Chinese Journal of Animal Nutrition >

2025 , Vol. 37 >Issue 4: 2168 - 2177

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2025.184

REVIEW

Research Progress on Impact and Regulatory Strategies of Intrauterine Growth Retardation on Animal Intestinal Health

  • ZHANG Tiankai , 1 ,
  • KONG Xiangfeng 2 ,
  • YANG Jianying , 1, *
Expand
  • 1 College of Basic Medicine and Forensic Medicine, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471000, China
  • 2 Hunan Provincial Key Laboratory of Animal Nutrition Physiology and Metabolic Processes, Institute of Subtropical Agroecology, Chinese Academy of Sciences, Changsha 410125, China
* professor, E-mail:

Received date: 2024-10-09

  Online published: 2025-04-15

Fold

Abstract

Intrauterine growth retardation (IUGR) refers to the phenomenon where the fetus is unable to achieve the expected growth level in the womb due to its own genetic factors or maternal factors, mainly manifested by lower birth weight and impaired development of tissues and organs. IUGR often leads to damage in intestinal morphology and function, resulting in poor nutrient digestion and absorption in animals and intestinal microflora disorder, and then increased risk of infection. Therefore, correct understanding the impact of IUGR on intestinal function and health, and clarifying its damage mechanism, are of great guiding significance for alleviating intestinal damage caused by IUGR. This article mainly reviewed the impact of IUGR on animal intestinal barriers and functions, underlying mechanisms of action, regulatory strategies, and other related research progress at home and abroad, to provide references for the research and prevention of animal IUGR.

Key words： IUGR; intestinal barrier; intestinal microbiota; regulatory strategies; animals

Cite this article

ZHANG Tiankai , KONG Xiangfeng , YANG Jianying . Research Progress on Impact and Regulatory Strategies of Intrauterine Growth Retardation on Animal Intestinal Health[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2025 , 37(4) : 2168 -2177 . DOI: 10.12418/CJAN2025.184

宫内生长迟缓(intrauterine growth retardation,IUGR)是指哺乳动物的胚胎或胎儿在妊娠期间因遗传、营养等因素导致胎儿生长缓慢、出生体重较轻、组织器官发育受损且其重量和功能等均受到不同程度影响的现象。IUGR的判断标准通常为体重低于同胎龄平均体重的10%或者2个标准差[1]。实际生产中,有15%~20%的新生仔猪出生体重低于1 100 g[2]。IUGR在仔猪中的高发病率和高致死率对养猪生产造成了极大经济损失。
肠道是营养物质消化与吸收的主要场所,可通过机械屏障、化学屏障、免疫屏障和微生物屏障阻止病原微生物和生物毒素损害机体,进而维持机体内稳态[3]。现有研究显示,IUGR会导致动物肠道的发育受损、氧化应激、屏障功能障碍和菌群失调,从而增加肠道疾病的发生风险[4-5]。然而,IUGR子代肠道损伤的潜在机制在很大程度上仍是未知的。本文主要从肠道屏障功能方面探讨IUGR对动物肠道损伤及调控措施的最新研究进展,以期为动物IUGR的研究与防控提供参考。

1 IUGR与肠道机械屏障

肠道机械屏障是由肠道上皮细胞(intestinal epithelial cells,IECs)和细胞间的紧密连接(tight junction,TJ)蛋白组成。杯状细胞、潘氏细胞等IECs快速增殖,紧密地排列在一起,形成了肠道机械屏障的基础[3]。此外,由咬合蛋白(occludin)、闭合蛋白(claudins)和闭锁小带蛋白(zonula occludens,ZO)等组成的TJ蛋白在维持肠道机械屏障和调节肠道通透性方面也发挥着重要生物学作用[6],与IECs形成了一个选择性地吸收营养物质并阻止有害物质和病原体通过细胞间隙进入固有层的物理屏障。

1.1 损伤肠道正常组织结构

肠道组织结构完整性是营养物质消化吸收的前提,也是评估肠道黏膜屏障功能和完整性的重要指标。大量形态学研究显示,与同阶段正常体重的仔猪相比,不同日龄的IUGR仔猪小肠隐窝深度(crypt depth,CD)增加,而绒毛高度(villus height,VH)、VH/CD值和绒毛表面积(villous surface area,VSA)出现不同程度降低[7-8]。在IUGR仔猪的结肠和盲肠上皮中观察到压痕、细胞的严重损伤和腺体的广泛分离,表明肠上皮的形态结构受到不同程度的损伤[9],这可能与肠上皮细胞抗氧化能力的降低和肠道内炎症环境有关。以上结果表明,IUGR可损伤肠绒毛发育和肠道内腺体形态结构,从而破坏肠黏膜屏障的完整性。

1.2 抑制IECs增殖并诱导其凋亡

肠道作为不断自我更新的消化器官,其结构和功能的完整性依赖于IECs增殖和凋亡之间的动态平衡。当细胞凋亡发生过多时,将会导致肠黏膜屏障功能的减弱和肠道通透性的增加,这可能最终导致肠道疾病的发生和发展[10]。现有研究发现,IUGR断奶仔猪空肠和回肠中半胱天冬酶(caspase,Casp)3的表达上调、增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)的表达下调[11],表明IUGR与小肠细胞增殖减少和细胞凋亡增加有关。免疫荧光技术分析发现,IUGR仔猪空肠绒毛顶部的凋亡细胞数量显著减少,可能导致衰老细胞积累;而隐窝区域凋亡细胞数量增加[12],可能影响干细胞维持和新细胞生成,最终导致肠道屏障功能减弱。在妊娠晚期对大鼠进行限食,IUGR胎鼠肠道中B淋巴细胞瘤-2(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)基因的mRNA表达水平降低,而Casp9和自噬相关基因的mRNA表达水平升高[13],提示妊娠晚期母体限食导致IUGR胎鼠肠道损伤的原因可能是通过哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信号通路促进细胞凋亡和自噬。以上研究表明,IUGR诱导IECs凋亡增加,增殖和凋亡之间动态平衡被打破,从而损伤肠黏膜屏障。

1.3 破坏肠道TJ蛋白结构

TJ蛋白的磷酸化、定位和表达量对保持肠道机械屏障完整性至关重要,这些因素共同调节细胞旁路的通透性,允许营养物质的有序转运,同时阻隔有害物质的渗透,维护肠道屏障的选择性通透功能[14]。IUGR动物肠道TJ基因表达的变化[7,15⇓⇓⇓-19]见表1。这些研究表明,不同发育阶段的IUGR仔猪和羔羊肠道特定部位TJ基因的mRNA表达水平降低。此外,IUGR还增加了仔猪血清二胺氧化酶(diamine oxidase,DAO)活性、D-乳酸(D-lactic acid,D-LA)和内毒素(endotoxin)含量[20],表明肠黏膜的通透性增加,间接说明IUGR对肠道机械屏障的损伤作用。
表1 IUGR动物肠道TJ基因mRNA表达水平的变化

Table 1 Changes in mRNA expression levels of TJ genes in intestine of IUGR animals

动物
Animals		 日龄
Days of age		 肠道部位
Intestinal site		 表达水平
Expression level		 参考文献
Reference
仔猪Piglets 7 空肠 闭锁小带蛋白-1(ZO-1)、闭合蛋白-1(Claudin-1)和
咬合蛋白(Occludin)mRNA表达水平下调		 [7]

21		 空肠 ZO-1和Occludin mRNA表达水平下调
回肠 ZO-1 mRNA表达水平下调
仔猪Piglets 21 空肠 ZO-1和Occludin mRNA表达水平下调
Claudin-1 mRNA表达水平呈下调趋势		 [15]

仔猪Piglets
56		 结肠 Claudin-1 mRNA表达水平下调 [16]
空肠 ZO-1和Occludin mRNA表达水平下调 [17]

羔羊Lambs
28		 十二指肠 ZO-1、Claudin-1和Occludin mRNA表达水平下调 [18]
回肠 ZO-1和Occludin表达水平下调 [19]
综上所述,IUGR通过下调TJ基因的mRNA表达水平,同时抑制IECs增殖并诱导其凋亡,损伤肠道正常组织结构,从而损伤肠道的机械屏障。

2 IUGR与肠道化学屏障

肠道化学屏障主要由肠道分泌的抗菌肽(antimicrobial peptides,AMPs)、黏蛋白(mucin,MUC)以及肠道菌群产生的短链脂肪酸(short chain fatty acids,SCFAs)等组成。这些分子协同作用,形成一个复杂的保护网络,有效防止有害物质和病原体的侵袭,维护肠道健康和整体生理平衡[21]。

2.1 减少SCFAs合成

SCFAs可通过促进IECs增殖更新、增强细胞间TJ蛋白表达和修复受损的细胞间TJ结构等方式,维系肠道屏障结构和功能的完整性[3]。本实验室前期研究发现,在不同日龄的IUGR仔猪中,结肠中SCFAs的种类和浓度会发生变化,如7日龄时异丁酸浓度、21日龄时异戊酸和总SCFAs浓度以及28日龄时乙酸、丙酸、丁酸和总SCFAs浓度均显著降低[22]。

2.2 降低MUC合成和AMPs活性

MUC是由肠道中的杯状细胞合成的高分子糖蛋白,广泛存在于肠道黏液层中,可将肠道微生物与宿主IECs有效隔离开,有助于益生菌的定植,并抑制病原微生物的生长。已有研究发现,IUGR可降低断奶仔猪回肠中的MUC2含量和杯状细胞密度,MUC2合成和杯状细胞分化受阻[23]。炎症刺激产生的促炎细胞因子持续过量产生会加剧杯状细胞的消耗,MUC2合成减少会导致更多炎症介质被释放,从而使MUC2缺乏和肠道炎症的恶性循环永久化[24]。
AMPs是IECs分泌的一类小分子蛋白,包括α-防御素、β-防御素和C型凝集素等。它们具有广泛的抗菌谱和强大的杀菌能力,能够高效清除多种病原微生物,防止病原体侵入宿主细胞。在小鼠上的研究发现,IUGR会影响回肠的正常发育,并特异性破坏产生MUC的杯状细胞和分泌AMPs的潘氏细胞的发育过程[25]。
综上所述,IUGR通过减少SCFAs和MUC合成、降低AMPs活性,从而破坏肠道化学屏障功能,增加肠道感染的风险。

3 IUGR与肠道免疫屏障

肠道免疫屏障是肠道防御体系中的重要组成部分,由IECs及其分泌的免疫活性分子,以及肠黏膜相关淋巴组织(gut-associated lymphoid tissue,GALT)共同构成。这些细胞和分子共同作用形成一个复杂的免疫网络,有效抵御外界病原体的侵袭,保护宿主的机体健康。

3.1 诱发炎症反应

Toll样受体(Toll like receptors,TLR)和核苷酸结合寡聚化结构域(nucleotide binding oligomerization domain,NOD)等模式识别受体,可以识别病原微生物细胞膜的组成,激活下游核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)信号通路,调节与免疫、炎症和细胞增殖相关的基因的表达[26]。现有研究发现,IUGR可导致仔猪空肠和回肠中脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)浓度升高,LPS促使TLR4与辅助蛋白结合,通过一系列信号级联反应激活NF-κB,最终导致白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)和肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)等促炎细胞因子的浓度出现不同程度的升高,从而引起肠道炎症反应[11]。此外,IUGR仔猪回肠中分泌型免疫球蛋白A(secretory immunoglobulin A,sIgA)和免疫球蛋白G(immunoglobulin G,IgG)的浓度显著降低,回肠中Fc受体等相关基因的mRNA表达水平降低,减弱了仔猪肠道黏膜的免疫保护,减少了对病原体的中和能力,进而增强肠道的炎症反应[27]。

3.2 降低抗氧化能力,诱发氧化应激

抗氧化系统由超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)、过氧化氢酶(catalase,CAT)等抗氧化酶和维生素E、谷胱甘肽(glutathione,GSH)等非酶类物质组成,它们可清除自由基并维持机体内的氧化还原平衡,但过量的活性氧自由基(reactive oxide species,ROS)会导致氧化应激,损伤蛋白质、脂质和DNA结构[28],进而诱发疾病。陈亚楠等[8]研究发现,90日龄IUGR仔猪的空肠和回肠黏膜SOD活性降低,SOD mRNA表达水平显著下调,且空肠黏膜中丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量明显升高。这说明IUGR破坏了仔猪肠道的氧化还原稳态,加剧了肠道内的氧化应激反应。Yan等[29]报道,115日龄的IUGR仔猪空肠MDA含量升高,核因子E2相关因子2(nuclear factor erythroid-2 related factor 2,Nrf2)和Kelch样ECH关联蛋白1(Kelch like ECH associated protein 1,Keap1)的mRNA和蛋白表达水平均显著下降,说明Nrf2/Keap1可能是IUGR仔猪肠道内抗氧化能力损伤的关键信号通路之一。

3.3 损伤肠道细胞免疫功能

肠道免疫细胞包括巨噬细胞、T细胞和B细胞等,可保护肠道免受病原体侵害并保持其健康。Niu等[27]报道,IUGR仔猪空肠和回肠中肠上皮间淋巴细胞(intestinal epithelial interlymphocytes,IELs)数量下降,空肠分化簇(cluster of differentiation,CD)8、主要组织相容性复合体-Ⅰ(major histocompatibility complex-Ⅰ,MHC-Ⅰ)和回肠CD4、CD8、MHC-Ⅰ等基因的mRNA表达水平下调,提示IUGR仔猪肠黏膜免疫功能受损可能与T淋巴细胞亚群有关。另有研究表明,IUGR仔猪的免疫力下降与热休克蛋白70(heat shock protein 70,Hsp70)的异常表达密切相关,Hsp70的过表达可能会干扰NF-κB信号通路,导致转录因子叉头框转录因子O亚型3a(forkhead box class O3a,FOXO3a)的表达上调[30]。这种干扰可能抑制了NF-κB信号通路活化,对免疫细胞的活化过程起着关键调控作用;此外,FoxO3a表达上调可能进一步影响细胞的代谢和应激反应,从而影响IUGR仔猪的免疫功能。
综上所述,IUGR对肠道免疫屏障的影响包括以下途径:1)降低肠道抗氧化能力,诱导肠道氧化应激反应;2)通过TLR/NOD/NF-κB信号通路释放促炎细胞因子,从而引起肠道炎症反应;3)影响免疫细胞的活性与功能,降低肠道免疫能力。

4 IUGR与肠道微生物屏障

肠道微生物屏障是肠道微生物群与宿主相互作用构成的一个复杂生态系统,通过建立菌膜屏障或促进IELs增殖分化等方式保护肠道健康。肠道微生物的多样性和稳定性是肠道健康的关键,其通过共生关系、相互制约、竞争生存、产生抗菌物质等机制来抵御病原体的侵袭,在维持肠道免疫稳态等方面发挥着重要作用。

4.1 扰乱肠道菌群

IUGR通过改变肠道有益菌和致病菌的丰度破坏肠道微生群稳态,对机体造成一定影响。Zhang等[31]报道,24日龄IUGR哺乳仔猪回肠中链球菌属(Streptococcus)、肠球菌属(Enterococcus)和莫拉菌属(Moraxella)等机会性病原菌的丰度明显增加,提高了发生炎症反应和损害正常肠道功能的风险。另一项研究发现,7和21日龄IUGR仔猪空肠菌群的α多样性降低,表明IUGR仔猪的肠道菌群失调;7、21和28日龄时空肠拟杆菌门以及21日龄时空肠颤螺菌属(Oscillibacteres)的丰度较低,28日龄时空肠埃希氏菌-志贺氏菌属(Escherichia-Shigella)丰度较高[32]。肠道中拟杆菌产生的丁酸在调节能量平衡、改善生长性能、维持肠道健康等方面发挥着重要作用[33-34]。IUGR仔猪的生长性能降低和对疾病的易感性增加,可能与肠道有益菌丰度降低、机会性致病菌丰度增加有关。

4.2 改变微生物代谢产物

微生物代谢产物以多种方式作用于宿主,如参与能量代谢、调节细胞的增殖与分化,并在调节肠道免疫反应中发挥作用。这些代谢产物通过与宿主细胞相互作用,对维持肠道健康和功能至关重要。Tao等[35]研究发现,IUGR仔猪肠道革兰氏阴性菌源的群体感应(quorum sensing,QS)信号分子3OC12-HSL的浓度显著升高,与瘤胃球菌的减少显著相关;另外,利用3OC12-HSL体外处理IPEC-J2细胞,发现细胞屏障功能和氨基酸代谢相关基因表达水平下降,提示肠道微生物产生的QS信号分子能够损害IUGR仔猪的肠道健康。Tao等[36]还报道,QS信号分子通过触发氧化应激和细胞凋亡来消除细胞外基质和紧密连接,最终破坏肠上皮屏障;而N-乙酰半胱氨酸(N-acetylcysteine,NAC)和细胞凋亡抑制剂Z-VAD-FMK能够阻止3OC12-HSL对肠上皮屏障的破坏作用,说明3OC12-HSL在该过程中具有介导氧化应激与细胞凋亡的作用。
胆汁酸是胆固醇的代谢产物,可促进肠道脂肪吸收、调节肠道菌群,并参与宿主代谢和免疫调节[37]。在IUGR仔猪中,胆汁酸代谢的异常可能与肠道菌群多样性的变化有关。有研究发现,28日龄IUGR仔猪结肠甘氨猪胆酸、7-酮基石胆酸水平显著升高,纤维细胞生长因子19(fibroblast growth factor 19,FGF19)和回肠胆汁酸结合蛋白(ileum bile acid binding protein,IBABP)的mRNA表达水平降低[38]。FGF19是一种参与调节胆汁酸合成和代谢的蛋白质,而IBABP是与肠道对胆汁酸和丁酸等营养物质的吸收有关的蛋白质。IBABP表达降低可能会减少肠道对丁酸等有益物质的吸收。丁酸是IECs的重要能量来源,具有抗炎和增强肠道屏障功能等作用。这说明IUGR可改变肠道微生物代谢产物的种类与组成,进而影响肠道健康。
综上所述,IUGR对仔猪肠道微生物屏障的影响涉及菌群结构失衡和代谢产物变化,这些变化可能共同导致肠道功能障碍,影响仔猪的机体健康和生长性能。

5 肠道屏障功能的调控措施

IUGR导致动物肠道屏障损伤,不仅影响了肠道的消化吸收功能,还可能引发一系列免疫反应和微生物失衡,进而影响机体的健康状态。因此,制定针对性的调控措施,恢复和增强肠道屏障功能,对于改善IUGR动物的健康状况和提高生产性能具有重要意义。

5.1 微量元素

微量元素对维持肠黏膜屏障功能、促进肠道发育和修复肠道损伤具有积极作用。有研究表明,饲粮添加600 mg/kg纳米氧化锌可通过激活IUGR猪空肠中的Nrf2/Keap1信号通路进一步改善肠道形态、缓解炎症反应、减少自噬和氧化应激[39]。硒、铁等微量元素对维持肠黏膜屏障功能、促进肠道发育以及改善肠道微生物群的多样性可能同样具有类似作用,值得进一步研究。

5.2 功能性氨基酸

功能性氨基酸在调节肠道健康、增强免疫功能、促进营养物质代谢等方面发挥着重要作用。现有研究发现,添加L-蛋氨酸可有效降低IUGR仔猪空肠中MDA含量、增加GSH含量,改善IECs的氧化还原状态,并提高Occludin蛋白表达水平,从而调节肠道屏障的完整性[40];在基础饲粮中补充1.2 g/kg NAC,可通过减轻线粒体肿胀、增强能量代谢和提高肠道的抗氧化作用来改善IUGR仔猪的肠道损伤,有助于减少肠道炎症和疾病风险[41]。饲粮补充L-精氨酸和N-羧甲基谷氨酸可提高IUGR羔羊肠道消化酶的活性,改善肠道消化功能;还可减少细胞凋亡,提高TJ蛋白表达水平,增强肠道屏障功能,减少有害物质渗透,降低炎症细胞因子表达,从而减轻肠道炎症[5]。

5.3 天然活性物质

天然活性物质通过复杂的多成分和多靶点作用机制有效调控肠道屏障功能,包括促进有益微生物的生长、增强TJ蛋白的结构完整性、激活黏膜免疫反应,进而维持肠道稳态。天然活性物质对IUGR动物肠道屏障的影响[6,11,42⇓-44]见表2。这些研究结果表明,天然活性物质可通过抑制炎症信号通路、改善肠道形态、调节细胞增殖与凋亡平衡、增强消化酶活性、促进有益菌生长等机制调节肠道屏障功能,有望成为干预IUGR动物肠道健康的有效手段。
表2 天然活性物质对IUGR动物肠道屏障的影响

Table 2 Effects of natural active substances on intestinal barrier of IUGR animals

天然活性物质
Natural active
substances		 肠道
Intestine		 影响
Impact		 参考文献
Reference
白藜芦醇
Resveratrol		 空肠 促进核因子E2相关因子2(Nrf2)核易位,提高
超氧化物歧化酶(SOD)活性和SOD蛋白表达水平		 [6]
盲肠 改善微生物群落结构,显著增加Prevobacterium、
Faecalibacterium和副拟杆菌属(Parabacteroides)
相对丰度,显著降低放线杆菌属(Actinobacillus)
和埃希氏菌属(Escherichia)相对丰度;增加丁酸浓度
双氢青蒿素
Dihydroartemisinin		 空肠、回肠 抑制Toll样受体4/核苷酸结合寡聚化结构域/
核因子-κB(TLR4/NOD/NF-κB)信号通路
表达,减少肠道炎症反应;改善肠道形态,提高
绒毛高度和绒毛高度/隐窝深度值,增大
肠绒毛表面积;调节肠道细胞的增殖与凋亡平衡		 [11]
姜黄素
Curcumin		 空肠 改善肠道形态,降低隐窝深度,提高绒毛高度/
隐窝深度值和杯状细胞数量,减轻细胞凋亡,
上调闭合蛋白-1(Claudin-1)、SOD等基因的
mRNA表达;厚壁菌门(Firmicutes)、芽孢杆菌纲(Bacilli)、
乳杆菌目(Lactobacillales)、乳杆菌科(Lactobacillaceae)和
乳杆菌属(Lactobacillus)的相对丰度增加至正常水平		 [42]
亚麻籽油
Linseed oil		 回肠 增加绒毛高度/隐窝深度值,上调Claudin-1、
闭锁小带蛋白-1(ZO-1)等紧密连接
蛋白mRNA表达;降低白细胞介素-6(IL-6)等
促炎细胞因子表达,减少炎症反应;减少病原微生物
螺旋体门(Spirochaetes)的丰度,增加有益菌
经黏液真杆菌属(Blautia)和双歧杆菌属(Bifidobacterium)
的丰度,改善肠道微生物群落结构		 [43]
阿魏酸
Ferulic acid		 十二指肠、空肠 增强消化酶活性,减少半胱天冬酶
(Casp)3和Casp9含量,减少细胞凋亡		 [44]

5.4 益生菌

益生菌作为一类对宿主机体健康有益的微生物,不仅可以促进营养物质的消化吸收和增强机体免疫力,还能维持肠道菌群结构平衡、提高机体抗氧化水平、抑制肠道炎症、保护肠道黏膜屏障等。益生菌对IUGR仔猪肠道屏障的影响[10,33,45]见表3。这些研究结果表明,补充益生菌可通过改善肠道形态、调节细胞增殖与凋亡、降低炎症反应、增强肠道屏障功能和调节肠道微生物组成,对IUGR动物肠道产生积极影响,从而有助于提高IUGR动物的早期生长性能和肠道健康。
表3 益生菌对IUGR动物肠道屏障的影响

Table 3 Effect of probiotics on the intestinal barrier of IUGR piglets

菌群
Bacteria		 肠道
Intestine		 影响
Impact		 参考文献
Reference
淀粉芽孢杆菌
Bacillus
amyloliquefaciens		 空肠 提高空肠绒毛高度/隐窝深度值,减少肠道
细胞过度凋亡,改善肠道形态;增加白细胞
介素-10(IL-10)浓度,降低白细胞介素-1β(IL-1β)
和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的浓度,缓解肠道炎症		 [10]
回肠 增加回肠绒毛高度,改善肠道结构;提高杯状细胞密度,
增加黏蛋白2(MUC2)和三叶因子3产生,增强肠道
屏障和分泌功能;降低回肠Escherichia的丰度,增加乳杆
菌属(Lactobacillus)和双歧杆菌属(Bifidobacterium)的丰度
丁酸梭菌
Clostridium
butyricum		 回肠 降低链球菌属(Streptococcus)和肠球菌属(Enterococcus)
等机会性病原微生物的丰度,改善回肠微生物群落结构		 [33]
枯草芽孢杆菌
Bacillus subtilis		 空肠 提高空肠绒毛高度/隐窝深度值,上调闭合蛋白-1(Claudin-1)、
闭锁小带蛋白-1(ZO-1)和咬合蛋白(Occludin)等紧密连接蛋
白的mRNA表达水平;增强超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)
等抗氧化酶活性,激活核因子E2相关因子2(Nrf2)信号通路,改善
氧化还原状态;增加有益菌韦荣氏球菌属(Veillonella)的丰度,
降低机会性病原微生物脱硫弧菌属(Desulfovibrio)、普雷沃氏
菌属(Prevotella)和埃希氏菌属(Escherichia)
的丰度,对空肠微生物群落结构产生积极影响		 [45]

6 小结与展望

IUGR动物的肠道机械屏障完整性受损、化学屏障抗菌能力下降、免疫屏障炎症反应加剧以及微生物屏障失衡。这些变化之间存在着复杂的相互作用和反馈机制,构成一个错综复杂的生理病理网络,导致IUGR动物肠道功能损伤。大量研究提出了一系列创新性的调控措施,包括微量元素的优化补充、功能性氨基酸的靶向干预、天然活性物质的多途径调控以及益生菌的生态重建。这些措施在不同动物试验中显示出积极的效果,为改善IUGR动物肠道健康提供了新的视角和方法。
然而,目前有关IUGR影响肠道健康的机制仍有许多未知之处,需要进一步深入研究。随着微生物组学和代谢组学的快速发展,不仅发现IUGR动物肠道微生物组成和代谢产物含量发生显著变化,还发现在饲粮中添加特定营养物质对IUGR动物肠道微生物组成具有积极的调节作用,肠道微生态的这些变化可影响肠道屏障的完整性和功能。未来的研究应聚焦于以下几个方面:一是结合多组学技术,筛选与IUGR高度相关的肠道和生殖道微生物及其代谢产物,利用无菌动物和粪菌移植技术,深入探讨微生物和宿主之间的互作机制,特别是信号传导途径的具体作用;二是动物个体对IUGR反应的差异性,探索遗传和环境因素的交互作用;三是探索IUGR影响肠道健康的综合解决方案,按照“全生命周期”和“母子一体化”观点,在妊娠-哺乳期对母体采取营养干预等措施,调节母体及其子代的肠道菌群,增强肠道屏障功能,降低炎症反应,并有助于子代肠道健康的长期维持。通过上述研究,可以更加全面地理解IUGR对动物肠道健康的影响,从而开发出更为精准有效的干预措施,追求调控措施的长期效果和安全性,确保干预措施的可持续性和健康性,改善其生活质量和生产效率。同时,这些研究也将为人类医学中IUGR问题的解决提供重要参考依据。

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