梁 琦 ，左 剛,

（1.江西生物科技職業(yè)學(xué)院動(dòng)物科學(xué)系，江西 南昌 330000；2.北京德元順生物科技有限公司，北京 101101；3.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410128）

規(guī)?；B(yǎng)殖過程中動(dòng)物腸道會(huì)受到來自多方面的威脅與挑戰(zhàn)，比如細(xì)菌、病毒、飼料成分、環(huán)境因素等等。在這種背景下，動(dòng)物直接表現(xiàn)為生長緩慢、消化不良、飼料報(bào)酬低下、腹瀉等一系列腸道受損的臨床表現(xiàn)[1]，因此，動(dòng)物腸道健康對(duì)畜禽安全生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用?？股刈鳛橐环N可預(yù)防疾病、促生長的活性物質(zhì)在動(dòng)物生產(chǎn)中備受人們青睞，它在修復(fù)腸道損傷，維持動(dòng)物生長性能上扮演著一個(gè)重要的角色。但是，近些年畜牧業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)，生產(chǎn)實(shí)踐中，誤用、濫用抗生素引起的藥物殘留，細(xì)菌耐藥性增加，機(jī)體免疫性能下降，過敏，變態(tài)反應(yīng)的案例屢見不鮮，這不僅影響到了畜產(chǎn)品的安全、質(zhì)量問題，還在一定程度上威脅到了消費(fèi)者的身體健康，引起了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注[2-3]?；诖?，歐盟于2006年禁止飼用抗生素，我國做出了2020年飼用抗生素全面退出計(jì)劃，故當(dāng)前尋找一種綠色、安全、無毒的飼料添加劑來替代抗生素顯得十分重要[4]。三丁酸甘油酯是一種極具潛力的替代抗生素的物質(zhì)，它于1815年被偉大的化學(xué)家米歇爾·歐仁·舍夫維爾（Michel·Eugene·Chevreul）首 次 制出，之后三丁酸甘油酯逐漸被美國FDA認(rèn)可并應(yīng)用于食品工業(yè)，我國于2003年首次將三丁酸甘油酯引入動(dòng)物營養(yǎng)領(lǐng)域，開啟了新的篇章[5]。近年來，國內(nèi)外對(duì)三丁酸甘油酯的研究取得了很大進(jìn)展，文章對(duì)三丁酸甘油酯的生理功能及其在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行綜述，旨在為其的高效利用提供理論依據(jù)。

1 三丁酸甘油酯的概述和作用機(jī)理

三丁酸甘油酯（Tributyrin，TB）是由3分子丁酸和1分子甘油經(jīng)硫酸催化生成的一種酯類物質(zhì)，是丁酸的前體物質(zhì)，分子式為C15H26O6，相對(duì)分子量為303.26，沸點(diǎn)較高，常溫下為無色，略有香味和苦味的油狀液體，天然存在于乳脂中；易溶于乙醚、苯、丙酮、乙醇等有機(jī)溶劑，不溶于水，無毒副作用，且常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。上述這些特點(diǎn)使得TB具備成為一類優(yōu)良的飼料營養(yǎng)型添加劑的潛力，此外，TB還可被用作測定脂酶和脂肪酶的底物，功能較多，應(yīng)用廣泛。

相較于丁酸等衍生物過胃能力差、釋放量不足等特點(diǎn)，動(dòng)物在攝入TB后，在不需要包被的情況下就容易過胃到達(dá)后腸，在小腸中受到胰脂肪酶的分解作用，釋放1分子甘油和3分子丁酸，其中甘油會(huì)被酯化生成甘油三酯，這部分甘油三酯只有少部分會(huì)被腸上皮細(xì)胞吸收，大部分甘油三酯以乳糜微粒的形式經(jīng)過淋巴進(jìn)入血液循環(huán)，丁酸離子則是通過肉堿轉(zhuǎn)運(yùn)途徑進(jìn)入到腸黏膜上皮細(xì)胞中，并在線粒體中發(fā)生β-氧化同時(shí)釋放大量能量，這樣腸腔中的丁酸不僅可以酸化環(huán)境，阻止病原菌的增殖，還能為結(jié)腸細(xì)胞供應(yīng)能量[6]。

2 TB的生理功能

2.1 保護(hù)腸黏膜，促進(jìn)腸道發(fā)育

腸黏膜上皮細(xì)胞主要由柱狀細(xì)胞、杯狀細(xì)胞、內(nèi)分泌細(xì)胞構(gòu)成。它們在促進(jìn)小腸消化、吸收營養(yǎng)物質(zhì)和保護(hù)腸黏膜上扮演著重要角色。故腸道黏膜上皮的完整性是小腸維持消化、吸收功能的重要條件。Hou等[7]發(fā)現(xiàn)日糧添加0.1%TB可通過抑制細(xì)胞凋亡、促進(jìn)緊密連接形成、激活表皮生長因子受體（EGFR）信號(hào)通路等途徑而緩解乙酸誘導(dǎo)的腸道損傷。Cresci等[8]發(fā)現(xiàn)喂食0.83～10mL的TB可通過保護(hù)腸道緊密連接蛋白（ZO-1, occludin）而對(duì)短期乙醇誘導(dǎo)的小鼠腸道具有保護(hù)作用。Wang等[9]研究發(fā)現(xiàn)在斷奶仔豬日糧中添加750 mg/kg的TB可有效升高絨毛高度與隱窩深度的比值，提高回腸RNA/DNA，蛋白質(zhì)/DNA的含量，同時(shí)升高回腸中鈉葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白-1（SGLT1）和葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2（GLUT2）的mRNA表達(dá)量，這表明TB可通過促進(jìn)腸絨毛發(fā)育，柱狀上皮細(xì)胞更新、蛋白質(zhì)合成以及葡萄糖的吸收來促進(jìn)腸黏膜的生長發(fā)育。此外，我們還發(fā)現(xiàn)TB與乳糖醇或乳桿菌GG的組合對(duì)動(dòng)物腸道生長發(fā)育具有促進(jìn)作用[10]。

2.2 緩解炎癥，增強(qiáng)腸道免疫力

Wang等[11]研究了TB對(duì)敵草快處理下豬腸道炎癥的影響，發(fā)現(xiàn)TB可通過降低腸道腫瘤壞死因子-α（TNF-α），干擾素-γ（IFN-γ）和白介素-6（IL-6）的mRNA表達(dá)量而緩解腸道炎癥，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)在敵草快處理下仔豬日糧中添加TB可緩解腸道上皮細(xì)胞線粒體功能紊亂，具體表現(xiàn)為降低活性氧濃度、提高線粒體膜電位和ATP含量，這對(duì)保護(hù)腸黏膜和增強(qiáng)腸道免疫屏障起到非常重要的作用。Glueck等[12]研究發(fā)現(xiàn)，日糧添加TB可通過提高基質(zhì)金屬蛋白酶9（MMP9）、精氨酸酶1（Arg1）和誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）mRNA表達(dá)量來保護(hù)長期乙醇飼喂的小鼠近端結(jié)腸的免疫應(yīng)答。Li等[13]表明日糧添加TB能夠減少脂多糖誘導(dǎo)的肉雞小腸促炎細(xì)胞因子白介素-1β（IL-1β）、IL-6、前 列 腺 素E2（PGE2）的 表達(dá)以及提高腸道能量(ATP、ADP、TAN）狀態(tài)。Leonel等[14]也證實(shí)了TB能夠減少嗜中性粒細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞浸潤以及增加調(diào)節(jié)T細(xì)胞（Treg）、轉(zhuǎn)化生長因子-β（TGF-β）和白介素-10（IL-10）的含量來抑制炎癥進(jìn)而增強(qiáng)機(jī)體腸道免疫力。上述結(jié)果表明在外源性物質(zhì)的干預(yù)下日糧添加TB可通過降低腸道炎癥，增強(qiáng)動(dòng)物腸道免疫力。

2.3 調(diào)節(jié)胰島素和脂質(zhì)代謝

機(jī)體代謝紊亂容易引起動(dòng)物生長發(fā)育受阻，胰島素和脂質(zhì)代謝紊亂引起的動(dòng)物生長發(fā)育受阻較為常見。研究發(fā)現(xiàn)，胎兒宮內(nèi)發(fā)育受阻（IUGR）與胰島素抵抗，脂質(zhì)代謝紊亂，脂肪肝和炎癥密切相關(guān)。He等[15]對(duì)21日齡的斷奶仔豬的研究發(fā)現(xiàn)，日糧添加0.1%的TB可通過增加肝臟中肝脂酶、脂蛋白脂酶、總脂肪酶活性和上調(diào)相關(guān)mRNA表達(dá)量，從而減輕IUGR仔豬胰島素抵抗和脂代謝異常的潛力，最終提高IUGR仔豬早期的代謝效率。脂多糖（LPS）可誘導(dǎo)機(jī)體脂質(zhì)和脂蛋白的代謝紊亂，從而引起動(dòng)物生長發(fā)育受阻，Miyoshi等[16]研究發(fā)現(xiàn)，口服TB能夠加速脂肪酸的氧化從而減緩腹腔注射LPS大鼠的血漿中甘油三酯，總膽固醇（TC）和低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）水平的升高，最終防止脂質(zhì)代謝紊亂。Yang等[17]研究發(fā)現(xiàn)，日糧添加丁酸甘油酯（BG）可顯著增加21日齡肉雞血清中的丙氨酸，低密度和極低密度脂蛋白和脂質(zhì)的濃度相應(yīng)增加。Yin[18]證實(shí)了日糧添加BG可干預(yù)并顯著降低肉雞的腹脂率（腹脂重/最終體重），究其原因可能是BG通過顯著誘導(dǎo)甲狀腺激素應(yīng)答（THRSP）和早期生長應(yīng)答1（EGR-1）這兩種轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子以及參與過氧化物酶體增殖物激活受體-α（PPAR-α）信號(hào)傳導(dǎo)途徑的幾個(gè)差異表達(dá)基因（DEG）來干預(yù)脂質(zhì)分解代謝，而這個(gè)過程可能與相關(guān)物質(zhì)的合成、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和分泌的減少以及脂質(zhì)和脂肪酸的氧化水平相應(yīng)提高的生理活動(dòng)有關(guān)。此外，還有研究發(fā)現(xiàn)，代乳粉中添加TB可顯著增加犢牛血漿中胰高血糖素樣肽2（GLP-2）的水平。同時(shí)在代謝能攝入低的情況下，TB可維持犢牛的生長性能[19]。

2.4 調(diào)節(jié)腸道菌群

腸道微生物由數(shù)千億個(gè)細(xì)菌組成，其中包括有益菌和有害菌，腸道菌群的穩(wěn)態(tài)對(duì)維持動(dòng)物腸道微生物屏障具有至關(guān)重要的意義。研究報(bào)道，動(dòng)物腸道菌群一旦遭到破壞后容易引起機(jī)體腹瀉，肥胖，血糖和脂質(zhì)代謝紊亂，免疫性能下降等系列臨床癥狀，甚至易引發(fā)II型糖尿病，高血壓等疾病，故維持腸道菌群的穩(wěn)態(tài)顯得至關(guān)重要。TB具有能順利過胃，并在后腸定點(diǎn)緩釋的特點(diǎn)，對(duì)腸道微生物的穩(wěn)態(tài)具有積極作用。Rivera-Cha′vez等[20]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)鏈霉素處理的小鼠可減少腸腔中產(chǎn)丁酸梭狀芽孢桿菌的數(shù)量，從而降低腸道內(nèi)丁酸濃度，促進(jìn)上皮細(xì)胞氧化和需氧鼠傷寒沙門氏菌的繁殖，而日糧添加TB則可恢復(fù)小鼠腸道上皮細(xì)胞低氧濃度以及抑制鼠傷寒沙門氏菌的繁殖。Yang等[17]證實(shí)了肉雞日糧中添加丁酸甘油酯可顯著增加腸道中雙歧桿菌的豐度，同時(shí)也提高了血清細(xì)菌代謝物的濃度，包括膽堿，甘油磷酸膽堿，二甲胺，三甲胺，三甲胺-N-氧化物，乳酸和琥珀酸。劉兵等[21]研究發(fā)現(xiàn)，日糧添加2000 mg/kg微囊化TB可顯著提高仔豬盲腸中乳酸桿菌數(shù)量，顯著降低大腸桿菌數(shù)量，對(duì)芽孢桿菌數(shù)量無顯著影響。曹陽[22]也認(rèn)為肉雞日糧中添加500 mg/kg的TB可抑制大腸桿菌、沙門氏菌數(shù)量，增加乳酸桿菌數(shù)量。不難發(fā)現(xiàn)，TB可減少腸道有害菌如鼠傷寒沙門氏菌和大腸桿菌的數(shù)量，增加腸道有益菌如乳酸桿菌、雙歧桿菌的數(shù)量，究其原因我們猜測可能是TB過胃到達(dá)后腸逐步釋放丁酸根離子，會(huì)降低腸道pH，而大部分病原微生物適宜生存的pH要比腸道益生菌要高，故日糧添加TB可在一定程度上抑制腸道病原微生物的活力，維持腸道菌群平衡。

2.5 抗癌作用

研究表明，作為一種廣泛存在于乳脂和蜂蜜中的天然活性物質(zhì)，從半衰期、藥代動(dòng)力學(xué)上看TB的抗癌作用要強(qiáng)于丁酸[5]。Yan等[23]研究發(fā)現(xiàn)體外添加2 mmoL/LTB，作用時(shí)間48 h，與對(duì)照組相比，TB可顯著降低33.6%癌細(xì)胞濃度，以及通過抑制B淋巴細(xì)胞瘤-2（BcL-2）、提高免抗人單克隆抗體（Bax）濃度和裂解DNA修復(fù)酶（PARP）的方式來促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡和阻止DNA合成，這表明TB在體外具有抑制人胃癌SGC-7901癌細(xì)胞發(fā)育的功能。研究結(jié)果與MAIER[24]的發(fā)現(xiàn)相一致。TB作為一種組蛋白脫乙?；敢种苿℉DAC），具有抑制前列腺癌的作用，Kuefer[25]發(fā)現(xiàn)添加0.1 mMTB可抑制雞蛋上微腫瘤的發(fā)育，以及TB處理的腫瘤在前列腺癌細(xì)胞系PC3中顯示出最強(qiáng)的作用，核凋亡含量為38%。Kang[26]也通過體內(nèi)和體外試驗(yàn)證實(shí)了作為HDAC的TB可抑制黑色素瘤，體外試驗(yàn)中，他發(fā)現(xiàn)TB乳劑可通過延長DNA復(fù)制過程的G0/G1期和誘導(dǎo)DNA片段化的方式誘導(dǎo)小鼠B16-F10黑色素瘤細(xì)胞凋亡；體內(nèi)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，腹腔注射TB乳劑可抑制靜脈內(nèi)注射黑素瘤細(xì)胞后C57BL/6J 小鼠肺腫瘤集落的形成，表明TB乳劑可作為一種有效的抗黑色素瘤藥物。Gaschott[27]在體外研究發(fā)現(xiàn)，在人的Caco-2結(jié)腸細(xì)胞系中同時(shí)添加TB和二羥基膽鈣化醇〔（OH）2D3〕，TB可通過上調(diào)維生素D受體水平來減緩Caco-2細(xì)胞的生長和誘導(dǎo)其分化，同時(shí)使（OH）2D3受體水平提高1.5倍，且不干擾其活性，進(jìn)一步證實(shí)了TB可化學(xué)預(yù)防和治療結(jié)直腸癌。TB可能是通過促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡和阻止DNA合成的方式來發(fā)揮其抗癌作用。

3 TB在仔豬上的應(yīng)用

TB在促進(jìn)仔豬生長發(fā)育的研究較多。劉兵等[21]發(fā)現(xiàn)日糧添加0.2%TB可使仔豬的平均日增重（ADG）顯著增加10.53%，平均日采食量（ADFI）顯著增加4.59%，料重比（F/G）顯著下降5.37%。楊玲[28]研究發(fā)現(xiàn)斷奶仔豬日糧中添加0.08%或0.15%TB可提高仔豬生長性能，改善腸道結(jié)構(gòu)和降低腹瀉率，但添加0.15%效果最佳。候改鳳等[29]認(rèn)為日糧添加0.2%TB可提高斷奶仔豬生產(chǎn)性能和飼料養(yǎng)分消化率。IUGR新生幼畜容易受到生長限制，Dong等[30]發(fā)現(xiàn)在哺乳第17天，IUGR+TB組仔豬要比IUGR組仔豬的體重顯著更重，第21天斷奶時(shí)仔豬的脾臟和小腸發(fā)育的更好，腸絨毛的表面積顯著增加，腸道內(nèi)消化酶（乳糖酶、蔗糖酶等）的活性更高，同時(shí)還能顯著增加腸內(nèi)免疫球蛋白（IgG）、G蛋白偶聯(lián)受體41（GPR41）mRNA的表達(dá)量。Gu等[31]研究發(fā)現(xiàn)TB可顯著提高斷奶后一周仔豬的生長性能和生長遲緩的仔豬比例，增加斷奶后前兩周仔豬的ADG和ADFI，還可通過上調(diào)成纖維細(xì)胞生長因子9（FGF9）mRNA的表達(dá)量而提高回腸黏膜總膽汁酸水平來增加仔豬食欲，進(jìn)而促進(jìn)仔豬生長。Murray[32]則闡述了TB在修復(fù)初生仔豬肌肉損傷進(jìn)而維持動(dòng)物生長性能的機(jī)制，他認(rèn)為日糧添加0.5%的TB可通過抑制HDAC的活性來提高肌肉衛(wèi)星細(xì)胞的生肌作用，這在一定程度上解釋了TB對(duì)衛(wèi)星細(xì)胞活性和肌肉生長發(fā)育的影響。

4 小結(jié)

上述資料表明，飼糧中添加TB可保護(hù)動(dòng)物腸道黏膜、緩解炎癥、增強(qiáng)腸道免疫力、調(diào)節(jié)胰島素和脂質(zhì)代謝、維持腸道菌群穩(wěn)態(tài)等，在生產(chǎn)中可能用來提高仔豬生長性能，促進(jìn)生長發(fā)育。TB作為一種全新的替抗物質(zhì)在調(diào)節(jié)腸道生長發(fā)育上正逐漸嶄露頭角，被廣大養(yǎng)殖戶所認(rèn)可，具有良好的應(yīng)用前景。但其作用機(jī)理需要進(jìn)一步深入探究。