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发布人：长沙上禾生物科技有限公司
发布日期:2023/5/12 10:17:29
肠道是动物体内的器官之一,具有消化和吸收、屏障作用、内分泌与免疫应答等生理功能,其健康对动物整体的健康必不可少。而肠道形态、肠道屏障完整性、肠道菌群组成和肠道免疫反应等是影响肠道健康的重要因素。
厚朴酚(magnolol)上禾生物是厚朴中主要的活性成分之一,与和厚朴酚(honokiol)上禾生物互为同分异构体,两者具有相似的生物活性,但在理化性质方面存在一定差异。已有研究报道,厚朴酚可通过提高肠道抗氧化能力、维系肠道微生态稳定、增强肠道紧密连接蛋白(tight junctions,TJs)表达等途径,进而维护肠道健康。本文以肠道健康作为切入口,总结厚朴酚在改善肠道形态、调节胃肠蠕动和增强肠道屏障等方面的功能,探讨厚朴酚调控动物肠道健康的可能机制,以期为深入研究厚朴酚对动物肠道健康的调控作用及其在畜禽生产中的应用提供参考。
厚朴酚是植物木兰科、厚朴属厚朴中的一种成分,木脂素类植物多酚(结构式见图1)。厚朴的主要活性成分其分子式为C18H18O2,化学名为5',5-二烯丙基-2,2'-联苯二酚。单体为无色针状结晶,溶于氯仿、乙醚和丙酮等有机溶剂,难溶于水,酚羟基和烯丙基是其主要功能基团。厚朴酚具有较好的热稳定性,可在25 ℃环境下存放47 d,80 ℃以下降解较慢,100 ℃时半衰期为70 h左右。
2 厚朴酚对肠道健康的调控及其作用机制
肠道既是动物对营养素消化吸收的场所,也是机体的免疫器官。动物的健康生长和较高的生产效益离不开健全的肠道功能。研究发现,厚朴酚可通过改善肠道形态、促进消化液分泌、调节肠道平滑肌的收缩和舒张以及调节肠道机械、化学、生物和免疫屏障功能等途径来维护机体的肠道健康。
营养物质的消化吸收是动物肠道的基本生理功能,一方面高效的消化吸收是肠道健康的标志;另一方面高效的消化吸收也影响着肠道结构的完整性及其正常生理功能的发挥。肠道形态,如绒毛高度、隐窝深度及绒毛高度与隐窝深度的比值(绒隐比)是影响动物肠道营养物质吸收效率的关键要素之一。
诸多研究表明,厚朴酚可提高不同动物、不同生理状况下肠道的绒毛高度及绒隐比。在正常生理情况下,饲粮中添加300 mg/kg厚朴酚均可不同程度提高肉鸡和肉鸭回肠绒毛高度及绒隐比以及蛋鸡空肠和回肠绒毛高度,表明厚朴酚可促进肠道消化吸收功能[6,8⇓-10];而饲粮中添加300 mg/kg厚朴酚还可改善受鸡白痢沙门菌属(Salmonella pullorum)感染肉鸡的空肠和回肠的绒毛高度及绒隐比[11]。对在小鼠上的研究发现,厚朴酚可改善奥沙利铂(oxaliplatin,OXL)和葡聚糖硫酸钠(dextran sulphate sodium,DSS)引起的结肠绒毛损伤、肠隐窝结构破坏和结肠长度缩短[12⇓-14]。此外,厚朴酚还可改善由产肠毒素大肠杆菌(enterotoxigenic Escherichia coli,ETEC)和脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导的小鼠和大鼠回肠绒毛高度、隐窝深度下调或回肠绒毛断裂、固有层暴露[15-16]。以上结果表明,厚朴酚具有修复受损的肠道形态结构的作用,这对肠道营养物质的消化吸收具有潜在积极影响。此外,除通过改善肠道形态外,厚朴酚还可通过促进胃泌素和胃动素分泌,部分改善了小鼠功能性消化不良[17]。
肠道蠕动过快或过慢对肠道健康都是不利的,过快会导致营养素吸收不良,电解质和水分在肠道内的相对含量增加,进而引起腹泻;过慢则会导致肠道内容物的过度发酵及病原微生物的大量繁殖,产生有毒、有害物质,破坏肠黏膜而引起腹泻[18-19]。
胃肠运动主要由平滑肌收缩和舒张来调节,而厚朴酚对不同功能状态肠道平滑肌的调节具有二元性,既可兴奋被抑制的肠道平滑肌,亦可抑制过度兴奋的肠道平滑肌。有研究表明,厚朴酚可通过靶向瞬时受体电位通道蛋白4(transient receptor potential vanilloid 4,TRPV4),减少细胞外钙离子(Ca2+)内流,调节大鼠十二指肠平滑肌的舒张,抑制乙酰胆碱对肠道的收缩[20]。另有研究显示,厚朴酚可明显促进L-精氨酸诱导的有胃肠蠕动障碍的大鼠胃排空和小肠蠕动,其机制一方面可能是通过减少一氧化氮(nitric oxide,NO)的产生,从而削弱NO舒张胃肠道平滑肌的作用;同时通过增加5-羟色胺的含量,进而促进胃肠道蠕动和营养物质吸收;另一方面,增加胃窦中干细胞因子(stem cell factor,SCF)和络氨酸激酶受体(c-kit)的mRNA和蛋白表达水平,来促进胃肠道蠕动[17,21]。在LPS诱导的胃肠动力障碍的研究中发现,厚朴酚一方面可通过调节炎症介质,减轻回肠平滑肌收缩力损伤,增强其转运[22];另一方面通过激活SCF/c-kit信号转导途径,抑制NO信号通路,进而维持Cajal间质细胞的功能,以加速回肠转运、促进回肠平滑肌收缩,最终改善LPS诱导的回肠蠕动障碍[23]。此外,厚朴酚还可抑制卡巴胆碱、5-羟色胺或乙酰胆碱诱导的豚鼠或大鼠结肠收缩,其原因可能与厚朴酚阻碍电压门控钙通道和受体门控钙通道的钙内流,阻断三磷酸肌醇敏感通路和兰尼碱敏感通路,抑制肌浆网膜对钙的释放,以及抑制大鼠结肠平滑肌细胞电压敏感L型Ca2+通道的活性有关[24-25]。
肠道屏障根据功能的不同可分为机械屏障、化学屏障、生物屏障和免疫屏障。保持完整的肠道屏障对维持动物正常的肠道生理功能至关重要,任何一个屏障受损可能都会导致肠道功能紊乱[26]。而厚朴酚可通过维护细胞间TJs结构、维持肠道微生物稳定、降低肠道炎症反应和提高肠道抗氧化能力等维护肠道屏障功能的完整性。
综上所述,厚朴酚通过改善肠道消化形态、蠕动功能和屏障功能来维持动物肠道健康。但是,在畜禽上的研究相对有限,不够系统和深入,在畜禽中的最适添加剂量也不明确,且其作用机制和靶点也有待深入探究。因此,未来可加强厚朴酚在畜禽肠道方面的研究。深入研究厚朴酚在不同动物、不同生长阶段、不同生理状况下对肠道形态、肠道蠕动功能和肠道屏障功能具体的调控机制和信号转导通路;确定厚朴酚在畜禽动物不同生长阶段的适宜添加剂量,以期为厚朴酚作为畜禽饲料添加剂的开发应用和维护动物肠道健康提供科学依据。
梅华迪 , 李袁飞 , 马现永 , 余苗. 厚朴酚对动物肠道健康的影响及其调控机制. 动物营养学报. 2023, 35(4): 2111-2118 https://doi.org/10.12418/CJAN2023.199
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