鳗鲡(Anguilla spp.)肉质鲜美、营养丰富,被视为滋补佳品[1]。随着鳗鲡集约化养殖模式的推广,我国鳗鲡产业发展速度较快,但存在一些管理和病害问题[2-3]。在提倡生态养殖的背景下,亟须寻找能够替代水产药品和抗生素的绿色添加剂。肉桂醛具有多重生物学活性,可在抗菌、抗氧化、抑制炎症反应和调节菌群结构等方面促进畜禽动物的肠道健康[4-5]。近年来,通过包埋和纳米乳化等处理方式,肉桂醛在水产动物中也获得了理想的应用效果。如肉桂醛制成的纳米颗粒可显著提高罗非鱼(Oreochromis niloticus)的生长性能,改善罗非鱼在缺氧应激和嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)侵染条件下的生理机能,降低病死率[6]。Zhou等[7]研究表明,肉桂醛通过调节肠道消化酶活性和氨基酸转运蛋白(AATs)mRNA水平,提高草鱼的消化和吸收能力。上述深层调节通常与肠道的基础结构息息相关[7-8],提供了更直观的角度判断肉桂醛等新型添加对动物肠道的影响。目前,肉桂醛在鳗鲡中的应用报道较少,本研究从组织结构的角度初步评价了肉桂醛对鳗鲡肠道的潜在影响,以期为新型饲料添加剂的开发和应用提供参考。1材料与方法1.1试验设计试验采取单因素随机试验设计,将大小规格相近、健康状况良好的日本鳗鲡(4.56±0.02)g约36万尾随机随机分为对照组和试验组,每组3个重复,每个重复放养约6万尾,于6口精养池中(15 m×15 m,水深0.7 m)饲养。对照组(C组)日本鳗鲡投喂基础饵料,试验组(P组)日本鳗鲡投喂基础饵料+250 mg/kg肉桂醛。试验所用基础饵料为市售鳗鲡黑仔配合饵料,由进口鱼粉、鱼油、α-淀粉、复合维生素、复合矿物质等原料制成,基础饵料营养水平见表1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.11.012.T001表1基础饵料营养水平项目粗蛋白粗脂肪粗纤维总磷赖氨酸粗灰分含量48.56.50.81.83.712.0注:营养水平均为实测值。%肉桂醛由江苏某饲料科技公司提供,分别以二氧化硅和聚丙烯酸钠作为载体和赋形剂,净含量为50%。1.2饲养管理试验期30 d,饵料与水按1.0∶1.2比例打料,每日6:00和18:00投喂。试验期间水体溶解氧保持在5.0 mg/L以上,维持水温在25~27 ℃,pH值在6.5~7.5,氨氮和亚硝酸分别低于盐0.15和0.02 mg/L。1.3测定指标及方法试验结束后,试验鱼进行24 h饥饿处理,从每口池中随机抽取6尾鳗鲡用于后续试验。在冰浴条件下剖取鳗鲡肠道,分别截取前肠、中肠和后肠,以中性福尔马林缓冲液固定,经清洗、脱水、包埋和切片处理,以苏木精-伊红(Hematoxylin - eosin staining,HE)染色法染色。染色完成的切片采用中性树脂封片,室温风干,日产OlympusBX-41TF显微镜进行观察、拍照和测量。1.4数据统计与分析试验数据采用SPSS 19.0软件进行单因素方差分析(One-way ANOVA),Duncan's法进行多重比较分析。结果以“平均值±标准差”表示,P0.05表示差异显著。2结果与分析通过放大观察,横向切片中清晰可见肠道黏膜、黏膜下层、肌层和浆膜等基础结构。鳗鲡前肠、中肠和后肠的组织结构基本相同,主要差异体现在黏膜层。2.1肉桂醛对鳗鲡前肠结构的影响(见图1、表2)由图1可知,C组前肠的整体形态明显优于P组,绒毛密集、细长且具有广泛的分支结构,几乎布满整个肠腔。两组绒毛表层均见柱状上皮细胞整齐排列,外部纹状缘边界清晰,无组织脱落现象。C组中前肠淋巴细胞主要沿基底膜正常排列,P组的部分样本可见淋巴细胞在黏膜下层聚集而呈现轻微的炎性浸润。图1两组鳗鲡前肠切片注:Su为黏膜下层;MC为肌层;Se为浆膜层。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.11.012.F1a1(a)C组(200 μm)10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.11.012.F1a2(b)C组(100 μm)10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.11.012.F1a3(c)P组(200 μm)10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.11.012.F1a4(d)P组(100 μm)由表2可知,前肠结构显示,C组前肠绒毛数量均显著低于P组(P0.05),形态短粗,有一定的分支退化现象。肌层组织主要由环形平滑肌构成,P组前肠的肌层厚度显著高于C组(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.11.012.T002表2肉桂醛对日本鳗鲡肠道结构的影响项目组别肌层厚度/μm绒毛数量/个绒毛高度/μm杯状细胞/个前肠C组25.72±2.02b26.32±0.31bc310.84±21.32d5.77±0.21abP组40.86±5.87a30.30±0.14a632.04±22.57a5.56±0.09b中肠C组19.03±2.42c25.13±0.24c285.40±16.54d4.94±0.11cP组39.84±5.34a28.25±0.26ab608.39±19.45ab4.41±0.10d后肠C组23.34±3.25bc24.50±0.21c252.41±19.68e5.94±0.12aP组37.76±5.31a24.56±0.16c513.17±22.51c6.26±0.11a注:同列数据肩标不同字母表示差异显著(P0.05),相同字母或无字母表示差异不显著(P0.05);下表同。2.2肉桂醛对鳗鲡中肠结构的影响(见图2)由图2可知,在C组中,多数样本可见固有层和黏膜下层发生大范围的炎性浸润,绒毛间质宽度明显增加;大量淋巴细胞同时还向上皮细胞之间迁移,引发上皮水肿和脱落现象。P组中虽然也有白细胞聚集(主要是嗜酸性粒细胞)和淋巴细胞迁移现象,但是黏膜结构未受到明显影响。由表2可知,鳗鲡C组和P组中肠的绒毛数量和绒毛高度均低于前肠(P0.05),绒毛分支也明显减少。P组中肠的结构基础优于C组,肌层厚度、绒毛数量、绒毛高度均显著提高(P0.05)。杯状细胞数量显著低于C组(P0.05)。图2两组鳗鲡中肠切片注:Ne为中性粒细胞;Eo为嗜酸性粒细胞;E为水肿;N为上皮脱落。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.11.012.F2a1(a)C组(200 μm)10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.11.012.F2a2(b)C组(50 μm)10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.11.012.F2a3(c)P组(200 μm)10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.11.012.F2a4(d)P组(100 μm)2.3肉桂醛对鳗鲡后肠结构的影响(见图3)由图3可知,两组后肠均有严重的炎症反应,杯状细胞数量异常增加,P组的部分样本出现绒毛坏死现象。图3两组鳗鲡后肠切片注:HGC为杯状细胞增生;N为上皮脱落;D为变性(坏死)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.11.012.F3a1(a)C组(200 μm)10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.11.012.F3a2(b)C组(50 μm)10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.11.012.F3a3(c)P组(200 μm)10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.11.012.F3a4(d)P组(50 μm)由表2可知,与中肠绒毛数量和绒毛高度相比,鳗鲡后肠的绒毛数量和绒毛高度进一步梯度下降,P组的下降幅度较为明显(P0.05)。除绒毛高度保持优势之外,试验组鳗鲡后肠的绒毛数量和分支形态与对照组相比差异均不显著(P0.05)。3讨论动物肠道的生理功能与其结构基础相适应,改善肠道结构可以促进营养物质的消化和吸收,增强机体对病原体的抵御能力[8]。研究表明,肉桂醛可以显著提高鱼类的生产性能[9-10]。Zhou等[7]研究发现,肉桂醛能够改善草鱼中肠和后肠的绒毛结构,通过增强肠道消化酶活性和上调氨基酸转运蛋白(AATs)mRNA水平提高草鱼的消化和吸收能力。肉桂醛还可以激活胰岛素样生长因子(IGF-1)以增强鱼体对蛋白质的合成与积累[11]。Rolin等[12]研究发现,在饵料中添加1%的肉桂提取物使鲶鱼(Pangasianodon hypophthalmus)酮体的蛋白含量提高了24%。本研究中,肉桂醛整体提高了鳗鲡肠道的绒毛数量、高度和分支结构,在结构基础上改善了肠道的消化和吸收功能。肉桂醛也明显增加了鳗鲡肠道的肌层厚度,为肠道蠕动提供额外的动力[8],有助于提高鳗鲡的生长。组织细胞之间形成紧密连接构成了肠道黏膜物理屏障的基础[8,13]。研究表明,肉桂醛等植物精油可以通过促进肠道上皮紧密连接蛋白Occludin和胞质蛋白ZO-1等基因的表达增强仔猪肠道的完整性,减少因通透性增加而引发的感染风险[14]。本研究中,一些黏膜结构的异化现象(如绒毛间质增厚和末端膨大等)与炎症反应具有潜在的相关性。Fronte等[15]认为,绒毛增厚是固有层发生炎性浸润的结果,上述变化可以提供更有效的物理屏障防止细菌易位[16],但浸润发生的程度和影响范围难以界定。因为在C组的中肠以及P组的后肠中还发现了上皮脱落和组织坏死等现象,上述变化均对肠道的吸收效率存在负面影响。一些特定的功能性物质有助于改善鱼类的肠道结构,增强非特异免疫水平,如维生素、氨基酸、胆汁酸和中草药等[17-20]。目前,肉桂醛在相关方面的研究报道还很有限。Zhou等[21]研究发现,肉桂醛能够改善草鱼在嗜水汽单胞菌(A. hydrophila)侵染下的免疫功能,并通过NF-κB信号通路影响炎症相关细胞因子的表达抑制炎症反应。本研究中,肉桂醛明显改善了鳗鲡前肠和中肠的炎症反应,对后肠的影响则相对有限,可能与肉桂醛未经包埋处理有关。但肉桂醛似乎整体下调了鳗鲡肠道的杯状细胞数量,结果与蒋溥等[22]在半滑舌鳎中的研究具有一定的相似性。杯状细胞的突出功能之一是分泌黏液蛋白,进而在肠道上皮外组成黏液屏障抵御病原体[13,16]。Ringø等[16]研究发现,杯状细胞增加是肠道对病原体入侵的免疫应答反应。说明P组后肠中杯状细胞的数量异常增加可能与其发生炎症反应有关,因为在正常情况下,鳗鲡肠道从前至后杯状细胞的数量呈递减趋势[23]。4结论肉桂醛可有效增加日本鳗鲡的绒毛数量和绒毛高度,肌层厚度和绒毛分支也得到改善。肉桂醛可以减少鳗鲡肠道炎症的发生,维持组织结构的完整性。
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