摘 要：仔豬腹瀉難題制約生豬養殖水平的提高。隨著高銅、高鋅、抗生素的限用禁用，仔豬腹瀉亟需“綠色”替代方案。日糧 纖維作為第六大營養素，具有維持腸道健康的生理功能。日糧纖維可以通過優化腸道菌群結構，調節黏膜屏障等作用促進豬腸道的 健康發育與完整功能實現。文章就日糧纖維對豬腸道微生物以及黏膜屏障功能的可能作用途徑以及相關作用機制進行綜述，以促進 日糧纖維在豬日糧生產上應用，尤其是仔豬日糧生產上的合理廣泛利用。 

關鍵詞：日糧纖維；腸道菌群；黏膜屏障；短鏈脂肪酸；微生物

我國是養豬大國，生豬飼養量占世界總量 50% 以上；也是 豬肉消費大國，豬肉占國內肉食類消費量的 60% 以上。但我國 并不是養豬強國，每頭母豬每年所能提供的斷奶仔豬頭數平均 僅為 17 ～ 18 頭，遠低于發達國家 23 ～ 24 頭的平均水平。斷 奶仔豬死亡是制約我國生豬養殖水平的最重要原因之一，每年 約有 1.6 億頭仔豬由于腹瀉而死亡。生產上通常使用抗生素及 高銅、高鋅來控制仔豬腹瀉，但養殖糞污排放造成的抗生素及 重金屬污染帶來的一系列環境問題已經危及人類健康安全，禁 抗、限制使用高銅、高鋅已經成了行業普遍共識。十三五期間， 習近平總書記提出了“綠色”發展理念，調整畜牧業結構，降 低養殖污染，發展綠色畜牧業是時代的要求和大趨勢。2017年， 農業部已經禁止高銅、高鋅在生豬上的使用，并且我國養殖促 生長抗生素禁止使用的腳步越來越近。因此迫切需要新型飼料 添加劑替代抗生素或高銅、高鋅，改善仔豬腸道健康，實現生 豬養殖綠色發展的產業技術升級。 

斷奶仔豬腹瀉的成因較為復雜，國際上普遍公認的是“過 敏理論”，其原理為：過敏 -腸道屏障受損 -病原菌侵入 -腹瀉。 腸道屏障功能是建立在日糧、腸道微生物、黏膜層三者之間動 態平衡的基礎上，但該平衡十分脆弱。因此，提高腸道屏障 功能是有效控制仔豬腹瀉的關鍵。日糧纖維（Dietary fiber， DF）是不能被人和動物分泌的消化酶所消化的碳水化合物總稱， 包含菊粉、果膠、微晶纖維素、抗性淀粉、β- 葡聚糖等。大 量研究表明，DF 可以被腸道微生物利用生成短鏈脂肪酸、維生 素等營養物質，具備刺激腸道發育，優化腸道微生物區系，改 善腸道屏障功能，影響機體代謝、動物行為甚至認知水平等功能。 近年研究還發現某些 DF（如菊粉）還具有免疫調節功能。因此， 日糧添加 DF 可能是控制仔豬腹瀉的綠色途徑。

 1 DF 的含義及理化性質 

傳統觀點認為，動物飼糧中的粗纖維會“降低消化率，稀 釋日糧養分并且降低動物的生產性能”。但是粗纖維組成分析 基本上是測定酸和堿水解后的殘留量。此種方法測定的纖維素 占 50% ～ 80%，木質素占 10% ～ 50%，半纖維素占 20% 左右。由 于植物細胞壁基礎組分差異較大，所以粗纖維與 DF 之間并無 固定的比例關聯關系。由于結構上以及生理上的多樣性，至今 未有 DF 準確的定義。CODEX(Codex Alimentarius Commision， 2009)、國際的權威機構 EU(2008)、IOM(2001) 以及 AACC(2000) 均對 DF 進行了定義，這些定義區別主要在于對碳水化合物中單 體的聚合度，以及人工合成類似物上的涵蓋存在一定的差異， 但是共同點在于都將 DF 歸納為不可被動物 / 人內源消化酶消化 的一類碳水化合物聚合物。 

植物源性飼料原料的細胞壁含有豐富的 DF。超過 90% 的植物細胞壁都是由非淀粉多糖組成，其中又以纖維素、半纖維素 以及果膠最為豐富。其他少量的非淀粉多糖主要包括果聚糖、 葡甘露聚糖、半乳甘露聚糖、植物黏液、β- 葡聚糖以及樹膠。 DF 的分析方法主要有兩類：一類是酶化學法 (Englyst 法 )、另 一類是酶或非酶重量分析法 AOAC（美國分析化學協會 ) 法包括 酶 - 重量法、酶 - 分光光度法、酶 -HPLC 法、酶 -GC 等。從涵 蓋的DF組分上講，Englyst法認定的DF只包含非淀粉多糖（NSP）， 而 AOAC 法不僅包括 NSP 還包括抗性淀粉及木質素，更具代表性 （見圖 1）。

DF 的主要理化性質包括水合作用、發酵性能及黏性等。根 據這三種性質又可將其劃分為不同纖維類型。DF 的理化性質對 腸道的生理功能發揮著重要作用。 

1.1 水合作用 

水合作用主要包括水溶性、吸水力以及持水力三方面，反映的不是纖維溶于水的能力而是纖維將水整合進入其基質形成 膠狀懸浮體的能力。其中水溶性主要取決于纖維形成的多聚糖 種類以及之間的化學鍵。例如纖維素、β-葡聚糖分別由β-1， 4- 糖苷鍵、β-1，6- 糖苷鍵連接形成不可溶性、可溶性纖維。 其中不溶性纖維包括纖維素、木質素及部分半纖維素等，而可溶性纖維包括果膠、菊粉、葡聚糖以及阿拉伯木聚糖等。

1.2 發酵性能

 由于發酵產物短鏈脂肪酸的生成，纖維的發酵性能一般促 進腸道健康。不同類型 DF 發酵程度變異很大，從基本不發酵的 木質素至發酵完全的果膠。纖維的發酵部位主要是后腸，快速 發酵的纖維（可溶性）可被大腸菌群迅速發酵生成短鏈脂肪酸 （Short-chain fatty acids, SCFAs），而慢速或者不完全發酵 的纖維（不可溶性）可通過促進排便，縮短食糜在腸道的轉運 時間并增加糞便重量改善腸道健康；不同來源的纖維發酵生成 的短鏈脂肪酸種類和濃度完全不同。 

1.3 黏性 

黏性是影響纖維生理功能的另一重要的理化性質，傳統的 動物營養學觀念認為高黏性 DF 會影響營養物質的消化吸收，增 加能量消耗，降低飼料的營養價值。一般可溶性纖維較不可溶 纖維的黏性更強，長鏈纖維比短鏈更易形成網狀結構，因而一 般長鏈纖維較短鏈纖維黏性更強。黏性纖維包括可溶性多糖， 例如果膠、瓜爾豆膠以及 β- 葡聚糖等。黏性纖維可調控血液 中葡萄糖、膽固醇濃度，延長胃排空時間，減慢食糜在在小腸 的通過速度。

2 DF 對腸道微生物的影響 

DF是寄居在宿主后腸中的密集厭氧微生物的主要能量來源， 微生物發酵生成的短鏈脂肪酸可為宿主提供能量和營養物質， 否則這些將不能被宿主利用。腸道基因組學研究表明，腸道微 生物可編碼成千上萬的碳水化合物酶類（Carbohydrate-Active Enzymes，CAZymes）降解糖復合物、多糖以及寡糖生成可發酵的 單糖：其中微生物的纖維素酶、β 甘露聚糖酶、木葡聚糖酶主要分布于 GH5、GH6，GH9、GH12、GH44、GH45、GH48 和 GH74 基因 ( 糖苷鍵水解酶，Glycoside Hydrolase，GH) 家族；木聚糖酶主 要分布于 GH10 和 GH11 基因家族；果膠酶則主要分布于 GH28、 GH88、GH105、PL1、PL2、PL3、PL4、PL9、PL10、PL11 和 PL15 家 族（Polysaccharide Lyase，PL，多糖裂解酶家族）。雖然 DF 不 能被宿主內源消化酶降解，但腸道中寄居的不同微生物可編碼 不同的 CAZ 酶從而分解利用不同的碳水化合物（分解不同的糖 苷鍵）。例如，纖維素是葡萄糖以β-1,4-糖苷鍵連接形成的， 而擁有 GH1、GH3、GH5、GH7、GH8、GH9、GH44、GH48、GH51 的微 生物就可以將纖維素分解利用。DF 的添加可以促使富含分解該 類 DF 的 CAZ 酶的微生物增殖，進而成為微生物群落中的優勢菌 群，而那些缺乏 CAZ 酶的微生物則很有可能會淘汰消失。日糧 中 DF 的添加不僅可促進含有該纖維的糖苷鍵水解酶的主要降解 微生物的生長，還可以通過“互養模式”促進其他可利用纖維 主要降解微生物分解的二級產物的微生物增殖，從而達到調控 腸道菌群的作用。 

在豬日糧中添加 DF 可以實現優化腸道菌群的作用已經得 到大量研究證實。日糧中添加 34% 的抗性淀粉增加了公豬結腸 前端產丁酸菌，如普拉梭菌和埃氏巨型球菌的豐度，降低了潛 在致病微生物，如鉤端螺旋體屬微生物的豐度（P ＜ 0.05）。 促進了結腸上皮細胞三羧酸循環及脂肪酸 β- 氧化的進程。 母豬飼糧中添加 34% 的抗性淀粉能夠增加結腸產丁酸菌柔嫩梭 菌、布氏瘤胃球菌豐度，降低可能致病菌大腸桿菌和假單胞菌 屬豐度，同時增加結腸短鏈脂肪酸乙酸、丙酸、丁酸濃度。 仔豬日糧中添加 3.0g/kg 纖維寡糖可以提高腸道緊密連接蛋白 Claudin-1 和 Zonula Occludens-1(ZO-1) 的表達，調高雙歧桿菌 Bifidobacterium、乳酸菌 Lactobacilli 的豐度；降低致病菌如豬鏈球菌 Streptococcus suis、大腸桿菌 Escherichia coli 的 豐度，促進仔豬腸道健康發育。抗性淀粉顯著提高了豬腸道 中有益菌：糞球菌 Coprococcus、瘤胃球菌 Ruminococcus，和 Turicibacter的豐度，并且糞腸球菌屬與瘤胃球菌屬與食糜中 6- 磷酸葡萄糖、麥芽糖、花生四烯酸，9,12 十八碳二烯酸、油酸 濃度存在正相關。說明抗性淀粉不但影響豬腸道菌群，也會影 響菌群代謝及其終產物。而仔豬日糧中添加苜蓿可以提高規則 糞球菌 Coprococcus eutactus 的豐度；降低致病菌如豬鏈球菌 Streptococcus suis 的豐度，優化仔豬腸道菌群結構。 

過往的研究多集中于 DF 對腸腔內容物中微生物區系的影 響，對腸黏膜微生物區系變化的關注很少。而由于黏膜微生物 定植在黏膜層表面，更接近腸道上皮 / 免疫細胞，并且區系結 構相對穩定，可以持續脫落入腸腔對腸腔微生物起到“接種作 用”，其對宿主腸道免疫功能的調節作用可能更為直接、重要。 豬不同腸道部位菌群分布存在異質性，相應的功能也存在差異， 了解不同位置菌群對營養干預的相應變化有利于制定適宜的策 略調節腸道菌群，促進腸道健康。在此基礎上，本課題組發現 同一腸道部位中腸腔與腸黏膜上菌群分布與功能也存在差異， SparCC 共線性網絡分析發現普雷沃式菌科、毛螺菌科以及韋榮 氏球菌科在腸腔和腸黏膜微生物上都形成共現性微生物菌群， 而來自于 γ- 變形菌門中機會性致病菌則僅在豬腸道黏膜上形成共現性微生物菌群，豬腸道菌群空間分布的異質性以及共生 模式是與其所在“生態位”的微環境緊密相關。添加果膠、菊 粉和微晶纖維素三種 DF 對仔豬微生物區系組成及功能的影響存 在腸段之間、腸腔與黏膜之間的差異。三種 DF 均顯著降低了回 腸黏膜菌群的定植（特別是一些病原菌的豐度），降低了回腸 黏膜菌群群落的 α 多樣性，保護了仔豬黏膜屏障。而 DF 對回 腸腸腔微生物的改變有限。不同 DF 對后腸的核心菌群存在特異 性優化作用，其中菊粉促進了豬后腸腸黏膜上雙歧桿菌的增加 而果膠則顯著促進了后腸腸黏膜中普雷沃式菌科的增加，具有 優化腸道菌群的作用。（未發表數據）

3 DF 對黏膜屏障的調節作用 

3.1 黏膜屏障 

腸道黏膜屏障是由微生物屏障、黏液層屏障、機械屏障、 免疫屏障共同構成（見表 1）。四者不是相互孤立，這些屏障 相互作用和支持，共同維護著腸道的健康。腸道微生物是協調 這四個屏障功能的重要載體。仔豬腸道發育不完全，微生物區 系薄弱，斷奶打破腸道內環境平衡，對腸道各個屏障均有顯著 地影響。因此，恢復仔豬腸道內環境平衡，加強腸道微生物區 系緩沖，調節和保護功能，是解決仔豬腹瀉的關鍵所在。

3.2 DF 對黏膜屏障的調節作用 

腸道細菌擁有降解黏蛋白必需的唾液酸酶和糖硫酸酯酶， 但是糖硫酸酯酶的最佳 pH 值（pH 值 5.0）要遠低于唾液酸酶的 最適 pH 值（pH 值 7.8）。因此，小腸液中性的 pH 值將導致微 生物對硫酸化黏蛋白的降解程度可能要遠遠低于對唾液酸化黏 蛋白的降解。黏性（膨脹）纖維的攝入主要增加大鼠小腸中唾 液酸化黏蛋白（相比于硫酸化黏蛋白）的含量。腸道中硫酸化 黏蛋白的降低可能會導致黏蛋白降解速度的提高，使得微生物 更易通過黏液屏障與腸道上皮細胞直接接觸。 

H.Ito 等在小鼠中的研究發現，高黏度的可溶性纖維會增加 腸道杯狀細胞數量，而低黏度纖維的作用不顯著。可溶性纖維 會增加黏液的基礎性分泌，但果膠并不改變杯狀細胞數量。S. Hino 等研究發現，無論是給大鼠飼喂可溶性 DF（魔芋、車前草 或者瓜爾豆膠，50g/kg）還是不可溶性纖維（聚苯乙烯、麩皮 或者玉米皮，80g/kg）都能增加回腸杯狀細胞數量。此外，對 人的研究表明飲食中缺乏纖維會導致結腸黏液層變薄，減弱黏 液屏障。DF 對杯狀細胞或者黏液層的作用可以通過直接和間接 的作用實現，直接的作用被報道與纖維的理化性質（黏性以及 溶脹性）有關，而間接的作用則與腸道菌群的調控有關。 

不同纖維來源對于仔豬腸道的上皮細胞屏障影響并不一致。 仔豬日糧中添加 10% 的小麥麩纖維可顯著上調腸道黏膜的緊密 連接蛋白（ZO1 以及 OCLN）基因的表達 (P ＜ 0.05)，而飼糧中添 加10%的玉米纖維以及大豆纖維卻對緊密連接蛋白無顯著影響。 此外，體內、外的研究均表明 DF 的發酵產物短鏈脂肪酸可以促 使腸道上皮細胞增殖。另一方面乳酸桿菌能顯著上調 Caco-2 細 胞的緊密連接蛋白 OCLN 和 Claudin 基因的表達，而大腸桿菌與 腸道上皮細胞接觸則導致緊密連接蛋白（ZO-1和Occludin）降解， 腸道通透性增加進而引發腸道屏障功能的紊亂。 

高脂飲食喂養的小鼠中，DF 可重塑腸道菌群，并促進腸上 皮細胞增殖及抗菌基因的表達，而菊粉的益生作用又依賴于腸 道菌群；DF 可以通過恢復受損的腸道黏液層，防治受到高糖脂 低纖維的西方飲食影響的小鼠腸道；抗生素處理或無菌小鼠中 菊粉的保護作用降低。長期或間接性 DF 不足的情況下，腸道菌 群訴諸宿主分泌的黏膜糖蛋白作為營養源，導致黏膜屏障被侵 蝕，更多致病菌侵入黏膜，機體炎癥反應加重。即使后續日糧 中添加包含 14 種多糖（菊粉、阿拉伯木聚糖、β- 葡聚糖等） 的 DF 也并不能治愈或減輕這樣的結腸炎癥。

 用菊粉預飼小鼠，可以降低 Citrobacter rodentium 感染后 腸道的炎癥反應以及 Smad7 的表達，可通過影響 NF-κB 和 Smad 7 信號轉導通路促進宿主保護性免疫反應。J. Kovacs-Nolan 等 研究發現，β-1，4- 甘露二糖（MNB）可以通過 TLR2/4 信號通 路激活巨噬細胞，誘導小鼠回腸 Th1 和 Th2 型細胞因子的表 達，提高糞 IgA 和脾臟 NK 細胞活性。LPS 刺激后，MNB 降低了 TNF-α、IL-6、iNOS 和 IL-10 的含量，增加 NK 細胞活性，提示 MNB 可以調控腸道和系統免疫反應，防止 LPS 誘導的免疫抑制。 R. Badia 等研究發現，從 Yacon 根中分離的果寡糖可提高腸道 先天性免疫功能，增加 sIgA 的分泌，提高 IL-6、巨噬細胞炎癥 蛋白 MIP1a 以及 TLR4 受體的表達。L. Che 等研究發現，飼喂甜 豆纖維影響了腸道屏障、免疫以及代謝相關的蛋白和基因表達， 顯著改善了仔豬大腸的免疫功能。給仔豬飼喂 4% 可發酵的糊精 纖維可激活 Th2 相關的免疫通路，選擇性下調促炎因子，減輕 三硝基苯磺酸（TNBS）誘導的結腸炎癥狀。

3.3 DF 的直接調節作用 

最近有研究表明，腸道上皮細胞可以產生直接的、非益生 的作用，但到目前為止僅有少量研究關注到這個問題。目前已 有若干實驗室利用人源多個不同腸道上皮細胞系證實了 DF 可直 接調控腸道免疫反應。M.Ortega-Gonzalez 等的研究結果證實， 菊粉以及果寡糖、低聚半乳糖、羊奶寡糖可作為 TLR4 的配體直 接作用于腸上皮細胞，誘導大鼠 IEC18 腸上皮細胞系的生長相 關癌基因（GROα）、單核細胞趨化蛋白 1（MCP-1）以及 MIP2 的表達，其誘導效率可達 LPS 的 50% ～ 80%。這些 DF 的免疫調 控作用依賴于 IκB-α 磷酸化，Myd88 或 TLR 基因敲除顯著地 降低反應。M.Zenhom 等用寡糖、α3- 唾液乳糖、果聚糖直接處 理 Caco-2 細胞時，激活了肽聚糖識別蛋白 3（PGlyRP3）以及 PPARγ 信號轉導通路，下調 IL-12 的分泌、TNFα、IL-8 的基因 表達，NF-κB 核轉位減少。以 Caco-2 細胞為模型，BermudezBrito 等發現，菊粉、果膠、果寡糖、阿拉伯木聚糖直接激活樹 突狀細胞的能力并不強，上皮細胞在介導 DF 的免疫調節有著十 分重要的作用。Caco-2 上皮細胞培養液可以直接刺激樹突狀細 胞生產 IL-6、IL-8、IL-12、TNF-α、MCP-1 和 MIP-1α，DF 可以 通過 TLR-Myd88 信號通路引起 Th1 細胞因子的變化，從而顯著抑 制了上皮細胞的免疫刺激作用。DF 可以直接作用于腸道，并不 依賴于共生菌的增殖。這類碳水化合物能夠與致病菌結合，阻 止其與黏蛋白糖鏈的黏附；還可以直接上調 IL-10 和 INF-γ 細 胞因子，影響回腸和盲腸的 IgA 反應。

 本課題組利用豬空腸上皮細胞 IPEC-J2 細胞系作為試驗對 象，對 DF 對腸道上皮細胞的直接免疫作用進行了相關研究。采 用 Multiplex Map Kit 與 Luminex 液相懸浮芯片測定 IPEC-J2 細胞上清液中 13 種細胞因子的含量。結果發現菊粉較對照組在 24h 時同時顯著增加了 IPEC-J2 中促炎因子（IL18、IL6、IL2、 GM-CSF）的分泌以及抗炎因子 IL10 的分泌，而果膠顯著增加了 IL18、IL8的分泌，其中菊粉孵育 24h可顯著上調 TLR4的表達量， 暗示菊粉可能通過激活 TLR4 模式識別受體調節腸道免疫因子的 分泌。菊粉和果膠對腸道上皮細胞的免疫調節模式不同。而菊 粉和果膠在體外實驗和動物試驗對腸道免疫因子的影響并不一 致。菊粉對同時大幅提高 IPEC-J2 促炎以及抗炎因子的分泌但 并未引起動物腸道炎癥的過度炎癥，暗示 DF 對腸道上皮細胞的 影響時需要充分考慮黏液層、腸道上皮細胞、樹突細胞以及 T 細胞等之間的互作（張莉，未發表數據）。

 4 “DF- 腸道菌群 - 黏膜屏障”生理軸 

粘膜層作為分割腸淋巴層與腸道菌群的動態屏障，通過 黏液層、上皮細胞與緊密連接蛋白的協同合作，共同抵御腸道 有害菌對腸道的侵蝕。而黏膜免疫主要包括先天性免疫和獲得 性免疫兩部分，其中先天性免疫由物理屏障、先天免疫細胞 與分子構成，在腸內，這些細菌通過模式識別受體（Pattern Recognition Receptor, PRR）受嗜中性粒細胞和巨噬細胞的活 性控制，以識別和響應微生物的異常變化。PRR 識別微生物相 關分子模式（MAMP），主要包括肽聚糖、鞭毛蛋白、脂多糖 （LPS）和微生物的核酸結構。PRRs 由 Toll 樣受體（Toll-Like receptors，TLRs），核苷酸結合寡聚化結構域（Nucleotide binding Oligomerization Domain，NOD）樣受體（NLRs），視黃 酸可誘導基因 1（Retinoic Acid inducible Gene，RIG-1）樣受 體（RLRs），C型凝集素受體（C-type Lectins Receptor，CLR）等。而獲得性免疫主要是由 T 細胞和 B 細胞構成，病源微生物侵入 后一段時間，T細胞和 B細胞或者其他免疫細胞會分泌細胞因子、抗菌肽、sIgA 等物質與先天性免疫系統協同應對。

先天性免疫是由微生物與不同模式識別受體結合，激活下 游免疫反應實現的。Toll 樣受體（TL2、TL4、TL5）與 NOD 受體 （NOD1、NOD2、NLRC4、NL-PR3）為微生物與黏膜屏障結合的主要 受體。而 Th1、Th2、Th17，Treg 和細胞毒性淋巴細胞是獲得性 免疫中主要的效應 T 細胞，Th17 細胞產生促炎細胞因子，如 IL17、IL-21，以增強炎癥。Treg 細胞分泌抗炎細胞因子 IL-10 以 減輕炎癥。Th17 和 Treg 細胞分化之間的動態平衡由細胞因子如 IL-6、IL-21 和 IL-2 所調節。巨噬細胞、樹突狀細胞（DC）和先 天淋巴細胞（ILC）可以感受抗原，然后分泌細胞因子或趨化因 子來調節炎癥響應。ILC3 充當抗原呈遞細胞（APC）能夠以主要 組織相容性復合體（MHC）II 依賴性方式獨特地抑制 CD4+T 細胞 應答，并能夠分泌 IL-22 參與修復受損的上皮細胞。ILC2 可以 產生 IL-5 和 IL-13 以發揮上皮衍生的 IL-25 和 IL-33 的作用抗 蠕蟲。T 輔助 3 型（Th3）細胞、調節性 B 細胞（Breg）和上內淋巴細胞（IEL）具有通過 IL-10 抑制過量的 Th1 和 Th17 應答 的能力和 TGF-β 產生。這些免疫調節細胞通過相互作用共同維 持腸內黏膜穩態。

 微生物影響黏膜屏障的作用機制主要由以下幾條：①直接 接觸（direct physical contact）；②產生的代謝物（短鏈脂肪酸、 膽汁酸、TMA、吲哚類物質）（production of metabolites）； ③自身脫落的結構類物質，如鞭毛（shedding of structural components）。而營養物質通過腸道微生物生成代謝產物，進而 調節黏膜屏障上免疫信號。代謝產物的作用既可以直接作用于 免疫細胞，也可以作用于腸上皮細胞，進而影響下游相關信號 通路。而 DF 不僅能調節腸道菌群組成和功能，還能調節微生物 代謝產物短鏈脂肪酸（SCFAs）或者轉化某些宿主代謝物質例如 膽汁酸組成等，不僅改善腸道健康，還能影響機體代謝、動物 行為。

DF 發酵的主要產物是短鏈脂肪酸（Short Chain Fatty Acids，SCFAs），包括乙酸、丙酸、丁酸以及琥珀酸鹽等。 SCFAs 的生成會導致腸腔中 pH 值的降低，既可以抑制病原微生 物的生長也可以促進一些營養物質的吸收。乙酸還在雙歧桿菌 抑制病原菌過程中發揮重要作用。丁酸可為腸道上皮細胞供能； 增加腸道中黏蛋白的生成繼而改變黏液層中黏附的微生物；還 可改善緊密連接的完整。因而，SCFAs 的生成在維持腸道屏障 功能方面發揮著重要作用。95% ～ 99% 的 SCFAs 可被機體迅速吸 收并通過不同的生物合成途徑被宿主利用。通常，乙酸會轉運 至肝臟并作為肌肉組織的能量底物；丙酸則在肝臟轉化為葡萄 糖；丁酸則主要被結腸上皮細胞利用作為其代謝活動的重要來 源。Chen 等發現在 Caco-2 細胞培養體系中添加 SCFAs 可有效的 促進上皮細胞的保護與修復功能。SCFAs 在大腸還可以刺激水和 鈉離子的重吸收從而限制腹瀉的產生。SCFAs 主要通過以下途 徑參與腸道免疫調節：①可抑制組蛋白去乙酰化酶（HDAC）的 活性，抑制核轉錄因子 NF-kB 的基因表達，下調促炎因子的產生從而抑制腸道炎癥。②通過短鏈脂肪酸受體 -G 蛋白耦聯受體 GPR41、GPR43以及 GPR109A等發揮作用，刺激細胞信號轉導途徑， 上調 Toll 樣受體的表達。SCFAs 與其受體 GPR 和 HDAC 相結合， 并引起調節性 T 細胞與樹突細胞增殖，或分泌 IL-18 增強黏膜 屏障對有害微生物的抵御性。宿主免疫系統識別并消除病原微 生物通過激活效應 T 細胞功能，這一過程也受 SCFA 介導的 HDAC 抑制和 mTORC1 活化調節。例如，丁酸和丙酸可以誘導調節性 T 細胞（Treg）的分化，幫助控制腸道炎癥，這些作用是通過抑 制組蛋白的去乙酰化完成。腸道炎癥的控制可以幫助維持腸道 屏障，從而降低炎癥性腸病（IBD）或者結直腸癌（CRC）發生 的可能性。除了腸道中主要 SCFAs的乙酸、丙酸以及丁酸以外， 我們對其他的 SCFAs 的潛在益處尚不清楚。近來的研究表明， 高纖維日糧可以增加 SCFAs 誘導激活 GPR43 以及 GPR109A，從而 激活對于腸道穩態很關鍵的 NL-RP3 炎癥體。

腸道微生物不僅可以代謝日糧成分（DF），而且能夠轉化 宿主分泌代謝的膽汁酸調控腸道健康。膽汁酸一直被認為對細 胞的先天性免疫可發揮直接的調控作用。膽汁酸可降低單核細 胞、巨噬細胞、樹突細胞以及肝臟巨噬細胞的促炎性因子。 這一作用主要是由兩種不同的宿主受體介導的：膽汁酸受體 （Farnesoid X Receptors, FXR）和 G蛋白耦聯膽汁酸受體 1（TGR5， 膽汁酸的膜型受體）。兩種受體都可以類似的方式被初級膽汁 酸和次級膽汁酸激活。FXR，是一種核配體激活的轉錄因子，可 與視黃酸受體 RXR 形成異二聚體。合成的 FXR 激動劑對于小鼠 模型的結腸炎具有保護作用，然而對 FXR 基因缺乏（FXR-/-）的 小鼠則呈現出更嚴重的病理。FXR-/- 的小鼠也表現出持續性的 肝炎以及肝臟腫瘤。TGR5（G 蛋白耦聯的受體），與膽汁酸結合 會引發細胞內 cAMP 水平的提高以及 ERK 的激活。與 FXR 類似， 采用合成的激動劑激活巨噬細胞以及Kupffer細胞的TGR5受體， 可以通過干擾依賴 NF-kβ 的轉錄來抑制 LPS 誘導的促炎性細胞 因子的表達。這與直接抑制 NF-kB 的激活相關。初級膽汁酸和 次級膽汁酸都能夠激活 FXR 以及 TGR，目前尚且不清數初級膽汁 酸和次級膽汁酸之間平衡的偏移會有什么功能性的改變。初級 膽汁酸 CDCA 是法尼基衍生物 X 受體 FXR 的配體可抑制 LPS 誘導 的巨噬細胞的 IL1β、IL-6 以及 TNF-α 的釋放。膽汁酸的腸肝 循環這一生理過程受到肝臟中復雜的膜轉運系統以及腸道中核 受體的調節，一方面有毒的膽汁酸會導致炎癥、凋亡以及細胞 死亡。另一方面，膽汁酸激活的核受體以及GPCR信號會保護肝臟、 腸道以及巨噬細胞免受炎癥。已有研究表明 DF 可以影響膽汁酸池的組成，一方面膽汁酸可以通過腸道受體直接調控腸道先天 性免疫，另一方面膽汁酸組成的改變也會對腸道微生物組成產 生影響從而對腸道免疫起到調節作用。 

5 小結及展望 

DF 對黏膜免疫的直接影響時需要充分考慮黏液層、腸道上 皮細胞與其它免疫細胞（例如樹突細胞）之間的互作，以后的 試驗中可建立腸道上皮細胞與免疫相關細胞的共培養模型來探 究 DF 的直接免疫作用會有更深入直觀的理解。 

腸道菌群的動態變化符合“安娜·卡列尼娜原則”，健康 / 平衡狀態都很相似，而疾病 / 失衡各有各的不同。如何通過 特定微生物或代謝產物判斷豬腸道微生物群落的結構狀態，并 利用特定 DF 實現靶向性調控，需要前期大量的試驗積累工作建 立相應的數據庫，才能將其更好的應用于實際生產。并且 DF 對 豬腸道微生物的影響還主要集中在特定菌群豐度的改變，其與 黏膜屏障功能變化之間的關系仍只停留在相關性的研究水平， 缺乏具體機理與相關分子機制的研究。如何通過定向微生物培 養技術、無菌動物等方法手段，實現從一個 C（Correlation） 到另一個 C（Casuality）的跨越，可能是下一步工作的重點。

相關鏈接：多功能生物發酵活菌肽——無抗養殖推薦產品，益生菌發酵中草藥組合的動物腸道保健的佼佼者，提高動物健康水平減少死亡淘汰率，降低料耗增重加快提前出欄，快速降低養殖欄舍臭味

【視頻】原聲不使用養豬專用復合益生菌與使用豬場的區別

下圖為三元豬采用養豬專用復合益生菌飼養后的豬肉

  下圖為采用養豬專用復合益生菌飼養的野豬豬肉

   養豬專用復合益生菌在廣西超過8千個豬場長期在使用

相關鏈接——

①.99多功能飼料發酵劑——高濃度乳酸菌為主的固態飼料發酵劑，更輕易成功、效果更好的生物飼料發酵劑，簡單好用的中草藥發酵劑 

②.99多功能飼料發酵劑，酶菌結合飼料發酵劑中的佼佼者，幾項數據對比讓你信服

③.【視頻】部分發酵飼料養豬雞鴨帶給你無臭味健康無抗養殖效果

④.【視頻】發酵豆渣養豬新技術

⑤.御瘟湯——防控非洲豬瘟增加自制發酵中草藥體內外運用的原生中草藥配方

⑥.動物促生長增肥原生中草藥組方——效果直觀可見，生長速度提高顯著，降低料耗提前出欄

⑦.“土味十足”原生中草藥配方——效果顯著的動物肉蛋品質改良中草藥配方，比放養更土味十足

⑧.效果極佳的“多功能增強型雙黃連散”原生中草藥組方 

⑨.一種快速促進豬雞鴨快速生長增重的中草藥配方和運用方法

10.豬場復產成功案例，防控非洲豬瘟運用自制發酵中草藥更易成功，不需大設施投入成本低廉

11.創業養殖場先種好牧草，享受政策和降低養殖風險路更寬

12.2020年多年生禾本科高產牧草品種推薦，亞熱帶與大棚內可四季產出，提供專業種植、加工、利用、形成生態循環一條龍服務

13.養殖場廢水（污水）最簡單的快速處理技術，達標農灌水或者變成無臭味不燒苗的液態有機肥技術

14.新建豬場用哪種模式好？新型水泡糞技術模式節約30%以上建設成本與減少70%以上糞污處理環保建設

15.豬場復養如何才能成功？推薦自制發酵中草藥組合拳模式！數百成功案例歡迎驗證

16.豬場發現疑似感染非洲豬瘟后如何快速控制下來（20余天達到滿意效果，有大量成功案例）

17.養殖場托管找廣西助農公司，無專業技術員也能夠高效益生產，總有一種模式適合你

18.養殖場環保與糞污資源化利用找廣西助農公司，聯系我們