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蛋白质摄入过多会增加肠道微生物的蛋白质发酵,引起动物尤其是幼龄动物肠道微生物区系和免疫功能受到明显影响,生产性能也因此而降低;此外,动物氮排放会显著增加,造成严重的环境污染和蛋白质资源的浪费。本试验以SD大鼠为动物模型,设计不同水平的高蛋白质饲粮,旨在研究高蛋白质饲粮对SD大鼠物质代谢、肠道微生物区系以及肠道免疫功能的影响,为科学设计畜禽尤其是断奶仔猪饲粮提供科学参考。研究内容一:高蛋白质饲粮对SD大鼠物质代谢的影响80只180~200 g健康42日龄SD雄性大鼠,随机分为4组,分别饲喂以下四组饲粮:20%CP(对照)、28%CP、38%CP和50%CP,每组4个重复,每个重复5只,试验期为42天。试验结果显示:(1)高蛋白质饲粮(28%CP,38%CP,50%CP)显著降低SD大鼠平均日增重(P<0.05);与对照组比,50%CP组料重比显著提高(P<0.05),附睾脂肪和双侧肾周脂肪重量显著降低(P<0.05)。(2)50%CP组SD大鼠血清谷氨酸氨基转移酶、天门冬氨酸氨基转移酶活性显著高于其他各组(P<0.05);38%CP,50%CP组显著减少总胆固醇、甘油三酯及高密度脂蛋白胆固醇的含量(P<0.05)。(3)与对照组相比,28%CP,38%CP组SD大鼠血液中性细胞比率和淋巴细胞数显著提高(P<0.05),38%CP,50%CP组SD大鼠嗜碱性粒细胞显著降低(P<0.05)。(4)与对照组相比,50%CP组SD大鼠血清神经肽-Y、脂联素含量明显升高(P<0.05);38%CP组空腹胰岛素含量、胰岛素抵抗显著低于其他三组(P<0.05)。(5)50%CP组SD大鼠肝脏p-AMPK2α、ACC-1蛋白相对表达量显著高于其他组,AMPK2α、p-ACC-1蛋白相对表达量显著低于其他组(P<0.05);38%CP组SD大鼠肝脏SEBRP-1和p-SEBRP-1蛋白相对表达水平显著高于对照组(P<0.05);与对照组相比,高蛋白质饲粮(28%CP,38%CP,50%CP)SD大鼠肝脏CPT-1蛋白相对表达水平均降低(P<0.05)。(6)相对于对照组,升高饲粮蛋白质水平主要改变了SD大鼠结肠黏膜脂肪酸类以及磷脂类物质,试验中的大部分棕榈酸、硬脂酸、二十二烷酸等饱和脂肪酸浓度相对于对照组下降,甘油和各种磷脂等脂类物质也呈同样的趋势。与对照组比,38%CP组结肠内容物岩藻糖的表达减少,但是50%CP组的表达没有显著变化。研究内容二:高蛋白质饲粮对SD大鼠肠道免疫功能的影响80只180~200 g健康42日龄SD雄性大鼠,试验设计与研究内容一致,在试验期最后一天采集结肠组织和结肠黏膜,用于测定肠道粘膜形态结构、肠道损伤程度、免疫相关因子和结肠黏膜屏障相关蛋白。(1)与对照组比,50%CP组显著提高SD大鼠结肠绒毛高度(P<0.05);38%CP组结肠隐窝深度显著降低,绒毛高度/隐窝深度显著升高(P<0.05);50%CP的SD大鼠回肠绒毛高度/隐窝深度、杯状细胞数量与对照组比显著提高(P<0.05)。(2)高蛋白质饲粮(28%CP,38%CP,50%CP)的SD大鼠肠道DAO含量显著升高(P<0.05);高蛋白质饲粮(28%CP,38%CP,50%CP)显著提高SD大鼠结肠粘膜中免疫球蛋白G、免疫球蛋白M;与对照组相比,50%CP组转化生长因子-β、肿瘤坏死因子-α,28%CP组白介素-6含量明显提高(P<0.05);28%CP组分泌型免疫球蛋白A、白介素-8含量显著高于其他组(P<0.05)。(4)SD大鼠摄入高蛋白质饲粮(28%CP,38%CP,50%CP)结肠黏膜NF-ΚB、TLR-4蛋白相对表达量显著降低(P<0.05),38%CP组结肠黏膜RIP-2蛋白相对表达水平显著高于其他组(P<0.05)。(5)50%CP组SD大鼠血液中B细胞、NK细胞数量显著升高(P<0.05);高蛋白质饲粮(28%CP,38%CP,50%CP)显著降低结肠NK细胞表达水平(P<0.05)。与对照组比,50%CP组显著提高结肠CD4、CD8细胞数量,降低CD3细胞数量。(P<0.05)。试验三:高蛋白质饲粮对SD大鼠肠道微生物区系的影响。80只180~200 g健康42日龄SD雄性大鼠,试验设计与试验一一致,试验期最后一天,每组随机选取6只大鼠,共24只大鼠,采集结肠内容物。试验结果显示:在门水平上,SD大鼠结肠内容物中38%CP组厚壁菌门微生物表达量最高,随着饲粮蛋白质水平的提高,拟杆菌门微生物相对丰度呈现先减后增的趋势,20%CP组和50%CP组拟杆菌门微生物相对丰度几乎一致,变形菌门、疣微菌门、放线菌门微生物相对丰度呈现先增后减的趋势。在纲水平上,随着饲粮蛋白质水平的提高,拟杆菌纲微生物相对丰度和门水平的变化趋势一致。螺旋体菌纲微生物相对丰度呈先增后减的趋势。疣微菌纲仅在20%CP、38%CP、50%CP组检测到,且随着饲粮蛋白质水平的提高,微生物相对丰度增加。综上所述。高蛋白质饲粮(28%、38%、50%CP)显著降低SD大鼠日增重;高蛋白质饲粮(38%CP、50%CP)减少了机体脏器脂肪沉积、降低了结肠黏膜脂肪酸类以及磷脂类等代谢物质、调控脂肪合成途径的各种调节酶,提高机体的脂质代谢;高蛋白质饲粮(28%、38%、50%CP)显著降低SD大鼠结肠NF-ΚB、TLR-4蛋白表达量、提高DAO的活性、减少肠粘膜上皮细胞的损伤,高蛋白质饲粮(28%、38%CP、50%CP)SD大鼠结肠粘膜免疫相关因子含量显著增加,外周血B细胞亚型分化数量显著增加,结肠NK细胞亚型的分化数量显著减少,机体炎症反应增加,降低了肠粘膜免疫功能;高蛋白质饲粮(28%CP)使SD大鼠结肠微生物区系结构更丰富,微生物相对丰度显著升高。