白藜芦醇改善动物生长性能和肠道健康的研究进展

王其龙， 杨景森， 王 丽， 朱 翠

（1.佛山科学技术学院生命科学与工程学院，广东佛山528225；2.广东省农业科学院动物科学研究所，广东广州510640）

在养殖过程中抗生素使用的不规范或滥用会导致耐药菌株的产生、 畜禽产品中抗生素超标、环境资源污染等负面影响，这使得许多国家相继出台政策禁止抗生素作为饲料的促生长剂使用。 因此，在饲料全面禁抗的前提下， 寻找安全有效的减抗、替抗产品迫在眉睫。

近年来， 植物提取物是研究较多的抗生素替代品之一。白藜芦醇（Resveratrol）是一种具有较强抗氧化和抗炎活性的植物提取物， 在临床上的研究已证实其能够起到抗肿瘤、 抗菌和免疫调节等功效。因此，白藜芦醇在动物生产中的应用也逐渐引起越来越多的关注。 本文主要综述了白藜芦醇的理化性质及其对动物生产性能和肠道健康影响的研究进展， 为白藜芦醇作为植物提取物在动物生产中的合理应用提供科学依据。

1 白藜芦醇的理化性质

白藜芦醇是一种广泛存在于植物中的非黄酮类多酚化合物，于1940 年首次在毛叶黎芦的根中被分离出来，其分子量为228.25，呈无味、灰白色或白色粉末，较难溶于水，易溶于有机溶剂。 白藜芦醇在低温、避光条件下较为稳定，在碱性环境中不稳定， 在机体内被吸收、 代谢、 消除迅速。Mayangsari 和Suzuki（2018）认为，白藜芦醇具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤、抗病毒和调节糖脂代谢等多种重要的生物学功能，目前已广泛应用于医药、保健、食品等领域，在防治心血管疾病、癌症、糖尿病、炎症、神经紊乱和衰老等方面具有良好效果。近年来， 越来越多的研究证实白藜芦醇可以改善动物生长性能和肠道健康， 可保护人和小鼠的胃肠道免受氧化应激和炎症损伤 （Wang 等，2016；Da Silva 等，2015）。

2 白藜芦醇在动物生产中的应用效果

近年来，国内外许多研究结果显示，在饲料中添加适宜的白藜芦醇对改善不同动物的生长性能具有良好效果，可显著提高采食量和日增重，改善饲料报酬，详见表1。

3 白藜芦醇对改善动物肠道健康和稳态的作用

肠道内贮存着大量的微生物， 在维持机体正常营养生理、营养物质消化、肠道免疫功能和内分泌功能中发挥着非常重要的作用， 因此肠道健康对维持动物机体健康十分重要。研究表明，白藜芦醇具有抗炎、抗氧化的功效，能够调节肠道菌群，恢复肠道形态和机能，增强肠道免疫力，从而保护动物肠道健康。

表1 白藜芦醇在动物生产中的应用效果

3.1 白藜芦醇对动物肠黏膜屏障的保护作用肠黏膜屏障作为肠道屏障的重要组成部分， 是机体抵御病原菌入侵的第一道防线（Runkle 和Mu，2013）。 肠上皮细胞的完整性被破坏后，肠道黏膜的紧密连接蛋白表达量下降，肠道通透性增加，提高了肠道上皮与细菌和有害物质接触几率， 引起肠道细菌移位，从而加重肠道黏膜的损伤程度，并诱发全身性炎症 （Shim 等，2017）。 Mayangsari 和Suzuki（2018）研究发现，白藜芦醇可以保护人Caco-2 结肠上皮细胞紧密连接的完整性，改善肠道上皮屏障功能。 白藜芦醇还可以通过抑制大鼠肠上皮细胞的凋亡，来维护肠道屏障的完整，减轻肠道损伤（Zhao 等，2018）。Chen 等（2017）研究表明，热应激不仅会抑制动物肠道发育， 造成营养物质吸收不良，还会引起肠黏膜屏障受损，导致血液中D-乳酸浓度升高，二胺氧化酶活性增强。 而白藜芦醇可使得家禽的肠道紧密连接蛋白、 黏附连接蛋白以及黏蛋白MUC-2 基因表达下降， 抑制血液中D-乳酸浓度和二胺氧化酶活性的升高，间接缓解由热应激引起的家禽肠道结构损伤（Zhang等，2017）。此外，白藜芦醇能减轻氧化应激造成的仔猪肠道损伤，有效保护肠道屏障完整性。Cao 等（2019）发现，在日粮中添加600 mg/kg 白藜芦醇可以抑制育肥猪空肠黏膜Cccludin、Claudin-1 和ZO-1 表达水平，有效地保护其肠道屏障。 由此可见，白藜芦醇能有效缓解动物的肠道黏膜损伤，保护肠黏膜屏障功能的完整性。

3.2 白藜芦醇对动物肠道微生物的调节作用动物肠道微生物的基因数量是宿主总基因的100～150 倍以上，它们主要以互利共用、同食共生和致病等方式来影响动物健康。研究表明，肠道微生物通过与宿主以及肠道微生物之间的互作关系，调节动物机体生理稳态、消化吸收、免疫平衡和代谢过程（Lozupone 等，2012；Zhu 等，2010；Hara 等，2006）。 因此，维持肠道微生态的平衡对宿主的正常功能和发育至关重要。 Zhang 等（2017）研究表明， 白藜芦醇可以调节动物的肠道微生物区系平衡。例如，在日粮中添加白藜芦醇可显著增加热应激条件下肉鸡空肠乳酸杆菌和双歧杆菌的数量，并减少大肠杆菌的数量。在小鼠上的研究也表明，添加白藜芦醇（200 mg/kg，连续饲喂12 周）可以提高小鼠肠道中乳酸杆菌和双歧杆菌的丰度，减少粪肠球菌的丰度，并能逆转因2，4，6-三硝基苯磺酸（TNBS）诱导的小鼠结肠炎所致的菌群失调（Rasheed 等，2019；Qiao 等，2014）。 Yu 等（2019）研究表明，灌服40 mg/kg 白藜芦醇还能通过脑肠轴调节大鼠回肠和结肠中五羟色胺的产生， 有效改善肠易激综合征引起的大鼠肠道功能紊乱。 此外，白藜芦醇和芥子酸联合添加时，显著提高了丁酸产生菌的比例， 并显著抑制了与疾病和炎症有关的细菌生长（Yang 等，2019）。可见，白藜芦醇对动物肠道菌群的多样性、 菌群结构的稳定性和代谢产物的产生有促进作用， 有助于维持动物机体的健康稳态。

3.3 白藜芦醇对动物肠道黏膜免疫的影响 肠道黏膜免疫由弥散分布的肠相关淋巴免疫组织（GALT）和结构性的组织黏膜滤泡组成，从而防止肠道病原体感染与入侵动物机体。 刘丽莉（2014）研究发现，在热应激状态下，白藜芦醇可以增加乌骨鸡空肠、 回肠黏膜上皮层杯状细胞和淋巴细胞的数量， 降低热休克蛋白HSP70 和HSP90 的表达，抑制炎症因子，提高表皮生长因子的分泌，从而促进受损的肠道黏膜细胞增殖和修复。 胡瑶莲等 （2019） 研究表明， 在生长育肥猪日粮中添加600 mg/kg 白藜芦醇可以显著提高空肠黏膜炎症因子IL-6 和IL-10 的含量。 而Gessner 等（2012）研究表明， 富含白藜芦醇的葡萄籽和葡萄皮提取物有望作为断奶仔猪的添加剂， 用于抑制或预防断奶仔猪的肠道炎症发生。Meng 等（2019）研究发现，在母猪配种后20 d 至妊娠期和哺乳期期间的日粮中添加300 mg/kg 白藜芦醇， 可显著改善后代仔猪的断奶应激， 减少仔猪肠道炎症和腹泻的发生。另有研究发现，白藜芦醇还能通过下调Toll样受体4（TLR4）mRNA 和蛋白表达水平来抑制断奶仔猪小肠中关键炎症因子IL-1β 和TNF-α 的释放，增加免疫球蛋白的分泌，调节断奶仔猪肠道微生物群，从而减轻肠道炎症，最终提高肠道免疫功能（Gan 等，2019）。

3.4 白藜芦醇对动物肠道抗氧化能力的影响 当肠道被病原微生物入侵或环境刺激时， 使得肠道氧化和抗氧化系统失衡，会导致自由基（ROS）在细胞内蓄积，容易发生氧化应激，导致动物胃肠道结构改变，肠道黏膜通透性升高，诱发炎症，肠黏膜屏障功能出现紊乱，最终引起胃肠道功能障碍，而降低动物生产性能。研究表明，白藜芦醇可有效缓解利用小鼠建立的多种疾病模型 （如阿尔兹海默病、白内障、妊娠期糖尿病、肝损伤、肺动脉高压） 以及脂多糖引起的机体氧化损伤等 （陈红玲等，2019；李芹等，2015；杨永超等，2015；钟晓东等，2012；林茂等，2009），表明白藜芦醇在抗氧化方面有很好的治疗效果。 Ba 等（2015）研究发现，白藜芦醇可显著降低小鼠肠道上皮细胞线粒体内总ROS 的产量。 丁亚南等（2017）研究也表明，添加30 mg/kg BW 或60 mg/kg BW 白藜芦醇可显著提高大鼠血清中总抗氧化能力和超氧化物歧化酶（SOD）活性，并降低丙二醛浓度，有效缓解大鼠饲喂高脂饲料引起的氧化损伤。 在生长育肥猪日粮中添加600 mg/kg 白藜芦醇可以显著提高血清中过氧化物酶（CAT）的活性以及抗氧化能力水平（胡瑶莲等，2019）。此外，白藜芦醇能改善仔猪肠道氧化还原状态，减轻肠上皮细胞的线粒体损伤（Cao 等，2019），还可增强线粒体生物合成功能，从而缓解宫内发育迟缓哺乳仔猪的肝脏线粒体功能异常（Zhang 等，2017）。 研究证实，白藜芦醇能通过激活Keap1-Nrf2-ARE 信号通路，促进抗氧化基因的表达， 并下调NF-kB 转录因子的活性，调节炎症因子的表达，并能有效抑制呕吐毒素引起的仔猪肠道上皮细胞凋亡，减少线粒体损伤，从而缓解氧化应激程度（Yang 等，2019；Turpaev，2012）。 缓解地塞米松引起的肉鸡氧化应激反应，并抑制肉鸡氧化应激引起的小肠绒毛高度的降低， 从而保护肠道形态完整性 （黄超等，2016）。Sridhar 等（2015）发现，白藜芦醇还能显著抑制因黄曲霉毒素B1导致的家禽肠道上皮细胞核因子E 相关因子2 （Nrf2） 表达水平降低。 因此，白藜芦醇作为强抗氧化剂，具有较强的捕捉和清除自由基的能力，有助于缓解氧化应激引起的肠道损伤。

4 小结

白藜芦醇具有抗炎和抗氧化作用， 可显著改善动物生产性能和肠道健康， 这可能是通过增强肠道屏障完整性、改善肠道微生物区系平衡、调节肠道黏膜免疫与抗氧化功能等途径起作用， 因此白藜芦醇作为一种新型的饲料添加剂应用于畜禽生产中具有广阔前景。但是，目前有关白藜芦醇在不同动物应用的适宜添加量及其作用机制尚不明确，未来需要针对白藜芦醇的提取工艺、组合效应和作用机制等方面开展研究证实。