肠道微生物----益生菌改善高脂肪、高糖饮食肥胖小鼠的肠道菌群失调

肠道微生物群在宿主能量稳态中起着至关重要的作用，而宿主能量稳态受高脂饮食(HFDs)和高糖饮食(HCDs)的影响。多种研究表明益生菌治疗能有效调节肠道微生物群，然而，益生菌是否能有效改善HFD与HCD诱导的微生物群失调仍不清楚，该研究用益生菌制剂灌胃HCD与HCD小鼠，表明益生菌可改善高脂肪与高糖饮食肥胖小鼠肠道菌群失调。

文献ID： https://doiorg/101016/jnut201810002

题目： Probiotics improve gut microbiota dysbiosis in obese mice fed a highfat or high-sucrose diet

译文： 益生菌改善高脂肪与高糖饮食肥胖小鼠肠道菌群失调

期刊： Nutrition     IF： 3734

发表时间： 201810

通讯单位： 同济大学附属上海市第十人民医院普外科

80只小鼠在6周时分成三组，每组提供不同的饮食

HFD组：20% kcal蛋白质，20% kcal碳水化合物，60% kcal脂肪，524 kcal/g；

HCD组：20% kcal蛋白质，70% kcal蔗糖，10% kcal脂肪，4 kcal/g；

ND组：206% kcal蛋白质，674% kcal碳水化合物，12% kcal脂肪，364 kcal/g。

按照上述方式喂养13周后，每组小鼠分成两类；15周时，一类按照上述方式继续喂养，另一类在原先食物的基础上灌胃胶囊益生菌制剂（图1）。

胶囊益生菌制剂包含 Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium longum、Enterococcus faecalis (1:1:1)

每周测量体重与食物摄入量；6、9、19周时收集粪便样本测序；19周时处死小鼠。

测序区域及平台

16S rRNA 基因 V3-V4 测序； illumina平台

喂食13周后，相比ND组小鼠，HFD、HCD小鼠体重显著增加，15周时同种饮食条件下，添加益生菌与未添加益生菌的小鼠体重没有严重性差异。添加益生菌的小鼠体重继续增加，但增加变缓，尤其是HCD组（P<005）（图2A，2B）。为说明益生菌减缓体重增加的程度，该研究定义了一个新的指标——增重率（增重率=（19周时体重-15周时体重）100% / 15周时体重），HFD与HFD+P的增重率分别是1134%与597%；HCD与HCD +P 的增重率分别是817%and489%。

一直食用HFD的小鼠比HCD、ND比小鼠食物消耗量更大（图2C），但能量消耗量更低（图2D），HFD组和HCD组有更高的脂肪囊泡数量，益生菌治疗可以减少肝脂肪堆积（图2E）。

α多样性分析显示高卡路里饮食显著降低小鼠肠道微生物多样性；一些常见有益微生物如 Clostridium sensu stricto、Lactobacillus、Prevotella、Alloprevotella、Ruminococcus、Allobaculum、Olsenella 在HFD、HCD两种高卡路里饮食中显著降低；与肥胖呈负相关的微生物（如 Akkermansia ）以及产丁酸微生物（ Faecalibacterium 、 Bifidobacterium ）也表现出降低的趋势；而一些条件致病菌如 Bacteroides、Alistipes、Anaerotruncus  Oscillibacter、Escherichia/Shigella、Acinetobacter 等则显著升高（图3A）。

非加权的PCoA以及距离热图分析显示三组饮食小鼠肠道微生物组成存在显著性差异（图3B、3C）；进一步的线性判别分析显示 Bacteroides、Alistipes 是HCD的关键微生物， Barnesiella、Alloprevotella 是HFD的主要优势微生物，而 Lactobacillus、Prevotella 则是ND组的关键微生物（图2D）。

长期HCD饮食中增加的微生物 Escherichia/Shigella、Oscillibacter、Acinetobacter 等在加入了益生菌的HCD与HFD小鼠中开始降低；原先在高能量饮食中增加的微生物 Alistipes、Anaerotruncus、Bacteroides 同样被抗生素中和，原先降低的微生物 Allobaculum、Alloprevotella、Lactobacillus、Clostridium sensu stricto 在益生菌治疗后开始增加。

其他益生菌包括 Bifidobacterium 以及 Lactococcus 同样增加，与肥胖呈负相关的微生物 Akkermansia 在服用益生菌之后不再下降。益生菌抵消了HFD组 Olsenella 的原有下降趋势，甚至导致HCD组 Olsenella 明显增加（图4A）。

上述结果表明 Oscillibacter、Lactobacillus、Escherichia/Shigella、Clostridium sensu stricto 这些微生物更容易受到益生菌的干预。非加权的PCoA分析表明不论HCD还是HFD益生菌干预前后小鼠肠道微生物存在显著差异（图4C），表明益生菌可以逆转由HFD与HCD诱导肠道菌群变化的影响，且HCD诱导的小鼠肠道菌群对益生菌比HFD诱导的更敏感。

HCD与ND网络相关性分析显示，HCD与ND具有复杂的微生物群落关系，HCD中丰度下降的 Akkermansia 与同样下降的 Prevotella 有最强的正相关，而与在ND富集的微生物呈负相关，尤其是 Anaerotruncus （图5A）。益生菌干预后，原本的网络结构被打破，形成了以 Bifidobacterium、Lactococcus 多种益生菌为主的强正相关网络（图5C）。

同样，HFD组与ND组之间的微生物群落也与丰度变化呈较强的负相关，益生菌干预后，两者之间的正相关有益占主导地位（ Clostridium sensu stricto 与Lactococcus ）（图4B、D）。

1、 高热量饮食通过改变肠道内的微生物群，在一定程度上导致了肥胖；

2、 益生菌可以通过增加有益菌和减少促炎菌来改善高热量饮食引起的肠道菌群失调，尤其是在HCD诱导的肥胖中。

该研究探讨益生菌对HFD与HCD诱导的微生物群失调的影响，为HFD或者HCD引起的肥胖的治疗提供了一定的依据。

  1维护动物的肠道健康

益生菌抵抗病原微生物感染的机制包括产生有机酸、过氧化氢或抗菌物质、竞争营养素或结合位点、抗毒素作用、刺激免疫系统。在饲粮中添加益生菌可以减少断奶仔猪腹泻的概率，并增加肠道中乳酸菌数量和有机酸的含量，从而减少大肠杆菌的定植。在断奶仔猪饲粮中添加酵母菌能使肠道黏膜的巨噬细胞明显增多，增强仔猪对细菌感染的抵抗力。 此外益生菌还可以促进畜禽肠道黏膜绒毛高度、绒毛高度／隐窝深度值的增加，使肠道保持健康促进营养物质的消化吸收改善饲料转化效率。并且可以减轻断奶仔猪应激导致的肠道受损、消化功能紊乱等等，促进小肠黏膜结构的恢复，增加小肠绒毛高度和隐窝深度，并且使肠壁黏液层厚度降低同时改善营养物质的消化吸收。另外添加益生菌还可以提高采食量、回肠消化率和饲料转化率，提高断奶后5周的生长性能。

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2缓解不良应激 

热应激是目前影响动物生产性能的主要环境因素之一。过高的温度会导致动物的生理机能发生变化和紊乱，表现为采食量下降、生长缓慢、抵抗力降低，情况严重的使死亡率增加，给养殖户造成较大的经济损失。益生菌可以维持肉鸡的肠道菌群平衡从而影响下丘脑一垂体一肾上腺和下丘脑一垂体一甲状腺轴的活动，降低肾上腺皮质醇水平以减轻炎症反应，增强机体体液免疫。研究结果表明热应激破坏产蛋鸡肠道黏膜结构，降低肠道黏膜免疫水平，在每千克饲粮中添加1×10^7活菌单位的地衣芽孢杆菌可以明显改善热应激条件下肠道的黏膜结构，保持黏膜免疫反应，克服蛋鸡采食量和产蛋率的下降。另外饲粮中添加益生菌可以降低肉鸡的氧化损伤从而缓解热应激对肉鸡的不利影响。

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  3改善畜舍环境 

  益生菌加强了动物后段消化道中的微生物代谢活动，减少排泄物的恶臭气味并增加了使粪便分解的微生物数量，加强了畜舍中粪便的分解，因此益生菌能够改善畜舍的环境。

  4改善畜禽肉质品质 

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  5替代抗生素

  益生菌通过营养调控来维护肠道健康和改善肠道功能，是抗生素非常有潜力的替代品。饲粮中添加乳酸菌可降低小肠内容物脲酶的活性，使肉仔鸡的增重效果好于添加氯代土霉素。目前部分微生物饲料添加剂表现出了替代饲料中抗生素的巨大潜力。

饲料中添加益生菌有益无害，因此养殖户在购买饲料时可以仔细看看配料表种是否含有该成分。同时对益生菌进行深入研究，使其能在养殖过程中发挥出抗生素的作用。

现代人养鸡对鸡的营养需求和自己给鸡饲料营养都是比较了解的，对鸡某些时期需要的某些营养物质也会通过添加剂或者改善饲料来补足鸡所需的营养，让鸡更好的生长生产，小编在这里和大家聊聊这益生菌在养鸡中的作用。

　　1肉禽用量用法

　　① 雏鸡按每6000只，一天使用1公斤菌液;

　　② 青年鸡按每5000只，一天使用1公斤菌液;

　　③ 大鸡成鸡按每4000只，一天使用1公斤菌液;

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益生菌在养鸡中有什么作用

养鸡

　　④ 或不论鸡只大小，按每喂400公斤饲料的鸡群，一天用2公斤菌液;

　　用法：在这一天的某一个时段，添加到饮水中用完即可，例如假设您的鸡舍中有12000只雏鸡，则一天用2公斤，在上午或下午的某个时段中，添加于饮水中，当天吃完为准;

　　注意：可连续使用，也可间隔使用，例如用2天停1天，停用的一天，可以让清水适当的冲洗饮水管道;平均每只肉禽使用成本005～01元，可产生1元以上的效益;

　　2蛋禽用量

　　① 按每4000只产蛋鸡，一天使用1公斤菌液;

　　② 或按每喂400公斤饲料的鸡群，一天用1公斤菌液;

　　用法：在当天的某一个时段，添加到饮水中用完即可，例如您的一个鸡舍有8000只产蛋鸡，则一天用2公斤菌液，在上午或下午的某个时段中，添加于饮水中，当天吃完为准;

　　使用后，在开蛋时，输卵管炎明显减少。同时脏蛋减少。产蛋期，增加产蛋量，提高产蛋品质，可产生10元以上效益。

　　3家畜用量用法

　　10公斤以内仔猪，1公斤菌液兑水用于400头仔猪一天用;

　　10～25公斤保育猪，1公斤菌液兑水用于320头保育猪饮用一天;

　　25～60公斤中猪，1公斤菌液兑水用于280头中猪饮用一天;

　　60公斤以上，1公斤菌液兑水用于200只大猪饮用一天;

　　用法：在当天的上午或下午的某一时段，添加到饮水中吃完为准，至于1公斤菌液兑多少水，无所谓多少水，只要当天目标猪群都吃完了为准;

　　建议从出生～25公斤保育结束阶段，每3天使用一次，一共使用20次左右。每头仔猪费用为08元/头左右，可多增重1-3公斤，体格更为健壮，生长后劲足，猪群育成率显著提高。