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一、肠道生物与鱼虾健康的关系 定殖于鱼类和虾类胃肠道 (GI) 微生物群的细菌，由异地细菌和本土细菌组成，它们刺激代谢功能、胃肠道发育、改善消化、增强免疫反应，并防止外源性细菌和疾病，支持宿主代谢可塑性和维生素合成，并影响宿主健康。 肠道免疫系统涉及三种重要的防御机制： (i) 肠道屏障， (ii) 先天免疫， (iii) 获得性或适应性免疫，它们共同作用以提高鱼虾抗病能力 。 肠道细菌群落受到内部和外部因素的调节，这些变化，无论是数量上还是质量上，都会影响健康状况。人们普遍认为，水生动物本身并不具备应对饲料挑战所需的所有必需酶。然而，通过利用几种营养化合物分泌各种消化和降解酶在胃肠道中定殖，可能会提高不可消化碳水化合物作为能源的利用率。
最近的几项研究表明，肠道微生物群揭示了各种生物效应，并通过分解复杂的亚基促进蛋白质/氨基酸 (AAs) 的消化和吸收，这些亚基易于吸收，从而改变宿主细胞的代谢途径。研究表明，调节饲料蛋白质/氨基酸是控制利用AAs的细菌及其代谢途径的一种方法，可能对宿主代谢产生影响，因为代谢物可以改变免疫系统和基因表达宿主细胞。 在讨论胃肠道微生物群，及其在新陈代谢和健康中的作用时，还值得注意的是，三文鱼幽门盲肠的结果表明， 乳酸菌对鱼肉颜色有影响。因此，重要的是增加我们对肠道细菌定植和粘附在鱼虾胃肠道的知识和经验，以提高宿主的生长性能和健康。 二、肠道微生物群和脂质代谢 最近的研究表明，斑马鱼 ( Danio rerio ) 肠道被厚壁菌门定植增强了肠道和肝脏中的脂质生物利用度。这表明了，肠道菌群的代谢作用受饲料成分的影响。 Sheng等人的另外一项研究表明，与无菌鱼相比，具有完整微生物群的斑马鱼改善了肠道中脂质的积累，并增强了cox15、ppary和slc2a1a与脂质代谢相关的基因的表达。 α-硫辛酸 (α-LA) 是一种重要的抗氧化剂，可用于氧物质的解毒。在一项使用基因改良的养殖罗非鱼喂食高饱和脂肪饲料 (HFD) 的研究中，表明脂肪甘油三酯基因在添加比例为2400毫克/1kg饲料中 ，而二酰基甘油酰基转移酶2基因被下调。此外，通过α-LA喂养显示了肝脏中脂肪酸结合蛋白基因的显着上调。因此可以推测，α-LA 和高脂肪饲料调节了肠道微生物群。
在最近对罗非鱼的一项研究中，研究了鳃和胃肠道微生物群，并揭示了特定肠道细菌和代谢物之间的显着相互依赖性。例如， Undibacterium、Crenothrix和Cetobacterium是潜在的有益细菌，它们与大多数肠道代谢物（包括脂质代谢）呈正相关。相比之下，气单胞菌、不动杆菌 、肠杆菌科、分枝杆菌、梭菌和青霉菌与大多数肠道代谢物呈负相关。 人们普遍认为，肠道细菌群落是脂质代谢的重要关键调节因子，有证据表明胆汁酸对脂质代谢的相互作用，以及胆汁酸修饰对脂质代谢的调节作用。 三、肠道微生物群和碳水化合物代谢 由于碳水化合物的代谢，取决于其来源和饲料中碳水化合物的含量，因此了解肠道微生物群是否会影响碳水化合物代谢非常重要，这与鱼虾利用饲料碳水化合物作为必需品的能力有关补充。 由于鱼粉（FM）和鱼油 (FO) 是重要的补充品，随着成本增加和面临短缺的风险，替代品的利用变得越来越重要，其中，植物蛋白饲料是最可持续的替代品。 在讨论植物材料的使用时，重要的是要记住，消耗植物材料的鱼类（草食动物和杂食动物）比食肉动物具有更大的肠道细菌多样性和丰富度。植物饲料的营养价值受到非淀粉多糖 (NSP) 含量高的限制，而这些非淀粉多糖 (NSP) 不能被鱼类利用，但是NSP含量在饲料增加，可能灭活NSP能力的细菌的丰度。 在人类中，肠道微生物群和葡萄糖代谢紊乱之间的明确背景。然而，由于该主题在鱼虾中的研究较少，因此值得研究。 Wu等人揭示罗非鱼的肠道微生物与大多数肠道代谢物呈正相关，包括碳水化合物代谢。在这项研究中，索氏鲸杆菌（Cetobacterium ）能够产生维生素B12，并增强碳水化合物的代谢。 四、肠道微生物群与蛋白质和氨基酸代谢 饲料蛋白质调节肠道微生物对氨基酸的利用，这对肠道健康有影响。例如，肠道利用苏氨酸合成粘蛋白和维持肠道屏障完整性。 肠道微生物群要么消耗从饲料中合成的氨基酸，要么消耗宿主中蛋白质的氨基酸组成部分，要么通过发酵或转化代谢营养物质，形成多种代谢物，包括多胺和近端和远端肠道中的酚类物质。
胃肠道微生物群可以从头合成一些有助于改变体内氨基酸稳态的必需氨基酸。同时，大量的氨基酸和蛋白质经过肠道细菌或上皮细胞的广泛代谢。消化酶形成：氮、免疫球蛋白、尿素和粘蛋白被肠道微生物群进一步降解、利用和代谢。 这些蛋白质被进入微生物细胞的肠道细菌分泌的胞外酶水解成肽和氨基酸，氨基酸和肽生物分子可以遇到不同的命运。例如，氨基酸分解代谢是由脱羧酶形成的转氨作用或脱氨作用，脱氨酶参与AAs代谢，通过裂变、脱氨、脱羧、氧化和还原或两者（氧化还原）脱羧形成生物源，产生a各种结构相关的吲哚和酚类。 宿主对微生物群的反应对于肠道免疫和炎症性肠病 (IBD) 的稳态至关重要，但内在途径的缺陷并不影响稳态和IBD的进展。然而，宿主与其肠道微生物群之间的相互作用是错综复杂的。粘菌和幽门螺杆菌属通常称为病原体的共生体，在某些条件下会引起疾病。这是宿主易受包括IBD在内的多种疾病影响的一个经过深思熟虑的关键因素。 五、益生菌与新陈代谢 过去十年中越来越多的证据证实了益生菌（有益肠道微生物）在宿主健康中的关键作用，许多代谢功能可能受到益生菌的密切调节。 Falcinelli 等人就是指出：“ 益生菌可用于积极改变肠道微生物群及其改善新陈代谢的能力 ”。大多数关于益生菌和代谢的研究都集中在营养代谢（脂质和葡萄糖）或与压力和免疫相关的代谢物。如今，斑马鱼越来越多地被用作疾病建模的发育和生物医学研究平台。因此，斑马鱼模型已获得认可，可用于验证潜在益生菌的有益功能 。 在之前的研究中，Lye等人提出了益生菌影响脂质代谢的五种机制： (1) 胆固醇在生长过程中的同化， (2) 胆固醇与细胞表面的结合， (3) 胆固醇胶束的破坏， (4) 胆汁盐的去结合， (5)胆盐水解活性。 另外，补充益生菌对免疫力、摄食量、食欲和营养吸收的影响，可能与宿主的整体代谢功能有关。 六、结论和进一步的方向 自从Ganguly和Prasad发表题为：“鱼类消化道中的微生物群在消化和新陈代谢中发挥重要作用”的研究以来 ，关于肠道微生物群和新陈代谢的知识，以及相关基因的调控在过去几年中在鱼和虾中有所增加，但有几个问题值得进一步调查。 例如，可以提出一个有争议的假设，因为肠道微生物群会影响肉色，影响肉色的肠道菌群也会影响新陈代谢吗？这个话题值得研究。此外，胆汁酸在脂质代谢中也很重要。然而，由于关于胆汁酸对肠道微生物群和脂质代谢的饮食影响的信息较少，因此，该问题值得研究。
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