基本信息
- 項目名稱：
- 葡萄籽花青素新用途抗斷乳腹瀉
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 葡萄籽花青素作為一種天然抗氧化劑，可以顯著提高血液谷胱甘肽過氧化物酶和超氧化物酶的活性，對提高機體免疫反應有重要作用。以往研究報道，尚未見用葡萄籽花青素調控機體免疫功能和抗氧化作用的機制。通過動物飼養(yǎng)、細胞學實驗和分子生物學實驗，研究葡萄籽花青素改善斷乳仔鼠腸粘膜屏障的作用，以及對機體免疫功能和抗氧化功能的提高作用，進而闡述葡萄籽花青素的分子機制，為葡萄籽花青素作為飼料添加劑提供理論依據(jù)。
- 詳細介紹：
- 多項研究顯示，動物斷乳腹瀉是由于環(huán)境和微生物等各種理化因素引起腸粘膜屏障損傷形成。因此理論上講，如果能夠增強腸道的粘膜屏障功能，將可以顯著降低斷乳應激所引起的腹瀉。 葡萄籽花青素作為一種天然抗氧化劑，可以顯著提高了血液谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）和超氧化物歧化酶（SOD）的活性，谷胱甘肽具有解毒的作用，對提高機體免疫反應有重要作用。既往有研究報道，日糧添加葡萄籽花青素可能具有促進腸道受損修復以及維持正常的局部免疫功能等作用。然而迄今為止，尚未見用葡萄籽花青素來改善腸道粘膜屏障，緩解動物斷乳應激的研究。特別地，有必要深入研究花青素調控機體免疫功能和抗氧化作用的機制。以大鼠為實驗模型，通過動物飼養(yǎng)、細胞學實驗和分子生物學實驗，研究葡萄籽花青素改善斷乳仔鼠腸粘膜屏障的作用，以及對機體免疫功能和抗氧化功能的提高作用，進而闡述葡萄籽花青素的分子機制，為葡萄籽花青素作為飼料添加劑提供理論依據(jù)。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本項目以大鼠為動物模型，通過飼養(yǎng)實驗和組織切片，研究葡萄籽花青素改善斷奶仔鼠腸道粘膜屏障的作用，并通過細胞學實驗和分子生物學實驗，研究葡萄籽花青素對機體免疫功能和抗氧化功能的提高作用，進而闡述葡萄籽花青素作用的分子機制，為葡萄籽花青素用作飼料添加劑提供理論依據(jù)。
科學性、先進性及獨特之處
- 既往有研究報道，日糧添加葡萄籽花青素可能具有促進腸道受損修復以及維持正常的局部免疫功能等作用。然而迄今為止，尚未見用葡萄籽花青素來改善腸道粘膜屏障，緩解動物斷乳應激的研究。通過細胞學實驗和分子生物學實驗證明葡萄籽花青素有抗斷乳腹瀉的作用，為葡萄籽花青素作為飼料添加劑提供理論上依據(jù)。以上應用和實驗思路均是原創(chuàng)性的。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 深入研究花青素調控機體免疫功能和抗氧化作用的機制。為葡萄籽花青素用作飼料添加劑提供理論依據(jù)。葡萄作為北京的重要水果之一，每年釀酒產(chǎn)生的葡萄籽數(shù)以萬噸記，若本項研究成功完成，有望將其開發(fā)為飼料原料之一，一方面增加了葡萄的利用效率，節(jié)約了成本，為葡萄籽的廢物利用開辟新的途徑；另一方面減少了飼料行業(yè)對抗生素、VitC等的需求，為解決斷奶仔豬應激難題提供了新的方法。
學術論文摘要
- 本項研究以斷奶大鼠為實驗模型，探討葡萄籽花青素緩解斷奶腹瀉的效果，及其可能的作用機理。72只斷奶大鼠按體重隨機分為3組，用三種類型的日糧分別飼喂：基礎日糧、基礎日糧添加250mg/kg葡萄籽花青素、基礎日糧添加2000 mg/kg氧化鋅。經(jīng)28天實驗，結果顯示相比于對照組，葡萄籽花青素添加組顯著減少腹瀉發(fā)生率（P<0.05），這和氧化鋅添加組的結果類似。葡萄籽花青素添加均顯著降低尿乳糖與甘露醇的比值（P<0.05），提示它有保護腸道黏膜屏障的作用。進一步研究顯示，葡萄籽花青素組能顯著提高超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶和谷胱甘肽的活性，同時降低腸黏膜丙二醇水平（P<0.05）。此外，以腸黏膜細胞系IEC-6為細胞模型，用過氧化氫誘導氧化應激，體外功能研究顯示，添加葡萄籽花青素顯著增強腸黏膜細胞中Ocln和ZO-1蛋白的含量，進而緩解過氧化氫誘導的氧化應激對腸道黏膜屏障的損傷。綜上所述，葡萄籽花青素可以通過降低腸黏膜通透性，提高腸黏膜抗氧化能力，緩解斷乳應激所致腹瀉，因此具有潛在的減少斷奶腹瀉的應用前景。
獲獎情況
- 根據(jù)試驗結果撰寫的《Dietary grape-seed procyanidins decreased post-weaning diarrhea by modulating intestinal permeability and suppressing oxidative stress in rats》于2011年1月已經(jīng)投稿到SCI雜志J AGR FOOD CHEM 并于5月2號收到接收函并在線發(fā)表。
鑒定結果
- 葡萄籽花青素提高細胞的抗氧化能力，抑制氧化應激對腸道粘膜細胞的損傷；提高腸道細胞緊密連接蛋白的水平，降低腸道粘膜屏障的通透性，發(fā)揮腸道粘膜屏障的保護作用，同時實驗未觀測到任何副作用。
參考文獻
- (1) Neubauer, O.; Reichhold, S.; Nics, L.; Hoelzl, C.; Valentini,J.; Stadlmayr, B.; Knasmüller, S.; Wagner, K. H. Antioxidant responses to an acute ultra-endurance exercise: impact on DNA stability and indications for an increased need for nutritive antioxidants in the early recovery phase. Br. J. Nutr. 2010, 104, 1129-1138. (2) Terra, X.; Valls, J.; Vitrac, X.; Mérrillon, J. M.; Arola, L.; Ardèvol, A.; Bladé, C.; Fernandez-Larrea, J.; Pujadas, G.; Salvadó, J.; Blay, M. Grape-seed procyanidins act as antiinflammatory agents in endotoxin-stimulated RAW 264.7 macrophages by inhibiting NFkB signaling pathway. J. Agric. Food Chem. 2007, 55, 4357-4365. (3) Barboza Junior, M. S.; Silva, T. M.; Guerrant, R. L.; Lima, A. A. Measurement of intestinal permeability using mannitol and lactulose in children with diarrheal diseases. Braz. J. Med. Biol. Res. 1999, 32, 1499–1504. (4周涌,李永進,宋春梅等.葡萄籽原花青素對PC12細胞氧化損傷的神經(jīng)保護作用及機制研究[J].JOURNAL OF HYGIENE RESEARCH,2009,38(4)_2
同類課題研究水平概述
- 斷乳仔豬腹瀉是導致新生仔豬生長性能下降甚至死亡的主要原因，目前國際上多采用在飼料中添加抗生素方法來降低腹瀉率。經(jīng)過多年實踐，添加抗生素的副作用非常明顯，如抗生素殘留、抗生素耐藥、影響肉品質和危害人類健康。因此，尋找抗生素的綠色替代品，開發(fā)無抗飼料，成為目前畜牧飼料行業(yè)的重要研究課題。 目前尋找無抗飼料的一個重要方向是用天然抗氧化劑，如VitC,VitE,硫辛酸等，來替代飼料中的抗生素。這些天然抗氧化劑沒有抗生素的副作用，對人體無毒無害，日益獲得廣泛應用。近年的研究顯示，葡萄籽花青素有非常強的抗氧化效果，而且現(xiàn)有研究未發(fā)現(xiàn)任何副作用。而且，作為葡萄生產(chǎn)和釀酒行業(yè)的副產(chǎn)品，葡萄籽花青素產(chǎn)量是非常大的，據(jù)估計，僅北京每年就生產(chǎn)葡萄籽花青素近百萬噸。如果能將其開發(fā)為有效的飼料原料之一，一方面增加了葡萄的利用效率，節(jié)約了飼料成本，另一方面減少了飼料行業(yè)對抗生素、VitC,VitE等的需求，有助于環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。 目前對葡萄籽花青素的研究主要集中于其有效組分的分離和鑒定，以及營養(yǎng)價值的評定等，而將其作為發(fā)揮抗氧化作用的飼料添加劑的研究尚未見報道。我們的研究將解決以上問題，具有重要的理論意義和應用價值，預期能取得較為理想的結果。當然，目前的研究顯示，其他的抗氧化劑如VitC,VitE,氧化鋅，硫辛酸等只能部分的替代抗生素的作用，而不能完全替代。我們的研究以經(jīng)典的抗氧化劑氧化鋅做對照，準確評估葡萄籽花青素的生物學作用。
