三丁酸甘油酯對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能及腸道健康的調(diào)控

■王 萌 黃鐵軍 張 勇，

（1.沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)畜牧獸醫(yī)學(xué)院，遼寧沈陽(yáng) 110866；2.樂(lè)達(dá)（廣州）香味劑有限公司，廣東廣州510530）

眾所周知，斷奶能夠?qū)ψ胸i消化道產(chǎn)生一系列不利影響，包括絨毛萎縮、隱窩加深以及酶活性的降低。斷奶所帶來(lái)的壓力同樣會(huì)使仔豬生長(zhǎng)受阻，并造成仔豬腹瀉以及由此產(chǎn)生的一系列經(jīng)濟(jì)損失。三丁酸甘油酯是一種很好的丁酸來(lái)源，與其他丁酸鹽相比，具有半衰期長(zhǎng)、無(wú)臭味、安全無(wú)毒副作用等特點(diǎn)，并有益于維護(hù)腸黏膜形態(tài)，而且能夠?yàn)橄捞峁I(yíng)養(yǎng)需要，從而來(lái)預(yù)防斷奶對(duì)仔豬造成的應(yīng)激。同時(shí)，三丁酸甘油酯作為一種潛在的抗生素替代品得到越來(lái)越廣泛的關(guān)注。本文就三丁酸甘油酯的理化性質(zhì)、生物學(xué)功能以及其對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能和腸道健康的調(diào)控進(jìn)行了簡(jiǎn)要綜述。

1 三丁酸甘油酯的理化性質(zhì)及生物學(xué)功能

三丁酸甘油酯(甘油三丁酸酯，tributyrin，C15H26O6)是由1分子甘油三酯和3分子丁酸酯化而形成的，與丁酸鹽相比具有不易揮發(fā)、半衰期長(zhǎng)、無(wú)臭味等優(yōu)點(diǎn)。并且三丁酸甘油酯的抗癌效果也高于丁酸鹽。三丁酸甘油酯呈中性，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，能夠通過(guò)胃到達(dá)腸道后段，在大腸內(nèi)被胰脂肪酶迅速分解成甘油和丁酸。短鏈脂肪酸在動(dòng)物腸道內(nèi)是由厭氧菌將一系列未經(jīng)消化的多糖、蛋白質(zhì)、纖維素和淀粉發(fā)酵后形成的副產(chǎn)物，其中最為重要的就是丁酸，丁酸不僅能夠預(yù)防滲透性腹瀉的發(fā)生，還能為結(jié)腸細(xì)胞提供所需的碳水化合物和能量，是腸道細(xì)胞重要的能量來(lái)源。丁酸在動(dòng)物腸道被吸收后，進(jìn)入到結(jié)腸上皮細(xì)胞，在此95%的丁酸會(huì)被氧化成酮體用來(lái)合成ATP。丁酸除了具有為腸道上皮細(xì)胞提供能量的功能之外，還具有能夠影響腸道健康的廣泛的細(xì)胞功能。例如，潛在的抗癌和抗炎作用，影響腸道屏障功能以及抗氧化等作用。丁酸的很多性能都與其能夠抑制組蛋白去乙?；傅暮铣捎嘘P(guān)，在正常細(xì)胞內(nèi)丁酸被氧化成酮體用來(lái)合成ATP，在腫瘤細(xì)胞中丁酸不經(jīng)過(guò)氧化直接到達(dá)細(xì)胞核中通過(guò)抑制組蛋白去乙?；傅暮铣蓪?duì)基因進(jìn)行調(diào)控。丁酸的抗炎機(jī)制與核因子（NF-κB）相關(guān)，NF-κB能夠調(diào)控編碼促炎細(xì)胞因子、誘導(dǎo)炎癥酶、粘附因子、生長(zhǎng)因子、熱激蛋白和免疫受體的基因表達(dá)。

2 三丁酸甘油酯對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的影響

斷奶造成的仔豬胃腸道功能紊亂，小腸絨毛萎縮，隱窩深度增加和酶活性降低使得斷奶仔豬生長(zhǎng)受阻并發(fā)生腹瀉。丁酸以其營(yíng)養(yǎng)腸道并為腸道上皮細(xì)胞提供能量的作用，被用來(lái)減緩斷奶應(yīng)激，提高斷奶仔豬的生長(zhǎng)性能。丁酸在動(dòng)物腸道被吸收的同時(shí)還能夠促進(jìn)腸道中Na+、K+和水的吸收，從而起到止瀉的作用。Hou等對(duì)18日齡斷奶仔豬所做的試驗(yàn)研究表明，與對(duì)照組相比，添加0.5%的三丁酸甘油酯能夠顯著提高斷奶仔豬日增重，降低料肉比和腹瀉率。楊玲考察了三丁酸甘油酯對(duì)21日齡斷奶仔豬的應(yīng)用效果，結(jié)果顯示，添加 0.08%和0.15%三丁酸甘油酯，具有提高斷奶仔豬平均日增重、平均日采食量，降低料重比的效果，尤其添加0.15%三丁酸甘油酯降低腹瀉率效果更為明顯。侯改鳳等研究表明，日糧中添加0.2%三丁酸甘油酯能夠顯著提高斷奶仔豬日采食量和日增重，并降低料重比、腹瀉率和發(fā)病率。劉統(tǒng)等對(duì)40日齡斷奶仔豬進(jìn)行為期28 d的試驗(yàn)結(jié)果表明，日糧中添加0.1%和0.2%的三丁酸甘油酯采食量分別提高0.5%和2.1%，但是差異不顯著（P＞0.05）；日增重分別提高4.5%（P＞0.05）和16.69%（P＜0.05）；料肉比分別降低5.46%（P＞0.05）和13.67%（P＜0.05）。由此得出日糧中添加0.2%的三丁酸甘油脂效果較好。

3 三丁酸甘油酯對(duì)腸道健康的調(diào)控

3.1 為腸道提供能量，維護(hù)菌群平衡

三丁酸甘油酯是一種酸化劑，在動(dòng)物腸道內(nèi)被分解為甘油和丁酸并通過(guò)丁酸來(lái)發(fā)揮作用。丁酸具有水脂兩親性，在pH值為4～6時(shí)不易被分解，因此它可以穿過(guò)具有酸性環(huán)境的胃和小腸，直接進(jìn)入盲腸和結(jié)腸中繼續(xù)發(fā)揮作用。體外研究表明，丁酸是結(jié)腸細(xì)胞能量來(lái)源的首選底物。結(jié)腸細(xì)胞能夠使丁酸迅速進(jìn)行新陳代謝，丁酸通過(guò)脂肪酸氧化形成脂質(zhì)合成的前體物或被完全氧化成CO2。丁酸能夠通過(guò)羥基-甲基-戊二?；?輔酶A合成路徑促進(jìn)脂質(zhì)合成乙酰輔酶A或酮體。因此，腸道上皮組織的許多關(guān)鍵化合物的合成都與丁酸的新陳代謝有關(guān)。同時(shí)，當(dāng)丁酸進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞后會(huì)分解成丁酸根離子和氫離子，氫離子濃度升高就會(huì)使大腸桿菌、沙門(mén)氏菌等有害菌大量死亡，而乳酸桿菌等有益菌則因其耐酸性而大量增殖。從而起到維護(hù)腸道菌群平衡的作用。

3.2 改善腸道形態(tài)，維持腸道黏膜結(jié)構(gòu)屏障

丁酸除了能夠抑制有害菌生長(zhǎng)外，還具有保護(hù)腸道的作用。丁酸能夠促進(jìn)黏膜細(xì)胞增殖，改善腸道細(xì)胞的發(fā)育以及維護(hù)結(jié)腸的屏障功能。Li Dong等對(duì)宮內(nèi)生長(zhǎng)遲緩的哺乳仔豬進(jìn)行的研究表明，添加三丁酸甘油酯能夠顯著增加十二指腸和空腸的絨毛長(zhǎng)度、絨毛表面積、黏膜厚度和降低隱窩深度。腸道上皮細(xì)胞的完整性是腸道發(fā)揮正常生理功能的保障。Hou等研究了三丁酸甘油酯對(duì)乙酸誘發(fā)的豬結(jié)腸炎模型的影響，結(jié)果表明，在炎癥情況下飼喂三丁酸甘油酯能夠提高腸道黏膜屏障功能和腸道營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收能力，同時(shí)三丁酸甘油酯能夠提高結(jié)腸黏膜表皮生長(zhǎng)因子受體（EGFR）基因的表達(dá)。有研究表明，表皮生長(zhǎng)因子（EGF）和表皮生長(zhǎng)因子受體（EGFR）在修復(fù)小腸黏膜損傷中起重要作用。EGF和EGFR不僅能夠促進(jìn)腸上皮細(xì)胞增殖和遷移而且在黏膜上皮細(xì)胞再生過(guò)程中具有重要作用。EGFR信號(hào)傳導(dǎo)有益于維持腸道內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。

腸道上皮細(xì)胞的屏障功能是通過(guò)緊密連接來(lái)實(shí)現(xiàn)的。緊密連接是由多種特殊的蛋白質(zhì)和細(xì)胞間的聯(lián)接復(fù)合物構(gòu)成的，這些特殊的蛋白質(zhì)包括：咬合蛋白（occludin）,閉合蛋白（claudins）和閉合小環(huán)蛋白家族（zonula occludens proteins,ZO家族）等。Gail A等對(duì)患有酒精誘導(dǎo)性腸道損傷的小鼠飼喂三丁酸甘油酯的試驗(yàn)研究結(jié)果表明，三丁酸甘油酯能夠保護(hù)回腸和結(jié)腸近端的緊密連接蛋白（ZO-1,occludin）的表達(dá)，丁酸受體（GPR109A）和載體（SLC5A8）的表達(dá)免受短期酒精接觸的影響，從而維持腸道上皮細(xì)胞的屏障功能。

3.3 三丁酸甘油酯的抗癌功能

誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡是三丁酸甘油酯抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng)的一個(gè)重要機(jī)制，許多研究均已表明，三丁酸甘油酯對(duì)多種癌細(xì)胞株都具有誘導(dǎo)程序化細(xì)胞死亡的功能，并且其作用效果高于丁酸鹽。三丁酸甘油酯誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡是通過(guò)激活caspase-3的活性來(lái)實(shí)現(xiàn)的，三丁酸甘油酯能夠上調(diào)Bax的表達(dá)，下調(diào)Bcl-2的表達(dá)從而使細(xì)胞色素c等穿過(guò)線粒體膜進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中引起細(xì)胞凋亡。同時(shí)，caspase-3可將PARP進(jìn)行剪切，促進(jìn)p53基因的表達(dá)，以此來(lái)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡（見(jiàn)圖1）。

一些研究表明，三丁酸甘油酯作為一種組蛋白去乙?；敢种苿┠軌驈?qiáng)烈的激活p21cip/waf基因的表達(dá)。p21cip/waf是一種腫瘤抑制基因，能夠影響細(xì)胞分裂，細(xì)胞死亡，修復(fù)和分化等多種過(guò)程。丁酸能夠增加大鼠結(jié)腸黏膜p21cip/waf基因的表達(dá)，丁酸的這種功能與其能夠增強(qiáng)組蛋白乙?；嚓P(guān)。

三丁酸甘油酯能夠誘導(dǎo)細(xì)胞分化與其能夠抑制細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（EPK）的活性，激活p38蛋白激酶的路徑相關(guān)。此外，三丁酸甘油酯還可以調(diào)控一些NF-κB依賴性基因的表達(dá)，例如上調(diào)NDRG1和β-casein的表達(dá)，下調(diào)c-myc的表達(dá)，從而起到誘導(dǎo)細(xì)胞分化，產(chǎn)生抗癌作用（見(jiàn)圖1）。

圖1 三丁酸甘油酯的抗癌功能

4 小結(jié)

三丁酸甘油酯作為一種很好的丁酸來(lái)源，不僅能夠提高動(dòng)物飼料消化率，改善動(dòng)物生長(zhǎng)性能，而且還具有維護(hù)動(dòng)物腸道菌群平衡以及抗癌等功能。但其作用機(jī)制尚未完全清楚。同時(shí)，三丁酸甘油酯也是一種潛在的抗生素替代品。因此，三丁酸甘油酯作為一種新型飼料添加劑在動(dòng)物生產(chǎn)中具有廣泛的研究意義。

（參考文獻(xiàn)27篇，刊略，需者可函索）