摘要
肥育猪的饲养普遍采用自由采食模式，这会导致饲料利用效率及酮体品质降低。限饲通过控制畜禽的采食量或改变饲料的营养水平，使其获得的营养物质量少于正常量，从而提高畜禽胴体品质。 能量摄入的减少导致食物在短时间内被消耗，随后每天禁食时间更长，这意味着限饲对健康的影响可能部分归因于更长的禁食时间。间歇性禁食减少了体重、脂肪量和热量摄入，但动物却存在强烈的饥饿感，易造成应激。褪黑素影响能量代谢、血脂和体重，从而调节脂肪细胞代谢，如脂解、脂肪生成、脂肪细胞分化和脂肪酸摄取等。因此，禁食和褪黑素及其互作会对动物体产生何种影响值得深入研究。 本研究主要探究间歇性禁食（intermittentfasting,IF）结合补充褪黑素对模式动物小鼠的脂肪沉积、肠道菌群和代谢的影响及其机制，进而研究限饲对肥育猪生长、肠道菌群和代谢的影响，为限饲在畜牧生产中的推广提供理论依据。 1、禁食与添加褪黑素对小鼠生长、肠道菌群和代谢的影响 试验选取48只6周龄雄性C57BL/6J小鼠（23.0±0.9g），随机分为4组（12只/组）：对照组（C）、间歇性禁食组（F）、褪黑素组（M）、间歇性禁食+褪黑素组（MF）。C组和M组小鼠自由获取食物和水，F组和MF组小鼠隔日喂养（共15个周期）。M组和MF组饮水中加入褪黑素，添加剂量根据饮水量调整使其口服剂量为10mg/kg体重。每天测量体重和食物/水摄入量。试验结束时，给小鼠腹腔注射戊巴比妥钠（50mg/kg体重），心脏采血，离心后取上清用于血清生化指标分析；采集附睾脂肪、肝脏和肠道组织用于HE染色观察形态；收集肠道内容物用于16SrRNA基因测序以及代谢组学测序。 结果表明：1）IF能显著降低体重的增长、血糖、总胆固醇、甘油三酯和胰岛素水平，添加外源褪黑素显著提高小鼠血清褪黑素水平（P＜0.05）。2）IF引起脂肪细胞体积明显减小，每平方毫米脂肪细胞数显著增加（P＜0.05）。3）IF改变了肠道菌群结构，F组和MF组与C组和M组明显分离，在门水平上，禁食对Firmicutes、Bacteroidetes以及Firmicutes/Bacteroidetes有显著影响（P＜0.01）；在属水平上，与C组相比，F组Lactobacillus,Ruminococcus,Akkermansia的丰度显著增加（P＜0.05）并且显著降低了Helicobacter、Prevotella和Parasutterella（P＜0.05）的丰度。4）代谢组学分析显示，F组与C组代谢物区别明显，差异代谢物主要是糖类、氨基酸，富集的通路主要为糖类、氨基酸的分解代谢。 由此可见，IF能够改变小鼠的肠道微生物区系和代谢，并通过减少小鼠体重的增加及脂肪细胞大小和降低血糖、TC、TG预防肥胖的发生。 2、限饲对肥育猪生长、肠道菌群和代谢的影响 试验选择16头“长×大”二元杂交肥育阉公猪（86.13±3.50kg），分为两个组：对照组（Con）和限饲组（Res）。Con组自由采食，Res组饲喂量为Con组的70%。试验期38天，期间记录采食量、体重和背膘变化，采集血液。试验结束时屠宰取内脏称重，血液离心后吸取上清用于血清生化指标和氨基酸水平测定，取肝脏和肠道组织经HE染色后观察形态；取结肠内容物用于16SrRNA基因扩增子测序、代谢组学和短链脂肪酸分析。 结果表明：1）Res组猪末重、平均采食量、平均日增重极显著低于Con组（P＜0.01）；限饲38天后，Res组猪背膘厚显著低于Con组（P＜0.05），最长肌厚显著高于Con组（P＜0.05）。2）在试验第20天，Res组血清总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、丙氨酸氨基转移酶（ALT）、天门冬氨酸氨基转移酶（AST）含量均显著低于Con组（P＜0.05），肌酐（CREA）含量显著高于Con组（P＜0.05）。在试验第38天，Res组血清TC、TG、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）、ALT、AST含量均显著低于Con组（P＜0.05），CREA含量显著高于Con组（P＜0.05）。3）与Con组相比，Res组回肠内容物异丁酸、异戊酸、戊酸浓度显著升高（P＜0.05）。4）与Con组相比，Res组肠道菌群结构并未发生改变，但门水平上Proteobacteria,Cyanobacteria显著降低（P＜0.05）;Elusimicrobiota显著升高（P＜0.05）；在属水平上，与Con组相比，Res组Lachnospiraceae_XPB1014_group,Candidatus_Saccharimonas,Escherichia-Shigella,Gastranaerophilales丰度显著降低，而Romboutsia,unclassified_c_Bacilli丰度显著升高。5）Res组肠道代谢物与Con组有明显区分，两组差异代谢物主要是一些氨基酸，Res组代谢物显著富集的通路为：泛酸和辅酶A的生物合成，苯丙氨酸、络氨酸和色氨酸生物合成，亚油酸代谢，苯丙氨酸代谢，缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成，丙氨酸代谢，氨酰tRNA生物合成。 由此可见，30%限饲虽然降低了肥育猪生长性能，但提高了背最长肌厚度、血清肌酐浓度，降低了血脂水平，提高了结肠内容物中异丁酸、异戊酸、戊酸浓度；限饲没有改变肠道菌群结构，影响了部分菌的相对丰度；限饲改变了肠道代谢物，主要影响部分氨基酸的合成与分解。 本研究通过对小鼠间歇性禁食和对肥育猪30%限饲发现：30%限饲能改善猪的饲料利用效率，两种限饲均能降低动物的增重、血清葡萄糖和血脂水平，均能明显改变动物肠道代谢。
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