硒科普园
方满新.动物营养学报.2024
肠道不仅是动物消化和吸收食物的器官，而且是对抗有害微生物及化合物的免疫器官，机体健康的维持在很大程度上依赖于肠道屏障功能。肠道屏障可以有效分隔肠腔内外的物质，抵制毒素、病原微生物的进入，在维护动物健康安全等方面发挥着重要的防御保护作用。
研究表明，硒通过维持肠道黏膜上皮完整、促进抗菌肽分泌、增强肠道免疫功能、提高抵抗力、降低肠道炎症水平和维持肠道菌群平衡来保护提高动物肠道黏膜屏障功能。硒主要从肠道黏膜物理屏障、化学屏障、微生物屏障及免疫屏障4方面来保护动物肠道。
1.硒对肠道黏膜物理屏障的影响
肠道黏膜屏障主要由物理屏障、化学屏障、微生物屏障和免疫屏障有机构成(图1)，它们之间互相联系，共同维持肠道完整性和稳定性。肠道物理屏障是畜禽肠腔和内环境之间阻止有害物质入侵的第一道防线，主要由包括潘氏细胞、杯状细胞等多种肠上皮细胞及细胞问连接组成。
小肠绒毛是肠道物理屏障的重要组成部分，由一层单上皮细胞组成，绒毛高度／隐窝深度(V／C)值常用于评估肠道形态功能完整性。研究显示，不同硒源可以显著提高肠道绒毛高度和v／C值。这在在维持肠上皮更新过程中，肠道上皮细胞增殖与凋亡保持平衡状态很重要。硒蛋白(SeNPs）有效减轻H2O2诱导的空肠上皮细胞内质网和线粒体结构损伤，其对肠屏障功能障碍的保护作用与细胞发生内质网应激(ERS）相关的PERK信号通路和线粒体自噬相关的单磷酸腺苷活化蛋白激酶(AMPK)信号通路密切相关。seNPs也通过抑制ERs并抑制细胞凋亡，保护肠道上皮细胞免受双酚A(BPA)损伤，从而增强肠上皮屏障功能。
2.硒对肠道黏膜化学屏障的影响
动物肠道化学屏障包括由黏膜下腺体和上皮细胞分泌的防御素、抗菌肽等化学物质以及由肠道上皮杯状细胞分泌产生的糖基化黏蛋白(mu—cin，MuC)组成。
杯状细胞是一种特殊的上皮细胞。硒通过不同信号通路促进杯状细胞增殖并改善肠道Muc的结构，从而保护肠道屏障功能免受氧化损伤。研究显示，通过纳米硒调节自噬对增强肠道黏膜免疫和杯状细胞发育至关重要，在纳米硒组自噬会增强Muc2分泌，阻断自噬会导致杯状细胞生物学和生理功能受损，Muc2分泌减少。
动物肠道上皮细胞可产生大量抗菌肽．其中最多的是防御素，p一防御素(BD)l抗菌能力在所有BD中最强，参与诱导其他BD如BD2、BD3、BD4、BD5等分泌。抗菌肽水平降低可能会损害肠道免疫屏障并导致微生物群失衡．从而影响肠道屏障功能并加重肠道损伤。研究显示，富硒枯草芽孢杆菌组肉鸡肠道BDl蛋白高于枯草芽孢杆菌vb-114246组，表明硒提高了肉鸡的免疫力。饲粮添加亚硒酸钠可以增强肉鸡对坏死性肠炎的保护性免疫反应，并上调促炎细胞因子、GsH—Px和禽B一防御素(AvBD)表达14。
3.硒对肠道黏膜微生物屏障的影响
肠道微生物屏障是由数以亿计的肠道常驻细菌形成的一层生物防线，动物肠道细菌可分为有害菌(梭菌属、变形杆菌属、葡萄球菌属)、有益菌(乳杆菌属和双歧杆菌属)以及中性菌(拟杆菌属、肠球菌属和大肠杆菌属)，后2类构成了肠道生物屏障。A1一Quwai研究发现，细菌SeNPs显著降低了肉鸡肠道细菌总数、酵母霉菌总数以及大肠杆菌和沙门氏菌数量，显著提高了乳酸菌数量，显示细菌SeNPs在减少病原体和增强有益细菌方面发挥重要作用，并有助于改善肉鸡生长性能。硒在维系肠道微生态平衡方面具有良好的效果，其作用体现在其抑制有害菌定植、优化肠道菌群组成及代谢等方面，从而维护动物肠道乃至整个机体健康。硒对动物肠道微生物的影响见表1。
4.硒对肠道黏膜免疫屏障的影响
肠道黏膜免疫屏障主要由肠道相关淋巴组织(gut—associated lymphoid tissues，GALT)、肠系膜淋巴结等肠道组织和免疫细胞及因子构成。GALT是肠道免疫的主要诱导部位和效应部位，能摄取和转运抗原并分泌免疫球蛋白(immun0910bulin，Ig)和细胞因子。在肠道抗原刺激下产生的Ig、干扰素(interferon，IFN)、白细胞介素(interleukin，IL)等物质，可调节发挥肠道黏膜免疫功能。肠道浆细胞分泌的分泌型免疫球蛋白A(secretorv im—mun0910bulin A，sIgA)是肠道免疫系统的关键指标。
SeNPs对DoN诱导的肠道屏障功能障碍有保护作用，研究显示，SeNPs可显著抑制DoN暴露诱导的十二指肠sIgA含量下降，增强小鼠免疫力。低硒会减少肉鸡肠道sIgA分泌并通过激活NF—KB信号通路减弱十二指肠黏膜免疫，从而降低肠道免疫功能。硒可以通过调节促炎细胞因子和抗炎细胞因子表达，缓解减轻机体肠道炎症反应。
研究表明，在肉鸡十二指肠中，硒缺乏可降低25种硒蛋白表达水平和内源性抗氧化酶活性，包括SOD、CAT、GSH和GSH—Px等，同时提高MDA含量并导致氧化应激。补硒后GSH和硫氧还蛋白(TrX)表达水平上调，MDA含量降低，表明补硒提高了热应激条件下动物肠道黏膜抗氧化能力并减少氧化损伤。
综上所述，硒在保护和改善肠道黏膜屏障功能方面发挥了全面作用。