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有人說給豬飲用氫水不僅提高產量，讓豬肉的口感提高，也會讓豬的糞便沒有那么臭。腸道菌群的優化也許就是原因。不過這個研究是對比中毒導致的腸道菌群紊亂，對正常腸道菌群如何產生作用并沒有回答，因為沒有觀察正常動物對氫水的反應。所以還無法回答糞便沒有臭味的現象。
我們曾經介紹過南京農業大學姚文課題組關于氫水和乳果糖對仔母豬鐮刀菌毒素導致的毒性損傷有預防作用，能增加仔豬的體重，減少肝臟組織病變和功能傷害。文章是發表在《毒素》雜志上。前面結果表明，鐮刀真菌毒素能引起每天飲食量和體重增加量顯著減少。乳果糖治療能增加肝臟和血液中氫氣水平。氫水組血漿內氫氣也顯著提高。毒素能導致血清神經肽YY和縮膽囊素明顯增加，乳果糖和氫水治療能降低這兩種激素水平。更重要的是，乳果糖和氫水治療能顯著降低毒素誘導的氧化應激。研究結果提示，乳果糖和氫水可以解決鐮刀真菌毒素污染導致的養豬經濟損失。氫水養豬會怎么樣？
前面文章也留下一個問題是，氫水和乳果糖產生的效果機制是什么，尤其是這種毒素往往會導致動物腹瀉等疾病，氫水和乳果糖能否改善腹瀉的表現，另外大量動物實驗和人體研究結果表明，腸道菌群和身體健康的關系十分密切，腸道菌群通過增加短鏈脂肪酸影響免疫和神經和代謝等功能。最近姚文小組再次在《毒素》雜志上發表論文，全面分析了氫水和乳果糖對毒素誘導的仔豬腹瀉的影響，并從腸道菌群和短鏈脂肪酸等角度進一步探討了氫氣對鐮刀菌毒素中毒的保護作用機制。
這個研究是在前面研究基礎上進一步深入，對氫氣效應研究的一個比較重要的貢獻是觀察了腸道菌群的改變，這也是我們最近2年一直強調氫氣效應可能會通過腸道菌群發揮作用的一個新證據。不過我們仍然要小心這些研究的具體意義。本研究中觀察到氫氣對腸道菌群的影響，是對比鐮刀菌毒素中毒的影響，可以理解為，毒素導致了腸道菌群的破壞，氫氣能避免這種破壞，并不能簡單推廣到其他疾病中。因為這種毒素本身可能是影響腸道菌群的關鍵因素，氫氣能保護這些有益健康的細菌，從保護細菌產生保護身體的效果。如果這樣理解，氫氣調節菌群的意義就沒有那么突出了。另外研究還發現乳果糖能緩解毒素導致的腹瀉，要知道乳果糖本身也能產生腹瀉的作用，這兩種因素放在一起，則產生了對抗效應。當然我們可以理解是氫氣產生了效果，那么我們能不能用這種方法解決其他腹瀉的問題，例如細菌性腹瀉。強調一點，氫氣本身具有促進腸道蠕動的作用，這本身也是氫水為什么能治療便秘的可能原因。那么這種對抗腹瀉和對抗便秘的作用，屬于矛盾表型，需要認真分析和研究。
論文摘要
研究目的是從腸道菌群角度探討氫水和乳果糖口服對雌性仔豬鐮刀菌毒素中毒保護效應的基礎。24只雌性仔豬，平均體重7.25±1.02公斤，被隨機分為4組，每組6只。分別是正常無污染飼料、鐮刀菌毒素組（MC）、氫水治療組和乳果糖治療組。安裝試驗設計治療25天。分別對不同腸段粘膜氫含量進行分析，整個期間每天記錄并評分糞便和腹瀉率。小腸和大腸內短鏈脂肪酸含量進行分析。用細菌種群和變性梯度凝膠電泳對總細菌和產甲烷古菌進行分析。結果表明，鐮刀真菌毒素減少了盲腸中氫含量，還改變了短鏈脂肪酸含量和微生物群。氫水治療能增加胃和十二指腸氫水平，結腸和盲腸氫水平也高于MC組（這種改變是氫水來源的還是腸道菌產生的？）。乳果糖和氫水治療都能防治毒素導致的腹瀉率增加，也能改變中毒導致的結腸和盲腸短鏈脂肪酸含量下降。腸道菌群研究結果發現，乳果糖和氫水治療能改變氫氣消耗菌的通路，改變腸道微生物群的多樣性。能逆轉毒素導致的回腸結腸大腸桿菌和雙歧桿菌變化。
這項研究發現，鐮刀真菌毒素影響腸道微生物群代謝、活動和組成，最終導致雌性仔豬腹瀉增加。富氫水和乳果糖治療能扭轉中毒導致的腸道菌群不平衡、增加細菌產生短鏈脂肪酸、改善微生物群比例。這些結果證明氫氣對腸道菌群影響是產生生物學效應的重要基礎。
鐮刀菌毒素是鐮刀菌屬真菌產生的多種次生代謝產物的總稱，在自然界中分布極為廣泛，是危險的食品污染物，對人畜健康危害十分嚴重。有些種類的鐮刀菌能在各種糧食中生長并能產生有毒代謝產物，如玉米赤霉烯酮、串珠鐮刀菌素C和單端孢霉素類等。玉米赤霉烯酮可使豬發生雌性激素亢進癥，單端孢霉素類則阻礙蛋白質合成而引起動物嘔吐、腹瀉和拒食。不過還有許多現象至今尚未得到明確的解釋，例如鐮刀菌污染的糧食造成的食物中毒，可能引起帶有流行病特征的人類的疾病；又如T-2毒素造成的白細胞減少癥主要出現在俄國，這種疾病的臨床表現是進行性的造血系統功能衰退。單端孢霉素類要在溫度超過200℃才能被破壞，所以經過通常的烘烤后，它們仍有活性。
脫氧雪腐鐮刀菌烯醇和玉米烯酮是毒性最強也是最重要的鐮刀真菌毒素。一項全球調查表明，2004-2011年，受這兩種毒素分別污染的飼料和原料達到55%和36%，是導致畜牧業巨大經濟損失的重要原因。
豬是最常見的家畜，是最重要的畜牧物種之一。中國人喜歡吃豬肉，飼養豬對中國來說尤其有重要意義。豬對鐮刀真菌毒素特別敏感，含脫氧雪腐鐮刀菌烯醇飼料會導致豬拒食、體重增加緩慢、腹瀉和豬器官損傷。也能顯著破壞腸道功能，如導致絨毛表面積減少和滲透率增加。玉米烯酮能導致雌激素過多癥，豬只表現為性早熟和生殖障礙。
在許多情況下脫氧雪腐鐮刀菌烯醇和玉米烯酮同時污染飼料。聯合毒性產生協同效應可導致更復雜更嚴重的后果。肝臟是最重要的解毒器官，也會因為毒性物質過多導致肝損傷。
越來越多研究表明，氧化應激在鐮刀真菌毒素病理生理過程中發揮核心作用。氫氣曾經被認為屬于生理惰性氣體，但近年研究發現是一種選擇性的抗氧化劑，對各種炎癥和氧化損傷具有很好的緩解作用。氫分子可以選擇性中和有害羥基自由基和亞硝酸鹽離子自由基，并不干擾生理功能活性氧。不同于大多數抗氧化劑，氫氣還具有特別的優勢是強大擴散能力，能自由擴散進入細胞膜和亞細胞結構。氫氣曾經被應用于許多肝臟損傷模型中進行研究，結果表明氫氣能通過抗炎癥、抗凋亡、抗氧化作用，發揮保護肝臟的效應。如發現吸入氫氣能抑制大鼠肝臟缺血/再灌注損傷，減少氧化應激。對阻塞性黃疸和慢性酒精誘導的肝損傷，飲用富氫水也顯示出顯著保護作用，研究也發現氫氣能激活內源性抗氧化酶。給人和動物補充能產生氫氣的食物成分，也是一種使用氫氣的方式。如攝取小腸不消化的乳果糖能通過小腸細菌產生氫氣。口服乳果糖具有神經保護和抗炎癥作用，能減少腦缺血/再灌注損傷，能減少葡聚糖硫酸鈉誘導的結腸炎，也能提高鼠肝切除后肝臟再生速度。
應對鐮刀真菌毒素的傳統策略主要是使用毒素吸附劑、酶降解和微生物分解。本研究假設是，氫水和乳果糖能通過增加體內氫氣水平，激活體內的抗氧化能力，防治鐮刀真菌毒素導致的斷奶仔豬肝損傷和生長遲緩。
氫水有效是一個方面，氫水是一種造價低廉，可以廣泛使用的解決畜牧業飼料毒素的手段。當然從源頭上減少污染仍然是重要的策略，氫氣對抗是在不得已的情況下的補救方案。另外，氫氣這種方法不會增加肉品的藥物殘留問題，品質方面的改善也非常值得重視。總之，農民使用氫水養豬，不僅增加產量，也能提高產品品質，最終提高經濟效益。
主要參考南京農業大學姚文教授課題組最近的文章。
