微量元素硼对大鼠回肠显微结构、消化酶活性、屏障功能及抗氧化功能的影响

2022-07-29 02:40韩玉皎赵春芳胡倩倩顾有方靳二辉李升和
食品科学 2022年13期
关键词:消化酶抗氧化饮水

韩玉皎,邓 娟,赵春芳,胡倩倩,任 曼,顾有方,2,靳二辉,2,*,李升和,2,*

(1. 安徽科技学院动物科学学院,安徽 凤阳 233100;2.动物营养调控与健康安徽省重点实验室,安徽 凤阳 233100)

硼是位于元素周期表第二周期第三主族的一种矿物元素,在自然界中不以单质形式存在,常以无机氧化物的形式存在于海洋和矿物中,或在有机物和生物系统中以硼酸酯的形式存在。在工业生产中,硼砂、硼酸以及其他精制产品被广泛用于玻璃制品、洗涤产品、陶瓷釉料、木材防腐剂、杀虫剂和肥料。近些年研究发现,硼是人和动物可能的必需微量元素,其在动物机体许多生物合成和代谢中起着重要作用,对于维持动物和人类正常生理功能具有重要意义。适量补充硼可增强动物机体免疫功能,促进激素分泌和伤口愈合,有利于骨骼新陈代谢和再生,并且在一定程度上可降低前列腺癌和乳腺癌的发生率。

与许多必需微量元素一样,硼在动物体内呈现出U型的剂量-反应曲线。补充适量硼可对动物机体产生一定益处,但摄入过量硼则对动物机体产生不同程度损伤。相关研究表明,饮水中添加20 mg/L和40 mg/L硼可提高大鼠血清免疫球蛋白G(immunoglobulin G,IgG)浓度,促进脾脏白细胞介素4(interleukin-4,IL-4)和干扰素γ(interferon γ,IFN-γ)表达,增加脾脏CD3、CD4T细胞以及增殖细胞核抗原细胞数量,而补充高于320 mg/L的硼则对免疫功能产生抑制,甚至毒性作用。Khaliq等研究发现,育雏期非洲鸵鸟养殖过程中饮水添加40~160 mg/L硼可促进肾上腺皮质激素的生成和分泌,维持鸵鸟的正常免疫功能,而饮水添加640 mg/L硼则导致肾上腺胶原纤维增厚,肾间组织萎缩,肾上腺结构损伤。董栅杉研究表明,饮水中补充5 mg/L硼,可显著增加90 日龄雌性大鼠的白细胞和血小板数量,且随着硼补充量的增加,白细胞和血小板数量呈现出下降趋势。Sizmaz等研究报道日粮中添加175 mg/kg硼酸可显著提高肉仔鸡的生产性能和饲料转化率,并能对抗氧化功能产生积极影响。同样,饮水中添加100 mg/L硼对日龄14 d以上的固始鸡生长有明显促进作用,其平均体质量和平均日增质量均显著提升,而饮水补充大于200 mg/L硼则导致生长情况明显受到抑制。

以上研究充分表明,添加不同剂量的硼对动物机体免疫功能、激素分泌、血液生理指标以及生产性能等方面均可产生明显影响,但其对哺乳动物肠道显微结构及屏障功能的影响的报道较少。因此,本实验以大鼠为实验对象,通过对饮水补充不同剂量的硼,探究其对大鼠回肠的显微结构、消化酶活性、屏障功能及抗氧化功能的影响,以期为硼在人和动物中的合理应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 动物、材料与试剂

清洁级刚断乳(体质量(22±2)g)健康SD大鼠100 只购自南京市江宁区的青龙山动物繁殖场(生产许可证号:SCXK(苏)2017-0001)。动物使用由安徽省实验动物管理委员会审查和批准,所有动物实验程序均严格按照省《实验动物的护理和使用指南》和《国家实验室的护理和使用指南》进行。动物饲养在安徽科技学院实验动物房的独立通气笼具内,室温控制在22~25 ℃,相对湿度控制在50%~60%,给予14 h光照10 h黑暗的光照周期,自由采食和饮水。动物饲养前所有笼子、盖子和水瓶均进行消毒处理。

硼酸(纯度≥99.5%、硼含量≥17.4%) 国药集团化学试剂有限公司。总蛋白(total protein,TP)、乳糖酶、麦芽糖酶、-淀粉酶(-amylase,-AMS)、脂肪酶(lipase,LPS)、总抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)测定试剂盒南京建成生物工程研究所;XL-Er1716分泌型免疫球蛋白A(secretory immunoglobulin A,SIg A)测定试剂盒、XL-Er0752闭合小环蛋白(ZO-1)测定试剂盒、XL-Er0765闭锁蛋白(Occludin)酶联免疫吸附试验(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)测定试剂盒上海鑫乐生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

VM1全自动数字切片扫描与应用系统 麦克奥迪(厦门)医疗诊断系统有限公司;YB-6生物组织包埋机湖北孝感亚光医用电子技术研究所;TEC 2500病理组织漂烘仪 常州市郝思琳医用仪器有限公司;RM2235石蜡轮转切片机 德国Leica系统有限公司;Allegra X-30R冷冻离心机 美国贝克曼公司;GHP9080隔水式培养箱 上海一恒科学仪器有限公司;Multiskan Go全波长酶标仪、ABI 7500实时荧光定量聚合酶链式反应仪美国Thermo Fisher Scientific公司。

1.3 方法

1.3.1 实验设计

大鼠适应性饲养1 周后,按照体质量相近原则分为10 组,分别为1个对照组和9个实验组(每组10 只)。对照组大鼠饮用灭菌蒸馏水,实验I~IX组大鼠分别饮用添加5、10、20、40、80、160、320、480 mg/L和640 mg/L硼的蒸馏水,实验期60 d。

1.3.2 样品采集与处理

所有大鼠禁食不禁水过夜,乙醚麻醉,心脏采血并放血致死,立即采集回肠。回肠组织分为3 份,一份固定在质量分数4%多聚甲醛-磷酸缓冲固定液中,用于苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色;一份固定在卡诺固定液中用于阿利辛蓝-过碘酸雪夫氏(periodic acid Schiff and alcian blue stain,AB-PAS)染色;另一份液氮冷冻后保存于-80 ℃,用于消化酶活力、SIg A表达量、紧密连接蛋白表达量及抗氧化功能测定。

1.3.3 动物进食状况观察和体质量测定

实验期内,每天观察大鼠采食和精神活动情况,每周定时采用电子天平空腹测定每只大鼠体质量,连续测定至实验结束。计算大鼠每周体质量增加情况,同时观察每组大鼠采食和精神活动状况,每次观察时间10~20 min,记录大鼠采食变化和精神状态。测定结果见本团队前期研究。

1.3.4 HE染色

HE染色方法参照Jin Erhui等的方法进行操作。回肠经质量分数4%多聚甲醛-磷酸缓冲固定液充分固定后,梯度乙醇脱水,二甲苯透明、石蜡包埋,石蜡轮转切片机切片(厚5 μm),每10 张切片取1 片用于HE染色。染色结果使用全自动数字切片扫描与应用系统进行观察并拍照。每张回肠切片选取5 根完整的肠绒毛。采用IPP6.0软件测量并统计肠绒毛高度和隐窝深度,同时计算绒毛高度/隐窝深度(vomeronasal height/crypt depth,V/C)比值。

1.3.5 AB-PAS染色

大鼠回肠经卡诺固定液固定充分后,再经梯度乙醇脱水,二甲苯透明,石蜡包埋,石蜡轮转切片机切片(厚5 μm),每10 张切片取1 片用于AB-PAS染色。回肠切片脱蜡至水,阿利辛蓝浸泡5 min,自来水冲洗5 min,1%过碘酸水溶液氧化5 min,蒸馏水洗涤,放入Schiff试剂,37 ℃染色15 min,亚硫酸钠溶液洗涤3 次(每次3 min),流水冲洗10 min,上行分化,最后使用中性树胶封片。染色结果使用全自动数字切片扫描与应用系统进行观察并拍照。每张回肠切片选择5个完整肠绒毛借助IPP 6.0版软件统计每100个肠上皮细胞中杯状细胞(goblet cell,GC)和上皮内淋巴细胞(intraepit helial lymphocyte,IEL)数量。

1.3.6 消化酶活力测定

大鼠回肠组织经室温解冻后,在冰浴中匀浆,制备10%组织匀浆,3 000 r/min离心15 min,取上清液。一部分回肠匀浆用TP试剂盒测定回肠蛋白质含量,其余用相应试剂盒测定回肠乳糖酶、麦芽糖酶、-AMS、LPS活力。

1.3.7 回肠SIg A、ZO-1和Occludin表达量测定

大鼠回肠组织匀浆室温解冻后,按照ELISA检测试剂盒说明书测定回肠SIg A、ZO-1和Occludin表达量,具体操作步骤依据试剂盒说明书进行,并采用全波长酶标仪在450 nm波长处测定吸光度。SIg A、ZO-1和Occludin表达量测定的标准曲线方程决定系数分别为0.987 5、0.951 8和0.991 4。

1.3.8 抗氧化功能测定

大鼠回肠组织经室温解冻后,在冰浴中匀浆,制备10%组织匀浆,3 000 r/min离心15 min,取上清液。一部分回肠匀浆用TP试剂盒测定回肠蛋白质含量,其余用于回肠T-AOC、SOD活力和GSH-Px含量测定。

1.4 数据处理与分析

实验数据以平均值±标准差表示,采用SPSS 22.0统计软件进行One-way ANOVA分析,采用Dunnett’s检验数据的显著性差异,<0.05表示差异显著,<0.01表示差异极显著。

2 结果与分析

2.1 硼对大鼠的进食状况和体质量的影响

通过观察发现,实验I和II组大鼠行为表现出兴奋性增强、精神状态良好、采食次数增加。与对照组相比,随着饮水硼添加剂量的增加,大鼠的体质量出现先升高后降低的趋势。实验I~V组大鼠体质量出现不同程度升高。而实验VI~IX组硼大鼠体质量呈现逐渐降低趋势,实验VIII和IX组大鼠表现出行动迟缓、常静立不动、采食次数减少。

2.2 硼对大鼠回肠绒毛影响的显微结构

由图1可见,对照组大鼠回肠绒毛显微结构正常,绒毛高度和宽度适中,绒毛柱状上皮细胞排列紧密。与对照组相比,实验I和III组大鼠回肠绒毛明显增高,宽度明显增加,柱状上皮细胞有所增高,排列更加紧密。实验II和VI组回肠绒毛高度明显降低,宽度有所变窄,柱状上皮细胞数量减少。实验VIII组大鼠回肠绒毛明显变短,绒毛柱状上皮细胞脱落、排列疏松,固有层内细胞明显减少,且与上皮分离,但绒毛宽度变化不明显。实验IV、V、VII组和IX组大鼠回肠绒毛高度和宽度无明显变化。

图1 大鼠回肠绒毛显微结构(16×)Fig. 1 Histological structure of rat ileum (16 ×)

由表1可知,与对照组相比,实验I、III组大鼠回肠绒毛高度分别显著增加29.99%(<0.01)、23.15%(<0.05),而实验VIII组极显著降低34.12%(<0.01);实验VII、IX组大鼠回肠隐窝深度分别显著增加49.63%(<0.01)和41.72%(<0.05),而实验VIII组显著降低33.85%(<0.05)。V/C比值在实验I、II、III及IV组呈现出一定的增大趋势,在实验VII和IX组呈现出一定的下降趋势,但均差异不显著(>0.05)。

表1 硼对大鼠回肠绒毛高度、隐窝深度和V/C比值的影响Table 1 Effect of boron on ileum villus height, crypt depth and villus/crypt ratio

2.3 硼对大鼠回肠绒毛中GC和IEL数量的影响

由图2可见,对照组大鼠回肠绒毛上皮中GC呈高脚杯状,其顶部胞质含有大量黏原颗粒,呈蓝紫色,主要分布于肠绒毛柱状上皮细胞之间;IEL主要分布在上皮细胞的基膜内侧,少量位于上皮细胞之间。与对照组相比,实验I和II组大鼠回肠绒毛中GC和IEL数量明显增多、分布密集,且染色明显较深;实验III、IV、V和VI组大鼠回肠绒毛中GC和IEL数量和分布均无明显变化;而实验VII、VIII、IX组回肠绒毛上GC和IEL数量均明显减少,且分布比较集中。

图2 硼对大鼠回肠GC、IEL数量的影响(40×)Fig. 2 Effect of boron on the number of GC and IEL in rat ileum (40 ×)

由表2可知,与对照组相比,实验I、II组大鼠回肠绒毛中GC数量分别显著增加24.39%(<0.01)、12.54%(<0.05),而实验VII、VIII和IX组分别极显著减少19.09%、27.26%以及34.02%(<0.01)。与对照组相比,实验I、II组大鼠回肠绒毛中IEL数量分别极显著增加54.25%、49.36%(<0.01),而实验VII、VIII和IX组分别极显著减少29.96%、30.47%以及42.23%(<0.01)。

表2 硼对大鼠回肠IEL和GC数量的影响(每100个上皮细胞中细胞数量)Table 2 Effects of different boron levels on the number of IEL and GC in rat ileum (cells/100 epithelial cells)

2.4 硼对大鼠回肠消化酶活力的影响

由图3可知,与对照组相比,实验I组大鼠回肠麦芽糖酶活力显著增加76.51%,而实验IV、VIII和IX组分别显著降低63.32%、66.89%以及56.46%(<0.05)。实验I、II、VI组大鼠回肠乳糖酶活力分别极显著增加139.97%、150.83%以及118.15%(<0.01);实验I、VI组大鼠回肠-AMS活力也分别极显著增加125.62%和83.51%(<0.01),而实验IV组显著降低54.80%(<0.05)。实验I组大鼠回肠LPS活力极显著增加48.23%(<0.01),而实验IV、V、VII和VIII组分别极显著减少59.82%、46.74%、42.81%以及48.33%(<0.01)。

图3 硼对大鼠回肠消化酶活力的影响Fig. 3 Effect of boron on the activity of digestive enzymes in rat ileum

2.5 硼对大鼠回肠SIg A、ZO-1和Occludin表达量的影响

由图4可知,与对照组相比,实验II、III组大鼠回肠SIg A表达量分别显著增加14.51%、14.00%(<0.05),而实验VII、VIII以及IX组分别显著减少23.84%(<0.05)、42.54%(<0.01)及64.83%(<0.01)。实验I、II组大鼠回肠ZO-1表达量分别显著增加36.01%(<0.05)、92.19%(<0.01),而实验VII、VIII以及IX组分别显著减少36.36%、36.01%以及32.63%(<0.05)。实验I、II以及III组大鼠回肠Occludin的表达量分别显著增加74.36%(<0.01)、76.92%(<0.05)以及42.31%(<0.05),而实验V、VII、VIII以及IX组分别显著减少41.03%(<0.05)、70.51%(<0.01)、78.21%(<0.01)以及55.13%(<0.01)。

图4 硼对大鼠回肠SIg A、ZO-1和Occludin表达量的影响Fig. 4 Effect of boron on SIg A, ZO-1 and occludin expression in rat ileum

2.6 硼对大鼠回肠抗氧化功能的影响

由图5可知,与对照组相比,实验I组大鼠回肠T-AOC显著增加16.59%(<0.05),而实验VIII、IX组分别显著降低14.20%和14.54%(<0.05)。实验I、II、III和VI组大鼠回肠SOD活力分别显著增加66.39%、77.57%、37.66%以及156.92%(<0.05、<0.01)。实验I、II、V和VI组大鼠回肠GSH-Px含量分别显著增加227.22%、105.63%、149.72%以及437.75%(<0.05、<0.01)。实验IV组大鼠回肠T-AOC、SOD活力和GSH-Px含量均无显著变化(>0.05)。

图5 硼对大鼠回肠抗氧化功能的影响Fig. 5 Effect of boron on the antioxidant function of rat ileum

3 讨 论

3.1 饮水补充不同剂量硼对大鼠回肠显微结构的影响

研究证明,绒毛高度、隐窝深度以及V/C比值能够直接反映肠道的功能状况。绒毛高度与细胞数量呈正显著相关,肠绒毛高度增加,其上皮细胞数量增多,养分吸收能力增强,绒毛高度降低,上皮细胞数量减少,养分吸收能力降低;隐窝深度可反映上皮细胞的增殖率,隐窝深度加深细胞增殖能力加强;V/C可反映小肠的功能状态,比值与消化吸收功能成正比。孙鹏鹏对雏鸵鸟肠管进行研究发现,饮水添加40 mg/L和80 mg/L硼可增加小肠的绒毛高度和隐窝深度,促进了肠管发育,改善肠管消化吸收功能,而添加320 mg/L和640 mg/L硼抑制了肠管发育,破坏肠管的显微结构,减弱消化吸收功能。另外,Liu Ting等研究发现,饮水中添加40 mg/L和80 mg/L的硼能明显增加大鼠十二指肠的绒毛高度和隐窝深度,提高V/C比值,改善十二指肠的显微结构,而添加640 mg/L硼破坏了十二指肠显微结构。本研究也发现,饮水中添加5 mg/L和20 mg/L硼时,大鼠的采食次数增加,精神状态较好,回肠绒毛高度显著增加,回肠上皮细胞完整度改善;而添加480 mg/L硼导致绒毛高度和隐窝深度显著降低。产生以上结果的原因可能是饮水补充适量硼能够通过改善回肠黏膜形态结构,增加动物回肠的吸收面积,提高养分吸收能力,进而促进动物组织器官的生长发育。但与硼对大鼠十二指肠形态结构的影响相比,添加5 mg/L和10 mg/L硼比40 mg/L和80 mg/L硼对回肠结构的有益作用更加明显,其原因可能是由于回肠位于小肠末段,十二指肠对于低剂量硼的作用不敏感,而回肠作为小肠中接触硼最迟的部位,对低剂量硼的作用更加敏感。

3.2 饮水补充不同剂量的硼对大鼠回肠消化酶的影响

小肠是食物消化吸收的最主要部位,肠黏膜绒毛上皮细胞刷状缘的消化酶在最终消化阶段处于关键地位,其活性与肠黏膜结构完整性密切相关,是监测小肠功能受损最灵敏的指标。Hedemann等研究发现,与饲粮中添加2 500 mg/kg锌相比,添加100 mg/kg锌能显著增加肠道内乳糖酶和蔗糖酶活力,促进断奶仔猪生长,减少腹泻。陈娜娜等对蛋鸡进行研究发现,饲粮中添加70 mg/kg和140 mg/kg蛋氨酸锌时可显著增加十二指肠淀粉酶、蛋白酶以及回肠蛋白酶的活性,而添加1 400 mg/kg蛋氨酸锌则显著降低上述消化酶活力以及肠道抗氧化能力。本研究也发现,饮水中添加5 mg/L硼时,可显著增加大鼠回肠麦芽糖酶、乳糖酶、-AMS、LPS活力,而添加480 mg/L和640 mg/L硼对麦芽糖酶活力和LPS活力有抑制作用。这表明添加5 mg/L硼可促进回肠黏膜上皮细胞分泌消化酶,进而提高其对食物和饲料的消化吸收能力,为细胞供能,而添加480 mg/L和640 mg/L硼则导致肠黏膜结构受损,进而使机体无法采取足够多的应对措施来保证消化酶活性。但是,添加160 mg/L硼也可显著增加各种消化酶活性,其原因可能是由于长时间受到硼的刺激,机体可能产生了某种代偿机制以适应硼对消化酶活性的刺激,加快相应的酶促反应及生理生化进程,降低硼的毒性或促进硼的排出。

3.3 饮水补充不同剂量硼对大鼠回肠屏障功能的影响

肠道是保持机体内环境稳定性的先天性屏障,能阻止肠腔内的有害物质穿过肠黏膜进入血液循环和体内其他组织器官。肠道生物屏障功能包括机械、化学、免疫和生物屏障4个部分,其中肠道机械屏障主要由结构和功能完整的肠黏膜上皮及细胞间的紧密连接构成。肠道化学屏障主要由肠黏膜上皮细胞分泌的黏液、消化液和肠道菌群产生的抑菌物质构成;肠道免疫屏障主要由肠黏膜上皮细胞分泌的SIg A、IgM等抗体及黏膜下淋巴组织构成;肠道生物屏障主要由肠道内正常共生菌对致病菌的定植抵抗作用及菌间聚集构成。其中,肠道机械屏障中的GC主要功能是分泌黏蛋白,对肠道上皮具有保护作用。肠道紧密连接为肠上皮细胞间的主要连接方式,主要包含闭锁蛋白(Occludin)、闭合蛋白(Claudins)、连接黏附分子(junctional adhesion molecule A,JAMs)3种跨膜蛋白以及闭合小环蛋白(ZO)等外周胞浆蛋白。Occludin和Claudins能够维持肠黏膜的硬度和不可通透性,从而保护机体免受细菌、毒素等有害物质的入侵。ZO-1参与肠上皮细胞的信号转导,调节细胞增殖、分化及凋亡,调控肠道屏障通透性,常被作为肠上皮细胞间紧密连接状况的主要评价指标。相关研究发现,在断奶仔猪饲粮中添加适量氧化锌可以提高仔猪空肠黏膜中Occludin和ZO-1表达量,从而降低肠道通透性,缓解腹泻。同样,饲粮中添加80 mg/kg和120 mg/kg的锌能够显著提高肉仔鸡回肠黏膜Occludin和Claudin-1蛋白mRNA表达量,并提高其生产性能。本研究发现,添加5、10 mg/L硼可增加大鼠回肠GC的数量以及ZO-1、Occludin蛋白表达量,而添加320、480、640 mg/L硼则对GC的数量以及ZO-1、Occludin蛋白表达出现一定的抑制作用。说明补充低剂量硼可促进肠黏膜上皮细胞及其细胞间的连接,从而保持肠道机械屏障的稳态,而添加高剂量硼则产生相反作用。

肠道免疫屏障中的IEL是免疫系统的主要组成部分,其参与机体免疫监控和免疫防御作用。肠道内SIg A能够抑制细菌在肠黏膜中的黏附和定植,阻止菌体通过肠黏膜上皮进入机体。王子旭等研究发现,添加适量微量元素锌和硒有利于维持肉鸡小肠上皮细胞、IEL以及GC的完整性,过低或过高的锌和硒都会破坏小肠屏障功能。罗治彬等研究报道,在饲料中添加1 500 mg/kg的硫酸锌会导致大鼠黏膜固有层SIg A浆细胞数量显著减少,进而导致肠道黏膜免疫功能下降。同时本研究也发现,添加10 mg/L硼可增加大鼠回肠黏膜IEL数量和SIg A分泌量,而添加360、480、640 mg/L硼对大鼠回肠黏膜IEL数量和SIg A分泌量都产生一定的抑制作用。这说明添加低剂量硼对肠黏膜的免疫屏障有促进作用,而添加高剂量硼对肠黏膜免疫屏障功能表现出抑制作用,使肠道易受到损伤而发生病变。

3.4 饮水补充不同剂量的硼对大鼠抗氧化功能的影响

机体抗氧化系统中,SOD活力和GSH-Px含量的高低可间接反应机体清除自由基能力的强弱。T-AOC可直接反映机体抗氧化酶系统和非酶系统对外来刺激的代偿能力,以及机体自由基代谢的状况,是评价机体抗氧化功能的一个良好指标。李升和等研究表明,饮水添加40 mg/L硼可增加血清SOD、过氧化氢酶(catalase,CAT)活力以及GSH-Px含量,而添加640 mg/L硼则导致血清CAT和SOD活力显著降低。张潇研究发现,饮水添加40 mg/L硼能显著提高肉仔鸡成活率、增加体质量、降低料肉比,且能显著增强肉仔鸡免疫和抗氧化能力,而添加160 mg/L和320 mg/L硼则产生抑制作用。本研究也表明,饮水中添加5 mg/L硼可提高大鼠回肠T-AOC、SOD活力以及GSH-Px含量,而添加480 mg/L和640 mg/L则使回肠T-AOC显著降低。这说明添加低剂量硼可增强大鼠回肠抗氧化功能,提高其清除O·、HO和·OH等自由基的能力,进而对机体起到一定的保护作用。然而,补充160 mg/L硼也显著增加大鼠回肠SOD活力及GSH-Px含量,其主要原因可能是回肠组织为清除大量的氧自由基而产生代偿性作用。

通过以上研究发现,饮水中添加5 mg/L和10 mg/L硼可以改善大鼠回肠显微结构,提高消化酶活力、增强抗氧化功能,促进紧密连接蛋白的表达和分泌。其主要原因是添加适量的硼通过增强肠道局部抗氧化功能,为肠上皮细胞增殖提供了良好的氧化还原环境,进而促进肠道上皮细胞的增殖,抑制肠道上皮细胞凋亡基因表达,从而使肠上皮细胞分泌消化酶的活性增强,紧密连接蛋白的表达增加,最终在一定程度上改善肠道显微结构,增强大鼠消化吸收功能,对于大鼠生理功能的改善产生明显的有益作用。而饮水中添加480 mg/L和640 mg/L硼则对大鼠回肠显微结构产生损伤,使抗氧化功能和消化酶活力降低,紧密连接蛋白表达量降低,其主要原因是高剂量硼破坏了肠道局部氧化和抗氧化系统的动态平衡,降低了肠道局部细胞的抗氧化功能,使肠上皮细胞增殖环境受损,促进了肠上皮细胞凋亡,进而抑制了消化酶的分泌,降低了紧密连接蛋白的表达,最终导致回肠显微结构受损,对大鼠消化功能产生一定的毒性作用。

综上所述,饮水添加5 mg/L硼可改善大鼠回肠的显微结构,并且显著增加大鼠回肠的绒毛高度、GC数量;提高麦芽糖酶、乳糖酶、-AMS、LPS活力以及T-AOC、SOD活力、GSH-Px含量;促进紧密连接蛋白ZO-1和Occludin的表达和分泌。饮水添加10 mg/L硼可提高大鼠回肠GC和IEL数量;提高乳糖酶、SOD活力和GSH-Px含量;促进SIg A、ZO-1和Occludin的表达和分泌。而添加饮水添加480 mg/L和640 mg/L硼则产生相反作用。

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