KI 144 mg,Na2SeO3 30 mg。

2)代谢能和碳水化合物为计算值,其余为实测值。Metabolic energy and carbohydrate were calculated values, while the others were measured values.

1.4 消化代谢试验和样品采集

第25~28天,采用全收粪尿法进行消化代谢试验,用消化代谢笼连续3 d收集粪便和尿液。每天将收集的每只试验犬的粪便放入对应的塑料密封袋中,按照粪便鲜重的5%加入10%的硫酸溶液和少量的甲苯防腐,-20 ℃保存待用。消化代谢试验结束后,将每只试验犬3 d收集到全部粪便解冻并充分混合,称取200 g左右的粪便,80 ℃杀菌2 h后,于65 ℃烘干72 h至恒重,粉碎过40目筛,保存待测。收集尿液时,将每只试验犬3 d收集的全部尿液充分混合,用3层滤纸过滤后置于20 mL离心管中,-20 ℃保存待测。
第28天,采集试验犬新鲜(15 min内)粪便置于冷冻管,并立即置于液氮中,-80 ℃保存,用于检测粪便中SCFA含量。
第28天,采集试验犬前肢静脉血15 mL置于促凝管,于447×g、4 ℃离心10 min,收集血清,-80 ℃保存,用于检测血清抗氧化和免疫指标。

1.5 检测指标及方法

1.5.1 体重、平均日增重和粪便评分

在试验开始和结束时对试验犬进行空腹称重,分别记录为初始体重和终末体重。试验期间每天记录粪便评分,使用Waltham®粪便评分系统对比格犬粪便进行评估[22]:1分=干、硬、易碎,“子弹状”;1.5分=干、硬;2.0分=成形良好,捡拾起来不留印记,“能够被踢开”;2.5分=成形良好,表面略湿,捡拾后地面留下印记,触碰感觉发黏;3.0分=含水量较多,不成形,捡拾后地面留下明显印记;3.5分=含水量很多,但基本成形;4.0分=黏稠,缺乏一致性,基本不成形;4.5分=腹泻,部分区域有一点成形;5.0分=水样腹泻。根据试验期间记录的数据计算平均日增重和粪便评分,计算公式如下:

平均日增重(g/d)=(终末体重-初始体重)/试验天数;

粪便评分=试验期间每天粪便评分的总和/试验天数。

1.5.2 饲粮和粪便营养成分、营养物质表观消化率及氮代谢

干物质(DM)含量采用65 ℃烘干法进行测定,粗蛋白质(CP)含量采用凯氏定氮法进行测定,粗脂肪(EE)含量采用索氏脂肪提取法[23]进行测定,粗灰分(Ash)含量采用灰化法进行测定,钙含量采用乙二胺四乙酸二钠络合滴定法进行测定,总磷含量采用钼黄分光光度法进行测定,粗纤维(CF)含量参照张丽英[24]的方法进行测定,水溶性氯化物含量参照GB/T 6439—2023的方法进行测定。代谢能参照NRC(2006)的进行计算。碳水化合物含量(%)=干物质-粗蛋白质-粗脂肪-粗灰分。
营养物质表观消化率和氮代谢相关指标计算公式如下:

营养物质表观消化率(%)=[(该营养物质摄入量-粪中该营养物质总量)/该营养物质摄入量]×100;

氮沉积(g/d)=食入氮-粪氮-尿氮;

净蛋白质利用率(%)=(氮沉积/食入氮)×100;

蛋白质生物学价值(%)=[氮沉积/(食入氮-粪氮)]×100。

1.5.3 血清生化指标

血清谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)活性和尿素氮(UN)含量采用试剂盒(南京建成生物工程研究所)测定,测定方法按照说明书操作。血清白蛋白(ALB)、总蛋白(TB)和葡萄糖(GLU)含量用全自动生化分析仪检测,并计算球蛋白(GLB)含量和白球比(A/G),计算公式如下:

球蛋白=总蛋白-白蛋白;

白球比=白蛋白/球蛋白。

1.5.4 血清抗氧化、免疫指标及粪便免疫指标

血清总抗氧化能力(T-AOC)和超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)含量采用试剂盒(南京建成生物工程研究所)测定,测定方法按照说明书操作。
血清免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)含量及粪便中分泌型免疫球蛋白A(sIgA)含量采用酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒(江苏酶免生物科技有限公司)测定,测定方法按照说明书操作。

1.5.5 粪便中SCFA含量

取30 mg粪便样品于2 mL离心管中,加入50 μL磷酸(20%),加入内标振荡混匀2 min,15 294×g离心20 min,取上清加入进样瓶,进行气相色谱-质谱(GC-MS)检测,进样量为1 μL。采用Agilent DB-FFAP毛细管柱气相色谱系统进行分离。采用5977BMSD质谱仪(美国Agilent公司)进行质谱分析。采用MSD ChemStation软件提取色谱峰面积及保留时间,绘制标准曲线,计算样品中SCFA含量。

1.6 数据分析

试验结果用平均值和标准误差差值(standard error difference,SED)表示,采用SPSS 25.0中的独立样本t检验进行统计分析,P<0.05为差异显著,P>0.05为差异不显著。

2 结果

2.1 犬源嗜酸乳杆菌GLA09对比格犬体重、平均日增重和粪便评分的影响

由表2可知,与CK组相比,LA组比格犬的初始体重、终末体重、平均日增重和粪便评分均无显著差异(P>0.05)。
表2 犬源嗜酸乳杆菌GLA09对比格犬体重、平均日增重和粪便评分的影响

Table 2 Effects of canine-derived Lactobacillus acidophilus GLA09 on body weight, average daily gain and fecal score of beagles (n=6)

项目
Items		 组别 Groups 标准误差差值
SED		 P值
P-value
CK LA
初始体重 Initial body weight/kg 18.28 17.58 1.210 0.571
终末体重 Final body weight/kg 18.97 18.48 1.221 0.701
平均日增重 Average daily gain/g 24.40 32.44 8.515 0.368
粪便评分 Fecal score 2.88 2.75 0.141 0.395

同行数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05),无字母表示差异不显著(P>0.05)。下表同。

In the same row, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.

2.2 犬源嗜酸乳杆菌GLA09对比格犬营养物质表观消化率的影响

由表3可知,与CK组相比,LA组比格犬的干物质、粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分和碳水化合物表观消化率均无显著差异(P>0.05)。
表3 犬源嗜酸乳杆菌GLA09对比格犬营养物质表观消化率的影响

Table 3 Effects of canine-derived Lactobacillus acidophilus GLA09 on nutrient apparent digestibility of beagles (n=6)%

项目
Items		 组别 Groups 标准误差差值
SED		 P值
P-value
CK LA
干物质 DM 69.59 72.53 2.894 0.333
粗蛋白质 CP 73.02 72.17 1.828 0.650
粗脂肪 EE 84.90 84.82 2.554 0.711
粗灰分 Ash 35.80 36.78 2.007 0.968
碳水化合物 Carbohydrate 67.54 73.50 4.424 0.217

2.3 犬源嗜酸乳杆菌GLA09对比格犬氮代谢的影响

由表4可知,与CK组相比,LA组比格犬的食入氮、粪氮、尿氮、氮沉积、净蛋白质利用率和蛋白质生物学价值均无显著差异(P>0.05)。
表4 犬源嗜酸乳杆菌GLA09对比格犬氮代谢的影响

Table 4 Effects of canine-derived Lactobacillus acidophilus GLA09 on nitrogen metabolism of beagles (n=6)

项目
Items		 组别 Groups 标准误差差值
SED		 P值
P-value
CK LA
食入氮 Intake nitrogen/(g/d) 16.02 16.34 1.060 0.771
粪氮 Fecal nitrogen/(g/d) 4.34 4.54 0.432 0.678
尿氮 Urine nitrogen/(g/d) 1.58 1.67 0.222 0.682
氮沉积 Retention nitrogen/(g/d) 10.10 10.14 0.838 0.965
蛋白质利用率 NPU/% 63.15 61.87 2.845 0.663
蛋白质生物学价值 BV of protein/% 86.35 85.68 2.035 0.748

2.4 犬源嗜酸乳杆菌GLA09对比格犬血清生化指标的影响

由表5可知,与CK组相比,LA组比格犬的血清白蛋白、总蛋白、球蛋白、尿素氮、葡萄糖含量和谷草转氨酶、谷丙转氨酶活性及白球比均无显著差异(P>0.05)。
表5 犬源嗜酸乳杆菌GLA09对比格犬血清生化指标的影响

Table 5 Effects of canine-derived Lactobacillus acidophilus GLA09 on serum biochemical indices of beagles (n=6)

项目
Items		 组别 Groups 标准误差差值
SED		 P值
P-value
CK LA
白蛋白 ALB/(g/L) 32.16 31.89 0.860 0.757
总蛋白 TP/(g/L) 53.70 53.69 0.914 0.993
球蛋白 GLB/(g/L) 21.54 21.80 0.636 0.686
白球比 A/G 1.50 1.46 0.067 0.613
谷草转氨酶 AST/(U/L) 30.46 30.13 0.646 0.625
谷丙转氨酶 ALT/(U/L) 17.96 15.68 1.954 0.269
葡萄糖 GLU/(mmol/L) 5.36 5.35 0.193 0.946
尿素氮 UN/(mmol/L) 5.80 5.57 1.447 0.876

2.5 犬源嗜酸乳杆菌GLA09对比格犬血清抗氧化指标的影响

由表6可知,与CK组相比,LA组比格犬的血清总抗氧化能力、超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性显著提高(P<0.05),血清丙二醛含量显著降低(P<0.05),血清过氧化氢酶活性无显著差异(P>0.05)。
表6 犬源嗜酸乳杆菌GLA09对比格犬血清抗氧化指标的影响

Table 6 Effects of canine-derived Lactobacillus acidophilus GLA09 of on serum antioxidant indices of beagles (n=6)

项目
Items		 组别 Groups 标准误差差值
SED		 P值
P-value
CK LA
总抗氧化能力 T-AOC/(U/mL) 0.40b 0.58a 0.016 <0.001
超氧化物歧化酶 SOD/(U/mL) 171.08b 308.93a 41.223 0.007
过氧化氢酶 CAT/(U/mL) 44.28 51.74 7.722 0.357
谷胱甘肽过氧化物酶 GSH-Px/(U/mL) 394.13b 461.36a 16.065 0.002
丙二醛 MDA/(nmol/mL) 7.48a 5.28b 0.739 0.014

2.6 犬源嗜酸乳杆菌GLA09对比格犬血清和粪便免疫指标的影响

由表7可知,与CK组相比,LA组比格犬的血清免疫球蛋白G含量和粪便中分泌型免疫球蛋白A含量均显著提高(P<0.05),血清免疫球蛋白M含量无显著差异(P>0.05)。
表7 犬源嗜酸乳杆菌GLA09对比格犬血清和粪便免疫指标的影响

Table 7 Effects of canine-derived Lactobacillus acidophilus GLA09 on serum and fecal immune indices of beagles (n=6)

项目
Items		 组别 Groups 标准误差差值
SED		 P值
P-value
CK LA
血清 Serum/(μg/mL)
免疫球蛋白G IgG 121.82b 183.18a 14.611 0.002
免疫球蛋白M IgM 21.61 21.41 0.195 0.902
粪便 Feces/(μg/g)
分泌型免疫球蛋白A sIgA 159.38b 227.73a 28.143 0.036

2.7 犬源嗜酸乳杆菌GLA09对比格犬粪便中SCFA含量的影响

由表8可知,与CK组相比,LA组比格犬的粪便中乙酸、丙酸、异丁酸、己酸、异戊酸和总SCFA含量显著提高(P<0.05),粪便中丁酸和戊酸含量均无显著差异(P>0.05)。
表8 犬源嗜酸乳杆菌GLA09对比格犬粪便中SCFA含量的影响

Table 8 Effects of canine-derived Lactobacillus acidophilus GLA09 on fecal SCFA contents of beagles (n=6)μg/g

项目
Items		 组别 Groups 标准误差差值
SED		 P值
P-value
CK LA
乙酸 Acetic acid 2 312.87b 4 791.80a 347.232 <0.001
丙酸 Propionic acid 1 507.31b 3 532.27a 362.884 <0.001
丁酸 Butyric acid 1 089.99 1 808.80 356.112 0.071
异丁酸 Isobutyric acid 134.22b 252.28a 28.149 0.002
戊酸 Valeric acid 58.70 77.22 12.110 0.157
己酸 Hexanoic acid 0.99b 2.43a 0.432 0.008
异戊酸 Isovaleric acid 163.04b 365.77a 44.790 0.001
总短链脂肪酸 Total SCFA 5 267.13b 10 830.57a 907.168 <0.001

3 讨论

Minelli等[25]报道,益生菌在小肠中的数量至少应为1×106 CFU,在结肠中的数量至少应为1×108 CFU。Ouwehand[26]报道,益生菌数量只有在高于1×1010 CFU时才能有效治疗抗生素相关性腹泻。本实验室之前的研究发现,饲喂2×1010 CFU/d的乳酸菌可改善成年健康比格犬的肠道健康[11]。因此,本研究中益生菌嗜酸乳杆菌GLA09的添加量设为2×1010 CFU/d。之前的研究表明,嗜酸乳杆菌可以改善宿主肠道微生物群,刺激各种非特异性免疫,抑制肠道致病菌的生长[27⇓-29]。在本研究中,饲喂嗜酸乳杆菌GLA09比格犬的营养物质表观消化率和氮代谢较对照组均未发生显著变化。De Lima等[30]饲喂比格犬益生菌枯草芽孢杆菌C-3102(1×106 CFU/g),结果表明补充益生菌组的营养物质表观消化率较对照组无显著差异,这与本研究结果一致。但是,Panasevich等[31]饲喂比格犬益生菌GBI-30(109 CFU/mL),结果发现饲喂益生菌对比格犬的营养物质表观消化率有积极影响,但这种积极影响依赖于益生菌的浓度,一旦降低浓度后,积极影响就消失。造成这种差异的原因可能是由于益生菌菌株的种类、浓度、饲粮组成和营养水平的不同造成的,还需要进一步的试验来验证。
本研究还检测了饲喂嗜酸乳杆菌GLA09对比格犬的血清指标、肝脏功能(谷草转氨酶和谷丙转氨酶)和肾脏功能(尿素氮)的影响,结果表明嗜酸乳杆菌GLA09对比格犬肝脏和肾脏功能没有不良影响,血清指标均处于正常范围内。总抗氧化能力能衡量机体清除自由基的能力[32]。超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶是机体抗氧化的第一道防线,保护细胞免受氧化损伤[33]。丙二醛是脂质过氧化和氧化应激的标志物[34]。据报道,嗜酸乳杆菌具有提高动物机体抗氧化能力的潜力[35⇓-37]。在本研究中,饲喂嗜酸乳杆菌GLA09的比格犬血清总抗氧化能力、超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性显著提高,血清丙二醛含量显著降低,表明饲喂嗜酸乳杆菌GLA09可提高比格犬的抗氧化能力,可能是因为嗜酸乳杆菌GLA09拥有自己的抗氧化酶系统,有助于机体防御氧化应激[38]。这一发现的意义在于,益生菌嗜酸乳杆菌GLA09可能对缓解宠物应激反应(运输或环境变化)具有一定的应用潜力。
免疫球蛋白A分为血清型免疫球蛋白A和分泌型免疫球蛋白A。其中,分泌型免疫球蛋白A是防御病原微生物入侵黏膜的免疫球蛋白之一[39]。免疫球蛋白A含量的下降可能会引起犬的慢性肠病[40-41]。研究发现,饲喂断奶仔猪益生菌(淀粉芽孢杆菌)可降低腹泻率,改善仔猪抗氧化能力,提高粪便中分泌型免疫球蛋白A含量[42]。免疫球蛋白G是防御病原体入侵机体的必需糖蛋白之一[43]。王诚等[44]饲喂宠物犬和猫复合益生菌制剂(嗜酸乳杆菌、长双歧杆菌、沼泽红假单胞菌),结果发现可显著提高动物机体免疫球蛋白G含量。在本研究中,饲喂嗜酸乳杆菌GLA09显著提高了比格犬血清免疫球蛋白G和粪便中分泌型免疫球蛋白A含量,与上述研究结果相似,表明嗜酸乳杆菌GLA09可通过在肠道刺激抗体的产生,特别是分泌型免疫球蛋白A,进而能提高比格犬的免疫功能[45-46]。
SCFA可以促进动物的肠道发育,进而达到促进动物健康生长的作用[47]。SCFA的主要来源于肠道微生物发酵,产生的SCFA有90%~95%为乙酸、丙酸和丁酸,其余仅占5%~10%。SCFA在调节宿主能量代谢、免疫和肠道健康等方面发挥着重要作用[48],乙酸能激活机体抵御病原微生物的免疫反应[49],丙酸可抑制胆固醇的合成,并对脂肪的合成有抑制作用[50]。研究人员饲喂育肥猪干酪乳杆菌和酿酒酵母组成的益生菌制剂,结果显示可提高育肥猪粪便中丙酸和总SCFA含量[48]。本研究发现,饲喂嗜酸乳杆菌GLA09显著提高了比格犬粪便中乙酸、丙酸和总SCFA含量,可能是嗜酸乳杆菌GLA09可通过调节肠道菌群组成及特定酶的活性,改变了SCFA的合成速率[48],具体原因还需进一步的验证。

4 结论

饲粮中添加犬源嗜酸乳杆菌GLA09能够提高比格犬的抗氧化能力、免疫功能和粪便中乙酸、丙酸和总SCFA含量,且对体重、粪便评分、营养物质表观消化率、氮代谢和肝脏功能无负面影响,表明益生菌嗜酸乳杆菌GLA09可作为犬益生菌产品的候选菌种来改善宿主的机体健康。

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序
[1]
CLEMENS R. The ‘Humanization’ of pet food[J]. Food Technology, 2014,68:20.

[2]
JIAN S Y, ZHANG L M, DING N, et al. Effects of black soldier fly larvae as protein or fat sources on apparent nutrient digestibility,fecal microbiota,and metabolic profiles in beagle dogs[J]. Frontiers in Microbiology, 2022,13:1044986.

[3]
洪蕾蕾. 我国宠物食品行业发展状况[J]. 福建畜牧兽医, 2022, 44(3):17-19.

HONG L L. Development of pet food industry in China[J]. Journal of Animal Husbandry and Veterinary Medicine Fujian, 2022, 44(3):17-19. (in Chinese)

[4]
GRZEŚKOWIAK Ł, ENDO A, BEASLEY S, et al. Microbiota and probiotics in canine and feline welfare[J]. Anaerobe, 2015, 34:14-23.

DOI PMID

[5]
HILL C, GUARNER F, REID G, et al. Expert consensus document.The international scientific association for probiotics and prebiotics consensus statement on the scope and appropriate use of the term probiotic[J]. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 2014, 11(8):506-514.

[6]
AOUDIA N, RIEU A, BRIANDET R, et al. Biofilms of Lactobacillus plantarum and Lactobacillus fermentum:effect on stress responses, antagonistic effects on pathogen growth and immunomodulatory properties[J]. Food Microbiology, 2016,53:51-59.

[7]
LA FATA G, WEBER P, MOHAJERI M H. Probiotics and the gut immune system:indirect regulation[J]. Probiotics and Antimicrobial Proteins, 2018, 10(1):11-21.

[8]
SANDERS M E, MERENSTEIN D J, REID G, et al. Author correction:probiotics and prebiotics in intestinal health and disease:from biology to the clinic[J]. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 2019, 16(10):642.

[9]
VAN BAARLEN P, WELLS J M, KLEEREBEZEM M. Regulation of intestinal homeostasis and immunity with probiotic Lactobacilli[J]. Trends in Immunology, 2013, 34(5):208-215.

[10]
STROMPFOVÁ V, KUBAŠOVÁ I, LAUKOVÁ A. Health benefits observed after probiotic Lactobacillus fermentum CCM 7421 application in dogs[J]. Applied Microbiology and Biotechnology, 2017, 101(16):6309-6319.

[11]
ZHAO M D, ZHANG Y Y, LI Y Y, et al. Impact of Pediococcus acidilactici GLP06 supplementation on gut microbes and metabolites in adult beagles:a comparative analysis[J]. Frontiers in Microbiology, 2024,15:1369402.

[12]
李佩. 嗜酸乳杆菌及其调控的短链脂肪酸对溃疡性结肠炎的保护作用及机制研究[D]. 博士学位论文. 广州: 广州中医药大学, 2021.

LI P. Protective effect and mechanism of Lactobacillus acidophilus and its regulated short chain fatty acids on ulcerative colitis[D]. Ph.D.Thesis. Guangzhou: Guangzhou University of Chinese Medicine, 2021. (in Chinese)

[13]
BAILLON M L A. MARSHALL-JONES Z V, BUTTERWICK R F. Effects of probiotic Lactobacillus acidophilus strain DSM13241 in healthy adult dogs[J]. American Journal of Veterinary Research, 2004, 65(3):338-343.

[14]
MARELLI S P, FUSI E, GIARDINI A, et al. Effects of probiotic Lactobacillus acidophilus D2/CSL (CECT 4529) on the nutritional and health status of boxer dogs[J]. The Veterinary Record, 2020, 187(4):e28.

[15]
DOWARAH R, VERMA A K, AGARWAL N, et al. Selection and characterization of probiotic lactic acid bacteria and its impact on growth,nutrient digestibility,health and antioxidant status in weaned piglets[J]. PLoS One, 2018, 13(3):e0192978.

[16]
JOHNSON A, MILLER E A, WEBER B, et al. Evidence of host specificity in Lactobacillus johnsonii genomes and its influence on probiotic potential in poultry[J]. Poultry Science, 2023, 102(9):102858.

[17]
LEE J Y, HAN G G, CHOI J, et al. Pan-genomic approaches in Lactobacillus reuteri as a porcine probiotic:investigation of host adaptation and antipathogenic activity[J]. Microbial Ecology, 2017, 74(3):709-721.

[18]
COMAN M M, VERDENELLI M C, CECCHINI C, et al. Probiotic characterization of Lactobacillus isolates from canine faeces[J]. Journal of Applied Microbiology, 2019, 126(4):1245-1256.

[19]
PILLA R, SUCHODOLSKI J S. The role of the canine gut microbiome and metabolome in health and gastrointestinal disease[J]. Frontiers in Veterinary Science, 2019,6:498.

[20]
LAFLAMME D. Development and validation of a body condition score system for dogs[J]. Canine Practice, 1997, 22(4):10-15.

[21]
NRC. Nutrient requirements of dogs and cats[S]. Washington,D.C.:The National Academies Press, 2006.

[22]
FOURNIER Q, SERRA J C, WILLIAMS C, et al. Chemotherapy-induced diarrhoea in dogs and its management with smectite:results of a monocentric open-label randomized clinical trial[J]. Veterinary and Comparative Oncology, 2021, 19(1):25-33.

[23]
AOAC. Association of official analytical chemists[S]. 17th ed. Gaithersburg MD: Association of Official Analytical Chemists, 2006.

[24]
张丽英. 饲料分析及饲料质量检测技术[M]. 2版. 北京: 中国农业大学出版社, 2003.

ZHANG L Y. Feed analysis and feed quality testing technology[M]. 2nd ed. Beijing: China Agricultural University Press, 2003. (in Chinese)

[25]
MINELLI P E B, BENINI A. Relationship between number of bacteria and their probiotic effects[J]. Microbial Ecology in Health and Disease, 2008, 20(4):180-183.

[26]
OUWEHAND A C. A review of dose-responses of probiotics in human studies[J]. Beneficial Microbes, 2017, 8(2):143-151.

DOI PMID

[27]
WANG M X, LIN L, CHEN Y D, et al. Evodiamine has therapeutic efficacy in ulcerative colitis by increasing Lactobacillus acidophilus levels and acetate production[J]. Pharmacological Research, 2020,159:104978.

[28]
SIVIERI K, MORALES M L V, ADORNO M A T, et al. Lactobacillus acidophilus CRL 1014 improved"gut health in the SHIME reactor[J]. BMC Gastroenterology, 2013,13:100.

[29]
吴正可. 嗜酸乳杆菌对肉鸡的益生作用及其机制研究[D]. 博士学位论文. 北京: 中国农业科学院, 2022.

WU Z K. Study on the probiotic mechanism of Lactobacillus acidophilus on broilers[D]. Ph.D.Thesis. Beijing: Chinese Academy of Agricultural Sciences, 2021. (in Chinese)

[30]
DE LIMA D C, SOUZA C M M, NAKAMURA N, et al. Dietary supplementation with Bacillus subtilis C-3102 improves gut health indicators and fecal microbiota of dogs[J]. Animal Feed Science and Technology, 2020,270:114672.

[31]
PANASEVICH M R, DARISTOTLE L, QUESNELL R, et al. Altered fecal microbiota,IgA,and fermentative end-products in adult dogs fed prebiotics and a nonviable Lactobacillus acidophilus[J]. Journal of Animal Science, 2021, 99(12):skab347.

[32]
RUBIO C P, HERNÁNDEZ-RUIZ J, MARTINEZ-SUBIELA S, et al. Spectrophotometric assays for total antioxidant capacity (TAC) in dog serum:an update[J]. BMC Veterinary Research, 2016, 12(1):166.

[33]
IGHODARO O M, AKINLOYE O A. First line defence antioxidants-superoxide dismutase (SOD),catalase (CAT) and glutathione peroxidase (GPX):their fundamental role in the entire antioxidant defence grid[J]. Alexandria Journal of Medicine, 2018, 54(4):287-293.

[34]
DEL RIO D, STEWART A J, PELLEGRINI N. A review of recent studies on malondialdehyde as toxic molecule and biological marker of oxidative stress[J]. Nutrition Metabolism and Cardiovascular Diseases, 2005, 15(4):316-328.

DOI PMID

[35]
ZHANG P, HAN X W, ZHANG X, et al. Lactobacillus acidophilus ATCC 4356 alleviates renal ischemia-reperfusion injury through antioxidant stress and anti-inflammatory responses and improves intestinal microbial distribution[J]. Frontiers in Nutrition, 2021,8:667695.

[36]
KHALAFALLA M M, ZAYED N F A, AMER A A, et al. Dietary Lactobacillus acidophilus ATCC 4356 relieves the impacts of aflatoxin B1 toxicity on the growth performance, hepatorenal functions, and antioxidative capacity of thinlip grey mullet (Liza ramada) (Risso 1826)[J]. Probiotics and Antimicrobial Proteins, 2022, 14(1):189-203.

[37]
王恒, 李建喜, 郭志廷, 等. 嗜酸乳杆菌抗氧化活性评价及其对小鼠单核巨噬细胞氧化应激的影响[J]. 动物营养学报, 2021, 33(9):5290-5299.

DOI

WANG H, LI J X, GUO Z T, et al. Evaluation of antioxidant activity of Lactobacillus acidophilus and its effects on oxidative stress in macrophages of mice[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2021, 33(9):5290-5299. (in Chinese)

[38]
WANG Y, WU Y P, WANG Y Y, et al. Antioxidant properties of probiotic bacteria[J]. Nutrients, 2017, 9(5):521.

[39]
SALERNO-GONCALVES R, SAFAVIE F, FASANO A, et al. Free and complexed-secretory immunoglobulin A triggers distinct intestinal epithelial cell responses[J]. Clinical and Experimental Immunology, 2016, 185(3):338-347.

[40]
FAGARASAN S. Evolution,development,mechanism and function of IgA in the gut[J]. Current Opinion in Immunology, 2008, 20(2):170-177.

[41]
LITTLER R M, BATT R M, LLOYD D H. Total and relative deficiency of gut mucosal IgA in German shepherd dogs demonstrated by fecal analysis[J]. Veterinary Record, 2006, 158(10):334-341.

[42]
JIANG Z P, SU W F, LI W T, et al. Bacillus amyloliquefaciens 40 regulates piglet performance,antioxidant capacity,immune status and gut microbiota[J]. Animal Nutrition, 2023,12:116-127.

[43]
LUX A, ASCHERMANN S, BIBURGER M, et al. The pro and anti-inflammatory activities of immunoglobulin G[J]. Annals of the Rheumatic Diseases, 2010,69 Suppl 1:i92-i96.

[44]
王诚, 丁博群, 董桂红, 等. 复合益生菌制剂对宠物犬猫机体免疫力的影响[J]. 甘肃畜牧兽医, 2023, 53(5):93-96,101.

WANG C, DING B Q, DONG G H, et al. Effect of compound probiotic preparation on the immunity of pet dogs and cats[J]. Gansu Animal and Veterinary Sciences, 2023, 53(5):93-96,101. (in Chinese)

[45]
VAN ZYL W F, DEANE S M, DICKS L M T. Molecular insights into probiotic mechanisms of action employed against intestinal pathogenic bacteria[J]. Gut Microbes, 2020, 12(1):1831339.

[46]
VIAŞU-BOLOCAN L, POPESCU F, BICA C. Probiotics and their immunomodulatory potential[J]. Current Health Sciences Journal, 2013, 39(4):204-209.

[47]
薛永强, 张辉华, 王达, 等. 短链脂肪酸对肠道健康的调控机制及在动物生产中的应用[J]. 饲料工业, 2020, 41(19):18-22.

XUE Y Q, ZHANG H H, WANG D, et al. Regulation mechanism of short-chain fatty acids on intestinal health and their application in animal production[J]. Feed Industry, 2020, 41(19):18-22. (in Chinese)

[48]
王四新, 季海峰, 刘辉, 等. 益生菌对育肥猪育肥后期生长性能、养分表观消化率、粪便菌群和短链脂肪酸的影响[J]. 动物营养学报, 2022, 34(7):4227-4236.

DOI

WANG S X, JI H F, LIU H, et al. Effects of probiotics on growth performance,nutrient apparent digestibility,fecal microbiota and short chain fatty acids of finishing pigs in later finishing period[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2022, 34(7):4227-4236. (in Chinese)

[49]
TAKEUCHI T, MIYAUCHI E, KANAYA T K H, et al. Acetate differentially regulates IgA reactivity to commensal bacteria[J]. Nature, 2021, 595(7868):560-564.

[50]
郭静, 卢宗亮, 王贺, 等. 短链脂肪酸通过ANGPTL4、ANGPTL6分子抑制3T3-L1前脂肪细胞分化成熟及脂肪储存[J]. 营养学报, 2020, 42(1):49-55,67.

GUO J, LU Z L, WANG H, et al. Short-chain fatty acids inhibit differentiation and lipid accumulation of 3T3-L1 preadipocyte by inducing ANGPTL4 and ANGPTL6 expressions[J]. Acta Nutrimenta Sinica, 2020, 42(1):49-55,67. (in Chinese)

Options
文章导航

/

〈 〉

    联系我们

  • 地址：北京市海淀区圆明园西路2号
    　　　中国农业大学动科动医大楼153室
  • 邮编：100193
  • 电话：010－62817823
  • 网址：http://www.chinajan.com
  • E-mail：cjan@chinajan.com
京公网安备 11010802041926号    京ICP备17050989号-2