膽汁酸營養(yǎng)功能及作用機(jī)制的研究進(jìn)展

山東畜牧獸醫(yī)職業(yè)學(xué)院 劉敬盛 楊玉芝＊ 王君榮 伏桂華 李燕舞 劉建勝

膽汁酸是膽汁的重要組成成分，是膽固醇在代謝過程中所產(chǎn)生的一系列膽烷酸的總稱，在脂肪代謝中起著重要的作用，能有效解決高油脂飼料而導(dǎo)致的營養(yǎng)性腹瀉等問題。動物自身以及飼養(yǎng)管理過程中的諸多因素都會導(dǎo)致動物體內(nèi)膽汁酸數(shù)量的不足，影響脂類物質(zhì)的代謝以及動物的生產(chǎn)性能，在生產(chǎn)中往往需要添加外源性的膽汁酸來解決這一問題。目前，膽汁酸已經(jīng)引起了動物營養(yǎng)專家的高度關(guān)注，在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用體現(xiàn)出了巨大的潛力。本文僅就膽汁酸營養(yǎng)作用以及作用機(jī)制作一綜述，以期為膽汁酸的合理使用提供試驗(yàn)基礎(chǔ)。

1 膽汁酸的營養(yǎng)生理功能

1.1 促進(jìn)脂類物質(zhì)的消化吸收 飼料中的脂類物質(zhì)是供能效率極高的能量源，但其水溶性較差，而動物消化道內(nèi)多是水溶性環(huán)境，脂類物質(zhì)要在動物體內(nèi)進(jìn)行消化代謝就必須首先被乳化，膽汁酸就是一種天然的乳化劑。膽汁酸分子具有特殊的表面活性，能有效乳化脂類物質(zhì)為油水混合的液滴，同時(shí)擴(kuò)大脂類物質(zhì)與脂肪酶的接觸面，加速脂肪的消化，消化產(chǎn)物包含在膽汁酸的微粒中，并被小腸絨毛膜吸收，加速了脂類的消化吸收（Romański，2007）。

楊玉芝等（2009a、b）試驗(yàn)表明，膽汁酸能顯著提高817肉雜雞的脂肪表觀代謝率，試驗(yàn)組比對照組提高2.49% ～6.21%。Polin等（1980）在肉仔雞日糧中添加膽酸、脫氧膽酸和鵝脫氧膽酸，其中鵝脫氧膽酸顯著提高了牛油的利用率。Kussaibati等（1982a、b）、Atteh 和 Leeson（1985）都得到類似的結(jié)論。

1.2 殺菌消炎，提高動物的免疫力 膽汁酸是一種有效的殺菌劑，它能夠調(diào)節(jié)腸道的pH值，進(jìn)而抑制大腸桿菌、鏈球菌、沙門氏菌及其他有害菌的增殖。此外，膽汁酸可以防止食物在胃部腐爛與發(fā)酵，膽汁酸還能夠預(yù)防氣脹與腹腫脹等疾?。═aranto 等，2006）。 Ogata 等（2003）證實(shí)，膽汁酸在腸道中起到十分重要的屏障作用，能阻止有害菌入侵皮下組織，膽汁酸有明顯的抑菌效果，并能降低腸道細(xì)菌的定植，阻止細(xì)菌轉(zhuǎn)移到其他器官。Zuniga等（2003）給小鼠飼喂膽汁酸，結(jié)果顯示，膽汁酸能抑制由膽管阻抑引發(fā)的細(xì)菌過量增長。

1.3 保肝利膽，維護(hù)動物健康 飼料中添加的抗生素在殺滅細(xì)菌后會產(chǎn)生大量的內(nèi)毒素，內(nèi)毒素容易引起急性肝臟營養(yǎng)缺乏癥。如果動物攝入適量的膽汁酸，就能有效分解這些內(nèi)毒素，還能減少動物體對細(xì)菌內(nèi)毒素的吸收，保護(hù)肝臟，維護(hù)動物健康。膽汁酸代謝過程中，經(jīng)“腸肝循環(huán)”進(jìn)入肝臟的膽汁酸，如脫氫膽酸和熊脫氧膽酸等還可刺激肝細(xì)胞分泌大量稀薄的膽汁，增加膽汁容量，使膽道暢通，消除膽汁淤滯，預(yù)防膽結(jié)石，起到利膽作用（Begley 等，2005）。

Ding等（1993）研究表明，膽酸、脫氧膽酸或整個(gè)膽汁能抑制雄性大鼠腸道細(xì)菌增生，抑制內(nèi)毒素吸收，能有效控制內(nèi)毒素血癥和肝硬化腹水癥的發(fā)生，抑制梗阻性黃疸的發(fā)生，尤其是口服共軛膽汁酸后，能有效抑制腸道細(xì)菌的易位。

1.4 調(diào)節(jié)膽固醇的代謝 膽汁酸是伴隨膽固醇代謝過程而產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，為膽固醇代謝提供了一條重要的排泄途徑，動物體內(nèi)部分膽固醇分解代謝是通過膽汁酸合成實(shí)現(xiàn)的，因此，膽汁酸還可促進(jìn)膽汁中膽固醇的分解（Russell，2009；Fuchs，2003）。另一方面，吸收的膽汁酸對自身的合成、膽固醇的分解起負(fù)反饋調(diào)節(jié)作用，因而也會抑制膽固醇的分解。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，肝臟中膽固醇合成的調(diào)節(jié)與膽汁酸腸肝循環(huán)密切相關(guān)，膽汁酸可通過改變膽固醇合成過程中的限速酶的轉(zhuǎn)錄來調(diào)節(jié)腸道膽固醇的合成，同時(shí)膽汁酸為腸道膽固醇的吸收所必須（Pandak等，1990）。因此，膽汁酸能有效保持動物體內(nèi)膽固醇的動態(tài)平衡。

膽汁酸對保持膽固醇的溶解性具有重要的作用。膽固醇難溶于水，在代謝過程中，隨膽汁排入膽囊貯存時(shí)，膽汁在膽囊中被濃縮，膽固醇很容易沉淀析出而形成結(jié)石。但因膽汁中含有膽汁酸和卵磷脂等成分，具有特殊的乳化活性，當(dāng)這些乳化劑與膽固醇結(jié)合時(shí)，膽固醇就被分散形成可溶性微團(tuán)而不易沉淀形成結(jié)石（Barth等，2006）。

2 膽汁酸的作用機(jī)制

2.1 膽汁酸的特殊結(jié)構(gòu)有助于脂肪乳化 膽汁酸分子內(nèi)既含有親水性的羥基、羧基或磺酸基等，又含有疏水性的烴基和甲基等，使膽汁酸在構(gòu)型上具有親水和疏水的兩個(gè)側(cè)面，膽汁酸的這種兩性結(jié)構(gòu)，使其成為一種表面活性較強(qiáng)的乳化劑（Russell，2009）。

膽汁酸隨著食糜進(jìn)入小腸后就能吸附在油水兩相的界面上，改變油水兩相界面的相斥性質(zhì)，減小了界面張力，使分散體系的勢能下降，在脂肪分子和水分子間起到了橋梁作用，使疏水的脂類在水中乳化為細(xì)小微團(tuán)，一般這種微團(tuán)呈球形，這種球形的結(jié)構(gòu)能使腸道中的脂肪酸和其他的脂類一起被溶解，在小腸的不斷蠕動攪拌下，就會進(jìn)一步形成微脂滴。膽汁酸的疏水部分便指向微脂滴，這樣，微脂滴的表面就由許多膽鹽分子作定向排列，形成一層膽鹽分子膜，將每個(gè)微脂滴包裹著，有效地阻隔了油滴之間的合并，使其均勻分散在水溶液中。這一界面膜，能有效防止或阻止由于布朗運(yùn)動、熱對流或機(jī)械攪拌引起的液滴聚結(jié)，使乳化作用更徹底。而膽汁酸分子的另一部分是親水部分，它們指向水中，通過電離與水分子結(jié)合。由于親水基團(tuán)的定向性和電常性，使每個(gè)微脂滴外表都出現(xiàn)相同的電荷，同電性相斥的靜電作用始終存在，也有效地阻止了微脂滴之間的相互合并，并使它均勻地分散在水中，吸附分子電荷，使液滴表面帶電，形成雙電層，減少液滴接近頻率，從而減少了液滴聚結(jié)的幾率。由于乳化劑的乳化作用，使食團(tuán)中的脂肪形成可以懸浮在水中的乳糜顆粒，在小腸中形成穩(wěn)定的乳濁液。同時(shí)擴(kuò)大了脂肪和脂肪酶的接觸面積，大大促進(jìn)脂類的消化（Russell，2009；Barth 等，2006；Fuchs，2003）。

2.2 增強(qiáng)脂肪酶活性，促進(jìn)脂肪消化吸收 膽汁酸不僅能對脂肪進(jìn)行乳化，還能有效地促進(jìn)脂肪的吸收和利用。脂肪酶原只有轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘闹久覆拍馨l(fā)揮作用，它的激活必須有膽汁酸的參與。脂肪通過膽汁酸的作用而被乳化，并且被脂肪酶消化，消化產(chǎn)物包含在膽汁酸的微粒中，被小腸中的絨毛膜吸收。脂肪經(jīng)乳化后，由較大的油珠狀態(tài)分散成微小的脂滴，并穩(wěn)定地分散在水中，脂肪表面積也大幅度擴(kuò)大，這就增加了脂肪酶與脂肪的接觸面積。膽汁酸也起到輔助脂肪酶的作用，膽汁酸可使脂肪酶結(jié)合到甘油三酯的脂滴的表面上而起到催化作用，提高了酶的活性，有利于脂肪的消化。膽汁酸對胰脂肪酶的這種橋梁和聯(lián)結(jié)作用是其他物質(zhì)不能替代的，體內(nèi)如果缺乏膽汁酸，則胰脂肪酶的活性將受到很大影響（Romański，2008）。

由于脂肪酶的最適pH值為8～9，而小腸前段的pH值為6～7，通常情況下，脂肪酶實(shí)際上在小腸前段是不起作用的，但是當(dāng)脂肪酶與膽汁酸結(jié)合后，就會改變脂肪酶的性質(zhì)，酶的活性提高，它就能在小腸前段起作用。并且脂肪酶不僅可以執(zhí)行運(yùn)輸功能，還能提高小腸中絨毛膜表面的脂肪濃度，同時(shí)，膽汁酸可以被腸上皮細(xì)胞識別，從而使脂肪酸-膽汁酸復(fù)合物進(jìn)入小腸絨毛膜內(nèi)，并促進(jìn)脂肪的吸收（Russell，2009）。

Bauer等（2005）研究表明，低濃度的膽汁酸鹽能夠顯著提高脂肪酶的活性，膽汁酸提高脂肪酶活性的原因，可能是添加的膽汁酸經(jīng)肝膽循環(huán)后刺激了膽汁等的分泌，增加了消化酶的含量。

2.3 抑制腸道有害菌群的生長繁殖 膽汁酸能通過一種特殊的蛋白通道（如孔蛋白）進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)，由于膽汁酸具有特殊的表面活性，很容易進(jìn)入細(xì)胞膜，使菌體細(xì)胞的完整性受到破壞而抑制細(xì)菌的生長繁殖，甚至導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞的死亡。這種孔蛋白通道的調(diào)控受多個(gè)因素的影響，如動物體內(nèi)的pH值、組織液滲透壓、環(huán)境溫度以及膽汁酸鹽的濃度等。游離型膽汁酸對菌群的抑制可能有：使菌體膜內(nèi)外的pH值變化，導(dǎo)致內(nèi)外差消失，這就導(dǎo)致菌體運(yùn)動的生物能量消失；直接破壞菌體細(xì)胞膜，改變膜的通透性和內(nèi)外的滲透壓，抑制菌體對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收 （Nolan等，2005；Makishima等，1999）。 Taranto 等（2006）研究表明，膽汁酸可破壞菌體的外層包被，增強(qiáng)細(xì)胞膜透性，抑制菌體對葡萄糖的吸收，并影響該菌的脂類組成。

當(dāng)然，膽汁酸抑制有害菌的同時(shí)可能也會影響某些有益菌，膽汁酸濃度不同其抑菌的效果也有可能不同，目前，對這方面的研究相對較少，如果弄清各種不同種類的菌株對膽汁酸的敏感性，將有助于微生物制劑的研制和開發(fā)。

2.4 生物調(diào)控機(jī)制 膽汁酸消化代謝的一個(gè)特殊的生理現(xiàn)象是“回流”，膽固醇代謝產(chǎn)生膽汁酸經(jīng)由膽囊和膽汁返回至胃腸，膽汁酸可能會影響這些器官的機(jī)能。有研究表明，膽汁酸通過調(diào)節(jié)胃部內(nèi)分泌細(xì)胞和小腸黏膜細(xì)胞釋放某些多肽激素如腸抑胃肽、腸高血糖素、胃泌素、酪酪肽和神經(jīng)降壓素（Bondesen，1985），這些激素有調(diào)控胃腸分泌消化液的功能。另外一些研究表明，膽汁酸是通過毒蕈堿性受體和膽堿能機(jī)制來影響胃腸道的機(jī)能（Raufman 等，2003；Riepl和 Lehnert，1993）。 但也有研究認(rèn)為，某些膽汁酸如熊去氧膽酸能抑制外 分 泌 胰 液 的 分 泌 （Neubrand等 ，2004）。Ooteghem等（2002）證實(shí)，膽汁酸能通過刺激激素分泌和神經(jīng)內(nèi)分泌機(jī)制來誘導(dǎo)膽囊的運(yùn)動。膽汁酸會通過抑制有害菌、刺激上皮細(xì)胞分泌黏液以及增加黏膜的通透性來影響腸道后段的機(jī)能（Barcelo等，2001）。

近年來的研究表明，膽汁酸還可作為一種信號因子來調(diào)控代謝，膽汁酸能激活法尼基衍生物X受體，進(jìn)而激活其他諸多激素的基因表達(dá)，從而發(fā)揮抑菌功能 （Trauner等，2003）。 Houten等（2006）和 Lefebvre 等（2009）均予以證實(shí)。

膽汁酸對各器官的調(diào)控是不是會受到其他因素的影響以及這一方面的分子機(jī)制還有待于進(jìn)一步研究。

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