王 強(qiáng) 萬(wàn)發(fā)春 劉 磊 劉 虎

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,長(zhǎng)沙 410128)

近年來(lái),由于“中美貿(mào)易戰(zhàn)”“新冠疫情”“俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)”等多重因素的影響,傳統(tǒng)畜牧養(yǎng)殖業(yè)遭受到巨大的沖擊。如何“節(jié)本增效”成為當(dāng)前畜牧養(yǎng)殖業(yè)的熱點(diǎn)話題之一。雖然飼用抗生素在疾病防控與促生長(zhǎng)方面發(fā)揮了巨大作用,但其濫用也導(dǎo)致了細(xì)菌耐藥性和藥物殘留問(wèn)題,對(duì)人類的健康與生產(chǎn)造成巨大危害[1]。歐盟早在2006年起便開始全面禁抗。自2020年元旦起,我國(guó)國(guó)家農(nóng)業(yè)農(nóng)村部明確發(fā)文規(guī)定,禁止在飼料中添加任何形式的抗生素,這無(wú)疑對(duì)畜牧業(yè)的發(fā)展提出更高的要求。

丁酸具有促進(jìn)動(dòng)物胃腸道發(fā)育、增強(qiáng)免疫力、調(diào)節(jié)體內(nèi)菌群、提高生產(chǎn)性能等作用,是一種理想的替抗產(chǎn)品。由于丁酸易揮發(fā)且氣味難聞,通常將其制成化學(xué)結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定的產(chǎn)品,如丁酸鹽、包被丁酸鹽、三丁酸甘油酯等[2]。其中最典型的丁酸鈉具有無(wú)耐藥性且易吸收分解等特點(diǎn),我國(guó)《飼料添加劑品種目錄》早在2003年便將丁酸鈉列為新型飼料添加劑。本文主要?dú)w納了丁酸在動(dòng)物體內(nèi)的合成轉(zhuǎn)化與吸收利用、生理功能,并闡明了其在生產(chǎn)應(yīng)用中的研究效果,為其在反芻動(dòng)物中的合理利用提供理論參考。

1 丁酸在動(dòng)物體內(nèi)的合成轉(zhuǎn)化與吸收利用

1.1 丁酸的合成轉(zhuǎn)化

丁酸是胃腸道內(nèi)常見的短鏈脂肪酸(short-chain fatty acids,SCFA)之一,占總短鏈脂肪酸的10%～20%[3]。不可溶纖維素、抗性淀粉(resistant starch,RS)等難以消化的碳水化合物是生成丁酸的主要原料。厚壁菌門作為產(chǎn)丁酸的主要菌群,常見于反芻家畜瘤胃、結(jié)腸以及盲腸。目前丁酸的合成途徑共有3種(圖1):1)丙二酰輔酶A途徑,2分子乙酰輔酶A縮合還原成丁酰輔酶A,再通過(guò)磷酸丁酰轉(zhuǎn)移酶和丁酸酯激酶轉(zhuǎn)化為丁酸。2)腸道中某些微生物可以利用乳酸鹽和乙酸鹽合成丁酸。3)通過(guò)賴氨酸途徑從蛋白質(zhì)中進(jìn)行合成。

1.2 丁酸的吸收利用

丁酸以解離與非解離2種形式存在于胃腸道中,主要通過(guò)被動(dòng)擴(kuò)散與特異性載體運(yùn)輸被瘤胃上皮細(xì)胞和腸上皮細(xì)胞吸收,在瘤胃內(nèi)丁酸可通過(guò)以下2條途徑為機(jī)體供能(圖2):1)部分丁酸被瘤胃上皮細(xì)胞吸收直接進(jìn)入血液,通過(guò)糖異生途徑生成葡萄糖為機(jī)體供能。2)剩余部分丁酸經(jīng)?；o酶A與3-羥基3-甲基戊二酰輔酶A合成酶縮合成3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶(3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A,HMG-CoA),并分別在線粒體中轉(zhuǎn)化為酮體以及通過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和細(xì)胞質(zhì)生成膽固醇,進(jìn)入血液循環(huán)為機(jī)體功能。在腸道中丁酸的吸收主要以非離子彌散性為主,不需要通過(guò)肝臟、膽囊吸收以及三羧酸循環(huán)便可直接被腸上皮細(xì)胞吸收并進(jìn)行能量代謝,從而實(shí)現(xiàn)快速供能[6]。

CoA:輔酶A coenzyme A;O2:氧氣 oxygen;NADH:還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸 reduced nicotinamide adenine dinucleotide;ATP:三磷酸腺苷 adenosine triphosphate;CO2:二氧化碳 carbon dioxide;ADP:二磷酸腺苷 adenosine diphosphate;H+:氫離子 hydrogen ion;NADPH2:還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 nicotinamide adenine dinucleotide phosphate;Pi:無(wú)機(jī)磷酸鹽 inorganic phosphate;NAD+:煙酰胺腺嘌呤二核苷酸 nicotinamide adenine dinucleotide。

Butyric acid:丁酸;NHE:鈉離子/氫離子交換體 Na+/H+ exchanger;Na+:鈉離子 sodium ion;H+:氫離子 hydrogen ion;AE:陰離子交換劑 anion 碳酸氫根 hydrogen carbonate;Acetyl-CoA:乙酰輔酶A acetyl coenzyme A;HMG-CoA:3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A;Mevalonate:甲羥戊酸;Squalene:角鯊烯;Cholesterol:膽固醇;Acetone:酮體;HMGCS:3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A合成酶 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA synthase。

2 影響丁酸產(chǎn)量的因素

反芻動(dòng)物體內(nèi)各短鏈脂肪酸比例與瘤胃發(fā)酵類型息息相關(guān),環(huán)境溫度、飼糧組成、飼料加工方式、瘤胃pH等均可通過(guò)影響瘤胃微生物組分改變發(fā)酵類型,進(jìn)而影響丁酸產(chǎn)量。

飼料加工處理能夠改變?cè)系奈锢斫Y(jié)構(gòu)和化學(xué)特性,改善動(dòng)物對(duì)碳水化合物的利用情況。相較于全谷物玉米,采用蒸汽壓片技術(shù)不僅能夠使玉米淀粉微粒膠樣化,改善其在瘤胃內(nèi)的消化,而且能夠改變瘤胃發(fā)酵類型,減少乙酸產(chǎn)量,增加丙酸和丁酸產(chǎn)量[7]。荷斯坦?fàn)倥嗄糖帮曃褂衩椎鞍追勰軌蚋纳屏鑫赴l(fā)酵,增加玉米蛋白粉的瘤胃可發(fā)酵性,提高乳酸濃度,加快乳酸向丁酸的轉(zhuǎn)變[8]。瘤胃pH與添加劑通過(guò)選擇性地促進(jìn)或抑制某些類型的微生物增殖來(lái)影響丁酸的產(chǎn)生。瘤胃內(nèi)pH保持在適宜區(qū)間(6.2～6.8)有利于內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定,促進(jìn)短鏈脂肪酸形成。早期研究表明,脲酶抑制劑對(duì)苯二酚通過(guò)抑制氨的爆發(fā)式釋放,維持了較為穩(wěn)定的瘤胃pH,有利于瘤胃微生物在穩(wěn)定的環(huán)境中生長(zhǎng)繁殖,并提高了對(duì)飼料纖維的消化率,顯著增加了瘤胃乙酸、丙酸和丁酸產(chǎn)量[9]。

除上述因素外,飼糧組成也對(duì)瘤胃短鏈脂肪酸含量有明顯作用,從目前多數(shù)研究結(jié)果來(lái)看,高精料飼糧可以顯著降低瘤胃乙酸/丙酸的比例,但對(duì)丁酸含量的影響報(bào)道不一[10-11]。

3 丁酸的主要生理作用

3.1 緩解氧化應(yīng)激

氧化應(yīng)激是指機(jī)體受到內(nèi)外界有害刺激時(shí),機(jī)體氧化還原系統(tǒng)被破壞,未能及時(shí)清除產(chǎn)生的自由基,從而對(duì)細(xì)胞、組織和器官造成氧化損傷的現(xiàn)象[12]。酶類抗氧化系統(tǒng)是由谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(glutathione peroxidas,GSH-Px)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、過(guò)氧化氫酶(catalase,CAT)等抗氧化酶所構(gòu)成的初級(jí)抗氧化防御系統(tǒng),丁酸可通過(guò)提高體內(nèi)抗氧化酶活性來(lái)緩解氧化應(yīng)激。研究發(fā)現(xiàn),給荷斯坦?fàn)倥Ｒ后w飼料中添加3種水平(15、30、45 g/d)丁酸鈉后,血清中GSH-Px活性隨著丁酸鈉添加水平增加呈線性升高,同時(shí)血清中丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量明顯低于未添加組[13]。此外,在高谷物飼糧誘發(fā)的泌乳期薩能奶山羊亞急性瘤胃酸中毒(subacute ruminal acidosis,SARA)研究中發(fā)現(xiàn),添加0.1 g/kg丁酸鈉可增加肝臟中抗氧化基因SOD1、SOD2、SOD3、GSH-Px1、CAT、尿苷二磷酸葡萄糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶1A1(uridine diphosphate glucuronic acid transferase 1 A1,UGT1A1)、依賴還原型輔酶Ⅰ(Ⅱ)醌氧化還原酶1[NAD(P)H:quinine oxidoreductase 1,NQO1]和微粒體谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶3(microsomal glutathione S-transferase 3,MGST3)的mRNA表達(dá)量,提高抗氧化酶活性,增強(qiáng)肝臟抗氧化能力[14]。

除此以外,丁酸的抗氧化機(jī)制還與多種信號(hào)通路有關(guān)。在圍產(chǎn)期,奶牛的氧化應(yīng)激會(huì)使核因子E2相關(guān)因子2(nuclear factor E2-related factor 2,Nrf2)的核易位和轉(zhuǎn)錄活性顯著下降,從而引起乳腺上皮細(xì)胞(bovine mammary epithelial cell,BMEC)的氧化損傷,并破化蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和DNA結(jié)構(gòu),最終導(dǎo)致BMEC死亡,破壞機(jī)體氧化還原平衡[15]。丁酸鈉可作用于Kelch樣環(huán)氧氯丙烷相關(guān)蛋白(Kelch-like epichlorohydrin-associated protein 1,Keap1)-Nrf2信號(hào)通路,促使牛BMEC中Nrf2由細(xì)胞質(zhì)移位至細(xì)胞核,提高血紅素加氧酶-1、還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸醌氧化還原酶的mRNA表達(dá)量,增強(qiáng)SOD、GSH-Px、CAT的活性,促進(jìn)對(duì)過(guò)量活性氧的清除,提高線粒體膜電位,緩解細(xì)胞氧化損傷[16]。體外試驗(yàn)結(jié)果表明,丁酸可通過(guò)G蛋白偶聯(lián)受體109a(G-protein-coupled receptor 109a,GPR109a)激活腺苷酸激活蛋白激酶(adenosine 5’-monophosphate activated protein kinase,AMPK)信號(hào)通路,促進(jìn)Nrf2核積聚和組蛋白H3的第9/14位賴氨酸(H3K9/14)乙酰化,同時(shí)H3K9/14乙?；軌蜻M(jìn)一步推動(dòng)Nrf2轉(zhuǎn)錄,提高下游抗氧化蛋白的表達(dá),增強(qiáng)細(xì)胞的抗氧化能力[17]。

3.2 改善炎癥反應(yīng)

核因子-κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)與絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信號(hào)不僅是細(xì)胞存活的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子,也是炎癥反應(yīng)的有效誘導(dǎo)者,與動(dòng)物體的多項(xiàng)炎癥疾病相關(guān)。脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)作為革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁的活性成分,能與免疫細(xì)胞和上皮細(xì)胞等表面Toll樣受體4(Toll-like receptor 4,TLR4)結(jié)合,激活下游NF-κB和MAPK信號(hào)通路,刺激炎癥因子生成,引發(fā)機(jī)體炎癥[18]。丁酸已被證實(shí)具有改善機(jī)體炎癥的作用,其表現(xiàn)在可降低哺乳期奶牛瘤胃與血漿中細(xì)菌細(xì)胞壁組分LPS、肽聚糖(peptidoglycan,PGN)和脂磷壁酸(lipoteichoic acid,LTA)的濃度,并通過(guò)抑制乳腺中模式識(shí)別受體核苷酸結(jié)合寡聚化域蛋白1(nucleotide-binding oligomerization domain-containing protein 1,NOD1)和NOD1介導(dǎo)的炎癥分子的體外表達(dá)減少高精料飲食導(dǎo)致的機(jī)體炎癥[19]。Chandra等[20]進(jìn)一步探討了丁酸對(duì)高精料飼糧誘導(dǎo)奶山羊肝臟炎癥的影響,飼糧中添加1%丁酸鈉可有效減少炎癥基因受體結(jié)合絲氨酸蘇氨酸激酶2(receptor-interacting serine-threonine kinase 2,RIPK2)等的mRNA表達(dá)量,進(jìn)而阻斷NF-κB和MAPK信號(hào)通路,減少炎癥因子白細(xì)胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、白細(xì)胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)產(chǎn)生。

通過(guò)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序和16S rRNA基因測(cè)序的綜合方法發(fā)現(xiàn),瘤胃中發(fā)酵產(chǎn)生的丁酸鹽摩爾濃度與組蛋白去乙?；?histone deacetylase,HDAC)1的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)性,表明丁酸能夠有效抑制HDAC活性,調(diào)控組蛋白乙?；^(guò)程[21]。丁酸(5 μg/mL)作為HDAC抑制劑,能夠提高牛巨噬細(xì)胞中組蛋白組蛋白H3的第9/位賴氨酸(H3K9)乙?；?并抑制炎性小體NLRP3的蛋白表達(dá)與核因子-κB抑制蛋白(inhibitor of NF-κB,IκB)和p65磷酸化,阻斷NF-κB信號(hào)通路[22]。另有研究表明,丁酸可通過(guò)增加血漿中胰高血糖素樣肽-2(glucagon-like peptide-2,GLP-2)以及β-羥基丁酸(β-hydroxybutyric acid,BHBA)濃度,抑制肽聚糖識(shí)別蛋白(peptidoglycan recognition proteins,PRRs)的激活,進(jìn)而抑制NK-κB信號(hào)通路,減少促炎細(xì)胞因子的釋放,間接改善機(jī)體炎癥[23-24]。

3.3 刺激胃腸道發(fā)育

相較于丙酸和乙酸,丁酸具有更高的活性與能值,被認(rèn)為是瘤胃上皮發(fā)育的主要刺激物[25]。生產(chǎn)中常使用丁酸補(bǔ)充劑來(lái)促進(jìn)瘤胃發(fā)育。有多項(xiàng)研究表明,丁酸能夠上調(diào)參與瘤胃上皮細(xì)胞有絲分裂相關(guān)蛋白的表達(dá),進(jìn)而縮短細(xì)胞周期,促進(jìn)瘤胃上皮細(xì)胞增殖,加快瘤胃乳頭生長(zhǎng),從而增大瘤胃表面積;值得注意的是,除增殖以外,丁酸還會(huì)激活B細(xì)胞淋巴瘤/白血病-2相關(guān)X蛋白(B-cell lymphoma/leukaemia-2-associated X protein,Bax)、半胱天冬蛋白酶-3(cysteinyl aspartate specific proteinase-3,Caspase-3)和半胱天冬蛋白酶-3(cysteinyl aspartate specific proteinase-3,Caspase-3)誘導(dǎo)瘤胃上皮細(xì)胞凋亡,但從總體來(lái)看,細(xì)胞增殖比率高于細(xì)胞凋亡率[26-27]。胰島素樣生長(zhǎng)因子-1(insulin like growth factor-1,IGF-1)已經(jīng)被證實(shí)具有提高細(xì)胞周期蛋白D1(cyclin D1)的表達(dá),促進(jìn)瘤胃上皮細(xì)胞的增殖[28]。經(jīng)對(duì)羔羊口腔灌服丁酸鈉的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),1.8 mL/kg丁酸鈉有助于提高瘤胃上皮中IGF-1和胰島素樣生長(zhǎng)因子-1受體(insulin like growth factor-1 receptor,IGF-1R)的mRNA表達(dá)量,抑制相關(guān)凋亡基因如Bax的mRNA表達(dá)量,從而促進(jìn)瘤胃上皮細(xì)胞增殖發(fā)育,改善羔羊瘤胃發(fā)酵功能[29]。

腸道完整性可以通過(guò)觀察腸道絨毛的高度與隱窩深度來(lái)進(jìn)行判斷。丁酸作為腸道上皮細(xì)胞的重要供能物質(zhì),據(jù)報(bào)道,在酸化乳中添加0.3%丁酸可有效刺激犢牛十二指腸與空腸絨毛增長(zhǎng),并提高腸黏膜厚度[30]。Koch等[31]研究也表明,在犢牛飼糧中添加丁酸可通過(guò)調(diào)控局部胰島素樣生長(zhǎng)因子系統(tǒng)參與腸道生長(zhǎng)調(diào)節(jié),顯著提高十二指腸絨毛高度和回腸消化率。丁酸還可以刺激腸內(nèi)L細(xì)胞分泌GLP-2,增強(qiáng)全腸道消化能力,促進(jìn)腸道生長(zhǎng)發(fā)育[32]。此外,丁酸在瘤胃上皮代謝所產(chǎn)生的BHBA被證實(shí)能促進(jìn)GLP-2在血液中的釋放,表明丁酸也可通過(guò)代謝途徑間接參與腸道的發(fā)育[24]。

3.4 調(diào)節(jié)微生物區(qū)系

動(dòng)物胃腸道內(nèi)存在數(shù)以萬(wàn)計(jì)的微生物,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的適應(yīng)與選擇形成一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的微生物區(qū)系。丁酸具有水脂兩親的特性,當(dāng)擴(kuò)散穿過(guò)細(xì)菌細(xì)胞膜時(shí),可分解成丁酸根離子和氫離子,導(dǎo)致沙門氏菌、大腸桿菌和梭狀芽孢桿菌等對(duì)氫離子耐受性較差的細(xì)菌死亡,乳酸桿菌等則由于其較強(qiáng)的耐酸性而大量增殖[33]。在為期22 d的飼養(yǎng)研究中發(fā)現(xiàn),每日往犢牛代乳粉中添加4 g/kg包被丁酸鈉可提高結(jié)腸中短鏈脂肪酸生產(chǎn)菌的數(shù)量,并減少盲腸中變形桿菌的數(shù)量,保護(hù)腸道健康[34]。Shen等[35]研究發(fā)現(xiàn),在對(duì)山羊瘤胃連續(xù)灌注丁酸鈉后,瘤胃中硬壁菌門和擬桿菌門的數(shù)量明顯減少。研究中所選取的動(dòng)物以及輸注丁酸鹽濃度會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生差異。在此之前,Li等[36]通過(guò)對(duì)奶牛進(jìn)行為期168 h的瘤胃丁酸鹽灌注試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),外源性丁酸鹽的灌注造成了瘤胃微生物6個(gè)門、19個(gè)屬、43個(gè)操作分類單元的變化,如在門的水平上,擬桿菌門相對(duì)豐度從輸注前的70.87%降低到60.42%,厚壁菌門相對(duì)豐度顯著提高。在屬水平上,產(chǎn)丁酸細(xì)菌的相對(duì)豐度提高。

LPS與γ-D-谷氨酸-內(nèi)消旋-二氨基庚二酸(IE-DAP)是革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁的重要活性成分。研究表明,丁酸能夠減少瘤胃與血漿中LPS與IE-DAP含量[19]。其原因可能是由于丁酸減少了革蘭氏陰性細(xì)菌的死亡。除此以外,有研究已證實(shí)瘤胃中甲烷產(chǎn)氣菌屬AbM4株數(shù)量隨著丁酸濃度提高明顯增加,兩者之間存在顯著的正相關(guān)性[37]。反芻動(dòng)物排放的甲烷占世界甲烷排放總量的15%～25%,丁酸雖能提高有益菌的相對(duì)豐度,但也使飼料利用率降低,增加了甲烷的產(chǎn)量,加劇了溫室效應(yīng)。

3.5 增強(qiáng)免疫功能

除上述生理功能外,丁酸在動(dòng)物體內(nèi)的代謝還能夠增強(qiáng)動(dòng)物體免疫系統(tǒng)三大防線功能,進(jìn)而提高機(jī)體免疫力。

在屏障功能方面,丁酸鈉可有效緩解高精料飼糧導(dǎo)致的瘤胃低pH,并通過(guò)抑制蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)和MAPK信號(hào)通路,提高瘤胃上皮細(xì)胞內(nèi)閉合蛋白(occludin)、封閉蛋白(claudin)、閉鎖小帶蛋白-1(zonula occludens protein-1,ZO-1)的mRNA表達(dá)量,降低DNA甲基化,促進(jìn)細(xì)胞間的緊密連接,逆轉(zhuǎn)高精料飼糧導(dǎo)致的瘤胃上皮損傷[38]。GLP-2作為腸道衍生的激素,可以通過(guò)提高調(diào)節(jié)胃黏膜血流量和亞油酸代謝途徑來(lái)防止胃黏膜受損,同時(shí)可有效降低動(dòng)物腸道屏障通透性,保護(hù)腸道健康[39-40]。丁酸鈉被證實(shí)能夠上調(diào)小腸中GLP-2蛋白表達(dá)量,刺激腸道內(nèi)分泌L細(xì)胞合成分泌GLP-2,并提高相關(guān)連接蛋白表達(dá),增強(qiáng)胃腸道屏障功能[41]。

體外研究發(fā)現(xiàn),將牛中性粒細(xì)胞移入丁酸溶液中孵育,可提高細(xì)胞中CD63基因表達(dá),誘導(dǎo)分泌基質(zhì)金屬蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)和乳鐵蛋白,增強(qiáng)牛中性粒細(xì)胞的吞噬功能,并誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞外陷阱(neutrophil extracellular traps,NET)的形成,這表明丁酸可以調(diào)節(jié)反芻動(dòng)物的先天免疫反應(yīng)[42]。NET主要通過(guò)捕獲病毒微生物、抑制其傳播和滅活毒力因子來(lái)發(fā)揮免疫作用,但NET的過(guò)度形成會(huì)對(duì)組織造成免疫損傷[43]。NET及其組分組蛋白會(huì)顯著增加BMEC的細(xì)胞毒性,誘導(dǎo)BMEC的壞死、焦亡與凋亡[44]。除誘導(dǎo)NET合成外,丁酸鈉被證實(shí)可通過(guò)抑制自噬等途徑有效減少金黃色葡萄球菌誘導(dǎo)的NET過(guò)度形成,減輕BMEC受到的損傷[45]。丁酸一方面可誘導(dǎo)NET的形成增強(qiáng)細(xì)胞免疫功能,另一方面又可防止NET過(guò)度形成導(dǎo)致的損傷,且似乎還可通過(guò)區(qū)別于自噬的途徑來(lái)抑制NET形成,其對(duì)NET的影響機(jī)制仍值得深入研究。

免疫器官的健康是第3道防線的基礎(chǔ)。趙會(huì)利等[46]報(bào)道,飼糧中添加丁酸鈉有利于斷奶犢牛免疫器官發(fā)育,促進(jìn)了腸道黏膜內(nèi)淋巴細(xì)胞增殖與分化,并提高了血清中免疫球蛋白G(immunoglobulin,IgG)和免疫球蛋白M(immunoglobulin,IgM)含量,增強(qiáng)了腸道免疫系統(tǒng)免疫應(yīng)答的靈敏性。

4 丁酸在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

丁酸存在于絕大部分動(dòng)物乳汁中[47],且在反芻動(dòng)物初乳中約為干物質(zhì)的2.1%[48]。目前其產(chǎn)品如丁酸鈉、三丁酸甘油酯、包被丁酸鹽被廣泛應(yīng)用到開食料中,通過(guò)促進(jìn)胃腸道的發(fā)育以及免疫系統(tǒng)的完善,有利于幼齡反芻動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育并提高其存活率(表1)。對(duì)成年反芻動(dòng)物而言,飼糧中添加適量的丁酸有助于緩解外界刺激所導(dǎo)致的不良反應(yīng),減少炎癥的發(fā)生,以及提高乳脂產(chǎn)量(表2)。

5 小結(jié)與展望

丁酸不僅可以作為反芻動(dòng)物體內(nèi)重要的能源物質(zhì),還具有改善機(jī)體腸道健康、抗炎、抗氧化、調(diào)節(jié)微生物區(qū)系以及增強(qiáng)免疫功能的作用。丁酸作為飼料添加劑,具有綠色無(wú)污染、易吸收的特點(diǎn),目前被使用來(lái)代替部分抗生素,在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中也表現(xiàn)出良好的應(yīng)用效果。但丁酸在反芻動(dòng)物體內(nèi)的作用效果受到添加形式、使用劑量、試驗(yàn)對(duì)象等多種因素的影響,因此進(jìn)一步研究丁酸在機(jī)體內(nèi)的作用機(jī)制以及動(dòng)物不同階段適宜添加劑量等方面仍將是未來(lái)研究工作的重點(diǎn)。

致謝：

感謝湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院高騫博士對(duì)文稿所提的寶貴意見。

表1 丁酸產(chǎn)品在幼齡反芻動(dòng)物中的應(yīng)用效果

表2 丁酸產(chǎn)品在成年反芻動(dòng)物中的應(yīng)用效果