動(dòng)物腸道微生物代謝與思考（一）

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摘要：腸道微生物及其代謝對(duì)動(dòng)物機(jī)體健康與疾病的發(fā)揮著關(guān)鍵性影響和調(diào)控作用。哺乳動(dòng)物的腸道不僅是進(jìn)行消化和吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主要部位，腸道中有大量復(fù)雜多樣的微生物通過或者定殖，對(duì)維持胃腸系統(tǒng)的生理動(dòng)態(tài)平衡發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。從營(yíng)養(yǎng)學(xué)的角度看，腸道微生物既影響著動(dòng)物機(jī)體對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收和代謝，又調(diào)控著宿主曰常的生理功能、疾病免疫等方面。腸道菌群已被證實(shí)能夠通過微生物-腦_腸軸與機(jī)體進(jìn)行相互調(diào)控，從而達(dá)到改變宿主的機(jī)體代謝和腸道屏障功能以及免疫系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的效果，進(jìn)而調(diào)節(jié)宿主的生理機(jī)能和健康狀況。

　　在動(dòng)物的體內(nèi)存在著大量的微生物，這些微生物能夠幫助宿主建立和維持健康，其中90%的微生物居住在胃腸道。數(shù)量龐大復(fù)雜多樣的微生物菌群代謝產(chǎn)生豐富多樣的代謝產(chǎn)物，從而使腸道成為體內(nèi)一個(gè)重要的代謝部位。腸道微生物既影響著營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化、吸收和能量供應(yīng)，又調(diào)控著宿主正常生理功能及疾病的發(fā)生與發(fā)展，對(duì)機(jī)體正常功能的運(yùn)行有著至關(guān)重要的影響。例如在腸道黏膜表面存在著一層由腸道菌群組成的生物屏障，能夠有效抑制病原菌增殖。

　　近年來，曰益增多的研究開始轉(zhuǎn)向腸道菌群與大腦之間的聯(lián)系，已有結(jié)果表明，腸道菌群通過神經(jīng)、內(nèi)分泌、代謝和免疫的途徑參與了腸道和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的雙向調(diào)節(jié)。腸道菌群可以通過自身或代謝產(chǎn)物影響機(jī)體，機(jī)體也可以通過神經(jīng)、免疫和內(nèi)分泌等途徑影響腸道菌群的變化，以維持微生態(tài)的平衡，該雙向調(diào)節(jié)系統(tǒng)被稱為微生物-腦-腸軸，包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)和胃腸系統(tǒng)之間的傳入和傳出的神經(jīng)，是將機(jī)體的內(nèi)分泌和免疫學(xué)的信號(hào)綜合在一起的神經(jīng)軸，該系統(tǒng)對(duì)動(dòng)物行為和生理健康有著重要的影響作用。

　　單胃動(dòng)物的消化道內(nèi)存在多種類型的微生物，包括細(xì)菌、古菌、真菌、病毒和寄生蟲等，這些微生物及其代謝產(chǎn)物在營(yíng)養(yǎng)、免疫等方面對(duì)宿主的健康有重要的意義。研究表明腸道微生物菌群受到許多因素的影響，包括親緣關(guān)系、日糧組成、日齡、生活環(huán)境和應(yīng)激等。

1、腸道微生物及其代謝產(chǎn)物

　　在生物體漫長(zhǎng)的進(jìn)化過程中，腸道微生物與其宿主相互選擇并形成了一個(gè)相互依賴、相互制約、互惠共生的生態(tài)系統(tǒng)，并作為腸道生態(tài)系統(tǒng)的一部分存在，構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一體。然而，腸道微生物區(qū)系的建立是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，盡管許多微生物可以在腸道內(nèi)定殖，但更多的微生物不能生長(zhǎng)，定居下來的微生物經(jīng)過與宿主長(zhǎng)期的相互適應(yīng)和選擇，逐漸形成正常的胃腸道微生物區(qū)系。但是由于消化道各部位組織結(jié)構(gòu)和生理特性不同，寄居在各部位的微生物菌落的數(shù)量、組成有所差異。

　　腸道微生物的發(fā)酵功能對(duì)于豬的腸道健康有著至關(guān)重要的作用。中短鏈脂肪酸（SCFAs）是腸道微生物中最重要的代謝產(chǎn)物之一，宿主腸道中代謝產(chǎn)物的種類主要由進(jìn)人腸道的日糧中的碳水化合物的種類以及微生物菌群的結(jié)構(gòu)共同決定。單胃動(dòng)物腸道中乙酸、丙酸和丁酸含量最高，其含量和比例間接反映腸道微生物菌群狀況。微生物的活性對(duì)于宿主的腸道健康也起到重要作用，主要包括刺激腸道蠕動(dòng)、提高能量產(chǎn)量、維生素合成及腸道免疫刺激等方面。

　　腸道內(nèi)的微生物有助于腸道消化碳水化合物等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，具有正常腸道微生物環(huán)境的小鼠攝取能量的能力更強(qiáng)，此外有針對(duì)肥胖小鼠和人類的腸道微生物進(jìn)行測(cè)序，結(jié)果發(fā)現(xiàn)腸道微生物的確能夠增加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝水平，從而提高能量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的獲取。

（動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，農(nóng)業(yè)部飼料工業(yè)中心，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京100193）

文章轉(zhuǎn)載自：昕大洋生物飼料