胆汁酸对围产期奶牛生产性能、脂肪酸与胆汁酸组成及肠道菌群的影响机制

摘要:

在围产期，奶牛容易出现能量负平衡，严重时会导致生产性能下降和健康状况下降。近年来人们发现胆汁酸(BAS)不仅可以作为脂肪乳化剂，还可以作为调节身体代谢的信号分子。虽然BAS在单胃动物和水生动物中已在一定程度上使用，但它们在反刍动物中的作用，特别是在围产期牛中，仍不清楚。因此，本研究的目的是确定BA对奶牛生产性能，牛奶和血浆脂肪酸和BA成分，以及粪便微生物的影响。

46头健康状况相似的围产期荷斯坦奶牛随机分为两组，在产犊前21天至产犊后21天，分别补充0、20g/d的胆汁酸BA。生产性能追踪至产犊后60天。结果表明，补充BA显著提高了产后牛奶中的脂肪含量和产奶量，以及不饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸的产量。添加BAs后，奶牛血浆甘油三酯浓度和C＜16脂肪酸比例显著升高，而B-羟丁酸和C＞16脂肪酸比例显著降低。补充BA显着改变了粪便细菌群落的组成，并增加了有利于BA代谢和转化的细菌(Romboutsia、Clostridiumsensu stricto 6和Clostridium sensu stricto 1)的相对丰度。功能预测分析表明，在添加BAs的奶牛中，胆盐水解酶、7a-羟基类固醇脱氢酶和BA诱导E的相对丰度以及与BA代谢相关的通路也显著增加。此外，补充BA显着改变血浆和粪便中BA组成，特别是提高了循环次级BA的浓度，这可能诱导肝脏中脂肪酸的完全氧化，从而进一步降低β-羟基丁酸浓度。这些发现突显了补充BA在提高牛奶产量和奶品质，以及影响围产期奶牛的代谢途径方面的潜在益处。

胆汁酸的影响机制

1.补充胆汁酸后，脂肪酸在肠道的消化吸收促使血浆中短/中链脂肪酸（C≤16脂肪酸）增加。血浆中牛磺酸和甘氨酸结合型胆汁酸可能上调脂肪酸的从头合成，导致乳中短/中链脂肪酸的从头合成增加，肠道总胆汁酸水平的提升可能促进长链脂肪酸吸收率，最终共同提升乳脂含量、乳产量以及从头合成脂肪酸、混合脂肪酸、预制脂肪酸产量。

2.补充胆汁酸后，促进胆汁酸转化的有益微生物（如罗姆布茨菌、狭义梭菌6型、狭义梭菌1型）丰度增加，伴随胆盐水解酶（BSH）丰度上升，导致肠道中结合型胆汁酸（CBA）比例下降。7α-羟基类固醇脱氢酶（7α-HSDH）和胆汁酸诱导酶E（BaiE）丰度增加，致使肠道初级胆汁酸（PBA）比例降低，血浆次级胆汁酸（SBA）比例升高。

3.补充胆汁酸后，进入肝脏的次级胆汁酸（SBA）、游离次级胆汁酸（FSBA）及部分独立胆汁酸（如猪去氧胆酸HDCA、牛磺猪去氧胆酸THDCA）可增强非酯化脂肪酸（NEFA）的完全氧化能力，从而降低β-羟基丁酸（BHBA）浓度。

图1.补充胆汁酸对围产期奶牛生产性能、脂肪酸与胆汁酸组成及肠道菌群的影响机制

结论：

综上所述，在围产期奶牛日粮中添加胆汁酸显著提高了产后乳脂肪酸产量、乳脂含量及产量，这可能是由于促进了乳腺中新生脂肪酸合成与吸收功能。胆汁酸补充还增加了血浆次级胆汁酸比例并降低β-羟基丁酸浓度，这可能归因于肠道菌群中次级胆汁酸合成相关酶活性增强，进而促进肝脏非酯化脂肪酸的完全氧化（图1）。值得注意的是，尽管胆汁酸谱发生变化，但血浆总胆汁酸浓度保持稳定而粪便总胆汁酸排泄增加，表明奶牛在系统水平具有维持胆汁酸稳态的能力。本研究为胆汁酸在围产期奶牛中的应用提供了新的理论与技术支撑，但尚需更多组织样本以深入探究其分子机制。

编译：伏晓晓

原文：Li, Lei, et al. "Effects of supplementing bile acids on the production performance, fatty acid and bile acid composition, and gut microbiota in transition dairy cows." Journal of Animal Science and Biotechnology 16.1 (2025): 1-18.

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