◆作者：周 苗 龍 菲

◆單位：湖南農業(yè)大學動物科學技術學院

膽汁酸(bile acids,BAs)是經(jīng)肝臟中膽固醇代謝產生，由腸道微生物修飾而形成的一類雙親性類甾醇物質，約占膽汁含量的50%～70%，為動物機體膽固醇代謝的主要形式（Di Ciaula 等，2017）。自上世紀BAs 被分離鑒定并發(fā)現(xiàn)具有脂糖代謝等作用以來，其在腸道、肝臟、肌肉和褐色脂肪等組織中的受體及信號傳導功能和機制又陸續(xù)被報道關注（Eggink 等，2018）。同時高脂飼料、日糧纖維等相關研究也顯示BAs 代謝及其穩(wěn)態(tài)與動物炎癥、細胞毒性、能量消耗、肝臟損傷等生命現(xiàn)象息息相關（Ridlon JM 等，2016）。因此，深入了解BAs 的生物學特性、功能特點、應用效果、作用方式及合成代謝等，有利于BAs 的開發(fā)利用，同時助力畜禽健康生產。

1 BAs 概要

1.1 BAs 種類

根據(jù)BAs 的合成及代謝位點，可將BAs 分為初級和次級BAs；而依其性質又可將其分為游離型BAs 和結合型BAs。但研究表明，不同生物間BAs 總庫及其組成存在一定差異，但也有相似之處。有報道稱人類初級BAs是由肝臟中膽固醇合成的三羥基膽酸和二羥基鵝去氧膽酸（Di Ciaula 等，2017）；而三羥基膽酸、α- 鼠膽酸和β- 鼠膽酸為嚙齒類動物的主要初級BAs 組成（Sayin SI 等,2013）；豬則以二羥基鵝去氧膽酸、豬膽酸及三羥基膽酸為主要初級BAs。在結合型BAs 方面，不同物種的主要結合型BAs 類型也存在差異。有研究報道，人類結合型BAs 主要為甘氨結合型BAs, 而嚙齒類動物主要以?；墙Y合型BAs 存在。次級BAs 由于是由腸道微生物對結合型BAs 加工修飾的產物，而不同物種的腸道微生物種類及數(shù)量不盡相同，故物種間次級BAs也存在一定差異。如人類主要為石膽酸和脫氧膽酸, 嚙齒類主要為ω- 鼠膽酸、脫氧膽酸、熊脫氧膽酸及石膽酸，豬則主要包括豬脫氧膽酸、脫氧膽酸、石膽酸和熊脫氧膽酸。造成上述差異可能是由于各物種BAs 的硫酸化、三羥基氨基化、甘氨酸酰胺化及?；撬狨０坊然鶊F修飾程度不同。

1.2 BAs 結構

BAs 為膽固醇的衍生物，其結構一般包含1 條由5 個碳原子構成的酸性側鏈和4 個固醇環(huán)。由4 個固醇環(huán)組成的類固醇核為1 個五碳環(huán)和3 個六碳環(huán)組成，該結構是1 個同時分別擁有疏水面和親水面的晶格結構，是其發(fā)揮某些特定生理功能的結構基礎（于恒彩等，2020）。有報道顯示羥基的數(shù)量和方向是決定BAs 疏水性的決定因素，其數(shù)量越少，疏水性越強（郁歡歡等，2019）。酸性支鏈則通常與Gly 或Tau 發(fā)生結合反應, 形成不同種類的結合型BAs。

1.3 BAs 合成

BAs 的合成主要通過經(jīng)典和替代兩條途徑，其中經(jīng)典途徑是BAs 合成的主要途徑，由限速酶7α- 羥化酶（cholesterol 7-alpha-hydroxylas, CYP7A1）控制反應進程。經(jīng)典合成途徑中，膽固醇在CYP7A1 的作用下生成7α－羥固醇，再通過甾醇12α-羥化酶（YP8B1） 的作用進行加氫、羥化及側鏈氧化斷裂等過程生成CA 等初級BAs（蘇冠寧等，2019）。初級BAs 與Gly 或Tau結合，形成結合型BAs，而通過BAs COA 氨基酸N－乙?；D移酶（BAAT）和BAs COA 合成酶（BACS），可使Gly 或Tau 與未結合的初級BAs 在C24 位置結合，從而形成結合型BAs。但未結合的BAs 和結合后的BAs 中有一部分可以被磺基轉移酶家族2A1 (SULT2A1)硫酸化，一部分BAs 經(jīng) 過UGT2B4、UGT1A3 和UGT2B7d 等尿苷二磷酸－葡萄糖醛酸基轉移酶作用而被糖酯化，還有一部分被細胞色素P450 3A11 及P450 3A4 羥基化。最后結合型BAs 在腸道菌群及相關酶的作用下重新去結合，形成游離型BAs，并轉化為次級BAs（Meadows V 等,2020）。

2 BAs 生理作用

2.1 促進脂類物質攝取

脂類作為動物重要的營養(yǎng)物質，為動物生長發(fā)育供給能量及必要的功能物質，不但可以提高飼料報酬, 而且能促進動物的生長性能。其消化吸收需要BAs的參與，而現(xiàn)今大多數(shù)動物所分泌的BAs 量不能滿足其對高脂飼料中的脂肪的代謝分解，甚至造成腸道黏膜損傷，因此在動物飼糧中添加BAs 及其鹽制品進行補充顯得尤為重要。研究表明，在脂肪的消化過程中,BAs 不但起到輔助脂肪酶的作用, 同時能夠增強脂肪酶的活性。由于BAs 環(huán)戊烷多氫菲核的兩側既含有親水基（羧基、羥基等）又含有疏水基（烷基等），使其具有較強的表面活性，能有效降低油水間的表面張力，從而促進脂類乳化形成較小微粒增大其與脂肪酶的接觸面積，同時可以促進脂肪酶與乳糜微粒的結合加速其消化。此外，脂肪酶原轉變?yōu)橹久赴l(fā)揮功能的活化過程需要BAs 的參與，并且BAs 可以與脂肪酶形成復合物從而改變其pH適應值，擴大脂肪酶的作用場所，另有報道稱顯示外源添加膽汁酸可能促進動物分泌膽汁。所以當動物攝入脂類物質時，首先經(jīng)過BAs 的乳化作用，然后經(jīng)過脂肪酶分解，其產物BAs 被包裹形成乳糜微粒被腸道絨毛吸收。向梟（2019）等發(fā)現(xiàn)在齊口裂腹魚幼魚高脂飼料中添加適宜BAs 可以提高胰肝臟及前中腸蛋白酶和脂肪酶活性，顯著增強了機體對脂肪的消化利用能力（P<0.05），從而提高其生長性能，趙盼月（2019）等在歐洲鰻鱺飼糧中添加BAs 也得到了類似的結果。

2.2 免疫調節(jié)

研究表明，動物機體中溶菌酶（LSZ）水平在一定程度上能夠反映其非特異免疫的能力。而BAs 可以促進LSZ 分泌，從而增強動物的非特異性免疫功能。有報道顯示在鯉魚飼料中添加BAs 可以顯著提高血清及肝臟中LSZ 水平，并且能提高SOD及ALP 含量,證實添加BAs 可以增強免疫能力（P<0.05）。曹愛智（2011） 等人發(fā)現(xiàn)BAs 可以顯著提高肉雞血清LSZ 含量、新城疫抗體水平和碳粒廓清指數(shù)（P<0.05）。此外，BAs 具有一定的抑菌活性，可以破壞細菌的細胞膜，從而控制細菌生長增殖。Mohit 等發(fā)現(xiàn)脫氧膽酸（deoxycholic acid,DCA） 能夠降低雞亞臨床壞死性腸炎誘導的腸道炎癥基因表達和細胞凋亡，從而減輕回腸炎癥，并呈劑量依賴性。

2.3 保肝護膽

肝臟作為代謝和循環(huán)的重要器官，其正常功能的維護顯得尤為重要。陸江（2019）等人發(fā)現(xiàn)在蛋雞飼糧中添加不同水平的膽汁酸可以降低其血液中甘油三酯(TG)、膽固醇(TC)、低密度脂蛋白(LDL-C)含量，提高高密度脂蛋白（HDL-C）水平，減少肝臟中TG、TC 及游離脂肪酸（FAA） 含量，并呈一定劑量關系，此外還發(fā)現(xiàn)BAs 是可能通過PPARα 及FXR-SREBP1c 和FXR-PPARα 通路調節(jié)肝臟脂脂代謝，從而達到保護肝臟的作用。另有報道稱在高脂肉雞飼糧中添加BAs 可以顯著降低雞肝臟中TG 水平、脂肪酸合成酶（FAS）活性和肝型脂肪酸結合蛋白基因（L-FABP）的基因表達量及血清中丙氨酸氨基轉移酶（ALT）、天門冬氨酸氨基轉移酶（AST）活性（P<0.05），顯著提高脂蛋白脂酶基因（LPL）、載脂蛋白B 基因（ApoB）的表達量和激素敏感脂酶（HSL）活性（P< 0.05），證實BAs 具有一定保護肝臟，改善高脂日糧造成的肝臟損傷和脂代謝功能異常的作用。

雖然BAs 有許多有益生物學作用，但其也有細胞毒性及線粒體和內質網(wǎng)毒性，可導致細胞凋亡，因此維持動物機體BAs 的相對平衡對發(fā)揮其有益生理功能及減緩毒性至關重要。BAs 的量和種類呈動態(tài)變化并受食物和晝夜節(jié)律影響, 動物通過其調節(jié)自身受體興奮性及腸道菌群來影響初級膽汁酸，控制次級膽汁酸代謝,即通過BAs 的腸內生物轉化途徑調控其合成、分泌?，F(xiàn)今關于BAs 調控主要集中在腸道菌群、激素和營養(yǎng)素手段，但研究顯示大多營養(yǎng)素方法調節(jié)BAs 的過程都與腸道菌群有關，如某些纖維通過調節(jié)腸道菌群促進BAs 分泌。

3 BAs 在畜禽生產中的應用

3.1 改善生產性能

生產性能一直是考量飼料飼喂效果的主要指標，肉用畜禽通產用平均日增重（ADG）、平均日采食量（ADFI）、料肉比（F/G）來衡量。飼料中的脂類作為高效的供能物質，對促進豬的生長有著至關重要的作用，而因脂類不溶于水等特性，故動物對脂類的吸收受到一定的限制。

3.1.1 肉用

在仔豬生產中，斷奶仔豬因飼料形態(tài)及成分的變化等因素，常誘發(fā)斷奶綜合征而出現(xiàn)腹瀉、生產性能降低等現(xiàn)象。研究表明，在飼糧中添加適量BAs 能降低斷奶仔豬腹瀉率，提高ADG，降低F/G。李翠梅（2011）等在基礎日糧中添加0.05%的20% BAs發(fā)現(xiàn)斷奶仔豬腹瀉率較抗生素組 降 低 超 過50% 、ADG 提 高6%、F/G 降低3%。有研究在保育豬日糧中添加0.05% 的30%BAs，發(fā)現(xiàn)試驗仔豬末重提高7.01%, ADG 提高9.42%, F/G 降低0.08%。并且有研究稱在整個生豬生產過程中，添加BAs 可以增強豬群免疫能力，顯著降低發(fā)病率、料肉比，提高養(yǎng)殖效益（P<0.05）。在肉雞生產中，添加BAs 能顯著提高快大型肉雞ADG，降低了F/G（P<0.05），并且顯著提高了屠宰率、腿肌率和胸肌率，同時降低腹脂率，進一步提高飼料報酬和胴體品質（P<0.05）。消化酶是動物對食物進行化學性消化的主要基礎保障，而研究發(fā)現(xiàn)BAs 可以有效增強肉雞腸道脂蛋白脂肪酶、糜蛋白酶、脂肪酶和胰蛋白酶的活性，降低激素敏感性脂肪酶的活性（P<0.05），并且能夠影響與脂質代謝密切相關的酶的表達，如降低甾醇調節(jié)元件結合轉錄因子1、乙酰輔酶a 羧化酶和脂肪酸合酶及提高肉堿棕櫚酰轉移酶1的表達，通過上述途徑從源頭上對動物糖脂代謝進行調控，從而改善動物生產性能。

3.1.2 蛋用

在蛋雞生產中，有研究發(fā)現(xiàn)在產蛋后期羅曼粉蛋雞日糧中添加200 mg/kg 的30% BAs 能夠顯著降低死亡率、料蛋比及提高產蛋 率（P<0.05）。 崔明明（2018） 發(fā)現(xiàn)BAs 改善產蛋高峰期海蘭褐蛋雞的產蛋率，但降低了平均蛋重。不過在改善蛋品質方面發(fā)揮了優(yōu)勢功效，顯著增加蛋白高度、蛋黃顏色、蛋黃蛋白比和哈氏單位，同時提高了蛋殼質量，減少了破殼蛋和沙皮蛋發(fā)生機率，改善蛋殼厚度。此外，有報道稱BAs 可以協(xié)同中草藥微生態(tài)制劑，從而改善蛋雞的生產性能及產品品質，在當今這個消費者追求畜產品品質的時代，BAs 為提高蛋品質提供了一條新的道路。在種蛋生產中，研究發(fā)現(xiàn)蛋內BAs 含量對子代生產性能有一定影響，左旭冬（2016）等發(fā)現(xiàn)添加100 mg/kg 的CDCA能提高種蛋內LDL-C 和TC 含量, 并能降低母仔雞的ADG、腓腸肌中乳酸脫氫酶（LDH）活性及公仔雞腓腸肌總蛋白沉積量（P<0.05），但高劑量（500 mg/kg）不利于子代肌肉發(fā)育，因此在種禽飼糧中使用BAs 時需要注意使用劑量及時間。

3.2 增強抗病能力

在無抗飼糧時代，增強畜禽自身抗病能力是每個從業(yè)者的首要任務之一，其中通過營養(yǎng)手段保障和促進免疫系統(tǒng)的發(fā)育及免疫能力的發(fā)揮，改善機體抵抗應激及修復受損細胞和組織能力是提高抗病能力的主要途徑之一。IgA、IgG 和IgM 等免疫球蛋白是動物防御病原體侵害的重要免疫物質，在維護機體健康中具有非常重要的生理作用。李翠梅（2011）等發(fā)現(xiàn)BAs 能顯著提高仔豬血清IgG、IgM 及IgA濃度, 并提高IL-2 含量（P<0.05）。另也有報道指出，在斷奶仔豬日糧中添加2 g/kg 的豬源鵝去氧膽酸可以提高其血漿IgG和IgA 水平，并發(fā)現(xiàn)其可以改善斷奶仔豬腸道上皮的增殖分化，證實BAs 可以增強機體正常的細胞免疫和體液免疫能力。環(huán)境病原菌也是誘發(fā)動物疾病的重要因素之一，并且對動物生產效益造成嚴重影響，因產氣莢膜梭菌（Clostridium perfringens,Cp）導致的雞壞死性腸炎（Necrotic enteritis，NE）在全球每年可造成20余億美元的經(jīng)濟損失。Bilal 等發(fā)現(xiàn)DCA 能改變彎曲菌AR101 在雞空腸的定殖水平，在28日齡時減少了93%的空腸彎曲菌定殖。Mohit 等報道添加1.5 g/kg 的DCA 能減少肉雞回腸產氣莢膜梭菌的定殖（P<0.05），同時DCA能顯著降低回腸組織中Infγ、Litaf、Il1β 和Mmp9 的炎癥介質的mRNA 積累，從而通過減輕炎癥反應來預防壞死性腸炎誘導的生產性能下降。此外，BAs 能夠增強肉雞的抗熱應激能力及改善肝腎功能，緩解脂質代謝異常帶來的負面影響。

4 小結與展望

BAs 作為膽汁的主要成分，在糖脂代謝、免疫調節(jié)等方面有著重要作用，近年受到越來越多的關注。在動物生產中不少研究表明BAs 在輔助高脂日糧的使用及肝臟正常功能的維護上有著不錯的效果。但現(xiàn)今的研究多關注于BAs 的直接應用效果，鮮有系統(tǒng)深入的機制研究。因此，還需廣大從業(yè)人員對BAs 進一步深入探索，探明其作用機制、各種飼糧添加量及不同來源組成的BAs 的效果等問題，以促進BAs 的生產及應用。