丁酸钠对肥胖孕鼠代谢和胰岛β细胞功能的影响和其分子机制

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丁酸钠在动物生产中的研究进展

丁酸钠在动物生产中的研究进展

丁酸钠在动物生产中的研究进展作者:罗佳捷,张彬,王洁来源:《湖南饲料》 2011年第4期摘要:丁酸钠是一种绿色、无公害的饲料添加剂,具有改善动物生产性能、调节肠道群落结构、维持肠道正常形态及增强机体免疫功能等多种作用。

对丁酸钠的理化性质、生物学功能、在动物生产中的应用、使用中的优化措施及应注意事项等方面进行了综述,并展望了其广阔的应用前景。

关键词:丁酸钠动物生产添加剂丁酸钠(Sodium Butyrate)又名正丁酸钠,其有效成分是一种短链挥发性脂肪酸- 丁酸。

丁酸水脂两亲,但偏重于亲脂,饲喂后能部分避过小肠的水性环境,直接进入盲肠和结肠,从而在小肠水平上发挥其抑制病原菌及促进动物生长等生理功能。

此外,丁酸还能起到饲料酸化剂的作用,但因其具有游离性和挥发性等特点,在生产中通常将其制成相对稳定的钠盐。

丁酸钠流动性较好,易与其他饲料混合,且不会改变饲料的pH 值,无污染、无有害残留,已成为当今倍受关注的抗生素替代品之一。

1丁酸钠的理化性质丁酸钠的分子式为C4H7O2Na,相对分子质量为110.09,自然温度425.0℃,闪点69.0℃,熔点250.0-253.0℃,容重0.96gms/cm3(20℃),目前已经广泛应用于食品、医药、化工、饲料养殖等行业。

丁酸钠是白色至类白色、似绒毛状的粉末,具有特殊的奶酪酸败气味,吸湿性好,易溶于水,水溶液呈碱性。

其在常规贮存和室温、密封状态下较稳定,但不可与性质相反的物质、粉尘、过热、强氧化剂混存。

2丁酸钠的生物学功能2.1 维持消化道的微生物群落平衡丁酸钠在pH 值为4-6 时不易被分解,饲喂后大部分能避过胃液的酸性环境,直接进入动物的盲肠和结肠继续发挥作用。

丁酸进入细菌细胞后可分解为丁酸根离子和氢离子,随着胞内氢离子浓度的升高,对氢离子耐受性差的病原性细菌,如大肠杆菌、沙门氏菌和梭状芽孢杆菌等便大量死亡,而抗酸性较强的乳酸杆菌等有益菌则得以存活,并且能大量的增殖,从而起到有效调节动物胃肠道有益菌和有害菌之间平衡的作用,使整个肠道趋于健康状态,减少动物疾病的发生。

丁酸钠在猪生产中的应用研究进展

丁酸钠在猪生产中的应用研究进展

养猪SWINE PRODUCTION2019第3期丁酸钠在猪生产中的应用研究进展吴智强1,谭腾凌2(1.华农恒青科技股份有限公司,江西南昌330013;2.江西省进贤县畜牧局,江西南昌331700)中图分类号:S828.5文献标志码:A文章编号:1002-1957(2019)03-0013-04收稿日期:2018-11-20作者简介:吴智强(1983-),男,江西上饶人,硕士,主要从事猪的营养和饲料方面研究工作.E-mail:wzq220088@在集约化养猪生产中,随着猪的生长速度加快,饲养密度增加,猪群不可避免地会受到不同程度的影响,造成免疫力降低,腹泻等肠道健康问题。

目前普遍采用的方法是在饲料中添加抗生素来控制,但是随着人们越来越关注抗生素的耐药性和药物残留,许多国家已经明令禁止在饲料中使用抗生素,我国在全面禁用抗生素方面的法律法规也已经提上了日程。

因此,寻找合适的替代抗生素的添加剂成为了行业的热点,在替代抗生素的饲料添加剂中,丁酸被认为是肠道相关淋巴组织发育所必需的主要肠上皮细胞能量来源并且对不耐酸物种具有较高的杀菌效力,例如大肠杆菌和沙门氏菌。

除此之外,丁酸还具有修复肠道,提高机体免疫力等很多方面的作用。

丁酸由于不稳定不适合饲料加工,常以钠、钾、镁和钙盐形式用作饲料添加剂,其中丁酸钠是最常见的形式。

1丁酸钠的特点1.1丁酸钠的结构特征丁酸钠(Sodium butyrate ),相对分子质量为110.09,自燃温度425.0℃,熔点250.0~253.0℃,容重0.96g/mL (20.0℃)。

在2006年被农业部列入《饲料添加剂品种目录》。

丁酸钠一般呈白色至类白色,为可吸湿性粉末,似绒毛状,具有特殊的奶酪酸败样气味,易溶于水,水溶液pH 呈碱性,对光和热稳定。

丁酸钠在动物体内离解为丁酸根(C 4H 7O 2-)和钠离子(Na +)。

丁酸根具有水脂两亲性,偏重于亲脂,在pH 4~6时一般不易被分解,丁酸根最终代谢产物为酮体和CO 2,为肠黏膜细胞提供约75%的能量。

丁酸钠在畜牧生产中的研究进展

丁酸钠在畜牧生产中的研究进展

高动物 生产 性 能、 改善 肠道 形 态 、 维持 肠 道微 生 态平衡 等 方面起 着重要 作 用 。本文就 丁 酸钠 的相 关研 究进 展作 一 汇 总 , 并对 丁酸钠 未 来的研 究作 了展 望 。
关键 词 : 丁酸钠 ; 添加 剂 ; 生理功 能 ; 畜禽
Ree r h Ad a c so o im tr t n Anma s a d y sa c v n e n S du Buy aei i l Hu b n r
和结肠进行 N 一 a K 交换 , 或者把二氧化碳转 化为碳酸而分解 出氢离子和碳 酸氢根。丁酸等
短链 脂 肪 酸 , 旦被 盲 肠 上皮 细 胞 吸收 后 , 一 即被
促进肠道乳酸杆菌的增殖 , 降低大肠埃希氏菌的
数量 , 起着改善 断奶仔猪肠道微生态平衡 的作
用 。
转运至肝脏进一步代谢或用作消化道上皮细胞
Ha e ge W a gJqa g Z a g B oo g n P n fi n iin h n a tn
Ab t a t o i m uy ae a o i m atfr o u y i cd, a n h soo i f n — sr c :S d u b tr t , sa s d u s l o m f t r a i h s ma y p y i lgc u c b c t n n a i l u b n y s c si r vn r w h p r r n e k e i g b t rmo p o o ia o - i si n ma s a d u h a mp o i gg o t e o ma c , e p n e t r h lgc l n o h f e c i r t n c o r a im a n e o n e t e f u a in a d mi ro g n s b a c fi t s n .T i a e u g o l i h s p p rs mma ie h e e r h a v n e r d t e rs a c d a c s z a d t e f t r e e r h p o p c fs d u b t r t . n h u u e r s a c rs e t o i m u y a e o Ke o d :o i m u y a e a d t e p y il gc f n t n;ie t c p u t y W r s s d u b t r t ; d i v ; h soo i u c i l s k; o l y i o v o r

丁酸钠对重症急性胰腺炎大鼠肺损伤的保护作用

丁酸钠对重症急性胰腺炎大鼠肺损伤的保护作用
u m t a u r o c h o i a t e i n t o b i l i o p a n c r e a t i c d u c t r e s p e c t i v e l y , 3 0 S D r a t s we r e r a n d o ml y d i v i d e d i n t o c o n t r o l g r o u p , S AP g r o u p a n d Na B t r e a t me n t g r o u p . T h e we d d y r we i g h t r a t i o o f l u n g ,p a n c r e a t i c a n d l u n g p a t h o l o g i c a l c h a n g e s ,l u n g c e l l a p o p t o — s i s we r e d e t e c t e d . Re s u l t s T h e d y r r a t i o o f l u n g r e d u c e d i n Na B t r e a t me n t g r o u p . T h e p a t h o l o g i c a l c h a n g e s o f p a n c r e a s a n d l u n g a l l e v i a t e d o b v i o u s l y . T h e l u n g t i s s u e a p o p t o s i s r a t e s i n t h e Na B t r e a t me n t g r o u p we r e h i g h e r t h a n t h o s e i n t h e S AP g r o u p .Co n c l us i o n Na B c a n c o n t r i b u t e t o t h e a p o p t o s i s o f r a t l u n g t i s s u e , a l l e v i a t e t h e a c t i v a t i o n o f n e u t r o p h i l a n d

丁酸钠对仔猪抗大肠杆菌感染的作用及其机制研究

丁酸钠对仔猪抗大肠杆菌感染的作用及其机制研究

丁酸钠对仔猪抗大肠杆菌感染的作用及其机制研究丁酸盐由肠道微生物发酵产生,除了具有为肠道上皮细胞供能、影响肠道分泌功能、促进上皮组织生长发育、提高动物生长性能等功能外还能够缓解感染引起的炎症反应,但其缓解炎症的内在作用机制还不清楚。

本研究通过建立E. coli O157:H7感染仔猪模型和细胞模型,从丁酸盐诱导内源性抗菌肽表达的角度探讨丁酸盐抗大肠杆菌感染的作用机制,进一步从组蛋白乙酰化修饰方面研究丁酸盐调控猪内源性抗菌肽表达的机制。

为此开展了以下研究:试验一丁酸钠对仔猪抗E. coli O157:H7感染的作用研究丁酸钠可以缓解E. coli O157:H7攻毒引起的仔猪生长性能的降低,减少粪便中E. coli O157:H7数量,缓解肠道炎症反应,改善肠道绒毛形态,提高仔猪肠道抗菌肽表达,增强仔猪抗病力。

①丁酸钠缓解了E. coli O157:H7感染引起的仔猪临床症状。

E. coli 0157:H7感染后仔猪皮毛杂乱,采食量降低,平均日增重持续降低,仔猪肾脏出现损伤,呈现溶血性尿毒综合症症状,而添加丁酸钠后可以显著改善上述临床症状;②丁酸钠显著减少了感染仔猪粪便中E. coli0157:H7数量;③丁酸钠缓解了E. coli O157:H7感染引起的仔猪肠道形态和屏障功能损伤,E. coli O157:H7感染造成肠道绒毛脱落,绒毛高度变短,隐窝加深,绒毛隐窝比值显著降低,同时感染降低了肠道跨膜电阻TER值,血清中D-乳酸和二胺氧化酶含量显著升高,仔猪肠道通透性增大,而添加丁酸钠可以缓解E.coli 0157:H7感染造成的肠道形态损伤和屏障功能破坏;④丁酸钠缓解了E. coli0157:H7感染引起的仔猪血清中促炎因子IL-1β、IL-6、TNF-α以及免疫球蛋白IgA, IgG含量升高,缓解了感染引起仔猪肠道组织巨噬细胞和噬中性粒细胞免疫浸润;⑤丁酸钠显著提高了仔猪肠道抗菌肽pBD2和pBD3的表达。

丁酸钠在养猪生产中的应用研究进展

丁酸钠在养猪生产中的应用研究进展

丁酸钠(SB)是一种经肠道微生物发酵产生的短链脂肪酸,具有绿色环保、无赖药性以及无药残等优良特性,于2003年被列入《饲料添加剂品种名录》,被认为是一种有效以及绿色的抗生素替代物,广泛应用于养猪生产。

大量的研究发现,SB对养猪生产具有多种作用,可有效改善猪群的生长(生产)性能、免疫性能、肠道微生态以及抗氧化性,也有研究表明,使用SB具有改善猪对养分的消化利用率、猪的抗菌能力、血清生化指标以及脂肪沉积等功效。

SB的使用,对养猪生产效益起到了积极作用。

本文结合国内外的相关研究,就SB在养猪生产中的应用展开综述,并分析了其理化特性以及代谢途径,进而阐明SB在养猪生产中应用的可行性和必要性,为SB在养猪生产中的应用提供基础的理论依据和参考,进而促进我国养猪业朝着无抗、绿色以及高效的方向发展。

1SB的理化特性及其代谢1.1SB的理化特性丁酸钠(SB)是一种经肠道微生物发酵后产生的短链脂肪酸,是由丁酸根(C4H7O2-)和钠离子(Na+)组成的一种稳定形式,丁酸是SB发挥作用的主要成分(张卫辉等,2008)。

SB是一种钠盐,其分子式为CH3CH2CH2COONa,分子量为110.09,主要理化特性如下:①熔点:250.0~253.0℃;②溶解性:易溶于水和脂,与脂的亲和力强于水;③白色可吸湿的粉末,呈绒毛状;④酸碱度:其水溶液呈碱性;⑤稳定性:对光和热稳定;⑥气味:呈奶酪酸败样气味(张建刚等,2012)。

1.2SB的代谢丁酸是由肠道微生物(拟杆菌门和厚壁菌门)发酵产生的,可在结肠部位被免疫细胞的特异性受体识别;在肝脏中,SB通过丁酰辅酶A合成酶等途径生产乙酰-COA,从而进入柠檬酸循环(Guilloteau等,2010);进而调节能量代谢和线粒体功能,减少糖酵解,增加-氧化,并增强三羧酸循环和氧化磷酸化(Xing等,2016)。

研究发现,SB的最终代谢产物主要为酮体和二氧化碳(CO2),SB经此步骤后可为黏膜细胞提供75%的能量(雷奇等,2007)。

丁酸钠对饮食诱导肥胖大鼠的作用

丁酸钠对饮食诱导肥胖大鼠的作用

对 于 高脂 饮 食 敏 感 的 S D大鼠 , 在 其 高 脂 饲 料 中添 加 丁 酸 盐 能 够 改 善 其 体 质 量 增 加 与 体 质 指 数 , 减 少 体 脂 肪 含
量, 降低 血 脂 与 血 清 瘦 素 水 平 .
关键词
丁酸 钠 ;高脂 饲 料 ;肥 胖 文 献标 志码 A
朱 涵 , 谭 莎 莎 ,杨 虹 ,王 凌 H
( 1 . 华 中农 业 大 学 食 品 科 学 技 术 学 院 , 环境 食 品 学 教 育 部 重 点 实 验 室 , 武汉 4 3 0 0 7 0 2 . 武汉市普爱医院 , 武汉 4 3 0 0 3 0 )
摘 要 为 建 立 由 高脂 饲 料 诱 导 的 肥 胖 易 感 ( o b e s i t y — s u s c e p t i b l e ,O S ) 和肥 胖抵抗 ( o b e s i t y - r e s i s t a n t ,OR) 大 鼠 模 型, 并探 讨 在 高脂 饲 料 中添 加 丁 酸钠 对 二 者 的 作 用 , 给予 S D( S p r a g u e - D a wl e y ) 大 鼠 高脂 饲 料 饲 喂 3周 后 依 据 其
E — ma i l : z d x b n s b @z j u. e d u . c a D OI : 1 0. 3 7 8 5 / j . i s s n. 1 0 0 8 — 9 2 0 9 . 2 0 1 4 . 0 9. 1 9 2
丁 酸 钠 对饮 食 诱 导肥 胖 大 鼠的作 用
浙 江 大 学 学报 ( 农业与生命科学版) 4 1 ( 2 ) : 1 9 5 ~2 0 0 , 2 0 1 5
J o u r n a l o f Zh e j i a n g Un i v e r s i t y( Ag r i c .8 L Li f e Sc i . ) h t t p: / / www. j o u r n a l s . z j u. e d u . c n / a g r

丁酸钠替代抗生素在水产上的应用1

丁酸钠替代抗生素在水产上的应用1

丁酸钠替代抗生素在水产上的应用1--------------------------------------------------------------------------作者: _____________--------------------------------------------------------------------------日期: _____________丁酸钠替代抗生素在水产动物上的应用丁酸钠在陆生动物上的研究进展已经广为普及,也因为全球抗生素滥用所造成的抗药性,欧盟决定于 2006 年禁止用抗生素作为所谓的“生长促进剂”添加到饲料中。

在寻找抗生素替代品的过程中丁酸钠由于具有广泛的生物调节作用而逐渐引起人们的关注。

许多科学研究报告已证实丁酸钠在陆生动物具有以下的作用, 例如抑制人类结肠粘膜发炎及癌症生成;改善禽类的蛋壳品质及减少肉鸡下痢;增长增生猪肠道绒毛、使肠壁变丰厚;及刺激犊牛瘤胃肌层及突触的生长。

至于丁酸钠在鱼类上的应用,可从以下的试验得到验证。

(1)丁酸钠对罗非鱼生长、血液参数及免疫反应的影响(Ahmed H.A., 2015) 1)试验设计选择健康状况良好的罗非鱼 200 条,随机分成两个处理组,每个处理组各 100 条。

对照组饲喂基础日粮,丁酸钠组饲喂基础日粮添加 0.03%丁酸钠,基础日粮含有蛋白质 24.7%,总能 3896 千卡/公斤。

罗非鱼的喂食量以每日 3%鱼体重量喂食;每日分两餐。

2)试验结果表 1 丁酸钠对罗非鱼的生长表现表 2 丁酸钠对罗非鱼肉品质的影响表 3 丁酸钠对罗非鱼血清蛋白、血葡萄糖及肝指数的影响注:肩字母不同表示差异显著(P〈0.05)(2)丁酸钠对美洲鳗鲡采食、生长性能及抗氧化能力的影响(ZhangS,2011)1)试验设计选择健康状况良好的美洲鳗鲡 600 条,随机分成三个处理组,每个处理组设 2 个重复,每个重复各 100 条。

高脂饮食和丁酸钠干预对大鼠十二指肠线粒体能量代谢和肠钙吸收的影响

高脂饮食和丁酸钠干预对大鼠十二指肠线粒体能量代谢和肠钙吸收的影响
(Research Center of Food Nutrition and Functional Food Engineering Technology, School of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi 214122, China)
收稿日期:2018-11-09 基金项目:“十二五”国家科技支撑计划项目(2012BAD33B05) 第一作者简介:马淑华(1993—)(ORCID: 0000-0002-5703-7571),女,硕士,研究方向为机体抗氧化和线粒体代谢调控。
E-mail: mashuhua1993@ *通信作者简介:唐雪(1981—)(ORCID: 0000-0003-3249-9953),女,副教授,博士,研究方向为营养功能因子代谢。
※营养卫生
食品科学
2020, Vol.41, No.01 147
高脂饮食和丁酸钠干预对大鼠十二指肠线粒体 能量代谢和肠钙吸收的影响
马淑华,唐 雪*,张 凯,孙勇娟,李颖瑞,幸新干
(江南大学食品学院,食品营养与功能食品工程技术研究中心,江苏 无锡 214122)
摘 要:目的:探讨丁酸钠(sodium butyrate,NaB)对肥胖易感(obesity prone,OP)和肥胖抵抗(obesity resistant,OR)大鼠十二指肠线粒体能量代谢和肠钙吸收的影响。方法:将70 只SD雄性大鼠随机分为5 组:正常 饮食组(CON)、肥胖易感组(OP)、肥胖易感NaB干预组(OP+4% NaB)、肥胖抵抗组(OR)及肥胖抵抗 NaB干预组(OR+4% NaB)。每周监测大鼠体质量增加量和采食量,20 周实验结束,采样分析其十二指肠氧化 还原状态相关指标、线粒体抗氧化酶活力、能量代谢以及钙吸收和血钙稳态相关指标;采用实时荧光定量聚合酶 链式反应对十二指肠抗氧化通路、钙离子转运相关基因表达进行分析;用Western blot对重要抗氧化蛋白表达水平 进行分析。结果:与OP组相比,OP+4% NaB组大鼠体质量增加量显著降低(P<0.05),十二指肠总抗氧化能 力(total antioxidant capacity,T-AOC)极显著增加(P<0.01),丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量显著降 低(P<0.05);十二指肠抗氧化相关基因Nrf2和NQO-1 mRNA表达极显著上调(P<0.01),GSK-3β mRNA表达 显著下调(P<0.05);Nrf2蛋白表达显著上调(P<0.05);线粒体能量代谢指标乙酰CoA含量、NADH/NAD+ 极显著降低(P<0.01),ATP水平极显著升高(P<0.01);线粒体内部抗氧化酶相关指标活性氧(reactive oxygen species,ROS)含量极显著降低(P<0.01),锰-超氧化物歧化酶活力极显著升高(P<0.01),谷胱甘 肽过氧化物酶(glutathion peroxidase,GSH-Px)活力显著升高(P<0.05);钙平衡实验相关指标尿钙排出量显 著降低(P<0.05),钙贮留水平显著升高(P<0.05)。与OR组相比,OR+4% NaB组大鼠十二指肠中T-AOC和 GSH-Px活力极显著升高(P<0.01),MDA含量显著降低(P<0.05);抗氧化相关基因Nrf2 mRNA表达显著上调 (P<0.05);线粒体能量代谢指标ATP水平显著升高(P<0.05),其他指标无显著性变化(P>0.05)。与OR组 相比,OR+4% NaB组大鼠钙平衡实验和血液钙稳态及钙离子转运相关指标也无显著性差异(P>0.05)。结论:NaB 干预可提高OP和OR组大鼠十二指肠抗氧化能力,减少ROS产生,维护线粒体氧化还原稳态,增加OP大鼠肠钙贮留水 平和钙离子转运能力,且干预效果在不同肥胖表型大鼠中存在差异,对OP表型效果最好。 关键词:线粒体;丁酸钠;抗氧化;氧化应激;肥胖易感

丁酸钠对重症急性胰腺炎大鼠肺损伤的保护作用

丁酸钠对重症急性胰腺炎大鼠肺损伤的保护作用

丁酸钠对重症急性胰腺炎大鼠肺损伤的保护作用目的探讨丁酸钠对大鼠重症急性胰腺炎(SAP)合并肺损伤的治疗作用。

方法牛磺胆酸钠逆行胰胆管注射制作SAP动物模型,30只SD大鼠分成对照组、SAP组及丁酸钠(NaB)治疗组,检测胰腺湿/干重比值、胰腺及肺脏病理改变、肺脏细胞凋亡情况。

结果NaB治疗组肺组织湿/干重比值下降;NaB治疗组胰腺及肺组织病理改变明显减轻。

NaB治疗组肺组织细胞凋亡指数显著高于SAP 组。

结论NaB可以有效诱导SAP大鼠肺组织细胞发生凋亡,减轻肺损伤。

标签:丁酸钠;重症急性胰腺炎;细胞凋亡;肺损伤重症急性胰腺炎(severe acute pancreatitis,SAP)容易引起全身炎症反应综合征(systemic inflamatory response syndrome,SIRS),如果没有及时控制病情可进一步发展成为多器官功能障碍综合征(multiple organ dysfunction syndrome,MODS),救治困难,死亡率高。

多器官中肺损伤最常见,30%的SAP患者可发生明确的急性肺损伤(acute lung injury,ALI);严重者可发生急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)[1-2]。

细胞凋亡与SAP及其引起的肺损伤密切相关,胰腺腺泡细胞凋亡可能是急性胰腺炎发生后对机体较为有利的一种反应,诱导胰腺或肺细胞凋亡可以有效减轻局部及全身炎症反应,是治疗SAP的有效途径[3]。

丁酸钠(sodium butyrate,NaB)能够诱导肿瘤细胞和多种非肿瘤细胞的凋亡,但NaB诱导肺组织细胞凋亡以及对SAP并发的急性肺损伤治疗作用方面的研究不多,本研究通过建立SAP动物模型,探讨NaB对大鼠SAP的并发症急性肺损伤的治疗作用。

1 材料与方法1.1 实验动物健康雄性SD大鼠(吉林大学实验动物中心提供)30只,体重200~250 g,随机分为对照组、SAP组、NaB治疗组,每组各10只。

丁酸钠对动物胃肠道影响的研究进展(PDF)

丁酸钠对动物胃肠道影响的研究进展(PDF)
收稿日期: 2009 01 18 作者简介: 曲悦( 1974- ) , 女, 辽宁人, 讲师, 硕士, 主要从事动物
病理学的教学和科研工作。
接进入盲肠和结肠继续发挥作用。作为一种生物调 节剂, 丁酸在维持细胞的分化和结肠上皮的完整性、 提高动物生产性能方面发挥着重要作用。因其具有 游离性和挥发性的特点, 饲料生产中将其制成相对 稳定的钠盐 丁酸钠。丁酸钠具有无污染、无有害 残留和独特的营养生理功能等特点而逐渐成为热门 的抗生素替代品之一。 1 丁酸钠的结构和理化性质
丁酸钠调节胃肠道菌群的机理很少见报道, 且 说法不一。有些学者报道丁酸进入细菌内, 分解为 丁酸根离子, 随着细胞内氢离子浓度升高, 一些对氢 离子耐受性大的有益菌( 如乳酸杆菌) 存活下来, 并 大量繁殖, 而对氢离子耐受性弱的有害菌( 如大肠杆 菌、沙门氏菌) 大量被杀死, 从而保证整个胃肠道更 加健康。然而有趣的是一些研究人员利用其他有机 酸( 如甲酸或乙酸) 试验结果表明, 有机酸增加了盲
中国畜牧兽医 2009 年第 36 卷第 8 期
生理生化
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丁酸钠对动物胃肠道影响的研究进展
曲悦
( 辽宁医学院畜牧兽医学院, 锦州 121000)
摘要: 作者在介绍丁酸钠在动物养殖应用的基础上 , 着重介绍丁酸钠对动 物胃肠道的 影响, 并进一步 探讨其机理, 以期 为
今后国内外饲用丁酸钠的研制开发和应用提供参考。
中国畜牧兽医 2009 年第 36 卷第 8 期
生理生化
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肠中沙门氏菌的含量。分析其原因可能与酸化剂的 种类有关, 如不同的有机酸可能会激活或抑制动物 机体中不同的代谢途径。结果显示, 在应用促生长 添加剂时不仅仅要考虑其对胃肠道所定植菌群含量 的影响, 更应考虑酸化剂可能与机体某种代谢途径 有关, 进一步的证据有待继续研究。 3. 2 对胃肠道形态结构的影响 小肠的肠绒毛长 度, 隐窝深度、黏膜厚度及绒毛表面积是衡量小肠消 化吸收功能的重要指标。李可洲等( 1999) 报道, 丁 酸钠可以促进肠黏膜细胞的增生, 促进空肠和回肠 上皮细胞 的增 殖, 有利 于动物 的生 长。王 继凤 等 ( 2008) 报道, 在饲料中添加 500 mg/ kg 丁酸钠, 可 增加肉鸡小肠绒毛的高度、V/ C 值、黏膜厚度及肌 层厚度, 提高肉鸡小肠对营养物质吸收的能力。 Kot unia 等( 2004) 在 3 日龄仔猪人工乳中加入丁酸 钠, 饲喂 1 周后发现, 丁酸钠使十二指肠绒毛高度和 黏膜厚度降低, 空肠和回肠隐窝深度、绒毛长度和黏 膜厚度增加。Jurko w ska 等( 2003) 认为添加丁酸钠 明显增加胃黏膜及肌膜厚度, 远侧段空肠及回肠隐 窝深度, 绒毛长度及黏膜厚度, 但是十二指肠黏膜厚 度明显降低。Claus 等( 2007) 在日粮中添加脂肪包 被的丁酸盐研究其对猪小肠黏膜形态及功能影响, 结果表明, 丁酸盐增加了空肠中段皱襞面积。

丁酸钠在母猪中的应用

丁酸钠在母猪中的应用

丁酸钠在繁殖母猪中的应用自从丁酸钠问世以来,在表人们往往聚焦于它对乳仔猪的诱食效果,在里常常关注它对肠道结构形态和健康的影响.其实,丁酸钠对繁殖母畜的影响效果也不可小觑。

本文简单概述丁酸钠对母猪应用的影响。

1.增强机体对钙的吸收率丁酸钠可以提高动物对矿物质元素钙的吸收,有资料显示丁酸钠可使繁殖母猪肠道对钙的吸收率提高到53%。

其原因可能包括:1)丁酸钠能够增加干细胞的增殖,在肠通过增加隐窝的增生和小肠绒毛的长度扩大吸收表面积,特别是在回肠近端与远端,提高了肠绒毛的高度和隐窝的深度,增加了小肠对营养物质的吸收面积,从而加强了营养物质包括对钙的吸收;2)添加丁酸钠后动物消化道内丁酸和乳酸含量有所提高。

丁酸钠能选择性地抑制沙门氏菌和大肠杆菌的增殖,促进乳酸菌等的生长,乳酸菌增加则可产生更多的乳酸和丁酸产物,二者均可降低肠道后段的pH值,起酸化作用,使钙盐溶解,提升钙的吸收利,另外,乳酸也能与钙形成络合物,进一步提高钙的吸收利用;3)丁酸钠可能通过影响细胞膜上mRNA的数量,从而影响mRNA的有效翻译,达到对钙转运蛋白基因表达的调控,来影响钙的吸收。

钙的充分吸收,提高了子宫平滑肌收缩力,可以使母猪顺产,减少难产发生率,降低人为干预助产带来子宫炎、阴道炎等生殖疾病的发生机率。

同时,可有效防止母猪骨骼中钙的流失过快,减少母猪腿病发生,使得种用期延长。

2.提高泌乳量,提高乳脂率只有保证哺乳母猪的采食量才能在营养上最大限度地满足和维持泌乳能量需要。

丁酸钠具有特定的脂臭味具有良好的诱食效果,可提高母猪采食量。

丁酸钠能刺激胰腺激素的分泌,增加胰高血糖素和胰岛素水平,进一步刺激结肠上皮细胞的生成,丁酸钠又是肠上皮细胞快速的能量来源,促进短链脂肪酸的吸收,由于肠上皮细胞对脂肪吸收率的提高,从而提高乳汁中的乳脂率。

同时,短链脂肪酸进入乳腺组织后能刺激乳腺细胞增殖和发育,促进乳汁的形成与分泌,提高泌乳量。

3.促进血红蛋白合成,提高血液携氧能力丁酸钠能促进母猪血液血红蛋白的合成。

高纤维饮食在肠道被转化为丁酸盐,对糖尿病的防治有大用

高纤维饮食在肠道被转化为丁酸盐,对糖尿病的防治有大用

高纤维饮食在肠道被转化为丁酸盐,对糖尿病的防治有大用高纤维饮食可以降低每天的胰岛素需求,并减少糖尿病风险。

β细胞的重新编程及相关并发症是研究糖尿病(diabetes mellitus,DM)的表观遗传机制的新思路。

最新证据发现糖尿病和组蛋白脱乙酰化酶(histone deacetylases,HDACs)可能有某种联系,因为组蛋白去乙酰化酶抑制剂促进β细胞的分化、扩散及功能的调节作用,以及提高胰岛素抵抗。

另外,肠道细菌和饮食导向的产品可以改变宿主表观基因型。

在糖尿病患者体内发现产丁酸盐细菌丰度下降和丁酸盐的菌群水平较低。

丁酸盐是一种短链脂肪酸,通过纤维素被肠道细菌发酵产生,并且被证实可以当作HDAC抑制剂。

此文献综述了丁酸盐用于治疗1型和2型糖尿病的药理价值及战略。

1丁酸盐:预防的合理性丁酸盐是由纤维素在人及啮齿动物大肠中发酵而来。

曾有报道丁酸盐可作为组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACi)-并且没有毒副作用。

它的HDAC抑制作用的表现尤为突出。

在许多癌症、非癌症和代谢紊乱的体内体外实验中被发现。

丁酸盐激活胚胎干细胞中的早期胰腺发育基因,并且促进β细胞的分化和大鼠胰岛细胞系中胰岛素基因的表达。

近期,有研究显示丁酸盐可以保护β细胞并且可以通过修饰年轻糖尿病大鼠体内的p38/ERK MAPK(细胞外调节蛋白激酶extracellularregulated protein kinases,ERK,分裂原激活的蛋白激酶mitogen activated protein kinases,MAPK)信号通路来促进葡萄糖稳态。

此外,高纤维的饮食可以降低每天的胰岛素需求,并且减少糖尿病风险。

丁酸盐还可以帮助减肥,降低空腹血糖和胰岛素敏感性,提高(高脂肪饮食诱导2型糖尿病小鼠)能量消耗和代谢。

值得注意的是,糖尿病患者体内的丁酸盐和产丁酸盐的肠道菌比正常人的水平少,也证实了患β细胞自身免疫的儿童大肠内丁酸盐的肠道菌群浓度较低。

畜牧专业 包被丁酸钠

畜牧专业  包被丁酸钠

摘要包被丁酸钠在固有丁酸钠产品的外包被一层脂肪,形成新的产品。

丁酸钠在畜禽上应用报道比较多,但包被丁酸钠的报道尤其针对包被丁酸钠在饲量中添加的最佳剂量的报道更是少之又少。

这个试验的主要做法是,通过在饲量中加入不同含量的包被丁酸钠,喂养一段时间后,观察并记录断奶仔猪生长性状况,定期检测断奶仔猪的血液生化指标,还要观测仔猪粪便中微生物菌群的情况,这些指标对试验的研究至关重要。

本试验遵循单一变量的原则,本试验将128头仔猪随机分为4个小组,每个小组32个仔猪,每个小组4个重复单位,每个重复单位8头仔猪。

这些断奶仔猪的情况大抵相同,仔猪的平均体重为(6.36±0.12)kg,所有的仔猪都是27日龄,在20日断奶。

A组作为试验的对照组,仔猪饲料中只添加基础日粮,B组、C组、D组为试验组,在基础日粮中添加不同含量的包被丁酸钠,分别是500g/t、1000g/t、1500g/t,试验周期为28d。

试验分为二个阶段:第一阶段:1-14d;第二阶段:15-28d。

试验主要测定指标:(1)生长性能指标:平均日采食量(ADFI)、平均日增重(ADG)、腹泻率、腹泻指数、料重比(F/G);(2)血液生化指标:谷草转氨酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)、谷丙转氨酶(ALT)、白蛋白(ALB)、总蛋白(TP)、尿素氮(UN)、血糖(GLU)、免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM);(3)营养物质表观消化率指标:粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、能量(GE)、钙(Ca)、磷(P);(4)粪中微生物菌群:大肠杆菌、乳酸杆菌、双歧杆菌。

试验结果表明:1)在试验的三个阶段1-14d、15-28d和1-28d中,试验组与对照组相比较,有明显的变化,尤其是饲粮中添加1500g/t包被丁酸钠的那一组,断奶仔猪的平均日增重(P<0.05)明显增加,F/G(P<0.05)明显降低,其中15-28d阶段,显著提高平均日采食量(P<0.05);2)与对照组相比,饲料中添加1500g/t包被丁酸钠的断奶仔猪的血清中总蛋白、免疫球蛋白G、葡萄糖、免疫球蛋白A等有明显变化,相比于对照组提高了不少,而尿素氮(P<0.05)反而明显降低。

丁酸钠对细胞凋亡和实验动物影响的研究进展

丁酸钠对细胞凋亡和实验动物影响的研究进展

丁酸钠对细胞凋亡和实验动物影响的研究进展
王浩然;廖轶;姚娇;赵德明;周向梅
【期刊名称】《实验动物科学》
【年(卷),期】2022(39)3
【摘要】丁酸钠是丁酸加工成钠盐形式,丁酸钠具有抗感染、提高机体免疫力、稳定肠道菌群等功效,文中结合近年来国内外的研究进展,重点总结了丁酸钠诱导机体细胞凋亡的具体机制,包括丁酸钠激活死亡受体通路、线粒体通路和内质网应激通路等。

并探讨了丁酸钠改善疾病动物模型的具体机制。

希望为丁酸钠在疾病预防和治疗中提供新的思路。

【总页数】5页(P74-78)
【作者】王浩然;廖轶;姚娇;赵德明;周向梅
【作者单位】中国农业大学动物医学院
【正文语种】中文
【中图分类】Q95-3
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1.甲泼尼龙对脊髓持续压迫节段神经细胞凋亡影响的动物实验
2.甲泼尼龙对脊髓持续压迫节段神经细胞凋亡影响的动物实验
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丁酸钠在仔猪生产中的应用

丁酸钠在仔猪生产中的应用

丁酸钠在仔猪生产中的应用丁酸钠在动物肠道中水解为丁酸。

丁酸具有水脂两亲性,偏重于亲脂,且在pH值4~6时不易被分解,饲喂后能大部分避过水性环境的小肠,直接进入盲肠和结肠。

作为一种微生物调节剂,丁酸在改善胃肠道机能,提高动物生产性能方面发挥着重要作用。

1丁酸钠的作用功能1.1作为肠道细胞能量快速来源挥发性短链脂肪酸极易被肠细胞吸收。

丁酸可为动物肠道细胞,特别是盲肠和结肠细胞,提供快速能量来源(Cumming和Machfarlane,1997)。

Roediger(1995)报道,体外培养的结肠上皮细胞,70%的耗氧量用于丁酸代谢,即使在葡萄糖存在的情况下,丁酸仍是主要的能量来源。

Bergman等(1996)在对绵羊的研究中发现,肠壁吸收的短链脂肪酸中,90%的丁酸在肠黏膜内即被分解代谢掉,进入血中的部分几乎全在肝脏清除。

1.2促进肠绒毛增殖和降低隐窝丁酸钠能促进肠绒毛增殖和降低隐窝。

罗海祥(2006)报道,在断奶仔猪日粮中添加0.1%丁酸钠可显著降低21日龄断奶仔猪的十二指肠的隐窝深度,比对照组显著降低了42.12%,但对绒毛高度的影响不显著(P>0.05)。

可显著降低28日龄断奶仔猪的回肠的隐窝深度(P<0.05),比对照组降低36.12%,对绒毛高度的影响不显著(P>0.05),但显著影响绒毛高度与隐窝深度的比值(P<0.05),比对照组提高73.16%。

1.3调节肠道菌群在畜禽日粮内添加丁酸钠可增加有益菌如乳酸杆菌的数量,进而影响到胃肠道有益菌和有害菌(如大肠杆菌)之间的平衡。

丁酸钠可以显著降低猪沙门氏杆菌的繁殖和经粪排放,降低十二指肠和回肠(特别是盲肠)内大肠杆菌的数量。

增加肠道有益菌如乳酸杆菌的数量,维护胃肠道内有益微生物菌丛(Galfl和Bokori,1990)。

1.4维持小肠黏膜上皮细胞结构完整性,促进小肠消化吸收功能小肠黏膜上皮细胞是执行消化吸收功能的最主要细胞。

丁酸钠在母猪繁殖过程中的作用

丁酸钠在母猪繁殖过程中的作用

丁酸钠在母猪繁殖过程中的作用
范洪亮
【期刊名称】《养殖技术顾问》
【年(卷),期】2012(000)002
【摘要】丁酸钠(sodium butyrate),分子式为C4H7O2Na,白色或类白色粉末,有特殊的奶酪酸败样的脂臭味。

1功能丁酸透过细胞膜抑制有害菌生长,促进胃肠道内有益菌的生长,使胃肠道微生态处于正平衡。

丁酸是肠细胞偏爱的能量,在肠腔内吸收,通过氧化可快速为肠道上皮细胞提供能量。

幼年动物消化道不完
【总页数】1页(P71-71)
【作者】范洪亮
【作者单位】黑龙江省绥化市北林区畜牧兽医局,152000
【正文语种】中文
【中图分类】S828.3
【相关文献】
1.丁酸钠在繁殖母猪中的应用效果 [J], 陈美光;唐明红
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最新丁酸钠的作用

最新丁酸钠的作用

丁酸钠的作用丁酸盐的作用丁酸盐是结肠上皮最好的氧化底物,占结肠细胞氧耗量的80%,丁酸无需经过肝胆吸收和复杂的三羧循环系统,可以直接为肠上皮细胞提供能量,是肠上皮细胞的快速能量源,尤其是肠细胞(盲肠和结肠细胞)首选的能量,且极易从肠腔内吸收。

仔猪断奶时,由于饲粮的改变、母源抗体的缺失、转群和断奶等应激因子抑制了肠上皮细胞绒毛膜的生长,造成对肠黏膜的损伤。

对于断奶仔猪,丁酸钠有降低小肠隐窝深度,提高绒毛高度与隐窝深度的比值,降低绒毛宽度的作用,从而提高其消化吸收营养物质的能力。

肠道黏膜屏障包括机械屏障、免疫学屏障、分子筛、化学屏障和生物屏障。

而肠道黏膜免疫是机体防止感染的第一道防线。

丁酸钠可以提高肠道黏膜免疫力,从而提高动物的免疫水平。

仔猪断奶后受到营养、心理和环境三方面的应激,尤其是营养应激的影响最大,直接导致仔猪体增重降低,养分吸收不良,腹泻加剧。

而抗生素具有促进动物生长、预防和治疗动物疾病等重要作用,被广泛应用于动物生产。

但是随着抗生素无节制的滥用,导致在动物产品中的残留,“致残、致畸、致癌”,病原菌耐药性增加等问题,引起了社会的高度关注。

丁酸钠最主要的作用还是对肠道微生物屏障的影响。

肠道的有益菌群主要是乳酸杆菌、双歧杆菌等。

研究表明,丁酸钠对肠道微生物具有选择性抑制作用。

在断奶仔猪饲粮中添加0.17%丁酸钠,可高效抑制大肠杆菌的生长,促进乳酸杆菌的滋生,尤其是对盲肠菌群的作用,从而提高仔猪的生长性能。

丁酸钠具有特殊的奶酪酸败气味,对仔猪具有一定的诱食效应。

在仔猪饲粮中添加丁酸钠,还可以提高饲料转化效率和营养物质的表观消化率,从而改善仔猪的生长性能,与抗生素合用时效果更佳。

总之,作为有机酸,丁酸钠具有为肠黏膜提供营养,促进肠道绒毛结构的修复和生长,增强肠黏膜免疫力,促进有益菌抑制有害菌增殖,改善肠道环境,提高饲料适口性,促进动物健康等作用,可替代抗生素,是一种有开发潜力的功能性饲料添加剂。

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涉密论文□本学位论文属在年月解密后适用本规定。

非涉密论文□论文作者签名:日期:导师签名:日期:丁酸钠对肥胖孕鼠代谢及胰岛β细胞功能的影响及其分子机制中文摘要丁酸钠对肥胖孕鼠代谢及胰岛β细胞功能的影响及其分子机制中文摘要随着饮食习惯及生活方式的改变,肥胖、糖尿病的发病率逐年攀升。

高龄、肥胖孕妇的增多,妊娠期糖尿病(gestational diabetes millus, GDM)的发病率也不断增加,GDM产后2型糖尿病(Type 2 diabetes mellitus,T2DM)及子代肥胖发病率都明显增加;GDM的发病与胰岛β细胞增殖不足密切相关,研究者已把目光投向了胰岛β细胞增殖这一焦点,且认为无论是GDM还是糖尿病患者,寻找可以有效保护修复胰岛β细胞,恢复胰岛功能,抑制胰岛β细胞凋亡的药物是当今治疗糖尿病发展的重要方向。

研究显示组蛋白去乙酰化酶抑制剂(histone deacetylase inhibitors, HDACIs)可以改善胰岛β细胞功能,促进胰岛素释放与合成;减轻炎症反应对胰岛β细胞的损伤,还可以改善外周组织的胰岛素抵抗,调节全身免疫对T1DM和T2DM致病的影响。

而丁酸钠(CH3CH2CH2COONa)作为HDACIs一员,存在于抗性淀粉,奶酪等食物中,大肠中的菌群酵解膳食纤维也可合成,合成后立即被结肠细胞作为能量吸收和利用,其能量占到了人体基本能量需求的5-10%,因而受到研究者的广泛关注。

本研究将丁酸钠添加于肥胖孕鼠饮食中,探讨其对代谢及胰岛β细胞相关功能及胰岛微环境相关影响。

1.肥胖孕鼠模型的建立及丁酸钠对代谢表型的影响本研究将SPF级4W龄C57BL/6J雌鼠60只适应性喂养一周后,根据饲料成分不同随机分为3组分别进行喂养:高脂饲料组(40%脂肪,20%蛋白质, 40%碳水化合物),高脂加丁酸钠组(95%高脂料+5%丁酸钠),普通饲料组(14%脂肪,26%蛋白质,60%碳水化合物)。

测体重每周1次,空腹血糖每两周1次(禁食12h后断尾法),喂养至14W,禁食12h球后静脉丛取血测定空腹胰岛素水平,且行腹腔葡萄糖耐量试验(Intraperitoneal glucose tolerance test, IPGTT)及腹腔胰岛素耐量试验(Intraperitoneal Insulin Tolerance Test, ITGTT)实验,测定三组小鼠胰岛素抵抗情况及对葡萄糖及胰岛素的反应性。

结果发现此时高脂组小鼠与其他两组比较体重出现明显差异;高脂组空腹血糖偏高,出现明显的胰岛素抵抗;高脂组孕前胰岛素水平为1.580±0.23ng/ml ,中文摘要丁酸钠对肥胖孕鼠代谢及胰岛β细胞功能的影响及其分子机制与其他各组比较均有明显差异(P<0.001),高脂加丁酸钠组为0.690±0.120ng/ml与对照组比较有差异(P<0.05)。

小鼠休息1W后与雄鼠合笼,结合小鼠的肥胖和妊娠孕14.5d状态,此模型是目前最接近人类GDM发病机理的模型。

至孕14.5d,处死后心脏取血,分别分析血清甘油三酯,总胆固醇,胰岛素,TNF-α和IL-1β水平,测定丁酸钠对肥胖孕鼠代谢的影响。

结果发现:至孕14.5d高脂组小鼠平均体重增长了24g,高脂加丁酸钠组增长了14.8g,对照组增长了11g(各组间P<0.001)。

在高脂饮食添加的第10W后小鼠血糖增长较迅速(P<0.001), 对照组血糖在整个实验中波动不明显,高脂加丁酸钠组血糖一直高于对照组,却也低于高脂组(p>0.05)。

高脂组的清除葡萄糖的及胰岛素刺激下清除葡萄糖的能力在IPGTT及IPITT实验中各时间点均明显减低,丁酸钠显示了对血糖调节能力的改善;高脂组甘油三酯235.21±29.08 mg/dl,而对照组140.45 ±18.02 mg/dl(P<0.001);总胆固醇水平:高脂组351.08 ±59.07 mg/dl;对照组:236.8 ±41.8 mg/dl (P<0.001),而高脂加丁酸钠组甘油三酯仅176.6±13.92 mg/dl;及总胆固醇244.42±25.17 mg/dl,丁酸钠明显降低甘油三酯及总胆固醇水平(P<0.001);与高脂组相比,丁酸钠明显降低外周血IL-1β(P<0.001)及TNF-α水平(P<0.05)。

2.丁酸钠对胰岛β细胞胰岛素合成及增殖凋亡功能的影响第一部分研究发现丁酸钠可改善肥胖孕鼠糖脂代谢,那么为了进一步探讨丁酸钠对胰岛β细胞是否有影响,本研究在此肥胖GDM模型基础上,在胰岛质量峰值期--孕14.5d,胰岛增殖及抗凋亡高度活跃的状态下研究胰岛β细胞如何适应这双重的胰岛素抵抗状态,丁酸钠对胰岛β细胞增殖及凋亡的影响在这一特殊时期更容易显现。

在孕14.5d,处死孕鼠后迅速分离胰腺组织,一部分OCT中包埋,冰冻切片后-70°C 保存,用胰岛素抗体标记胰岛β细胞,利用免疫荧光组织化学方法测定胰岛β胰岛素表达及质量变化,PCNA及Bcl-2分别作为增殖及抗凋亡的标记分子太探讨丁酸钠对胰岛β细胞增殖及抗凋亡功能的影响。

使用Image-Pro Plus software软件测定各组胰岛素表达灰度值,同时测定各组胰岛β细胞面积,胰岛β细胞质量,及各组胰岛β细胞中PCNA, Bcl-2表达比率。

结果发现:胰岛素荧光强度灰度值测定下的结果为对照组0.17±0.03,高脂组0.037± 0.007,高脂加丁酸钠组灰度值为0.09±0.01(P<0.001)。

高脂组小鼠的β细胞体积增长最大(112.1 ± 7.18um2)(P<0.001),而高脂加丁酸钠组及对照组分别为94.5 ± 4.21um2、90.6 ± 6.73 um2, 高脂加丁酸钠组与对照组比较无丁酸钠对肥胖孕鼠代谢及胰岛β细胞功能的影响及其分子机制中文摘要统计学意义。

高脂组小鼠胰岛β细胞质量2.67±0.17mg, 高脂加丁酸钠组为2.18± 0.19 mg,对照组为1.94 ± 0.11 mg,高脂组与另两组有明显统计学差异(P<0.001),高脂加丁酸钠与对照比较,差异有统计学意义(P<0.05)。

胰岛β细胞的PCNA的阳性比率:高脂组(1.70±0.27)%,高脂加丁酸钠组(1.45±0. 15)%,对照组为(1.4±0.11)%,在对照组及高脂加丁酸钠组间的结果没有差异,但高脂组的PCNA表达水平较高(P<0.05)。

另外高脂组抗凋亡因子Bcl-2的表达水平较另两组较低(P<0.001),高脂组(1.26±0.49)%,高脂加丁酸钠组(4.32±0.81)%,对照组为(4.46±0.49)%,同样Bcl-2水平高脂加丁酸钠与对照组比较无统计学差异。

3.丁酸钠对胰岛β细胞微环境中炎症反应及孕鼠仔鼠发育影响越来越多的研究证实胰岛内较高的炎症因子的释放,影响胰岛β细胞的功能及存亡。

GDM与胰岛炎症反应也密切相关,它们的病理过程也可以通过抑制炎症反应得到缓解或治疗。

丁酸钠在众多研究中发现可以抑制自身免疫性疾病的炎症反应水平。

为进一步探讨丁酸钠改善肥胖孕鼠代谢的机理,在此模型的基础上我们也选取了部分胰腺组织,同时研究选取了经典的NF-κB及其磷酸化NF-κB分子,利用免疫组织化学方法测定其在胰岛中的不同表达,探讨丁酸钠对胰岛炎症反应的影响。

以上各组在孕14.5d,在处死孕鼠分离的胰腺组织后,第二部分实验中的另一部分在福尔马林中固定24h后,石蜡包埋切片,测定三组间胰腺胰岛中NF-κB及pNF-κB表达,使用Image-Pro Plus software软件测定胰岛中阳性着色的细胞数目。

结果发现:NF-κB 表达水平高脂组: (6.48 ±2.39)%,高脂加丁酸钠组:(2.92±0.73)%,对照组:(0.56±0.15)%,高脂加丁酸钠组与对照组比较有统计学意义(P<0.05);pNF-κB高脂组: (2.07±0.78)%,高脂加丁酸钠组: (0.78±0.15) %, 对照组: (0.286± 0.08), P<0.001) %;高脂加丁酸钠组胰岛中NF-κB及pNF-κB阳性细胞数目,及pNF-κB/NF-ΚB比值明显低于高脂组(P<0.001),高脂加丁酸钠组pNF-κB及pNF-κB/NF-κB与对照组间无统计学差异(p>0.05)。

实验中每组孕鼠都留取3只待其自然分娩,在整个丁酸钠喂养的周期中,高脂加丁酸钠组小鼠无一例死亡。

14.5d仔鼠未发现发育的异常及畸形,母鼠的孕期也无明显改变。

综上所述,本研究首先建立肥胖孕鼠模型,孕鼠出现明显的体重差异、糖耐量受损及胰岛素抵抗即为GDM建模成功。

在此模型的基础上,系统地研究了丁酸钠对糖脂代谢的改善,同时发现其增强胰岛β细胞胰岛素表达,抑制β细胞凋亡,抑制胰岛炎中文摘要丁酸钠对肥胖孕鼠代谢及胰岛β细胞功能的影响及其分子机制症反应,同时发现丁酸钠对孕鼠及仔鼠无明显毒性。

故丁酸钠有可能为GDM、及T1DM、T2DM等代谢性疾病的预防及治疗开辟崭新的途径。

关键字:丁酸钠;肥胖;β 细胞;炎症反应;糖尿病;作者:陈轩指导教师:李华萍丁酸钠对肥胖孕鼠代谢及胰岛β细胞功能的影响及其分子机制英文摘要Effects and Mechanisms of Butyrate on Metabolism and Pancreatic β-Cell Function in Obesity Pregnancy MiceAbstractAs diet and lifestyle changes, the incidence of obesity and diabetes increase year by year. And with the number of aged and obesity women growing, the incidence of gestational diabetes millus (GDM) is also arising quickly with an serious results of more Type 2 diabetes mellitus (T2DM) women and obesity children after pregnancy; GDM is closely related to the deficiency expansion of pancreatic β cells, so many researchers pay their attentions on the expansion of β cells in pregnancy, and they think it’s important to look for a drug that can prevent and prom ote β cells from damage, restoreβ cells function, and inhibit their apoptosis function, which may be an important direction to deal with GDM and other diabetes .Histone deacetylase inhibitors (HDACIs) show promising properties, which can promote β cells function, enhance insulin production and secretion, prevent β cells from inflammatory damage, improve peripheral insulin resistance, keep immune system balance in pathologic process of T1DM and T2DM. Sodium butyrate (CH3CH2CH2COONa) is one member of HDACI s, it’s also a fatty acid derivative found in foods, such as resistant starch and cheese, and it can produced physiologically in large amounts from fermentation of dietary fiber in the large intestine, it can be used as substrates energy production for intestinal and ruminal epithelial cells, which can meet 5-10% basic energy need of human. So in this study, we explored whether sodium butyrate has an influence on metabolism, pancreatic β-cell function and microenvironment in islet in mice model of obesity pregnancy.1. Established obesity pregnancy animal model and explored whether high fat diet with butyrate can improve metabolic impairments SPF C57BL/6J 60 female mouse (4 weeks old) were randomly divided into three groups with three different diets after 1W quarantine, diets were the high fat food (HF) (40% fat, 20% protein,40% carbohydrate); High-fat diet with sodium butyrate food (HSF) was fed the above high-fat diet with sodium butyrate at 5% wt/wt; control food (CF)(14% fat, 26% protein, 60% carbohydrate) was fed a control food. Body weight was measured英文摘要丁酸钠对肥胖孕鼠代谢及胰岛β细胞功能的影响及其分子机制once a week; Blood glucose was determined by glucometer at indicated time points from cutting tails after overnight fasted 12 h every 2 weeks; Insulin of blood samples were collected by retro orbital sinus puncture after overnight fasted 12h after 14 weeks dietary intervention for insulin analysis. And after 14 weeks dietary intervention, conventional intraperitoneal glucose tolerance test (IPGTT) and intraperitoneal Insulin tolerance test (IPITT )were performed after fasting for 12h and 4h respectively; Results showed the body weight had great difference in groups, HF showed a higher blood glucose and with a significant insulin resistance state: insulin level of HF was 1.580±0.23 ng/ml (P<0.001), as while HSF was at a 0.690±0.120 ng/ml (P<0.05), CF was at 0.343±0.06ng/ml. Then after 1 week rest, mouse were mating with male mouse, combined with the obesity and GD14.5 status, the establishment of obesity mouse model is the most close to the pathogenesis of human GDM. To explore whether high fat diet with butyrate can improve metabolic impairments, dams of pregnant mouse of groups were sacrificed at GD14.5, maternal serum was analyzed for triglyceride, total cholesterol, insulin, TNF-α, and IL-1β levels respectively. In our results: at GD14.5, the body weight of HF gained 24g, HSF gained 14.8g, CF gained 11g (in groups P<0.001). Blood glucose levels showed a progressive increase in 10th W of HF feeding(P<0.001), but not showed in CF or HSF groups, glucose levels in HSF were elevated compared to CF, but were still lower compared to HF(p>0.05). IPGTT demonstrated that glucose clearance is significantly retarded in HF mice, and IPITT of HF also exhibited much worse glucose clearance response to insulin stimulus at all time points compared to HSF and CF. HSF had improved insulin resistance someway. At GD14.5, Groups of fast insulin were all a little increase compared before pregnancy, but the statistical differences between groups were not changed. Our results showed sodium butyrate can clear away triglyceride and total cholesterol(P<0.001): HF triglyceride (235.21±29.08 mg/dl); CF(140.45 ±18.02 mg/dl); total cholesterol: HF 351.08 ±59.07 mg/dl, CF 236.8 ±41.8 mg/dl (P<0.001), triglyceride and total cholesterol in HSF : 176.6±13.92 mg/dl and 244.42±25.17 ; and compared to HF, HSF has a lower IL-1β (P<0.001)and TNF-α level (P<0.05).2. Butyrate influenced β cells insulin expression and anti-apoptosis function in obesity pregnancy miceIn part I, butyrate showed an important regulation on metabolic impairments of obesity, we wonder if butyrate can influenceβ cells, so based on th is obesity pregnant mouse model, at the GD14.5, in which time β cell has the peak mass with much excited丁酸钠对肥胖孕鼠代谢及胰岛β细胞功能的影响及其分子机制英文摘要proliferation and anti-apoptosis functions during pregnancy, and wonder how β cell to meet these double (obesity and pregnancy) insulin resistance stat e, the influence on β cells which butyrate played at this time can be easily found. Dams of pregnant mouse were sacrificed at gestational 14.5d, entire pancreata were removed and weighed quickly, one part of tissues snapped frozen in OCT, and stored in -70°C after frozen section. Insulin expression as a marker of the β cell and β cell mass was examined by immunohistochemistry, PCNA and Bcl-2 were chosen to be marker protein of proliferation and anti-apoptosis respectively to incubation with insulin to assess the influence of sodium butyrate on β cells. Then morphometrical analysis was explored by Image-Pro Plus software, the insulin expressions were measured by determining the average pixel value of staining per islet, and the size of β cell, the area of β c ells in pancreases, the rate of PCNA and Bcl-2 in β cells were all measured and counted. The results showed that the average pixel value of insulin of CF was 0.17±0.03, and HF was 0.037±0.007, HSF 0.09±0.01, (P<0.001). The area of β each cell was biggest in HF 112.1 ±7.18um2, as HSF 94.5 ±4.21um2 and CF: 90.6 ± 6.73 um2, but there was no statistically difference between last two groups. The β cell mass in HF was 2.67±0.17mg, HSF: 2.18± 0.19 mg,CF:1.94 ± 0.11, β cell mass of HF was significantly different from HSF and CF (P<0.001), and there only a litter difference between HSF and CF (P<0.05). The percentage of PCNA positive β cells, with no difference between CF and HSF groups, PCNA levels were higher in HF (1.70±0.27)%compared to HSF(1.45±0. 15)%,(P<0.05) , CF(1.4±0.11)%, there was no significant difference between HSF and CF. On the other hand, the number of Bcl-2 positive β cells was obviously lower in the HF group compared to HSF and CF (HF: 1.26±0.49 vs. HSF: 4.32±0.81 and CF: 4.46±0.49, P<0.001), and there was still no significant difference between HSF and CF.3. The influence of sodium butyrate on pancreatal islet inflammatory response and mother and infant mouse development.And more and more studies have confirmed that the microenvironment in islet is very important, higher release of inflammatory cytokines in islets can affect the function and survival of β cells. GDM is also closely related with islet inflammation. The pathological process can be relieved or treated by inhibiting the inflammatory reaction. Besides above functions of regulate metabolic disorder and enhance β cells functions, sodium butyrate had found that can suppress autoimmune diseases in numerous studies.To futher exploer the influence on metabolism, based on the model, we also chose英文摘要丁酸钠对肥胖孕鼠代谢及胰岛β细胞功能的影响及其分子机制part pancreatic tissue to explore the expression of NF-κB, pNF-κB to evaluate islet inflammatory of groups, since the activation of NF-κB is an important and classical marker of inflammatory response. Dams of pregnant mouse of groups were sacrificed at GD14.5, the other part pancreata left from the part II experiment was fixed in 4% paraformaldehyde for 24 h, and then laid flat for paraffin section, then detected the expression of NF-κB, pNF-κB by immunohistochemistry method. The assessment was performed by determining the number of positive cells per islet section by Image-Pro Plus software. Results in our study showed: NF-κB positive cells in islet of HF were greater than that of HSF and CF (HF: 6.48 ±2.39 VS. HSF 2.92±0.73 and CF 0.56±0.15, p<0.001), and inflammatory response in HSF islet was greater than that in CF (P<0.05), as measuring pNF-ΚB positive cells in islet, HF still showed increased inflammatory response compared to HSF and CF (HF: 2.07 ±0.78 vs. HSF: 0.78 ±0.15, P<0.005; HF vs. CF: 0.286± 0.08, P<0.001); the ratio of pNF-ΚB to NF-ΚB positive cells in HF was higher than that of other groups (HF: 0.35 ±0.052 VS. HSF:0.27 ±0.03, P< 0.001; HF VS.CF:0.2666 ±0.04, P<0.001), but there was no statistically significant difference between CF and HSF. 3 pregnant mouse of each group were let them born without human intervention, as litters were born from mothers of HSF, it did not show any visible deformity to the naked eye were not found and any change of pregnancy duration.Therefore, in our research we established obesity pregnant mouse model, when the obesity mouse has significant difference on body weight, glucose glucose tolerance impaired and insulin resistance, with above symptoms GDM models were thought to be successfully established. And based on this model, we found sodium butyrate has an effect on metabolism, and β cells biological behaviors such as anti-apoptosis, and inhibited islet inflammatory response without any toxicity found in pregnancy and new born mouse, so butyrate was presented itself as a new therapeutic target for GDM, T1DM, T2DM and other metabolic diseases.Keywords: Sodium butyrate; Obesity; β cell; Inflammatory response;Diabetes;Written by: Chen XuanSupervised by: Li hua-ping目录序言 (1)第一部分肥胖孕鼠模型的建立及丁酸钠对代谢表型的影响实验方法 (5)结果 (9)讨论 (11)第二部分丁酸钠对胰岛β细胞胰岛素合成及增殖凋亡功能的影响实验方法 (15)结果 (19)讨论 (22)第三部分丁酸钠对胰岛β细胞微环境中炎症反应及孕鼠仔鼠发育影响实验方法 (25)结果 (28)讨论 (30)结论 (33)参考文献 (34)综述组蛋白去乙酰化酶抑制剂在糖尿病治疗中的作用研究进展 (39)攻读硕士学位期间发表的文章 (44)致谢 (45)附录 (46)丁酸钠对肥胖孕鼠代谢及胰岛β细胞功能的影响及其分子机制序言序言肥胖是现代工业社会的一种流行病,随着饮食习惯及生活方式的改变,肥胖的发病率逐年攀升。

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