胆汁酸综述

胆汁酸文献综述1.1胆汁酸简介胆汁酸(Bileacids)是在肝脏中由胆固醇合成的一类两性甾醇类化合物(HofmannandHagey2008;Lefebvreetal.2009)，是胆汁的重要组成成分，在促进日粮中脂质(包括脂溶性维生素及其他非极性物质)的消化吸收，调节机体脂肪代谢上发挥重要作用。根据结构上的差异，胆汁酸可分为游离型和结合型两种。游离型胆汁酸包括胆酸(Cholicacid)、脱氧胆酸(Deoxycholicacid)、鹅脱氧胆酸(Chenodeoxycholicacid)和少量的石胆酸(Lithochalicacid)。结合型胆汁酸是由游离胆汁酸与甘氨酸或牛磺酸共轭的产物，主要包括甘氨胆酸(Glycocholicacid)、甘氨鹅脱氧胆酸(Glycochenodeoxycholicacid)，牛磺胆酸(Taurocholicacid)及牛磺鹅脱氧胆酸(Taurochenodeoxycholicacid)等(聂青和等，2004)。根据合成来源的差异，胆汁酸还可分为初级胆汁酸(Primarybileacid)和次级胆汁酸(Secondarybileacid)(唐胜球等，2009)。初级胆汁酸是在肝脏中以胆固醇为底物直接合成的胆汁酸，通过胆小管分泌并储存于胆囊。机体摄食时，缩胆囊素(CCK)刺激胆囊分泌胆汁进入肠腔。在肠道菌群的作用下(去共轭、脱羟基等)，初级胆汁酸进一步形成次级胆汁酸(Lietal.2013)。生物种类的差异也使胆汁酸的组成不尽相同。奶牛与鸡分别以胆酸和鹅脱氧胆酸为主，而甲壳动物(如虾、蟹)没有胆囊及胆汁的分泌，也没有胆汁酸。1.2胆汁酸的生理功能1.2.1促进脂质的消化吸收胆汁酸分子包含亲水极(羟基、羧基)和疏水极(烷基)，是一种两亲性分子(Romańsk2007;Kortneretal.2013)。这种两性分子结构使其具有较强的表面活性，成为一种天然的乳化剂，可有效将脂质乳化为脂滴或乳糜微粒，改善不溶于水的物质(如胆固醇)水中的溶解度(Romański2007)。同时，小肠内的脂肪酶原能被胆汁酸激活形成脂肪酶，并结合至甘油三酯(TG)的表面催化脂质的消化利用(刘敬盛等，2010)。脂肪被胆汁酸乳化为乳糜微粒还增加了脂肪酶与脂肪的接触面积，有利于脂肪的消化(Romański2007)。肠上皮细胞可以识别胆汁酸，脂肪酶消化脂肪后形成的消化产物与胆汁酸形成复合物进入小肠绒毛膜内，促进脂肪的吸收(张春玲等，2006)。Bauer等(2005)认为胆汁酸提高脂肪酶活力的作用可能与经过肝肠循环后，体内的胆汁分泌及含量增加，从而增加了消化酶的含量有关。1.2.2作为信号分子调控代谢胆汁酸还可作为信号分子，通过与胆汁酸受体(如法尼醇X受体FXR)结合调控代谢。GW4064、INT-747和WAY-362450是FXR的特异性激活剂，也能通过活化FXR改善非酒精性脂肪肝动物模型的脂质紊乱状况(Watanabeetal.2004;Zhangetal.2009;Ciprianietal.2010)。早在40年前即有研究发现胆汁酸可以调控TG代谢，作为治疗胆石病药物的鹅脱氧胆酸却减少了血浆的TG含量(Batesonetal.1978)。1.2.3保肝利胆，提高机体免疫力目前养殖业抗生素使用泛滥，细菌的抗药性及杀灭细菌后产生的内毒素对动物健康造成严重影响(曾端等，2002)，如急性肝脏营养缺乏症。肝脏是动物体内重要的代谢器官，在营养物质的消化吸收、分解有毒有害物质过程中扮演重要角色。肝脏受损或病变将导致机体代谢异常，消化吸收障碍。日粮中添加胆汁酸可提高机体免疫力，减少其对细菌内毒素的吸收(沈同，2002；Pouponetal.2003)，适量的脱氧胆酸能结合内毒素，促进其降解，从而保证机体肝脏健康。除了保肝，胆汁酸还可利胆。药物残留、重金属、内毒素及其他有害物质等均可从胆汁排出体外。脱氧胆酸和熊脱氧胆酸可疏通胆道，促使肝细胞分泌胆汁，清除胆汁淤积(唐胜球等，2009)。胆汁酸还能减缓消化道内食物腐烂发酵，维护消化道健康，预防疾病(Tarantoetal.2006)。1.3胆汁酸、脂代谢及肠道菌群的关系胆汁酸不仅可作为信号分子调节机体内的能量代谢，还有较强的抗菌作用(Kurdietal.2006;D'Aldebertetal.2009;Bajoretal.2010)，能调节机体的肠道微生物区系，抑制肠道有害细菌的增殖，如大肠杆菌、沙门氏菌、大肠链球菌等(Begleyetal.2005;刘养清和刘二保,2002)。胆汁酸还可减少肝硬化小鼠回肠末端的有害细菌数量并降低血浆内毒素水平，从而维持机体健康(刘建强等，2006)。刘玉芳等(1998)的抗菌试验发现草鱼胆汁酸显著抑制了革兰氏阳性菌的生长。1.4胆汁酸在养殖业中的应用现状脂肪不仅是细胞膜的组成部分，还可促进亲脂性营养物质的吸收，为机体提供能量及必需脂肪酸，是一种重要的营养素(Tocher2010)。日粮中适宜的脂肪水平能促进机体生长，节约蛋白(Duetal.2005;Wangetal.2005)，但随着集约化养殖业的发展，为了适应养殖品种快速生长的生产性需求，能量较高的配合饲料的使用日益广泛，但使用不当往往造成机体内脂肪的过度蓄积(Duetal.2005;Borgesetal.2009)，严重影响养殖品种的品质及商业价值(Diasetal.1998;Rueda-Jassoetal.2004)。胆汁酸可改善养殖动物的生长性能，促进脂肪的消化吸收及其代谢，作为饲料添加剂在畜禽或水产养殖业上广为应用。1.4.1胆汁酸在畜禽养殖业上的应用现状饲料中添加胆汁酸能提高仔猪对脂肪的消化率和利用率，改善其生长性能。Reinhart等(1988)发现饲料中添加0.3%的胆汁盐显著提高了断奶仔猪的采食量和体增重，并增加了仔猪对脂肪的摄入量与表观吸收量。李森等(2003)报道仔猪日粮中添加乳化剂降低了腹泻率，促进生长。日粮中添加乳化剂还有效提高了生长猪对干物质、粗蛋白、脂肪及能量的消化率(艾琴等，2006)。胆汁酸也可提高家禽的生长性能和脂肪消化率。胆汁酸预稀释剂显著提高了“817”肉杂鸡的生产性能、脂肪消化率及经济效益(杨玉芝等，2009)。武中会等(2008)发现胆汁酸复合乳化剂显著提高了肉鸡肠道胰蛋白酶和糜蛋白酶活力，促进了生长，降低了料肉比，最适添加量为800g/吨。秦全忠等(2007)在AA肉仔鸡日粮中分别添加250mg/kg和500mg/kg的脂肪乳化剂，提高了肉仔鸡的生长性能及其对脂肪的消化率。此外，日粮中添加胆汁酸提高了雏鸡对饱和脂肪酸的消化率(Gomezetal.1976)，添加0.04%的鹅脱氧胆酸显著提高了肉仔鸡对牛油的利用率(Polinetal.1980)。1.4.2胆汁酸在水产养殖业上的应用现状目前胆汁酸在水产养殖上的应用研究主要集中在鱼体的生长性能、饲料消化率、肠道消化酶活力、体成分、血清生化指标、抗氧化指标等方面。颉志刚等(2002)发现胆汁酸促进了虹鳟的生长，降低了其饲料系数。林仕梅等(2003)与谭永刚等(2008)的研究表明胆汁酸有效提高了异育银鲫的生长速度与饲料转化率，降低了鲫鱼的内脏比，改善了鲫鱼的品质。饲料中添加胆汁酸促进了大菱鲆生长，提高其增重率(李勇等，2006；孙建珍等，2014)，孙建珍等(2014)还发现胆汁酸促进了大菱鲆幼鱼对脂肪的消化吸收，降低了鱼体组织中的脂肪含量，显著提高了脂肪代谢酶的活力。张玲等(2008)报道胆汁酸提高了鲤鱼的增重率，并降低了鲤鱼血清中的谷丙转氨酶(ALT)，谷草转氨酶(AST)活力和溶菌酶含量。军曹鱼上的研究表明胆汁酸提高了鱼体的生长性能，并降低其体内的脂肪沉积(周书耘等，2010)。汪军涛等(2009)在DL-肉碱复合物基础上添加胆汁酸降低了斑7点叉尾鮰的肥满度和肝体比。胆汁酸还能改善黄尾鰤鱼的生长性能，降低饲料系数(Deshimaruetal.1982)，可显著增强日本鳗鲡(Maitaetal.1996)和牙鲆(Alametal.2001)的脂肪酶活性，进而促进脂肪代谢。甲壳动物方面，适量的胆汁酸制剂促进了罗氏沼虾的生长，抑制其肌肉脂肪蓄积，促进肌肉蛋白质沉积，改善了罗氏沼虾肌肉品质，同时降低了罗氏沼虾血清胆固醇和甘油三酯含量以及ALT，AST，乳酸脱氢酶活力(马俊霞等，2008)。两栖动物方面，胡田恩等(2015)发现在饲料中添加适量的胆汁酸提高了牛蛙的饲料效率，从而促进牛蛙生长，同时可促进蛙体脂肪代谢，降低机体脂肪沉积，提高牛蛙可食部分比例。然而，胆汁酸作为信号分子调控水产动物代谢的研究还很少见。1.5草鱼草鱼(Ctenopharyngodonidellus)是一种原产于中国的草食性淡水鱼类，其在中国2014年的产量达到538万吨，占中国淡水养殖鱼类总产量的18.31%(FisheryBureauofDepartmentofAgriculture2015)。研究表明，相比于多数肉食性鱼类，草鱼对能量的需求及利用能力较弱(Duetal.2008;Duetal.2008)，日粮适宜脂肪水平为4-5%，饲喂高脂日粮(脂肪水平6%以上)容易造成鱼体脂肪过度蓄积(Duetal.2006)，特别是在肝胰脏(Guoetal.2015)，影响了鱼体健康、肉质品质及商业价值(Hanley1991;Diasetal.1998)。胆汁酸在草鱼饲料中的应用已有相关研究。适宜剂量的胆汁酸提高了草鱼血清和肝胰脏的超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、谷胱甘肽还原酶(GR)活力，从而增强了草鱼的抗氧化能力(郭永丽等，2009)。胆汁酸还可降低草鱼肝胰体比、抑制鱼体及肝胰脏中的脂肪蓄积，有效防治脂肪肝(杨敬辉等，2013)。然而，外源性添加胆汁酸可否通过FXR或直接调节草鱼脂肪水解从而降低其脂肪蓄积尚不清楚。胆汁酸促进脂肪的消化吸收利用过程中产生的游离脂肪酸也可被肌肉或肝胰脏摄取或利用(王恒，2010)。已有研究发现胆汁酸对罗氏沼虾(王恒，2010)和大菱鲆(孙建珍等，2014)的肌肉脂肪酸组成有显著影响，但对淡水鱼类(如草鱼)的组织脂肪酸组成的影响还未见报道。胆汁酸能否通过调节草鱼肠道微生物区系来调控鱼体的脂质代谢也尚属空白。