胆汁酸盐在日粮中的应用效果
2019-02-12王改玲丁保安
王改玲 丁保安
(青海大学农牧学院,青海西宁 630100)
1 胆汁酸盐的简介
胆汁酸是胆汁酸是胆固醇的代谢产物,是胆汁中一类含24个碳原子,A环和B环以顺式构象结合的胆烷酸的总称,是胆汁的主要成分[1]。其结构包含1到3个羟基的刚性甾体骨架和带有末端梭基的烷烃支链。胆汁酸的作用不仅重要而且广泛,它不仅在脂溶性维生素和脂肪的吸收、转运和分配中起重要作用,而且在抑制胆固醇的析出中作用也不可或缺,因此胆汁酸可以避免胆结石的形成。并且胆汁酸在调节胆固醇和胆汁酸的代谢中作用也非常重要,因为它也可以作为一种信号分子激活核受体[2]。
2 胆汁酸的分类
人体中胆汁酸按其结构可以分成结合胆汁酸和游离胆汁酸两种类型[3]。游离型胆汁酸包括脱氧胆酸、胆酸、鹅脱氧胆酸和少量的石胆酸[4]。结合胆汁酸主要包括牛磺鹅脱氧胆酸、甘氨胆酸、甘氨鹅脱氧胆酸等。结合胆汁酸是一种产物,是由牛磺酸或甘氨酸和游离胆汁酸结合形成的[5]。一般结合型胆汁酸水溶性较大,解离常数(PK)值较低,因为这种结合可以使胆汁酸盐更加的稳定,从而阻止胆汁酸被胆道及小肠吸收,使其被末端回肠重吸收,在(Ca2+)或着酸存在的条件下不容易沉淀出来[6]。
胆汁酸按其来源可以分为三种类型:初级胆汁酸、次级胆汁酸和三级胆汁酸[7]。初级胆汁酸:是存在于肝细胞内直接合成的胆汁酸,其原料为胆固醇,其中包括鹅脱氧胆酸和胆酸;次级胆汁酸:是初级胆汁酸的产物,是初级胆汁酸在肠道中受细菌的作用,经过7 a脱羟等产生的,其中包括酮基氧胆酸、石胆酸和脱石胆酸;三级胆汁酸:是肠道和肝脏的代谢产物,是重吸收次级胆汁酸的产物,其中包括熊脱氧胆酸和磺基石胆酸[8-12]。
3 胆汁酸的生理功能
3.1 促进饲料中脂类物质的消化吸收
胆汁酸是由胆固醇降解产生的,是一类位于环戊烷多氢菲核两侧的两性物质,它既含有亲水性基团如羟基、梭基,又含有疏水性基团如烃核和甲基。因为亲水基团和疏水基团位于环戊烷多氢菲核的两侧,因此胆汁酸在构型上具有了亲水和疏水的两个侧面,从而使胆汁酸拥有了比较强的界面活性,从而也使水油两相间的表面张力相应减少,从而使胆汁酸盐具有了乳化的功能。胆汁酸也普遍被认为是一种天然的乳化剂[13]。现在为畜禽在生命活动中提供所需要能量的主要营养物质越来越多,其中饲料中的脂类物质是为其提供能量的主要营养物质。因此乳化是脂肪和脂溶性物质在动物体内消化代谢过程中的第一步,因为脂类物质的水溶性一般比较差,因此胆汁酸盐可以加快脂类的乳化。有研究者证实在胆汁酸的作用下肉鸡对脂肪的利用率有明显的提高,分别提高了47龄和14、19周龄鸡的脂肪表观消化率39.6%和68.2%。另外杨玉芝等研究结果表明,胆汁酸在家禽对油脂消化的速率上具有很大的促进作用。其次,胆汁流的主要推动力是由胆汁酸的分泌形成的,胆汁酸的分泌是保证胆汁分泌流畅的因素。另外胆汁酸对于阻止胆固醇在胆汁中析出沉淀也有显著作用,对胆固醇的溶解性起到了良好的维持作用,也有效的预防了胆固醇生成结石[14-15]。胆汁酸的不同在结石形成的过程中也起到了不同的作用,例如可以溶解胆固醇结石的胆汁酸是鹅脱氧胆酸,但胆酸及脱氧胆酸则无法溶解胆固醇结石[16]。Yokota A在研究中指出高脂饮食增加了胆汁酸的排泄[17]。
3.2 杀菌消炎
胆汁酸可以作为一种杀菌剂,它阻碍沙门氏菌、链球菌、大肠杆菌等一些有毒有害的细菌在肠道中生长繁殖,主要手段是调节肠道中pH值的大小[18]。另外,胆汁酸还能够阻止畜禽胃中食物的发酵和腐烂等[19]。Zuniga等在给试验小鼠饲喂胆汁酸的过程中发现,胆汁酸能够抑制因胆管阻抑而引起的细菌过量增长繁殖的现象[20]。Begley等在研究中发现,游离胆汁酸和胆汁对细菌的增长繁殖都有抑制作用[21]。宁萌,姜威认为胃和十二指肠中所含的细菌非常少(主要有革兰氏阳性需氧菌如链球菌、乳酸杆菌和葡萄球菌),是因为胃酸和胆汁酸作用的结果[22]。
3.3 保护肝胆
将适量的胆汁酸添加在饲料中可以用来分解内毒素并且对于杀灭细菌效果明显,同时对于减少动物体大量吸收细菌内毒素的作用也非常显著,对保护动物肝脏、维护动物健康也很重要[23]。胆汁酸在代谢时熊脱氧胆酸和脱氢胆酸等经过肠肝循环进入肝脏,他们能够刺激肝细胞分泌出大量稀薄的胆汁,胆汁的容量得到提升,至使胆道通畅,减少胆汁发生淤积,防预发生胆结石,起到保护肝胆的作用效果[24]。并且胆汁酸添加到幼禽日粮中对幼禽体内胆汁酸的含量可以起到补足的作用,对于动物对脂肪的吸收利用和动物的采食有促进作用,对幼畜的消化能力有显著的提高作用。对于生产性能的提高,腹泻数的减少,饲料转化率的提高,幼禽的生长的促进等作用显著[25]。肖梦宇在研究中发现,通过抑制FXR目的基因的表达,AGN29和AGN31等新型FXR激动剂可以有效的减少体内的胆固醇的水平;另外,PXR激动剂还能够治疗因胆汁淤积而引起的肝病,PXR的配体一利福平可以在一定程度上降低胆汁淤积[26]。此外 Verena 在研究中发现胆汁酸可以改变肝硬化患者的这种体内平衡机制,还可以在一定程度上降低胆汁淤积[27]。
3.4 保护动物肠道菌群
胆汁酸作为重要的信号分子,参与调节宿主的生理活动,与机体许多代谢及免疫性疾病密切相关[28]。并且胆汁酸具有杀菌消炎的作用,因此胆汁酸对于动物肠道微生物有很大的影响作用[29]。在人体肠道中菌群数量庞大并且功能多样。胆汁酸可以通过占位效应、营养竞争、以及所分泌的各种代谢产物在肠道内形成生物屏障[30]。胆汁酸通过FXR依赖的信号传导机制抑制肠道微生物的生长[31]。胆汁酸对肠道菌群的稳态有调控作用还对细菌的生长有抑制作用、对细菌私附到肠道私膜的顶端也有抑制作用、对FXR有激活作用、对肠道菌群稳态有维持作用、对细菌移位有防止作用、对私膜屏障防御有增强作用等[32]。
4 胆汁酸盐的应用
4.1 胆汁酸在养鸡业生产中的应用
在近年来对于饲料添加物的报道和研究中胆汁酸是比较多的添加物之一,在脂肪代谢中的作用也非常的重要,并且对于胆固醇的代谢平衡有调节的作用而且可以起到杀菌消炎、护肝利胆、调节血压、解热、强心、抗炎、免疫调节等作用,并且也可以有效的解决由高油脂饲料等营养物质所引起的营养性腹泻的问题[33]。目前,许多动物营养专家对胆汁酸的兴趣越来越浓厚,并且其畜牧生产应用中具有巨大的价值潜力[34]。例如胆汁酸预稀释剂对“817"肉杂鸡的脂肪消化率有明显的提升作用、对生产性能等也有明显的促进作用[35]。武中会在研究中发现胆汁酸复合乳化剂对于提高肉鸡肠道糜蛋白酶和胰蛋白酶的活力作用显著,从而促进了肉鸡的生长,降低了料肉比,并且得出800 g/吨为最适添加量[36]。有研究表明胆汁酸对蛋鸡胆固醇的溶解有促进作用从而使鸡蛋中胆固醇的沉积有所减少,并且可以使蛋鸡患脂肪肝的几率明显减少[37]。另外秦全忠等在研究中发现在AA肉仔鸡日粮中添加脂肪乳化剂,可以提高肉仔鸡对脂肪的消化率,对其生长性能也有显著的提高[38]。祁振宇在研究中影响的研究中发现,在日粮中添加500g/t的胆汁酸对肉仔鸡血液中GLU的含量有明显的提高作用[39]。
4.2 在其他养殖业中的应用
胆汁酸即无休药期,又无兽药残留,并且合理使用还可以改善动物对胆固醇、脂肪、脂溶性维生素的吸收利用。而且对提高动物的免疫能力、促进动物的摄食、提高饲料的吸收利用等有显著的作用,起到减少饲养成本的效果。对增大胆汁的分泌量作用明显,从而使胆道可以畅通无阻,可以消除胆汁淤滞,进而起到保肝护肝的作用。因此可以用胆汁酸作为替代物来代替目前抗生素等药物的添加剂。例如在日粮中添加适量的乳化剂对提高生猪对脂肪、干物质、能量和粗蛋白的消化速率作用显著[40]。王进、孙磊等在研究中发现,添加0.1%的胆汁酸在生猪日粮中,使得生猪对脂肪、胆固醇、脂溶性维生素的吸收和利用有明显的改善,从而提高了饲料转化率,降低了饲养成本,并且可以明显提高生猪对饲料的消化能力、增加生猪的摄食量、提高生猪的生长速率,降低疾病的发生[41]。李祥林,姜娓娓等在中研究发现,胆汁酸可以提高生猪的生长速率,降低疾病的发生,提高生猪养殖户的收入[42]。胡田恩,王玲等在研究中发现,将适量的胆汁酸添加到牛蛙饲料中可以有效的提高牛蛙对饲料的消化吸收、促进牛蛙的增长、促进牛蛙体内的脂肪代谢、减少机体内脂肪的堆积增加牛蛙的可食部分的比例[43]。王凯平等在研究中发现,日粮中添加胆汁酸对于阻止草鱼体内脂肪的沉积有显著作用,可以促进蛋白质在草鱼体内的沉积,提高了草鱼的增长繁殖,改善了水产物种的口感,能够为社会所接受[33]。
5 胆汁酸盐的研究现状
在肝细胞内胆汁酸是由胆固醇转化而来的产物,在胆固醇的代谢和脂质的消化吸收中作用十分重要。胆汁酸作为新型饲料添加物的一种,可以促进脂类物质的消化吸收,提高家禽的生产性能,因此具有很好的前景在市场应用中[43]。现如今研究者们不仅深入的研究和认识了胆汁酸的代谢途径和关键酶,还重新评价了两条胆汁酸代谢途径的相对重要性。近期的研究发现胆汁酸作为信号分子在机体的多种代谢过程中发挥着重要的调节作用[44-45]。并且其介导的信号调节通路在生物体肝脏的再生中发挥着重要的作用,而且在能量和葡萄糖的代谢中也同样发挥着不可或缺的作用。对其通路的深入研究可以帮助人类深入的了解代谢性疾病的致病机制,可以为寻找新的治疗途径与靶点提供一个新的途径,而且还有利于丰富肝脏生物学的研究内容,并为胆固醇性胆囊结石病、高胆固醇病症、胆汁淤积肝病、高甘油三酯病症等疾病的治疗提供了新的方向[46-48]。