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水生动物肠道微生物研究进展

水生动物肠道微生物研究进展
水生动物肠道微生物研究进展

水生动物肠道微生物研究进展

作者:张美玲杜震宇

来源:《华东师范大学学报(自然科学版)》2016年第01期

摘要:动物体消化道栖息着一个数量庞大、种类繁多的微生物群落,肠道微生物与宿主生理代谢的相互关系已成为国际生物学界研究的热点之一.然而与高等动物相比,水生动物这方面的研究尚处于起步阶段.本文从水生动物肠道共生微生物形成的影响因素、水生动物肠道微生物的组成特点、肠道微生物对宿主的影响以及肠道微生物生态学研究策略方面综述了近年来国内外研究取得的进展,阐述了消化道微生物分子生态学研究在水生动物营养代谢、免疫及发育调控中的意义和发展前景.

关键词:肠道微生物;水生动物;益生菌;免疫调节;营养代谢

中图分类号:Q938.1 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1000-5641.2016.01.001

0引言

动物体消化道内栖息着一个数量庞大的微生物群落,约含1000~5000种微生物,并由此在宿主肠道内形成了一个复杂的微生态系统(micro-ecosystem).目前已知,消化道菌群与宿主及消化道环境(如食物、体温、pH值等)三者之间构成了相互作用与依赖的“三角”关系,共同参与营养物质的消化、吸收及能量代谢的过程,在高等动物中,已有很多研究阐明肠道微生物参与宿主营养代谢或免疫调节.新近的研究工作发现,人体肠道内的拟杆菌具有独特的碳水化合物结合结构域,可以有效地提高细菌对于膳食纤维的结合能力,增强其降解多糖的效率,帮助宿主利用膳食中的多糖类物质,人体肠道内的柔嫩梭菌(Fae-calibacterium prausnitzii)通过分泌特定的代谢物阻断NF-κB的激活及IL-8的产生,从而抑制肠道炎症疾病的发生,随着对肠道微生物功能解析工作的逐步深入,现在学界已逐渐认识到,在动物生理学尤其营养代谢研究中,必须充分考虑肠道细菌的作用。当前,高等动物肠道微生物与宿主生理代谢的相互关系与调控机制已成为国际生物学和医学的研究热点之一.然而水生动物肠道微生物与宿主生理的关联与调控研究尚处于起步阶段。相比于陆生脊椎动物,水生动物处于更为复杂的生态环境之中,其肠道微生物结构和陆生动物相比具有更大的多样性和复杂性,这也给水生动物肠道微生物研究带来了挑战。尽管如此,国内外仍有一些学者对水生动物肠道微生物进行了初步研究,并取得了较好的进展。

1水生动物肠道微生物结构形成的影响因素

与其它动物相类似,目前的研究表明水生动物的遗传背景、饲养环境、饲料组分均可以显著影响其肠道微生物的结构组成.关于宿主的遗传背景对肠道微生物的影响目前在国内外均有报道,研究发现处于不同生长环境中的斑马鱼肠道存在一个核心菌群,而生活在同一淡水环境

人体肠道微生物群落与疾病

人体肠道微生物群落与疾病 .82.公共卫生与临床医学201062J】JJPublicHealthandClinicalMedicineV olume6,Number2,May2010 人体肠道微生物群落与疾病 翁幸鐾,糜祖煌 术专家论坛术 通讯作者:糜祖煌(1962一),男(汉族),江苏省无锡市人;1982年毕业于镇江医学院(现改为江苏 大学),研究员,任无锡市克隆遗传技术研究所所长;任公共卫生与临床医学》常务编委,编辑委 员会副主任委员,中国优生与遗传杂志编委,中华检验医学杂志编审专家,现代实用医学杂志编委, 世界感染杂志常务编委,中国人兽共患病学报编委,中国抗生素杂志编委,中华流行病学杂志审稿专 家,中华医学会微免学会支原体学组成员,亚洲支原体组织(AOM)理事;先后在中华检验医学杂 志》,Ⅸ中华医院感染学杂志,中华流行病学杂志》,中国抗生素杂志》,世界感染杂志》 和国外专业期刊发表论着,述评,专家论坛栏目文章共200余篇;主持完成国家自然科学基金项目2

个,省市基金项目多个;参编专着3部.主要研究方向:从事微生物分子鉴定,耐药基因和毒力基因 及菌株亲缘性分析等. 摘要:人体肠道定植的微生物群落绝大多数是无害甚至是有益的,它们就像器官一样行使实质性功能. 一 旦肠道微生物群落异常,就会产生一系列疾病.本文阐述了人体肠道微生物群落的形成和影响因素, 以及微生物群落异常与疾病的关系,并探讨了治疗方案和研究前景 关键词:肠道;微生物群落;异常;疾病;治疗 中图分类号:Q939.121文献标识码:A HumanIntestinalMicrobiotaandDiseasesWENGXing-beM1Zu—huang2(| Departmentof MedicalLaboratory,NingboNO.Hospital,Ningbo,31501~China,2Departme ntofBioinformatics,Wuxi CloneGen—TechInstitu把.Wuxi,214026.Chma1 Abstract:Themajorityofhumanintestinalmicrobiotaareharmlessorevenbene ficialbyperforming functionsessentialforoursurviva1.Shiftsinthemicrobialspeciesthatresideino urintestineshavebeen associatedwi也alonglistofpathogenesis.Thereviewprovidedanoverviewontheformationof

生物活性肽的研究及其进展汇总

生物活性肽的研究及其进展 摘要:生物活性肽作为一种来源广泛、种类繁多、功能性良好的生命因子,目前已成为全球范围内的研究热点。研究表明这些肽除具有常规的生物活性,如增加矿物质吸收、调节血压、抗菌、抗氧化、降胆固醇、免疫调节之外还对人类营养有调节作用,因而受到广泛关注。本文综述了生物活性肽的种类、生理功能、吸收、制备研究进展,以期为生物活性肽的进一步研究和应用提供参考。 关键词:生物活性肽,生理活性,吸收 Research and progress of biological active peptide Abstract:Bioactive peptides as one rich sources, wide variety, good functional life factors have been a global research hot spot. Studies have shown that these peptides have some conventional biological activities, such as increase mineral absorption, adjust blood pressure, antibacterial, antioxidant, decrease cholesterol, regulate immune. What’s more, they also have a regulating effect on human nutrition, so they have attracted widely attention. The kinds of bioactive peptides was reviewed in this paper, preparation research progress of physiological function, absorption and biological active peptide in order to provide reference for further research and application. Key words:Biological active peptide, Physiological activity, Absorb 1.功能肽的简介 肽(peptides)是分子结构介于氨基酸和蛋白质之间的一类化合物,是蛋白质的结构与功能片段,并使蛋白质具有数以千万计的生理功能。肽本身也具有很强的生物活性。是由蛋白质中20种天然氨基酸以不同的组合和排列的方式构成的,从二肽到复杂的线性或者环状的多肽的总成。一般说来,肽链上氨基酸数目在10个以内的叫寡肽,10~50个的叫多肽,50个以上的叫蛋白质。人们习惯上也把寡肽中的二、三肽称为小肽。由于构成肽的氨基酸种类、数目与排列顺序的不同,决定了肽纷繁复杂的结构与功能。 生物活性肽( biologically active peptide/ bioactive peptide/ biopeptide) 是指对生物机体的生命活动有益或具有生理作用的肽类化合物,又称功能肽(functional peptide)[1]。肽由氨基酸组成,人体存在20 种氨基酸,由不同的氨基酸的种类排列,加上数量排列形成,再加上还可能有的二级、三级结构,其种类是十分庞大的[2,3]。每一种活性肽都具有独特的组成结构,不同活性肽的组成结构决定了其功能。此外活性肽在生物体内的含量是很微量的,但却具有显著的生理活性。据研究,有些多肽在10 - 7mol/ L 的浓度时仍具有生理活性,就是说1 mL 的多肽用60 倍水稀释后,仍然具有生理功能。功能肽是源于蛋白质的多功能化合物,是多样化且来源充足的食品原料,具有多种人体代谢和生理调节功能,如易消化吸收、促进免疫、激素调节、抗菌、抗病毒、降血压、降血脂等[4] 现代营养学研究发现,人体摄入蛋白质经消化道中的酶作用后,大部分是以寡肽的形式

动物热应激的生理变化机制

文献综述题目:动物热应激的生理变化机制

动物热应激的生理变化机制 摘要:随着畜牧业产业化和集约化的逐步深入畜禽应激方面的研究已成为动物研究领域中的一个热点,有关动物应激机理的研究则更加引人注目。因此只有彻底弄清楚HSPs的调控机制才有可能了解应激的作用本质,为应激的研究提供参考,从而为动物生产中的应激监测系统提供科学依据。 热应激蛋白(heat shock proteins HSPs)是动物在不良因素作用下所产生的一组特异性蛋白质,任何应激均可诱导机体的HSPs合成增加,它能使动物迅速适应环境变化,保护机体不受或少受损害。HSPs作为应激的调控蛋白对阐明动物的应激机理有着非常重要的作用。 热应激反应的最大特点是在应激蛋白(heat shock proteins HSPs)合成增加,而正常蛋白质的合成则受到抑制。从而对机体的生长代谢、免疫功能等造成影响。文章综述畜禽热应激发生机制的国内外研究现状,运用系统动物营养学的思维方法,从动态和整体的角度探讨畜禽热应激生理变化规律。 关键词:畜禽;热应激;生理变化;系统动物营养学 热应激是指动物机体处于高温环境中所做出的非特异性生理反映的总和。随着集约化高密度饲养方式的迅速发展,热应激对畜禽生产造成的危害越来越受到人们的关注。大量研究显示,热应激严重影响机体呼吸、循环、消化、免疫和内分泌等系统的功能,使机体新陈代谢发生改变。但有关畜禽热应激发生发展规律的研究多从静态和局部的角度出发,少有以机体整体为研究对象,动态的研究热应激发生发展规律的报道。文章运用系统动物营养学的思维方法,以众多学者的研究成果为基础,从动态和整体的角度探讨畜禽热应激生理变化规律。 1.畜禽热应激生理变化规律探讨 在大量的试验研究中,对温热环境强度量化和统一的困难,可能也是造成各试验结论不一致甚至相悖的原因之一。能量代谢与物质代谢是机体新陈代谢的2个方面,热刺激下机体散热受阻导致能量代谢失衡,引起物质代谢失衡,机体便做出一系列反映来维持新陈代谢的动态平衡。运动着的事物都有一个发生、变化和发展的过程,因此可推测机体对热应激的调节同样有一个发生、变化和发展的过程。 1.1开始阶段 只有能量代谢平衡受到破坏。当温热环境最开始作用于机体时,抑制了机体的散热,在很短时间内(也许是数十分钟到数小时)无法散发的热量在体内蓄积,引起体温的细微变化,作用于体内的温度感受器(如颈动脉窦的温度感受器)感受器发出神经冲动,与体表神经末梢由于温热刺激而产生的神经冲动一同传至中枢神经;中枢首先从行为调节与加强机体散热上做出反映,机体表现出一系列有利于散热的行为与生理变化,如静止、伸展四肢及轻微喘息等[1]。正如Zhou和Yamamoto(1997)的研究表明,温度升高使肉鸡呼吸频率升高,此时机体的物质代谢平衡没有受到影响。

动物应激反应

一、应激反应的概念 (一)应激反应:是指机体在受到体内外各种强烈因素(即应激原)刺激时,所出现的交感神经兴奋和垂体——肾上腺皮质分泌增多为主的一系列神经内分泌反应,以及由此而引起的各种机能和代谢的改变。 任何对动物机体或情绪的刺激,只要达到一定的强度,都可以成为应激原。当这种应激反应真正威胁到动物的健康时,动物就会觉得不适。根据动物是否感到不适这一标准可将应激反应分为良性应激和不良性应两类。 (二)良性应激:是指使动物感到愉快的应激,是对动物的有益应激。如猪有玩耍时的奔跑行为和交配行为。 (三)恶性应激:是指那些危及动物福利和健康的应激,常使动物感到无聊、压抑和紧张。恶性应激是引发一种或多种疾病发生的原因。 另外,也有人将应激反应分为免疫应激反应和非免疫应激反应。 二、养殖生产中常见的应激因素 (一)气候因素 过冷、过热、强光照射.湿度过大都会对动物产生应激反应,有资料表明,低温影响猪的生长发育,若舍内温度低l 0℃以下,就会引起猪的应激反应,尤其仔猪会冻死,低温伴有通风不良或贼风侵袭,湿度过大,会进一步加重猪的应激反应。在高温环境下,几乎所有规模化猪场都造成

母猪采食量下降,临产期、围产期死亡及仔猪死亡,母猪发情率降低,返情率提高20%~30%,窝产仔数、仔猪初生重、成活率也受到不同程度的影响,经济损失达到20%以上。 (二)有毒有害气体 冬天畜舍中的氨、硫化氢、二氧化碳等有毒有害气体会对动物产生刺激,产生应激反应,浓度过高,就会损伤呼吸道粘膜,使抗病力下降,呼吸系统发病。 (三)惊吓等环境因素 如噪音、突然断电,强辐射、奇光、外人入舍、饲养规程变更、饲养员突然更换或衣着及工作程序的变化等都会引起动物的应激反应。 (四)饲养管理因素 在饲养管理过程中,饲养员的粗暴对待、去势、断尾、打号、断喙.接种疫苗、注射药物、保定等,此时动物处于一种"戒备"状态,呼吸心跳加快,血压升高,通过这些变化来动员机体的防御机能,应付环境的急剧变化。 (五)营养因素 主要指饲料中营养不平衡、营养不良或营养过剩都会对动物产生不利的影响,在饲养管理中,饲喂时间、饲喂次数、饲喂量、突然更换饲料、饮水不足和水质不卫生或水温过低都会造成应激。

人体肠道微生态最新研究

人体肠道微生态最新研究 摘要:人体肠道中含有种类繁多的微生物,这些微生物在人体肠道中共同构成肠道微生态。肠道为微生物提供生存环境,而微生物也发挥许多有利于人体的功能。肠道菌群的种类和比例随着人体的年龄、饮食习惯等变化而变化。肠道微生态存在微生态平衡和微生态失调两种状态。微生态调节剂可调通过其中的益生菌和(或)其代谢产物对整宿主体内的微生态区进行调整,使其从失调状态到保持平衡状态。随着微生态制剂的迅速发展,益生菌的使用安全性问题也备受关注。本文对人体肠道微生态的研究、微生态制剂的应用及安全性问题展开综述。结合目前最新的研究,对肠道微生态的进行分析及展望。 关键词:肠道微生态;微生态制剂;益生菌 The latest study of the human gut microecological Abstract:In the human intestine,there is a wide variety of microorganisms. These microbes form the intestinal microecology. Gut is the living environment of microbes , and microbes is so beneficial to human. The types and the proportion of intestinal flora will change when human’s age or eating habit was changed. Intestinal microecology has two states, one is microecological balance and the other is microecological disturbance. Microecological can be regulated from disturbance to balance by useing probiotic and ( or ) its metabolites. With the rapid development of microecologics, the security problems of using probiotic are of concern. The research of human gut microecological as well as the security problems and the using of microecologics were been discussed in the article. According to the latest research, analysis and prospect about gut microecological were giving out. Key words: gut microecological; microecologics; probiotics; 1 人体肠道微生态的概况 人体内含有的微生物数量庞大,组成复杂。按照正常微生物群在微生态系统中所占的空间不同,通常将人的微生态系统分为以下几类:口腔微生态系统、胃肠道微生态系统、泌尿道微生态系统、生殖道微生态系统、皮肤微生态系统和呼吸道微生态系统[1,2]。人类消化道内蕴藏有约1×1014个活细菌,即100万亿个细菌细胞,然而人体细胞总数也不过1×1013个,即消化道内细菌总数比人体细胞总数还多10倍,其种类有100种以上[3,4]。而在周庆德等[5-7]研究表明,在人和其他哺乳动物肠道中,定植着60—400种不同的微生物,其总数可达百万亿个,已证实动物粪便干重的1/3左右为细菌。 从菌种及分布方面,人体肠道栖息着的菌属主要包括有双歧杆菌属,乳酸杆菌属,类杆菌属,真杆菌属等,虽然整个肠腔内都存在大量细菌,但分布、浓度

水生动物肠道微生物研究进展

水生动物肠道微生物研究进展 作者:张美玲杜震宇 来源:《华东师范大学学报(自然科学版)》2016年第01期 摘要:动物体消化道栖息着一个数量庞大、种类繁多的微生物群落,肠道微生物与宿主生理代谢的相互关系已成为国际生物学界研究的热点之一.然而与高等动物相比,水生动物这方面的研究尚处于起步阶段.本文从水生动物肠道共生微生物形成的影响因素、水生动物肠道微生物的组成特点、肠道微生物对宿主的影响以及肠道微生物生态学研究策略方面综述了近年来国内外研究取得的进展,阐述了消化道微生物分子生态学研究在水生动物营养代谢、免疫及发育调控中的意义和发展前景. 关键词:肠道微生物;水生动物;益生菌;免疫调节;营养代谢 中图分类号:Q938.1 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1000-5641.2016.01.001 0引言 动物体消化道内栖息着一个数量庞大的微生物群落,约含1000~5000种微生物,并由此在宿主肠道内形成了一个复杂的微生态系统(micro-ecosystem).目前已知,消化道菌群与宿主及消化道环境(如食物、体温、pH值等)三者之间构成了相互作用与依赖的“三角”关系,共同参与营养物质的消化、吸收及能量代谢的过程,在高等动物中,已有很多研究阐明肠道微生物参与宿主营养代谢或免疫调节.新近的研究工作发现,人体肠道内的拟杆菌具有独特的碳水化合物结合结构域,可以有效地提高细菌对于膳食纤维的结合能力,增强其降解多糖的效率,帮助宿主利用膳食中的多糖类物质,人体肠道内的柔嫩梭菌(Fae-calibacterium prausnitzii)通过分泌特定的代谢物阻断NF-κB的激活及IL-8的产生,从而抑制肠道炎症疾病的发生,随着对肠道微生物功能解析工作的逐步深入,现在学界已逐渐认识到,在动物生理学尤其营养代谢研究中,必须充分考虑肠道细菌的作用。当前,高等动物肠道微生物与宿主生理代谢的相互关系与调控机制已成为国际生物学和医学的研究热点之一.然而水生动物肠道微生物与宿主生理的关联与调控研究尚处于起步阶段。相比于陆生脊椎动物,水生动物处于更为复杂的生态环境之中,其肠道微生物结构和陆生动物相比具有更大的多样性和复杂性,这也给水生动物肠道微生物研究带来了挑战。尽管如此,国内外仍有一些学者对水生动物肠道微生物进行了初步研究,并取得了较好的进展。 1水生动物肠道微生物结构形成的影响因素 与其它动物相类似,目前的研究表明水生动物的遗传背景、饲养环境、饲料组分均可以显著影响其肠道微生物的结构组成.关于宿主的遗传背景对肠道微生物的影响目前在国内外均有报道,研究发现处于不同生长环境中的斑马鱼肠道存在一个核心菌群,而生活在同一淡水环境

功能肽的研究进展

[23]Mathies R A.Biomolecular vibrational spectroscopy[J].Methods Enzymol,1995, 246: 377-389. [24]Peticolas W L. Raman Spectroscopy of DNA and proteins[J]. Methods Enzymol,1995,246: 389-416. [25]Li-Chan E C Y. The application of Raman spectroscopy infood science[J]. Trends in Food Science and Technology,1996, (7):361-370. [26]Long D A. Raman Spectroscopy[M] .McGraw-Hill:London,1977. [27]Schuster K C Ehmoser H, Gapes J R, Lendl B. On-line FT-Raman Spectroscopic monitoring of starch geletinisation andenzyme catalysed starch hydrolysis[J]. Vib Spectrosc, 2000,(22):81-190. [28]Derbyshire E,Wright D J,Boulter D.Legumin and vicilin,stor-age proteins of Legume seeds[J]. Phytochemistry ,1976,(15):3-24. [29]Brinegar A C,Peterson D M. Separation and characterization of oat globulin polypeptides[J]. Arch Biochem Biophys,1982,219:71-79. [30]Neilsen N C. The structure and complexity of 11S polypep-tides in soybeans [J]. J.Am.Oil Chem Soc., 1985,(62):1680-1686. [31]Schrader B,Hoffmon A, Simon A,et al.Can a Raman renais-sance be expected via the near-infrared Fourier transformtechnique[J]. Vib spectrosc, 1991,(1):239-250. [32]Harwalker V R,Ma C Y. Study of thermal properties of oatglobulin by differential scanning calorimetry[J]. J Food Sci,1987,52:394-398. [33]Ma C V,Harwalker V R. Study of thermal denaturation ofoat globulin by ultraviolrt and fluorescence spectrophotometry[J]. J Agric Food Chem, 1998, 36:155-160. [34]Meng G T, Ma C Y, Phillips D L. Roman spectroscopic studyof globulin from Phaseolus angularis (red bean)[J]. FoodChemistry, 2003,81:411-420. 功能肽的研究进展 励建荣,封 平 (浙江工商大学食品、生物与环境工程学院,杭州 浙江 310035) 摘 要:迄今为止,人们已从人体、动物、植物和微生物等生物体中提取或合成了各种具有生理活性的多肽物质。本文较为全面地介绍了功能肽的不同来源及生产方法,比较了几种常用生产方法的优、缺点,并概述了近几年国内外几种重要功能肽的研究进展。 关键词:功能肽;研究;进展 Progress in Study of Functional Polypeptides LI Jian-rong,FENG Ping (College of Food Science, Biotechnology and Environmental Engineering, Zhejiang Gongshang University, Zhejiang 310035,China) Abstract :Several kinds of functional polypeptides have been produced from human,animal and plant bodies until now. Thedifferent sources and preparation methods of functional polypeptides were introduced in this article. The advantage anddisadvantage of different methods were compared. The research progress about functional polypeptides was also reviewed andforecasted. Key words:functional polypeptide;research;progress 中图分类号:TS201.21 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2004)11-0415-05 收稿日期:2004-09-01 作者简介:励建荣(1964-),男,教授,博导,主要从事食品生物技术、食物资源和保健食品方面的教学和科研工作。

动物氧化应激研究进展

动物氧化应激研究进展

动物氧化应激研究进展 随着我国 畜牧业 特别是现代养殖业集约化程度的提高以及人们对动物福利意识的增 强,动物 应激医学已成为动物医学的重要组成部分。在动物应激医学研究中,动物氧化应 激又逐渐成为国内外学者的热点研究课题。 1 氧化应激概念与起因 1.1 氧化应激概念 动物在正常生理代谢过程中,会产生许多自由基,这些自由基通常不会导致组织细胞 的损伤,机体依靠自身体内的抗氧化防御体系,主要包括抗氧化酶类(包括超氧化物歧化 酶 SOD 、过氧化氢酶 CAT 、谷胱甘肽过氧化物酶 GSH-Px 、谷胱甘肽硫转酶 GST 等) 及非酶类的抗氧化剂(包括 维生素 C 、维生素 E 、谷胱甘肽、褪黑素、 a- 硫辛酸、类胡萝 卜素、微量元素 铜、锌、硒等),可以保护机体组织和细胞防止自由基的损伤。当动物机 体细胞内产生的自由基的水平高于细胞的抗氧化防御能力时,氧化还原状态失衡,过量的 自由基存在于组织或细胞内,即诱发氧化应激,并导致氧化损伤。因此,氧化应激 (Oxidative Stress) 是机体应答内外环境, 通过氧化还原反应对机体进行多层次应激性调节 和信号转导,同时造成氧化损伤的重要生命过程。器官和组织对氧化应激的易感性依赖于 它的抗氧化系统的状态和氧化剂与抗氧化之间的动态平衡。 氧化应激可导致细胞膜磷脂过氧化、蛋白质过氧化 (受体和酶 )以及 DNA 的氧化损伤。 脂质、 蛋白质和 DNA 的氧化会对机体造成不同程度的危害,从而影响机体的生长、发育、 衰老等过程。急性和慢性的应激都能通过产生自由基诱导胃肠道、免疫系统等多方面的氧 化应激。 1.2 氧化应激的起因 1.2.1 自由基的产生 细胞在正常新陈代谢和先天免疫反应过程中, 基。首先,肠上皮细胞的主动新陈代谢本身就是 性有关。所产生的活性物质包括超氧 化物阴离子 ( · OH) ,它们都是线粒体中氧化磷酸化不可避免的 产物。其次,另一个内源性氧化应激源 自于肠道先天 及获得性免疫系统在与许多共生物和病原微生物反应过程中产生的一氧化 氮 (NO) ,其在食物和水的吸收过程中不可避免的会产生。 当动物遭受应激刺激或患病时,机体代谢出现异常而骤然产生大量自由基,过量的自 由基数量 将超过抗氧化体系的还原能力, 使机体处于氧化应激状态, 结果会导致机体损伤。 目前研究表明主要有四种致细胞损伤机制: 1) 对脂类和细胞膜的破坏,从而导致细胞死亡。 2) 对蛋白质、酶的损伤,从而导致蛋白质变性,功能丧失和酶失活。 3) 对核酸和染色体的破坏,从而导致 DNA 链的断裂,染色体的畸变和断裂。 4) 对细胞外基质的破坏,从而使细胞外基质变得疏松,弹性降低。 1.2.2 氧化应激的起因 1.2.2.1 外源性因素 1.2.2.1.1 日粮 营养因素 营养缺乏或不良可能使体内自由基增加,而且还影响抗氧化酶生物合成及 内源性抗氧 都会产生活性氧代谢物 (ROM) ——自由 ROM 的来源,其生成与电子传递链的活 (O2-) 、过氧化氢 (H2O2) 和羟基自由基

肠道菌群对动物免疫的影响

肠道菌群对动物免疫的影响 作者:李海国文章来源:猪病新干线点击数:85 更新时间:2009-12-5 9:26:05 在动物体内环境中通常有一层微生物或微生物层,在正常情况下即动物处于健康状态时,并未表现异常或致病现象,称这一层微生物为正常菌群或固有菌群和原籍菌群。这些菌群是动物机体内环境中不可缺少的组成部分,对动物宿主是有益无害的。 1 肠道菌群及其分布 肠道正常菌群的概念 在动物体内环境中通常有一层微生物或微生物层,在正常情况下即动物处于健康状态时,并未表现异常或致病现象,称这一层微生物为正常菌群或固有菌群和原籍菌群。这些菌群是动物机体内环境中不可缺少的组成部分,对动物宿主是有益无害的。 肠道菌群的分布 人和动物的胃肠道栖息着大约30属500多种细菌,主要由厌氧菌、兼性厌氧菌和需氧菌组成,其中专性厌氧菌占99%以上,而仅类杆菌及双歧杆菌就占细菌总数90%以上。 肠道个体菌群分为3个部分:⑴生理性细菌与宿主共生关系,为专性厌氧菌,是肠道的优势菌群,如双歧杆菌、类杆菌、优杆菌和消化球菌等是膜菌群的主要构成者,具有营养及免疫调节作用。⑵条件致病菌与宿主共栖,以兼性需氧菌为主,为肠道非优势菌群,如肠球菌、肠杆菌,在肠道微生态平衡时是无害的,在特定的条件下具有侵袭性,对人体有害。⑶病原菌多为过路菌,长期定植的机会少,生态平衡时,这些菌数量少,不会致病,如果数量超出正常水平,则可引起人体发病,如变形杆菌、假单胞菌和常为韦氏梭菌等。口腔内的菌群高度复杂,但经过胃被胃酸破坏,对胃肠道影响很小。 胃的酸性环境极大地抑制了微生物的繁殖,减少了进入小肠的微生物数目。在无酸的胃中细菌数会明显增多。胃内除了幽门螺杆菌或相关的菌种外,大多数是革兰氏阳性的需氧菌,如链球菌、葡萄球菌、奈瑟菌、乳酸杆菌和念珠菌,细菌浓度通常小于103/ml。幽门螺杆菌是真正的胃内细菌,它是引起胃炎的主要致病因子,是溃疡病的重要致病因子。 小肠是个过渡区,肠液流量大,足以将细菌在繁殖前冲洗到远端回肠和结肠,十二指肠和空肠相对无菌,含菌浓度为0~105/ml,主要菌种是革兰氏阳性的需氧菌,包括链球菌、葡萄球菌和乳酸杆菌。在远端回肠中,革兰氏阴性菌开始超过革兰氏阳性菌,经常存在大肠菌类和厌氧菌,含菌浓度为103~107/ml。 通过回盲瓣,细菌浓度急剧增加100倍以上,达1010~1012/ml,厌氧菌超过需氧菌102~104倍,主要的菌种是拟杆菌、真杆菌和双歧杆菌以及厌氧的革兰氏阳性球菌,正常人结肠中主要菌群是相同的,并且在一段时间内保持稳定状态。这些肠道固有细菌在维持肠道功能健康方面具有举足轻重的作用。 2 肠道菌群对动物免疫的影响及机理 肠道菌群形成一个庞大而复杂的微生态系统,有重要的生理意义。包括抵御病原体侵袭、刺激机体免疫器官的成熟、激活免疫系统及参与合成多种维生素、调节物质代谢等作用。 菌群屏障作用 动物的先天性或非特异性免疫应答,亦即机体免疫系统识别和排除各种异物,主要依靠机体的屏障作用,包括正常菌群、机体的皮肤黏膜、补体等体液因子抑菌、杀菌、溶菌等作用、吞噬细胞的吞噬作用等。从现代的研究不难看出,正常菌群在机体的屏障作用中是极为重要的一个方面。

2020肠道微生物与免疫的研究进展

2020肠道微生物与免疫的研究进展 人体正常的肠道微生物数量达1012~1014,其平均质量约为1.5 kg[1-2],约6~10个类群(3 000种)微生物组成[2-3]。婴儿在出生之后不久就有微生物在肠道定植,直到肠道微生物达到一个稳定的共生群[4]。肠道微生物对于宿主是有益的,在过去10年的研究中,已经发现肠道微生物在人体发育、肠道屏障、免疫调节、物质代谢、营养吸收、毒素排出,以及疾病的发生、发展等方面发挥着巨大的作用。肠道菌群的紊乱可能导致肥胖、肝硬化、糖尿病、心血管疾病,以及孤独症等各种疾病的发生。肠道微生物的主要功能是帮助宿主代谢,使能量和营养物质更好地被利用,为肠道上皮细胞提供营养,增强宿主免疫功能,帮助寄主抵抗病原菌[5]。最近,大量的研究表明,肠道微生物的代谢功能是非常重要的,并且效率远远超过肝的代谢功能。例如肠道微生物不仅可以影响视网膜的脂肪酸组成和眼睛晶状体、骨骼的密度、肠道血管的形成[6];而且可以提供必需的营养物质(生物素、维生素K、丁酸等)和消化食用纤维素[7]。肠道微生物同脊柱动物已经一起进化了几千年,因此,免疫系统正常功能(抵抗细菌病原体)的实施需要依靠肠道微生物。同时,肠道微生物是刺激“黏膜免疫系统”(mucosal immune system)和“全身免疫系统”(systemic immune system)成熟的重要因子[8-9]。许多实验研究发现肠道微生物的组成及代谢产物对免疫和炎性反应有很重要的影响。如果肠内部免疫系统

崩溃就会引起慢性肠炎疾病,例如克罗恩病和溃疡性结肠炎[10],然而,由于共生肠道微生物的多样性和很难断定哪种细菌是共生菌还是条件致病菌,所以对于肠道微生物定植反应的免疫调控是复杂的。近几年,肠道菌群与免疫的研究受到越来越多人们的关注。因此,本文就肠道微生物与免疫系统的关系做一综述。 1 肠道微生物群相关的疾病 近年来,大量肠道微生物与肠道生理功能关系的研究表明,肠道微生物在宿主健康与疾病方面有重要的作用[11],通过对炎性反应动物模型的研究已经确定肠道微生物与肥胖、糖尿病、过敏和哮喘等疾病的发展和变化有重要关系[12]。目前,已经有许多实验发现肠道微生物与肥胖和糖尿病有关,其中一个最新的研究表明,在遗传或者饮食诱导的肥胖小鼠肠道内Akkermansia muciniphila(一种存在于黏液层的黏液素降解菌,在健康情况下,它占肠道微生物菌群总数量的3%~5%)菌急剧减少,在饮食诱导的肥胖小鼠肠道内A. muciniphila的丰度比对照组小鼠低100倍,在饮食诱导的肥胖小鼠口服A. muciniphila后发现小鼠的体质量降低和身体指数得到改良;进一步研究发现,A. muciniphila可以降低胰岛素耐受性,控制脂肪储存、脂肪代谢、甘油酯和葡萄糖的稳态[13]。另一个研究通过比较Ⅱ型糖尿(T2D)和正常70岁欧洲妇女的肠道微生物组成,发现在有糖尿病的群体中,4个乳酸

生物活性肽研究现况和进展_李勇

生物活性肽研究现况和进展 李 勇 (北京大学公共卫生学院营养与食品卫生学系,北京,100083) 摘 要 生物活性肽指对生物机体的生命活动有益或具有生理作用的肽类化合物,包括内源性和外源性生物活性肽;其吸收机制优于游离氨基酸,且具有氨基酸不可比拟的生理功能和改善食品感官效应。海洋生物活性肽资源丰富,有增强免疫、抗氧化、抗高血压、抗肿瘤、抗菌和抗病毒等活性,开发利用前景广阔。关键词 肽,生物活性肽,海洋生物活性肽,生理功能 收稿日期:2006-01-03 1 肽和生物活性肽基本概念 肽(peptides )是分子结构介于氨基酸和蛋白质之间的一类化合物,是蛋白质的结构与功能片段,并使 蛋白质具有数以千万计的生理功能。肽本身也具有很强的生物活性。氨基酸是其基本构成单位,由2个或3个氨基酸脱水缩合而成的肽分别叫二肽和三肽,以此类推为四肽、五肽。一般说来,肽链上氨基酸数目在10个以内的叫寡肽,10~50个的叫多肽,50个以上的叫蛋白质。人们习惯上也把寡肽中的二、三肽称为小肽。由于构成肽的氨基酸种类、数目与排列顺序的不同,决定了肽纷繁复杂的结构与功能。 生物活性肽(biologically active peptide /bioactive peptide /biopeptide )是指对生物机体的生命活动有益或具有生理作用的肽类化合物,又称功能肽(func -tional peptide )。肽由氨基酸组成,人体存在20种氨基酸,由不同的氨基酸的种类排列,加上数量排列形成,再加上还可能有的二级、三级结构,其种类是十分庞大的。每一种活性肽都具有独特的组成结构,不同活性肽的组成结构决定了其功能。此外活性肽在生物体内的含量是很微量的,但却具有显著的生理活性。据研究,有些多肽在10-7mol /L 的浓度时仍具有生理活性,就是说1m L 的多肽用60倍水稀释后,仍然具有生理功能。而且生物体可依据生理状态来合成和降解活性肽,因此,具有调节功能的活性肽的半衰期均很短。1975年Hughes 等首先报道从动物组织中发现了具有类吗啡活性的小肽;1979年Brantl 等从酶解的酪蛋白水解产物中分离到1个七肽物质(Tyr -Pro -Phe -Pro -Gly -Pro -Ile ),为β-酪蛋白的第60~66氨基酸残基片段,具有阿片活性。阿 片样肽(opioidpeptide )具有类阿片受体配体活性,能够作为激素和神经递质与体内的受体相互作用,具有镇痛和调节人体情绪、呼吸、脉搏、体温的功能。内源性阿片肽包括脑啡肽、内啡肽、强啡肽、孤啡肽。目前 已经从小麦谷蛋白和大米蛋白中提取出了外源性阿片样肽。它们与普通镇痛剂的不同点是经过消化道进入人体后无任何副作用,不会有成瘾性,这方面已成为药理学、功能食品学研究的热点。目前已经从动、植物和微生物中分离出多种多样的生物活性肽。生物活性肽的结构可以从简单的二肽到较大分子的多肽(数百个氨基酸)。生物活性肽的生物学意义主要体现在其吸收机制优于氨基酸和具有氨基酸不可比拟的生理功能两个方面,其生理功能主要有类吗啡样活性、激素和调节激素的作用,对生物体内的酶具有调节和抑制功能,免疫调节,抗血栓,抗高血压,降胆固醇,抑制细菌、病毒,抗癌作用,抗氧化和清除自由基作用,改善元素吸收和矿物质运输,促进生长,调节食品风味、口味和硬度等。因此,生物活性肽是筛选药物、制备疫苗和食品添加剂的天然资源宝库。 2 生物活性肽分类 2.1 按来源分———内源性生物活性肽和外源性生物活性肽 目前,生物活性肽尚无较为一致的分类方法。按其来源可分为内源性的生物活性肽和外源性的生物活性肽两类。内源性生物活性肽即机体内存在的天然的生物活性肽,主要包括体内一些重要内分泌腺分泌的肽类激素,如促生长激素释放激素、促甲状腺素、肝脏合成的类胰岛素生长因子、胸腺分泌的胸腺肽、脾脏中的脾脏活性肽、胰腺分泌的胰岛素等;由血液或组织中的蛋白质经专一的蛋白水解酶作用而产生的组织激肽,如缓激肽、胰激肽;作为神经递质或神经

肠道菌群领域研究进展(完整版)

肠道菌群领域研究进展(完整版) 已有大量研究证实,肠道菌群与肥胖、糖尿病、高脂血症、高血压、心脑血管疾病、慢性肾病、神经系统疾病等相关,肠道菌群科学家们2019年在肠道微生物组研究领域取得了研究成果; 【1】Nat Biotechnol:突破!科学家在人类肠道微生物组中鉴别出100多种新型肠道菌群! 近日,一项刊登在国际杂志Nature Biotechnology上的研究报告中,来自英国桑格研究院等机构的科学家们通过对肠道微生物组研究,从健康人群的肠道中分离出了100多个全新的细菌类型,这是迄今为止研究人员对人类肠道菌群进行的最全面的收集研究,相关研究结果获奖帮助研究人员调查肠道微生物组在人类机体健康及疾病发生过程中所扮演的关键角色。 本文研究结果能帮助研究人员快速准确地检测人类肠道中存在的细菌类型,同时还能帮助开发出治疗多种人类疾病的新型疗法,比如胃肠道疾病、感染和免疫疾病等。人类机体中细菌大约占到了2%的体重,肠道微生物组就是一个主要的细菌聚集位点,同时其对人类健康非常重要。肠道微生物组的失衡会诱发诸如炎性肠病等多种疾病的发生,然而由于很多肠道菌群难以在实验室环境下生存,因此研究人员就无法对其进行更加直观地研究。

【2】Science:肠道微生物组可能是药物出现毒副作用的罪魁祸首 药物本是用于治疗很多患者,但是一些患者遭受这些药物的毒副作用。在一项新的研究中,来自美国耶鲁大学的研究人员给出了一种令人吃惊的解释---肠道微生物组(gut microbiome)。他们描述了肠道中的细菌如何能够将三种药物转化为有害的化合物,相关研究结果发表在Science期刊上。 研究者表示,如果我们能够了解肠道微生物组对药物代谢的贡献,那么我们能够决定给患者提供哪些药物,或者甚至改变肠道微生物组,这样患者具有更好的反应。在这项新的研究中,研究人员研究了一种抗病毒药物,它的分解产物可引起严重的毒副反应,并确定了肠道细菌如何将这种药物转化为有害的化合物。他们随后将这种药物给予携带着经基因改造后缺乏这种药物转化能力的细菌的小鼠,并测量了这种毒性化合物的水平。利用这些数据,他们开发出一种数学模型,并成功地预测了肠道细菌在对第二种抗病毒药物和氯哌嗪(一种抵抗癫痫和焦虑的药物)进行代谢中的作用。 【3】Nat Med:肠道微生物组的改变或与结直肠癌发生密切相关肠道中“居住”着很多不同的微生物群落,即肠道微生物组,其与人类健康和疾病息息相关,近来有研究表明,评估粪便样本中的遗传改变或能准确反映肠道微生物组的状况,或有望帮助诊断人类多种疾病。近日,一项刊登在国际杂志Nature Medicine上的研究报告中,来自

动物源抗菌肽的研究现状和展望

动物源抗菌肽的研究现状和展望 汪以真 (浙江大学饲料科学研究所,生物饲料安全与污染防控国家工程实验室,动物分子营养学教育部重点实验室,动物营养与饲料农业部重点开放实验室杭州310058) 摘要:动物源抗菌肽是机体先天免疫系统的重要效应分子,因其具有广谱高效抗菌活性、细胞选择性及不易产生耐药性等特点,一直被人们认为是抗生素的理想替代品。此外,由于动物体自身分泌的抗菌肽远未达到抑制细菌所需浓度,因此其生物学功能不仅局限于抗菌活性。大量研究表明,抗菌肽不仅具有抗细菌、抗病毒、抗真菌、抗肿瘤等效果,在体内还表现出抗炎症反应、招募免疫细胞、促进上皮损伤修复、促进细胞吞噬细菌等重要作用。然而抗菌肽在一些方面的研究尚不透彻或存在争议,如抗菌肽是否存在耐药性以及通过重组表达技术生产的抗菌肽是否能安全有效的应用。关于抗菌肽的一些生物学功能与分子机制还有待系统深入的研究,如抗菌肽的构效关系、抗菌肽对益生菌的影响、抗菌肽与抗生素的互作效应、抗菌肽的稳定性及其吸收与代谢情况、营养物质调控内源抗菌肽的表达等。因此本文旨在从动物源抗菌肽的生物学功能、作用机制、稳定性与吸收、表达规律与营养调控、分子改良以及重组表达6大方面进行综述,为研发新型、高效、环保型抗生素替代品提供重要信息和策略。 关键词:抗菌肽;生物学功能;稳定性;表达规律;分子改良;重组表达 中图分类号:S816.7 抗菌肽,又名宿主防御肽,是机体抵抗外来致病菌侵袭的重要屏障。成熟抗菌肽一般包含12~100个氨基酸残基,由于其带正电荷、呈两亲性的分子结构,使得其便于与带负电荷的微生物膜或其他细胞靶点相互作用[1]。人们一直认为抗菌肽具有广谱抗菌、不易产生耐药性、无残留等优点,然而随着对抗菌肽研究的不断深入,人们发现它并不是“万能的”,某些细菌仍然能对抗菌肽产生耐药性,而且某些抗菌肽对动物体内的益生菌也有一定的杀伤作用。另外,外源抗菌肽的吸收、在动物体内的稳定性以及与抗生素相互影响等都不甚明了。鉴于此,本文从生物学功能与作用机制、稳定性与吸收、表达规律与营养调控、分子改良以及重组表达6个方面对动物源抗菌肽的研究现状作一系统阐述。 1.抗菌肽的生物学功能及作用机制 1.1抗菌肽的抗菌功能与机制 抗菌肽可以通过破坏细菌细胞膜作用,直接快速地杀伤细菌,且抗菌谱广。其自身独特的氨基酸组成、大小、电荷、空间构像和结构、两亲性、疏水性和膜的流动性及组成等使得其拥有独特的抗菌机制。尽管目前尚没有一个涵盖所有抗菌肽作用机制的理论,但大家公认的主要为膜作用机制和胞内作用机制[2]。 细菌、真菌和真核生物细胞膜是大多数抗菌肽作用的首要靶点。抗菌肽通常定位在细菌膜的表面,当

动物肠道微生态系统及益生菌的营养功能

动物肠道微生态系统及益生菌的营养功能 [2009-11-6] ????? 动物肠道内存在着大量的微生物,每克肠道内容物中含超过100亿个细菌,它们大部分与机体细胞密切接触,交换能量物质,相互传递信息,对宿主有营养、免疫、刺激生长和生物颉颃等作用,在肠道系统中起重要作用。正常情况下,肠道内的正常微生物群在定性、定量和定位等方面保持平衡状态,形成微生态平衡。益生菌是一种含有活菌及成分和产物的微生物制剂,通过改善肠道微生态平衡促进动物机体健康。益生菌能合成,形成具有抗菌作用的物质,也能加强肠道先天免疫系统。益生菌在肠道内能建立一个正常的共生菌群,防止潜在致病性病原微生物的侵袭。 ??? 1肠道微生态系统的概念 ??? 肠道原籍菌、外籍菌和其上皮细胞等生物成分与食源性非生物成分(未被消化的食物)及来自胃、肠、胰和肝的分泌物(如激素、酶、黏液和胆盐等)共同构成肠道微生态系统。当动物处于健康状态时,其肠道内微生物按一定的种群比例定植在肠壁上,处于一种稳定的菌群平衡,它们对于宿主有益无害,是动物内环境中不可缺少的组成部分。 动物肠道内存在着约有30个属500多种微生物,可分为专性厌氧菌和梭状芽孢杆菌、兼性厌氧菌、肠道球菌和大肠杆菌等和需氧菌3部分。肠道中以厌氧菌组成为主,革兰阳性菌占主要部分,主要是乳酸菌(乳酸杆菌、链球菌和消化链球菌等)和双歧杆菌。在大量细菌共生的环境中,不同菌种间的颉颃作用,宿主与细菌间借助对营养物质的吸收和利用,在消化道内相互作用,维系着消化道微生物生态系统的平衡。乳酸杆菌作为一种重要的原籍菌,能通过与肠上皮表而特异性的受体结合,有序地定植在肠上皮表,构成有层次的厌氧菌,与其他厌氧菌一起构成膜菌群。

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