丁酸在腸道健康中的重要性

時間:2020-04-07    點擊:3668


丁酸又名酪酸,是一種短鏈脂肪酸,它是人腸道上皮細胞的主要營養物質,人體內超過95%的丁酸在結腸內產生和吸收,一定水平的丁酸能夠使結腸細胞保持穩定,從而可防止或抑制癌變,調節腸道菌群失調和治療腸易激綜合征、抗生素相關性腸炎、急慢性腹瀉等疾病。在動物中,丁酸能夠提高動物的免疫功能,促進動物生長并能影響肉的品質;在反芻動物中,瘤胃中丁酸的產生也與乳品品質密切相關。丁酸屬于脂肪酸,當通過外界食物攝取時,在其到達大腸發揮作用之前就基本被吸收,因此無法在下消化道中發揮益生作用;而丁酸也是大腸中產丁酸細菌的主要代謝物,因此,大腸中產丁酸微生物對機體健康意義重大。

 

一、丁酸的益生作用

腸道中最豐富的短鏈脂肪酸包括乙酸、丙酸和丁酸等,除一小部分從飲食、內源性蛋白或黏液和脫落的上皮細胞獲得,其他短鏈脂肪酸主要在人和動物結腸中由腸道微生物發酵膳食纖維而來。它們幾乎能提供人所需能量的5%~10%。其中最重要的短鏈脂肪酸是丁酸,在腸道健康和動物生產等方面發揮著不可忽視的作用。

1、抗炎作用

丁酸是結腸上皮細胞的重要能量來源,若結腸中缺乏丁酸或丁酸不能被氧化,將導致結腸上皮細胞營養缺乏,從而引起結腸炎,因此丁酸可能參與宿主的免疫調節作用,具有抗炎特性。丁酸可以減少促炎細胞因子如干擾素γ、腫瘤壞死因子-α或白細胞介素(interleukin, IL)(IL-6、IL-8)的表達。同時,丁酸也可以誘導 IL-10和轉化生長因子-B的表達以及誘導一氧化氮合成酶和金屬蛋白酶等的合成。最重要的是丁酸可以通過抑制核因子κB,從而控制編碼促炎細胞因子、生長因子、熱激蛋白、炎癥誘導酶等基因的表達?傊,丁酸一般是基于以上不同機制而發揮抗炎作用。

2、 抗癌作用

目前,已使用模型小鼠證明了丁酸可以預防和抑制結腸癌的發生。有研究推測大量攝入膳食纖維會引起結腸中丁酸濃度增加,從而發揮抗癌作用。但更多研究主要集中于人類結腸癌組織中單羧酸轉運蛋白-1(monocarboxylate transporter1,MCT1)和Na+偶聯單羧酸轉運蛋白(sodium-coupled monocarboxylate transporter1,SMCT1)的活性與結腸癌發生的關系,發現:MCT1SMCT1的降解可以減少結腸中丁酸的攝取與代謝進而誘發結腸癌。丁酸具有抗癌作用(包括誘導細胞分化、凋亡以及抑制細胞增殖),但是丁酸不會抑制正常細胞的生長。丁酸對正常細胞和結腸癌細胞生長的不同作用已被描述為“丁酸悖論”,這種現象可以由Warburg效應來解釋。在正常結腸細胞中,首選的能量來源是丁酸,丁酸經β-氧化生成乙酰COA,并最后經三羧酸循環釋放大量能量。而在癌細胞中的主要能量來源是葡萄糖,并且通過低糖酵解作用為自身供能,這種作用機制不需要氧氣和線粒體參與,此時丁酸沒有被代謝生成乙酰COA,抑制了組蛋白乙酰轉移酶的活性,從而抑制組蛋白乙;,因此最終表現為丁酸作為組蛋白去乙;敢种苿┰诩毎酥蟹e累,而組蛋白去乙;富钚缘慕档湍軌蛞种颇[瘤細胞生長,所以在結腸癌細胞中丁酸表現出抑制細胞生長的活性。 

3、對腸黏膜的作用

丁酸不但具有抗炎及抑制癌癥作用,還可以對充當結腸防御屏障的腸黏膜產生積極的作用,從而增強結腸的防御功能。腸道黏膜上的黏液層是能夠抵制腸內抗原的第一道防線,而丁酸可以增強黏液層的主要成分,如黏蛋白和三葉因子的分泌。體外研究表明,當丁酸作為 HT-29細胞的唯一能量來源時,其可調節許多編碼黏蛋白(mucoprotein,MUC)基因的表達,包括顯著上調 MUC3、MUC5B、MUC5AC以及MUC2的表達;因此,丁酸可在轉錄水平上影響黏液層的組成和性質,從而增強其保護作用。其次,丁酸也能夠誘導活性轉谷氨酰胺酶、抗菌肽和熱休克蛋白(heat shock proteins,HSPs 的合成。已有研究證明,轉谷氨酰胺酶可以促進腸黏膜的愈合,抗菌肽(IL-37)和防御素可保護腸黏膜免受細菌的感染,HSPs可通過抑制炎癥調節劑的生成而預防炎癥[53-55]。因此,丁酸能夠間接增強結腸黏膜的保護作用。但丁酸對人類結腸防御屏障的作用仍需深入研究。

4、對動物腸道發育、營養物質吸收及生長的作用

基于丁酸的生物學功能,如抑制致病菌、調節免疫和炎癥反應以及抗氧化能力等,可以將其應用于畜禽養殖中。在畜禽飼料中可使用丁酸梭菌代替抗生素作為生長促進劑, Liao等用不同濃度的丁酸梭菌飼喂肉雞,能顯著改善肉雞生長性能,提高日增重,降低料肉比。仔豬剛出生時消化道是無菌的,在出生后到斷奶的過程中,消化道各個部位逐漸被各種細菌所占據,但菌群還未達到應有的平衡,在飼糧中添加益生菌可改善仔豬生長性能和腸道微生物平衡。王保正等研究表明,添加0.2%的丁酸梭菌顯著提高了斷奶后至轉群時試驗組的平均增重,且F/G降低0.08%,差異顯著。李玉鵬等研究利用添加丁酸梭菌的飼糧飼喂斷奶仔豬,同樣提高了試驗組斷奶仔豬的生長性能,斷奶仔豬的ADG和ADFI均有所提高, 且 F/G 降低5.26%。李玉鵬等研究還表明添加丁酸梭菌試驗組空腸和回腸中claudin-1和ZO-2的mRNA相對表達水平均顯著高于對照組,表明飼糧添加丁酸梭菌可刺激腸道上皮細胞繁殖,提高腸道上皮中緊密連接相關蛋白的表達,有利于機體發揮腸道屏障功能。

 

二、丁酸梭菌

丁酸梭菌Clostridium butyricum)最初從健康人體糞便中分離得到,并已實現商業化。它是梭菌屬中一種嚴格厭氧的革蘭氏陽性菌,在培養后期可能轉變為革蘭氏陰性菌。其菌體形態為兩端鈍圓的桿狀或彎曲桿狀, 因具有芽孢,菌體中間膨大呈梭狀,單個、成對或以短鏈排列,具有運動性,發酵葡萄糖或淀粉等碳水化合物的主要代謝產物為丁酸,此外還可產生乙酸、丙酸、淀粉酶、糖苷酶、維生素等。一些國家主要將丁酸梭菌用于能源開發,生產丁 酸和氫氣,并以甘油為底物生產1,3-丙二醇等。此外,丁酸梭菌具有許多益生作用,如調節腸道微生態、抗炎、抗氧化、增加機體免疫力等;因此,中國、日本及許多歐盟國家利用丁酸梭菌開發藥物、食品、 飼料等。廖秀冬研究表明丁酸梭菌CGMCC8187 可顯著增加小鼠肝臟和結腸黏膜中抗氧化物酶如谷胱甘肽S-轉移酶和超氧化物歧化酶等的活性,并能抑制氧化應激。賈玲玲研究發現,丁酸梭菌GGMCC0313.1能夠增加T2D小鼠模型腸道中產丁酸菌的數量,進而促進短鏈脂肪酸的產生以及胰高血糖素樣肽-1的分泌,同時,該菌能夠促進胰腺中胰島素的分泌,最終達到降血糖作用。Takahashi等研究表明日糧中添加丁酸梭菌MIYAIRI588能夠顯著提高肉雞和斷奶仔豬的生長能力,在壞死性腸炎模型肉雞中發現,該菌能降低壞死性腸炎的發生率和嚴重程度。目前,我國已將丁酸梭菌進行商業化應用,未來仍需開發生物性能優良的安全菌株,推動丁酸梭菌在人和動物生產中的應用。



丁酸對機體的腸道健康具有非常重要的作用,在行業替抗的大環境下,作為機體外源補充丁酸的有效途徑之一的丁酸梭菌必然會在替抗中發揮積極作用。近年來,市場上也出現了很多丁酸梭菌類產品供大家選擇。2019年江蘇奧邁生物科技有限公司入股江蘇遠山生物技術有限公司,共同研發丁酸梭菌在畜牧業的應用,為替抗提供最優的選擇。




江蘇奧邁生物科技有限公司
企業愿景:成為行業領先的綠色飼料添加劑標桿企業

地址:南京市溧水區白馬鎮食品園大道2號

Copyright © 江蘇奧邁生物科技有限公司 版權所有 蘇ICP備17051433號

郵編:211225    電話:025-56211118    傳真:025-57251588

企業郵箱 后臺管理 技術支持:智拓網絡

月光视频在线观看片www_三人一起玩弄娇妻高潮_视频一区二区无码制服师生_无码福利写真片视频在线播放