2. 河南农业大学, 郑州 450002
2. Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China
目前发现的大豆异黄酮共有12种,主要包括大豆黄素(daidzein)、染料木素(genistein)、6-甲氧大豆素(glyciten)3种游离型苷元及其9种葡萄糖苷[1]。大豆异黄酮中的有效成分性能稳定[2],使用安全,与其他饲料添加剂均无配合禁忌[3]。大豆异黄酮在自然界中的分布有限,其含量受多种因素的影响,如地理位置、生长季节、气候、培养条件和储存方式等[4]。大豆异黄酮是从非转基因大豆精制而成的生物活性物质[5],是一种具有多种重要生理活性的天然营养因子,是纯天然的植物雌激素[6],容易被机体吸收,能迅速补充营养[7]。研究表明,大豆异黄酮有多种生理功能,不仅参与调节植物的生长活动,还能对人体发挥有益的生理调节作用[8]。大豆异黄酮的植物激素作用,可以降低人体多种激素依赖型疾病的发病率;抗氧化作用,可用于预防和治疗心血管疾病;能抑制酪氨酸蛋白激酶活性,诱导癌细胞凋亡;还具有抗菌作用[9, 10, 11, 12, 13, 14]。目前,大豆异黄酮的研究大多集中在动物生产性能及免疫力方面,有关大豆异黄酮对肠道形态结构影响的报道较少。为了对小肠形态结构方面进行深入研究,本试验旨在就不同水平的大豆异黄酮对适宜营养水平条件下固始鸡雏鸡35日龄内小肠各段形态结构的影响进行分析研究。 1 材料和方法 1.1 试验设计与饲养管理
1日龄父母代固始鸡由河南省家禽种质资源创新研究工程中心提供。将80只健康固始鸡随机分成4组(A、B、C和D组),每组20只,公母各占1/2。其中D组为对照组,A、B、C组为试验组。3~17日龄,对照组饲喂基础饲粮,试验组在基础饲粮基础上分别添加3、6、9 mg/kg体重的大豆异黄酮。试验期为35 d,除3~17日龄以外各组固始鸡均饲喂基础饲粮。雏鸡自由采食、饮水,前7 d饮水中加入2%葡萄糖。试验期间雏鸡在鸡舍3层笼养,自然光与人工光照相结合,采取适当的保温措施,其他管理及免疫程序均按常规程序进行。基础饲粮参照NRC(1994)标准配制,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 Compostion and nutrient levels of basal diets (air-dry basis) |
在21、35日龄时,每组分别空腹称重,分别从各组随机挑取6只接近平均体重的固始鸡,颈部放血致死,测量十二指肠、空肠、回肠的长度,然后迅速剪取十二指肠、空肠和回肠中段各2 cm左右,用新配制的生理盐水洗净,放入Carony’s液[乙醇 : 氯仿 : 冰醋酸=6 : 3 : 1(v : v : v)]中固定。石蜡包埋,连续切片,片厚5 μm,经常规苏木精-伊红(HE)染色、甲苯胺蓝染色和高碘酸雪夫(PAS)染色。
应用莱卡(LEICA)图像处理系统,具体测量每只固始鸡十二指肠、空肠和回肠的绒毛高度、隐窝深度,统计小肠杯状细胞和肥大细胞数量。每个肠管取6张切片,每张切片选取6个最大绒毛的高度、最深隐窝深度。计算绒毛高度/隐窝深度(V/C)值。 1.3 数据统计与分析
应用SPSS 11.0软件对数据进行单因素方差分析,试验结果用平均值±标准差表示,P<0.05表示差异显著。 2 结果与分析 2.1 大豆异黄酮对固始鸡体重的影响
从表2可知,21和35日龄时,各试验组固始鸡的体重均随大豆异黄酮水平的增加呈增大趋势,但相同日龄各组间差异不显著(P>0.05)。 2.2 大豆异黄酮对固始鸡小肠长度的影响
从表3可知,在21、35日龄时,各组间十二指肠、空肠、回肠的长度差异均不显著(P>0.05)。21日龄时的B组固始鸡十二指肠长度大于对照组,其他组均小于对照组,但差异均不显著(P>0.05);35日龄的A组固始鸡空肠长度大于对照组,其他组均小于对照组,但差异均不显著(P>0.05)。
![]() | 表2 大豆异黄酮对固始鸡体重的影响 Table 2 Effects of soybean isoflavones on body weight of Gushi chickens |
![]() | 表3 大豆异黄酮对固始鸡的小肠长度的影响 Table 3 Effects of soybean isoflavones on small intestine length of Gushi chickens |
从表4可知,十二指肠:21日龄,B、C组固始鸡十二指肠绒毛高度均显著高于对照组(P<0.05),B和C组之间差异不显著(P>0.05);A组与对照组差异不显著(P>0.05)。各组之间隐窝深度差异不显著(P>0.05)。B组固始鸡十二指肠的V/C值较高,C组与对照组、A和B组差异不显著(P>0.05)。
![]() | 表4 大豆异黄酮对21日龄固始鸡小肠绒毛高度、隐窝深度和V/C值的影响 Table 4 Effects of soybean isoflavones on villus height,crypt depth and V/C value of small intestine of Gushi chickens at 21 days of age |
空肠:B组固始鸡空肠绒毛高度显著高于对照组和A组(P<0.05),但与C组差异不显著(P>0.05)。A组空肠的隐窝深度与对照组差异显著(P<0.05),其他各组之间差异不显著(P>0.05)。对照组固始鸡空肠的V/C值最低,显著低于其他组(P<0.05),且其他组之间差异不显著(P>0.05)。
回肠:对照组固始鸡回肠绒毛高度最低,显著低于其他组(P<0.05);C组显著高于A组(P<0.05),但与B组差异不显著(P>0.05)。B和C组的回肠隐窝深度都与对照组差异显著(P<0.05),且C组比B组深(P>0.05)。B与C组固始鸡回肠的V/C值显著高于对照组和A组(P<0.05)。
从表5可知,十二指肠:35日龄,对照组固始鸡十二指肠绒毛高度最低,C组固始鸡十二指肠绒毛高度最高,但各组间差异均不显著(P>0.05)。C组隐窝深度最深,且与对照组差异显著(P<0.05),A、B组与对照组差异不显著(P>0.05)。B组固始鸡十二指肠的V/C值较高,显著高于对照组和C组(P<0.05);A组与其他组差异不显著(P>0.05)。
![]() | 表5 大豆异黄酮对35日龄固始鸡小肠绒毛高度、隐窝深度和V/C值的影响 Table 5 Effects of soybean isoflavones on villus height,crypt depth and V/C value of small intestine of Gushi chickens at 35 days of age |
空肠:B组固始鸡空肠绒毛高度较高,显著高于对照组(P<0.05),且与A、C组差异不显著(P>0.05)。C组隐窝深度最浅,与A、B、D组均差异显著(P<0.05),且随着大豆异黄酮水平的增加隐窝深度有减小趋势。对照组固始鸡空肠的V/C值最低,与B组、C组差异显著(P<0.05),后两者间差异不显著(P>0.05);A组与其他组差异不显著(P>0.05)。
回肠:A、B组固始鸡回肠绒毛高度与C组差异不显著(P>0.05),显著低于对照组(P<0.05);B组与对照组和A组差异不显著。A、B组隐窝深度与对照组差异显著(P<0.05),C组与对照组差异不显著(P>0.05)。A组固始鸡回肠的V/C值最低,与对照组、C组差异显著(P<0.05),后两者间差异不显著(P>0.05);A组与C组差异显著(P<0.05),但与B组差异不显著(P>0.05)。 2.4 大豆异黄酮对固始鸡小肠杯状细胞的影响
经HE染色,光镜下观察,可见杯状细胞散在于肠黏膜上层柱状细胞之间,呈高脚杯状;其顶部胞质为大量黏原颗粒拥塞而膨隆,底部纤细;有小而深染的不规则核与少量嗜碱性物质,经PAS染色后呈红色。
从表6可知,十二指肠:21日龄时,十二指肠杯状细胞数量各组差异不显著(P>0.05)。35日龄时,B组十二指肠杯状细胞数量最高,其次是C组,这2组和对照组差异显著(P<0.05)。各组十二指肠杯状细胞数量随着日龄的增加呈逐渐增加趋势。
![]() | 表6 大豆异黄酮对固始鸡小肠杯状细胞数量的影响 Table 6 Effects of soybean isoflavone on the number of the small intestine goblet cells of Gushi chickens |
空肠:21日龄时,空肠杯状细胞数量A、B、C组均多于对照组,但是各组间差异不显著(P>0.05)。35日龄时,C组的杯状细胞数量最多,组间差异不显著(P>0.05)。各组空肠杯状细胞数量随着日龄的增加呈逐渐增加趋势。
回肠:21日龄时,回肠杯状细胞数量A、B、C组高于对照组,但除C组显著高于对照组外(P<0.05),其他组和对照组均无显著差异(P>0.05)。35日龄时,C组杯状细胞数量最高,其次是B组,这2组显著多于A组和对照组(P<0.05)。各组回肠杯状细胞数量随着日龄的增加呈逐渐增加趋势。 2.5 大豆异黄酮对固始鸡小肠肥大细胞数量的影响
从表7可知,十二指肠:21、35日龄时,C组的十二指肠肥大细胞数量均显著高于对照组(P<0.05);A、B组的十二指肠肥大细胞数量均高于对照组,但是差异不显著(P>0.05)。各组十二指肠肥大细胞数量随着日龄的增加呈逐渐增加趋势。
![]() | 表7 大豆异黄酮对固始鸡小肠肥大细胞数量的影响 Table 7 Effects of soybean isoflavone on the number of the small intestine mast cells of Gushi chickens |
空肠:21日龄时,A组空肠肥大细胞数量与对照组差异不显著(P>0.05),但是显著低于B、C组(P<0.05)。35日龄时,C组的肥大细胞数量最多,组间差异均不显著(P>0.05)。各组空肠杯状细胞数量随着日龄的增加呈逐渐增加趋势。
回肠:21日龄时,A组回肠肥大细胞数量与对照组差异不显著(P>0.05),但是显著低于B、C组(P<0.05)。35日龄时,C组杯状细胞数量显著高于B组(P<0.05),B组显著高于A组和对照组(P<0.05)。各组回肠杯状细胞数量随着日龄的增加呈逐渐增加趋势。 3 讨 论 3.1 大豆异黄酮对固始鸡体重的影响
大豆异黄酮是从非转基因大豆精制而成的生物活性物质,是一种具有多种重要生理活性的天然营养因子,是纯天然的植物雌激素,容易被机体吸收,能迅速补充营养。本试验研究结果显示,试验组固始鸡体重高于对照组,且随着大豆异黄酮添加水平的增加,体重增加,但是差异不显著。说明大豆异黄酮作为饲料添加剂在动物快速健康生长发育上能起到一定作用,但是不显著。 3.2 大豆异黄酮对固始鸡小肠长度的影响
小肠是机体消化、吸收营养物质的重要场所。肠绒毛作为小肠的重要组成部分,不但可以吸收营养物质,而且其强有力地、有规律地摆动也有助于排斥有害菌在肠道的定植。肠绒毛变短时,上皮细胞数量减少,对营养物质的消化吸收降低。小肠长度变短,可减少机体内脏器官的维持需要,有利于个体的生长。本试验结果显示,试验组各段小肠长度小于对照组,但均与对照组差异不显著。说明大豆异黄酮在一定程度上有缩短小肠长度的趋势。这方面的有关研究很少,具体机理有待进一步研究。 3.3 大豆异黄酮对固始鸡小肠绒毛高度、隐窝深度和V/C值的影响
肠隐窝是绒毛基部的肠上皮凹陷进入固有层所形成的管状结构。隐窝基底部的细胞在向上迁移到达绒毛的过程中成熟为具有吸收功能的上皮细胞。隐窝深度反映小肠上皮更新速度,隐窝变浅表明肠上皮细胞成熟率上升,分泌功能增强。
小肠V/C值是决定动物消化吸收功能的结构基础,它可以反映小肠的功能状况。V/C值大,说明肠黏膜面积较大,消化吸收能力较强,生长加快;V/C值小,则说明肠黏膜面积变小,黏膜受损,消化吸收能力差。
小肠绒毛是吸收养分的重要部位,其正常结构是营养物质被充分消化与吸收的基础,特别是绒毛高度、隐窝深度及V/C值是衡量小肠消化吸收功能的重要指标。肠绒毛高度与细胞数量显著相关,在指状绒毛中,绒毛高度与其肠上皮细胞数量有关。当绒毛变高时,肠上皮细胞数量增多,对养分的吸收能力高。隐窝深度反映了细胞生成率,细胞不断从隐窝基部向绒毛端部迁移、分化,以补充绒毛上皮的正常脱落。隐窝细胞生长速率减慢会造成肠绒毛萎缩。隐窝变浅表明肠上皮细胞成熟率上升,吸收功能增强。V/C值反映了小肠的功能状态,比值上升,黏膜改善,消化吸收功能增强[8, 9]。
在本试验中,大豆异黄酮在试验早期对改善固始鸡小肠绒毛高度、隐窝深度和V/C值有明显效果,后期也表现出一定促进作用,其中空肠、回肠对大豆异黄酮较为敏感,这可能是大豆异黄酮通过促进小肠肠腺细胞的分化和小肠上皮细胞的发育,改善肠道微生物环境,减少有害抗原对肠道的刺激,使固始鸡小肠绒毛高度和V/C值优于对照组,从而促进肠道对营养物质的吸收。大豆异黄酮可以替代激素在动物饲粮中添加,避免了药物残留引起的诸多问题。此外还发现,不同日龄各组V/C值由十二指肠到回肠有逐渐降低的趋势,这表明在正常的生长状态下十二指肠的细胞代谢更活跃,细胞周期更短。 3.4 大豆异黄酮对固始鸡杯状细胞的影响
杯状细胞分布在肠绒毛柱状细胞之间,杯状细胞的主要功能是分泌黏蛋白,黏蛋白是一种糖蛋白,释入管腔内成为润滑性黏液涂布于上皮表面,对上皮有保护作用。杯状细胞分泌的黏蛋白和柱状细胞分泌的复合糖蛋白组成了肠道黏膜上皮表面的细胞衣,而且细胞衣的糖蛋白和细胞膜的蛋白质、脂质结合牢固,可捕获微生物,是抵抗潜在致病原的重要物理屏障。
在饲粮中添加3、6、9 mg/kg 3种不同水平大豆异黄酮后发现,大豆异黄酮能够显著提高小肠中杯状细胞数量,增强肠道的物理屏障,阻止致病源的入侵。本试验结果还发现小肠杯状细胞分布从十二指肠到回肠呈逐渐增加的趋势。 3.5 大豆异黄酮对固始鸡肥大细胞数量的影响
肥大细胞主要分布于黏膜和皮下疏松结缔组织,特别在小血管周围、脂肪组织和小肠黏膜下组织等,其细胞表面表达高亲和力,可结合游离免疫球蛋白E(IgE),参与I型超敏反应。在饲粮中添加3、6、9 mg/kg 3种不同水平大豆异黄酮后发现,大豆异黄酮能够显著提高小肠中肥大细胞含量,本试验结果还发现小肠肥大细胞分布从十二指肠到回肠呈逐渐增加的趋势。 4 结 论
在本试验条件下,固始鸡饲粮大豆异黄酮的最适添加水平为6 mg/kg。
[1] | 穆莹,江连州.大豆异黄酮对奶牛乳腺上皮细胞增殖及泌乳性能的影响[J]. 中国畜牧兽医,2013,40(1):187-190. (![]() |
[2] | 许晶,孙艳梅,张永忠.高效液相色谱法快速测定大豆异黄酮制品中有效成分的研究[J]. 食品工业科技,2008,29(3):280-286. (![]() |
[3] | 蔡标,汪远金,王艳,等.大豆异黄酮对阿尔茨海默病大鼠乙酰胆碱代谢的影响[J]. 安徽中医学院学报,2013,32(1):57-60. (![]() |
[4] | LEE S J,AHN J K,KIM S H,et al.Variation in isoflavone of soybean cultivars with location and storage duration[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2003,51(11):3382-3389. (![]() |
[5] | 唐秀莹,陈正礼,罗启慧,等.大豆异黄酮对大鼠肠道上皮内淋巴细胞、杯状细胞及瘦素长型受体的影响[J]. 浙江大学学报:农业与生命科学版,2013,39(3):344-350. (![]() |
[6] | 刘琴,牛文慧,张薇娜,等.大豆与大豆芽中异黄酮的含量、组成及分布比较研究[J]. 食品工业科技,2013,34(21):60-64. (![]() |
[7] | 井乐刚,张永忠.大豆异黄酮的物理化学性质[J]. 中国农学通报,2006,22(1):85-87. (![]() |
[8] | 陈玉胜,张李阳.大豆异黄酮的药理功效研究进展[J]. 四川生理科学杂志,2011,33(1):26-28. (![]() |
[9] | NAIM M,GESTETNER B,ZILKAH S,et al.Soybean isoflavones.Characterization,determination,and antifungal activity[J]. Agricultural and Food Chemistry,1974,22:806-810. (![]() |
[10] | ARORA A,NAIR M G,STRASBURG G M.Antioxidant activities of isoflavones and their biological metabolites in a liposomal system[J]. Archives of Biochemistry and Biophysics,1998,356(2):133-141. (![]() |
[11] | AKIYAMA T,ISHIDA J,NAKAGAWA S,et al.Genistein,a specific inhibitor of tyrosine-specific protein kinases[J]. Journal of Biological Chemistry,1987,262(12):5592-5595. (![]() |
[12] | OKI T,SOWA Y,HIROSE T,et al.Genistein induces Gadd45 gene and G2/M cell cycle arrest in the DUl45 human prostate cancer cell line[J]. FEBS Letters,2004,577(1/2):55-59. (![]() |
[13] | 任国锋,杨俊峰,王萌,等.大豆异黄酮摄入对乳腺癌发病风险影响的荟萃分析[J]. 大豆科学,2012,31(5):817-820. (![]() |
[14] | SONG T T,HENDRICH S,MURPHY P A.Estrogenic activity of glycitein,a soy isoflavone[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,1999,47(4):1607-1610. (![]() |