动物营养学报    2019, Vol. 31 Issue (11): 5256-5261    PDF    
艾蒿水提物对脂多糖刺激的肉仔鸡小肠黏膜形态的影响
张凌会 , 杜海东 , 毛晨羽 , 张鹏飞 , 金晓 , 徐元庆 , 史彬林     
内蒙古农业大学动物科学学院, 呼和浩特 010018
摘要: 本试验旨在研究艾蒿水提物(AAE)对脂多糖(LPS)刺激的肉仔鸡小肠黏膜形态的影响。选用1日龄健康爱拔益加(AA)肉仔鸡96只,随机分为4个处理(每个处理设6个重复,每个重复4只鸡),处理1和2饲喂基础饲粮,处理3和4饲喂在基础饲粮中添加1 000 mg/kg AAE的试验饲粮。于试验第14、16、18、20天时,处理2和4肉仔鸡腹腔注射500 μg/kg BW LPS溶液,处理1和3肉仔鸡注射等量生理盐水。试验期共21 d。结果表明:当饲粮中不添加AAE(基础饲粮)时,注射LPS的肉仔鸡十二指肠和空肠绒毛高度显著低于注射生理盐水的肉仔鸡(P < 0.05),但饲粮中添加AAE可缓解因LPS引起的肉仔鸡绒毛高度的下降,且AAE与LPS存在显著互作效应(P < 0.05);而各处理间回肠绒毛高度、隐窝深度以及绒毛高度/隐窝深度均无显著差异(P>0.05)。上述结果提示,AAE可在一定程度上缓解LPS对肉仔鸡免疫应激所带来的肠黏膜损伤。
关键词: 艾蒿水提物    肉仔鸡    肠黏膜形态    脂多糖    
Effects of Artemisia argyi Aqueous Extract on Intestinal Mucosal Morphology of Broilers Stimulated with Lipopolysaccharide
ZHANG Linghui , DU Haidong , MAO Chenyu , ZHANG Pengfei , JIN Xiao , XU Yuanqing , SHI Binlin     
College of Animal Science, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010018, China
Abstract: This experiment was conducted to investigate the effects of Artemisia argyi aqueous extract (AAE) on intestinal mucosal morphology of broilers stimulated with lipopolysaccharide (LPS). A total of 96 one-day-old AA broilers were randomly divided into 4 treatments (6 replicates per treatment, 4 broilers per replicate). Treatments 1 and 2 were fed a basal diet, and treatments 3 and 4 were fed the basal diet supplemented with 1 000 mg/kg AAE. On days 14, 16, 18 and 20, respectively, the broilers in treatments 2 and 4 were intraperitoneally injected with LPS solution at a dose of 500 μg/kg BW, and the broilers in treatments 1 and 3 were injected with the same amount of normal saline. The test period was 21 days. The results showed as follows:when no AAE was added in diets, the villus height of duodenum and jejunum of broilers injected with LPS was significantly lower than that of broilers injected with normal saline (P < 0.05), but the addition of AAE to the diet alleviated the decrease of villus height caused by LPS, and there was significant interaction between AAE and LPS (P < 0.05); but for ileum, there were no significant differences in villus height, crypt depth, and the ratio of villus height to crypt depth (P>0.05). The above results suggest that AAE can alleviate the intestinal mucosal damage caused by immune stress in broilers stimulated with LPS to a certain extent.
Key words: Artemisia argyi aqueous extract    broiler    intestinal mucosal morphology    lipopolysaccharide    

在过去的10多年间,人们越来越关注肉仔鸡胃肠道健康问题,因其与肉仔鸡的整体健康和生长性能的提高有着密切的联系,这一观点日益得到认可[1]。动物的胃肠道是营养物质消化吸收的重要场所和免疫屏障。外来刺激会使小肠组织形态和功能发生改变。小肠黏膜组织形态与结构的完整性既能反映肠道的健康水平,又决定着消化道的消化吸收功能[2]。在生产过程中,饲养者想要保证家禽健康和提高生产性能就必须加强对肠道黏膜的保护。正常情况下,肠道能选择性吸收营养物质,使得肠腔内的大分子有害物质不能通过肠道细胞进入血液等循环系统中,肠道对外界病原体和致病因子起到一定的抵御作用。肠黏膜是机体的第1道屏障,最易受到伤害,肠道感染可导致其他脏器功能衰竭,因此保持肠道黏膜及免疫系统的完整性对动物生产来说具有重要意义[3]。新孵出的雏鸡免疫系统不成熟,免疫功能低下,极易感染传染性疾病。因此,通过在雏鸡免疫力脆弱时期使用天然来源的添加剂以增强肠道免疫防御功能已成为动物营养研究领域的热点之一。

目前,一些源自草药的天然药物已被用作饲料添加剂[4-5]。有研究表明,植物源添加剂对肉仔鸡生长性能、消化功能和肠道健康有一定的改善效果[6-8]。艾蒿(Artemisia argyi)是一种菊科多年生草本小灌木植物,主要分布在北温带地区,其应用十分广泛,除用作药材外,还可作为食材等。艾蒿具有很多的生物活性成分,如多糖类、黄酮类、有机酸和精油等[8]。而现代科学也已证实艾蒿对动物健康有许多益处,具有抗氧化、抗肿瘤、抗炎、抗凝血和免疫调节等功效[8-10]。此外,有研究指出,艾蒿多糖作为艾蒿的主要活性成分可在一定程度上增强肉仔鸡小肠的吸收能力[11]

脂多糖(LPS)是在所有革兰氏阴性细菌膜中发现的主要成分,并且是肠免疫系统的刺激物。LPS会减少肉仔鸡的采食量,从而阻碍肠道发育并降低肠道的吸收功能。体外注射LPS能够引起黏膜厚度、肠壁厚度、绒毛高度以及绒毛高度/隐窝深度(V/C)的下降[12]。冯焱等[13]的试验结果表明,动物受到应激原刺激,肠道黏膜形态发生一些改变,引起肠道黏膜损伤,继而影响机体对营养物质的吸收,降低动物的生长性能。

近年来,畜禽养殖业的挑战越来越突出,一方面,国家出台的行业政策更为严格,环境可持续理念接受度逐渐增加,养殖企业的准入门槛也日益提高;另一方面,市场的消费者愈加重视畜产品的安全品质,生态、健康和绿色的产品更加受欢迎。鉴此,解决饲料中抗生素添加问题,寻找绿色、安全并能够提高生产性能的饲料添加剂己迫在眉睫。迄今,已有研究表明,艾蒿水提物(AAE)能够提高动物的营养物质代谢率,改善肠黏膜形态。而蒿属植物提取物对LPS刺激后能否改善机体胃肠道健康的研究甚少。本试验在前人研究的基础上,探讨AAE对LPS刺激的肉仔鸡小肠黏膜形态的影响,为其在肉鸡生产中的合理应用提供科学依据。

1 材料与方法 1.1 试验材料

细菌LPS:菌属O55 : B5,货号L2880,购于Sigma-Aldrich公司,用生理盐水配制成浓度为100 μg/mL的溶液。

AAE:本试验所用艾蒿采自内蒙古自治区呼和浩特市和林格尔县境内,为7月花期,全株收割,室温下阴干后切成1.5 cm左右小段,加水煮沸提取3次,每次30 min(加水比例分别为1 : 20、1 : 16、1 : 12),收集3次上清液过滤后用旋转蒸发仪浓缩,冻干后制成干粉冻存于-20 ℃备用,试验所用剂量均以风干粉剂为标准进行计算。

1.2 试验动物及分组

本试验采用2×2两因素完全随机试验设计,选用1日龄、体重为(44.64±0.25) g的健康爱拔益加(AA)肉仔鸡96只,并随机分为4个处理,每个处理设6个重复,每个重复4只鸡。各处理鸡的初始体重经方差检验差异不显著(P>0.05)。处理1和2饲喂基础饲粮,处理3和4饲喂在基础饲粮中添加1 000 mg/kg AAE的试验饲粮。于试验第14、16、18、20天时,处理2和4肉仔鸡腹腔注射500 μg/kg BW LPS溶液,处理1和3肉仔鸡注射等量生理盐水。试验期共21 d,分为非应激期(1~14 d)和应激期(15~21 d)。

1.3 基础饲粮

基础饲粮为玉米-豆粕型,参照NRC(1994)营养需要配制,为粉状配合饲粮,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)
1.4 饲养管理

本试验在内蒙古农业大学西校区动物科学学院动物营养代谢室进行。试验前对鸡舍进行熏蒸消毒处理。试验鸡采用单层笼养,每组的6个重复按鸡笼的位置不同分开排列,以消除环境因素的影响。试验前3天要保持1 d 23 h的恒定光照,之后直到第3周每天14 h光照,3周后每天再保持23 h的恒定长光照。采用自然通风制度,保持舍内空气清洁。鸡笼统一采用红外线加热装置的自动控温系统,在试验前3天内舍温保持33 ℃,之后每周降低3 ℃,直至降至21 ℃后保持恒定不变。试验期间每天人工清粪1次。试验鸡自由采食,自由饮水,并按常规免疫程序进行免疫。

1.5 测定指标及方法

在试验第21天,从每个处理中随机选取6只鸡(每个重复1只),颈静脉放血处死,打开腹腔,分割十二指肠、空肠和回肠,剪取各肠段中上游部位约5 cm,放置在福尔马林泡瓶中保存。采用石蜡切片法制作肠道组织切片,在电子显微镜下测量各肠段绒毛高度和隐窝深度,并计算V/C。

1.6 数据处理

试验数据经Excel 2007整理后,利用SAS 9.0软件GLM模型进行两因素方差分析,模型主要包括AAE效应和LPS效应以及二者之间的互作效应,同时对4个处理进行单因素方差分析,采用Duncan氏法进行多重比较。P < 0.01表示差异极显著,P < 0.05表示差异显著,0.05≤P < 0.10表示差异趋于显著。

2 结果与分析 2.1 AAE对LPS刺激的肉仔鸡十二指肠黏膜形态的影响

表 2可知,当饲粮中不添加AAE时,注射LPS的肉仔鸡十二指肠绒毛高度显著低于注射生理盐水的肉仔鸡(P < 0.05);当饲粮中添加AAE时,注射LPS与否对十二指肠绒毛高度无显著影响(P>0.05),说明AAE可以缓解LPS对十二指肠黏膜造成的损伤。此外,十二指肠隐窝深度以及V/C各处理之间差异均不显著(P>0.05)。

表 2 AAE对LPS刺激的肉仔鸡十二指肠黏膜形态的影响 Table 2 Effects of AAE on duodenal mucosal morphology of broilers stimulated by LPS

根据两因素方差分析可知,当应激处理作为主效应时,注射LPS的肉仔鸡十二指肠绒毛高度极显著低于注射生理盐水的肉仔鸡(P < 0.01),但对十二指肠隐窝深度的影响不显著(P>0.05)。而AAE和LPS对各项指标均未呈现显著的互作效应(P>0.05)。

2.2 AAE对LPS刺激的肉仔鸡空肠黏膜形态的影响

表 3可知,当饲粮中不添加AAE时,注射LPS的肉仔鸡空肠绒毛高度显著低于注射生理盐水的肉仔鸡(P < 0.05),当饲粮中添加AAE时,注射LPS与否对空肠绒毛高度无显著影响(P>0.05),说明AAE对LPS造成的空肠黏膜损伤有一定的缓解作用;此外,各处理之间隐窝深度均无显著差异(P>0.05)。

表 3 AAE对LPS刺激的肉仔鸡空肠黏膜形态的影响 Table 3 Effects of AAE on jejunum mucosal morphology of broilers stimulated by LPS

根据两因素方差分析,饲粮处理作为主效应时,添加AAE对肉仔鸡空肠绒毛高度与隐窝深度无显著影响(P>0.05);而应激处理作为主效应时,注射LPS的肉仔鸡空肠绒毛高度极显著低于注射生理盐水的肉仔鸡(P < 0.01),且注射LPS的肉仔鸡空肠隐窝深度有显著低于注射生理盐水肉仔鸡的趋势(0.05≤P < 0.10);此外,AAE与LPS对空肠绒毛高度具有显著的互作效应(P < 0.05)。

2.3 AAE对LPS刺激的肉仔鸡回肠黏膜形态的影响

表 4可知,各处理之间回肠绒毛高度、隐窝深度以及V/C均无显著差异(P>0.05),AAE与LPS对回肠黏膜形态也无显著的互作效应(P>0.05)。

表 4 AAE对LPS刺激的肉仔鸡回肠黏膜形态的影响 Table 4 Effects of AAE on ileum mucosal morphology of broilers stimulated by LPS
3 讨论

小肠黏膜是营养物质消化和吸收的主要场所,同时也是机体内外环境之间发挥机械保护作用的组织学屏障,在吸收营养物质和防御外来病原体入侵方面发挥关键作用。因此,研究和开发能够保护和改善家禽小肠黏膜形态结构的绿色饲料添加剂,对于保证机体健康和提高生产性能具有重要的生产实践意义。

小肠绒毛高度和隐窝深度是肉仔鸡小肠黏膜消化系统健康的重要标志,完整的小肠形态结构可保证其消化和吸收功能。绒毛高度与小肠吸收面积有关,绒毛变长意味着小肠吸收能力增强,新陈代谢加快。隐窝深度反映了细胞的增殖率,隐窝变深,则表示细胞成熟率下降,消化液分泌减少,对营养物质的吸收能力减弱[14]。已有研究表明,饲粮中添加植物提取物可以改善肉仔鸡的肠黏膜形态。刘晓静等[15]发现,饲粮中添加一定剂量的沙蒿籽粉可增加肉仔鸡的小肠绒毛高度,降低隐窝深度,扩大小肠黏膜吸收面积。本试验也得到相似的结果,饲粮中添加AAE提高了肉仔鸡十二指肠绒毛高度,降低了隐窝深度。另外,添加AAE对小肠各段(十二指肠、空肠、回肠)产生不同影响,分析其原因可能是由于各段的内环境不同,而导致这种不同的因素可能是肠道内pH或各种消化酶的活性的差异,有研究表明,pH随肠段的后移逐渐由酸性向中性过度,消化酶的活性也随着肠段的后移呈现出降低的趋势[16],因此我们推断随着肠段的后移AAE的含量及生物活性逐渐降低,进而导致其对小肠各段的影响不同。

大量研究表明,腹膜注射LPS会引起机体产生免疫应激,而当机体发生应激时,动物的胃肠道极易受到损伤[17]。范伟等[18]研究发现,LPS刺激导致各段小肠黏膜隐窝加深,V/C降低。在本试验中,注射LPS降低了肉仔鸡十二指肠和空肠的绒毛高度,但饲粮中添加AAE会改善这一结果,且AAE与LPS存在互作效应,说明AAE可以在一定程度上缓解LPS对肉仔鸡的免疫应激所带来的肠黏膜损伤。由此可以得出,LPS会降低肉仔鸡小肠黏膜绒毛高度和V/C,提高小肠黏膜隐窝深度,对小肠形态结构产生负面影响,而添加AAE会使这种不良影响得以缓解。

4 结论

本试验表明,饲粮中添加AAE对LPS刺激的肉仔鸡的十二指肠和空肠黏膜形态有一定改善作用,但是对回肠黏膜形态没有显著影响。

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