低氧和复氧对瘤背石磺肠道健康的影响

【目的】分析低氧和复氧对瘤背石磺肠道组织结构、能量代谢和微生物菌群的影响,探究其低氧抗逆和复氧恢复机制,为潮间带生物的抗逆及恢复机制研究提供理论参考。【方法】分别设常氧组(对照组)、低氧组和复氧组,在低氧胁迫4、8、12和24 h后复氧6、12、18、30和42 h,观察瘤背石磺肠道组织结构变化,测定乳酸含量、乳酸脱氢酶(LDH)和酸性磷酸酶(ACP)活性,同时分析肠道微生物群落变化情况。【结果】随着低氧胁迫时间的延长,瘤背石磺肠道组织中杯状细胞数量明显增加,至24 h时杯状细胞几乎遍布整个上皮层,复氧后逐渐恢复至正常水平。肠道组织的乳酸含量随低氧胁迫时间的延长呈上升趋势,LDH活性呈先升高后降低的变化趋势,分别在胁迫24和12h时达最高值,且与对照组间存在显著差异(P<0.05,下同),而ACP活性呈先升高后降低再升高的变化趋势,在8 h时降至最低值,且显著低于对照组;复氧后乳酸含量、LDH活性和ACP活性均有所恢复。肠道微生物菌群结构和菌落相对丰度因低氧条件而改变,门水平上优势菌群由对照组的厚壁菌门(Firmicutes)变化到变形杆菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和弯曲杆菌门(Campylobacterota);属分类水平上优势菌落从气单胞菌属(Aeromonas)变化到弧菌属(Vibrio),复氧后厚壁菌门(Firmicutes)又恢复优势地位;虽然复氧后菌落的相对丰度呈回升状态,但总体丰度仍低于对照组。LEfSe分析结果显示,对照组与低氧8 h组有20个显著差异群落,且主要集中在内生单胞菌属(Endozoicomonas)和弧菌属等;对照组与复氧组有39个显著差异群落,主要集中在黄杆菌科(Flavobacteriaceae)和幽门螺杆菌科(Helicobacteraceae)等。【结论】低氧影响瘤背石磺肠道组织结构,导致肠道菌群发生改变,进而影响肠道的抗氧化功能和非特异性免疫功能。