丁酸對(duì)腸道健康的影響

韓浩月 譯自Poultry World，2019，№2：16～17

何曉芳 校

“在日糧中添加丁酸會(huì)對(duì)肉雞腸道的消化能力、微生物菌群組成和免疫應(yīng)答產(chǎn)生什么影響？這些影響會(huì)因丁酸所處胃腸道區(qū)段的不同而不同嗎？”很少有研究會(huì)著重探討家禽整個(gè)胃腸道中的丁酸濃度。因此，人們尚不清楚丁酸的作用是否會(huì)受其所在腸道區(qū)段的影響。不清楚這一點(diǎn)可能會(huì)限制丁酸作為家禽營(yíng)養(yǎng)策略中的一種添加劑在家禽行業(yè)中的廣泛應(yīng)用。

1 丁酸在家禽體內(nèi)的生理功能

丁酸可被用作動(dòng)物飼料添加劑，其既可以以未受保護(hù)的狀態(tài)如丁酸甘油酯(單甘油酯、二甘油酯或三甘油酯)使用，也可以以保護(hù)的狀態(tài)如包被型丁酸(脂肪包被或微囊化的丁酸)使用。研究證明，在日糧中添加丁酸可以促進(jìn)家禽腸道的健康和形態(tài)發(fā)育，提高養(yǎng)分的消化率，提高家禽的生長(zhǎng)性能和改善胴體性狀(減少脂肪含量)。另外，丁酸還是家禽的一個(gè)能量來(lái)源，具有抑菌特性，并可提高家禽的免疫應(yīng)答水平。

2 丁酸在家禽腸道中的作用機(jī)制

丁酸可通過(guò)抑制細(xì)胞質(zhì)激酶來(lái)下調(diào)促炎通道，細(xì)胞質(zhì)激酶會(huì)誘導(dǎo)促炎因子的產(chǎn)生，例如腫瘤壞死因子-α或白介素 -1β(Interleukins 1β，IL-1β)、IL-2和IL-6。在家禽中，這些促炎因子會(huì)誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生可改變炎癥反應(yīng)期間營(yíng)養(yǎng)物分配的同種異體反應(yīng)。另外，丁酸可以通過(guò)能夠?qū)χ|(zhì)代謝產(chǎn)生積極作用的促炎因子減少胴體中的脂肪含量。丁酸可以改善腸上皮細(xì)胞層的完整性，而腸上皮細(xì)胞屏障是腸道維持正常功能的必要條件，如果受到損傷很可能會(huì)誘發(fā)炎癥反應(yīng)。丁酸可提高腸道中緊密連接蛋白的表達(dá)水平，進(jìn)而可完善腸道上皮細(xì)胞層的完整性。

此外，丁酸可提高腸道中乳酸梭菌和溴化球菌的相對(duì)豐度，同時(shí)可降低產(chǎn)氣莢膜梭菌的相對(duì)豐度。丁酸還能下調(diào)可增強(qiáng)鼠傷寒沙門氏菌致病性基因的表達(dá)，并且能減少盲腸中腸炎沙門氏菌的數(shù)量以及該細(xì)菌在糞便中的排泄量。胃腸道中的丁酸會(huì)提高膽囊收縮素、YY肽和胰高血糖素樣肽2的水平，并可降低胰肽的水平。這些變化有助于促進(jìn)腸道和胃黏膜的發(fā)育，延長(zhǎng)食糜在胃中的停留時(shí)間，并刺激胃液和胰汁的分泌，最終改善營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收情況。

3 丁酸釋放位置的重要性

丁酸在胃腸道中的正確釋放位置尚不清楚。鑒于家禽整個(gè)胃腸道不同區(qū)段的細(xì)胞類型和pH環(huán)境存在較大的差異，同時(shí)不同腸段的微生物菌群組成也不相同，丁酸的釋放位置可能會(huì)影響它的功效。這會(huì)限制我們對(duì)丁酸作用機(jī)制的理解。因此，現(xiàn)有添加劑的特性和開(kāi)發(fā)靶向釋放制劑對(duì)進(jìn)一步研究丁酸在肉雞腸道中產(chǎn)生的不同生理作用至關(guān)重要。

4 丁酸在不同腸段的作用

Moquet等在肉雞上的研究表明，不同腸段中的丁酸對(duì)食糜在消化道中的滯留時(shí)間、腸道形態(tài)和蛋白酶活性的影響不同，最終導(dǎo)致蛋白質(zhì)的消化率出現(xiàn)差異。他們?cè)谘芯恐杏^察到了以下情況：當(dāng)丁酸和/或丙酸出現(xiàn)在結(jié)腸和盲腸內(nèi)容物中時(shí)，蛋氨酸的回腸表觀消化率有提高的趨勢(shì)，這可能是由于丁酸和/或丙酸改變了胃腸道的發(fā)育和食糜的滯留時(shí)間。與之相反，丁酸出現(xiàn)在嗉囊、腺胃和肌胃中時(shí)，多種氨基酸的回腸表觀消化率會(huì)下降。另外，肌胃中的丁酸還會(huì)導(dǎo)致家禽出現(xiàn)厭食反應(yīng)，這可能是因?yàn)槟c道內(nèi)分泌細(xì)胞——L細(xì)胞的分泌活性發(fā)生了變化。此研究表明，丁酸對(duì)消化過(guò)程的影響受到丁酸分子所在腸道部位的影響，并表明丁酸會(huì)影響動(dòng)物的消化功能和氨基酸的生物利用率。

5 丁酸的吸收、代謝和免疫反應(yīng)

Moquet在研究中發(fā)現(xiàn)，丁酸在胃中的吸收是一個(gè)被動(dòng)過(guò)程，同時(shí)受小腸和大腸中認(rèn)定(鈉依賴性)的單羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的影響。提高胃內(nèi)容物中丁酸的濃度似乎能夠加快脂質(zhì)的β-氧化反應(yīng)，研究人員在回腸和結(jié)腸中也觀察到了類似的情況。然而，提高十二指腸內(nèi)容物中丁酸的濃度似乎能夠促進(jìn)糖酵解。因此，丁酸對(duì)腸道中能量代謝的影響程度取決于其所在的腸道部位。盡管丁酸具有這樣的特異性，但腸道細(xì)胞和日糧中的丁酸水平仍然很低。丁酸可提高前膽囊收縮素原在十二指腸中的表達(dá)水平，這就解釋了為什么在日糧中添加丁酸會(huì)使家禽產(chǎn)生厭食反應(yīng)。

6 免疫反應(yīng)

在肉雞上進(jìn)行的一項(xiàng)試驗(yàn)表明，當(dāng)肉雞處于非傳染性免疫攻毒狀態(tài)時(shí)，不同腸段中的丁酸會(huì)產(chǎn)生不同水平的免疫應(yīng)答反應(yīng)。這些研究人員發(fā)現(xiàn)，天然抗體水平受存在丁酸分子的腸段的調(diào)節(jié)。

原題名：Impact of butyrate on gut health(英文)

原作者：Matthew Wedzerai