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抗氧化系统是动物机体清除体内多余活性氧、保护自身免受氧化损伤的重要体系,在维持动物健康方面发挥着十分重要的作用。芽孢杆菌作为一类优质、安全的益生菌已被开发成多种添加剂应用于畜禽生产,然而目前国内外关于芽孢杆菌抗氧化的研究报道较少。本试验通过体外抗氧化活性检测,筛选到两株具有较好体外抗氧化特性活性和一株活性相对较低的芽孢杆菌,分别研究了它们对Caco-2细胞和小鼠在氧化应激状态下抗氧化功能的影响。主要研究结果如下：(1)对本实验室保存的12株芽孢杆菌进行了体外抗氧化活性比较研究(包括清除DPPH自由基能力、清除羟自由基能力、还原性能和抗氧化酶类),结果表明：这12株芽孢杆菌的培养上清和无细胞提取物均具有较强的抗氧化活性。其中培养上清对DPPH的清除率为8%-48%,且具有还原性能以及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和超氧化物岐化酶(SOD)活力,但未检测出羟自由基清除活性；无细胞提取物对DPPH清除率为29%-48%,同样具有还原性能以及GSH-Px和SOD酶活力,且其中有11株菌具有羟自由基清除能力(清除率3%-16%)。根据以上结果,筛选出体外抗氧化活性较高的菌株B1(枯草芽孢杆菌)和B3(解淀粉芽孢杆菌)及活性相对较低的菌株B10(枯草芽孢杆菌)作进一步研究。(2)分别在Caco-2细胞培养液中添加终浓度为0、50、100、200μmol/L的H2O2,研究其对培养12h、24h和48h后Caco-2细胞的影响,结果表明,50μmol/LH2O2在48h内对Caco-2细胞没有产生明显的氧化损伤,处理前后细胞存活率与乳酸脱氢酶(LDH)活性均无显著差异；100μmol/L的H2O2对Caco-2细胞产生了可恢复的氧化损伤,表现为12h时细胞存活率显著降低,48h时又显著升高,但无法恢复到正常水平；200μmol/L的H2O2则对Caco-2细胞产生了不可逆的氧化损伤,表现为细胞存活率、LDH活性和清除自由基的能力均显著降低(P<0.05)。由此确定,在100μmol/L H2O2条件下培养12h可使Caco-2细胞产生氧化应激。(3)研究了抗氧化剂特丁基对苯二酚(TBHQ)和芽孢杆菌(B1、B3和B10)对氧化应激状态下Caco-2细胞抗氧化功能的影响,结果发现：与对照组相比,添加3株芽孢杆菌均显著提高了细胞培养12h时培养上清的总抗氧化能力(P<0.01),且在一定程度上降低了丙二醛(MDA)含量(P>0.05),其中,菌株B10除提高培养上清抗O2·-能力、SOD和过氧化氢酶(CAT)活力外,还提高了细胞抑制羟自由基能力和过氧化物酶(POD)活力,而B1和B3主要通过提高上清抗O2-活力、SOD和CAT活力以及胞内POD和SOD活力来提高总抗氧化能力；添加3株芽孢杆菌均显著提高了培养48h时的细胞总抗氧化能力(P<0.01)、显著降低了胞外LDH活力和MDA含量(P<0.01)。此外,3株芽孢杆菌的抗氧化能力均显著高于TBHQ (P＜0.01).(4)选取平均体重为(35g±1g)的75只普通ICR雄性小鼠,随机分为5组(A-E组),每组3个重复,每个重复5只。其中,A组为对照组,饲喂小鼠基础日粮；B组为氧化应激组,饲喂高脂日粮；C-E组为抗氧化剂组,在高脂日粮中分别添加0.01%TBHQ、0.1%B1和0.1%B10芽孢杆菌制剂(108CFU/g),试验期30d。饲养试验结束后,每个处理组随机抽取6只小鼠,禁食不禁水12h后进行眼球采血以得到血清,后颈椎脱臼处死,解剖取肝脏和小肠。结果发现：与B组相比,添加B1和B10芽孢杆菌制剂分别显著降低了两组小鼠的日增重57.89%(P<0.01)和42.20%(P<0.05),而与对照组相比差异不明显(P>0.05),说明日粮中添加芽孢杆菌能显著改善由高脂引起的小鼠肥胖症；同时,添加芽孢杆菌B1和B10均显著降低了肝脏中甘油三酯(TG)和总胆固醇(TC)含量(P<0.01),显著提高了高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)含量(P<0.01)；此外,两株菌可显著降低小鼠血清中葡萄糖浓度、GOT和GPT活力(P<0.01),说明芽孢杆菌可降低高脂引起的对小鼠肝脏的损伤。在抗氧化功能方面,添加芽孢杆菌提高了小鼠肝脏、肠粘膜及血清的部分抗氧化能力,但两株菌表现出一定的差异。其中,菌株B1显著提高了小鼠肝脏中GSH和CAT活力(P<0.05)以及肠粘膜总抗氧化能力(P<0.05),并显著降低了肝脏中MDA含量(P<0.05)和XOD活性(P<0.05)：而菌株B10显著提高了小鼠肝脏中GSH-Px活力(P<0.01)、肠粘膜SOD活力(P<0.01)和抗O2-活力(P<0.01),显著降低了肝脏中MDA含量(P<0.01),对小鼠肝脏和肠粘膜的总抗氧化能力无显著影响(P＞0.05)；两株菌的添加均显著提高了小鼠血清中总抗氧化能力、GSH和GSH-Px活力(P<0.05)。益生菌的添加均显著降低了小鼠肝脏中8-OHdG含量(P<0.01),但对肠粘膜中8-OHdG含量无显著影响。综上所述,芽孢杆菌不仅能够通过自身分泌酶类及非酶类抗氧化物质发挥清除自由基的作用,还能促进细胞和机体在氧化应激状态下产生更强的抗氧化能力来清除自由基,并减少自由基所引起的氧化损伤。同时芽孢杆菌还能通过降低肝脏中甘油三酯和胆固醇含量。