膽汁酸生物學(xué)功能及其在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用前景

　　許長(zhǎng)峰1，2 王海麗2

　　(1. 邢臺(tái)學(xué)院，河北 邢臺(tái) 054000;2. 河北省數(shù)字化淡水水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 邢臺(tái) 054000)

　　膽汁酸是膽汁的重要脂質(zhì)類活性成分，是人和動(dòng)物肝臟中的膽固醇新陳代謝后產(chǎn)生的多種醇類物質(zhì)的統(tǒng)稱，易溶于水，呈弱酸性，主要存在于肝腸循環(huán)系統(tǒng)，對(duì)機(jī)體具有保護(hù)作用。膽汁酸在生理狀態(tài)下以鹽的形式存在，具有較強(qiáng)的活性，能夠有效降低機(jī)體甘油三酯含量，加快脂類消化吸收，緩解高脂肪進(jìn)食造成的消化壓力，調(diào)節(jié)機(jī)體生命活動(dòng)。近年來關(guān)于膽汁酸的功能和應(yīng)用的研究較多，如膽汁酸還具有抗炎、提高機(jī)體免疫力、消化酶活性、保障腸道功能等作用，廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)動(dòng)物養(yǎng)殖生產(chǎn)中。本文闡述膽汁酸的理化性質(zhì)和作用機(jī)制，綜述膽汁酸的生物學(xué)功能及其在水產(chǎn)動(dòng)物養(yǎng)殖中的應(yīng)用，為膽汁酸在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用提供參考。

　　1、膽汁酸的成分及結(jié)構(gòu)

　　1.1　膽汁酸的種類

　　

 

　　根據(jù)膽汁酸來源可分為初級(jí)膽汁酸和次級(jí)膽汁酸，初級(jí)膽汁酸是以膽固醇為原料直接合成的膽汁酸，次級(jí)膽汁酸是初級(jí)膽汁酸發(fā)生7-α 脫羥作用后產(chǎn)生。根據(jù)膽汁酸結(jié)構(gòu)性質(zhì)可分為游離型膽汁酸、結(jié)合型膽汁酸。研究發(fā)現(xiàn)，不同物種膽汁中所含有的膽汁酸的種類和數(shù)量不完全相同，如豬膽汁含有的膽汁酸達(dá)14 種;雞膽汁酸主要有鵝脫氧膽酸、膽酸等;牛和羊含有的膽汁酸種類一致，但各類含量存在差異;兔膽汁酸成分種類有8 個(gè)，其中去氧膽酸占比最大。不同種類動(dòng)物膽汁的膽汁酸類成分見表1。

　　1.2　膽汁酸的來源與結(jié)構(gòu)

　　膽汁酸是膽固醇新陳代謝產(chǎn)生的衍生物，主要由膽固醇在限速7α-羥化酶的調(diào)控和催化作用下生成7α-羥固醇，再經(jīng)羥化、加氫等化學(xué)作用生成初級(jí)膽汁酸。初級(jí)膽汁酸與甘氨酸或牛黃酸結(jié)合生成結(jié)合性膽汁酸，在許多活性酶及菌群作用下發(fā)生硫酸化、羥基化等系列反應(yīng)，產(chǎn)生游離型膽汁酸，轉(zhuǎn)化得到次級(jí)膽汁酸。膽汁酸成分由1 個(gè)五碳短脂肪側(cè)鏈、1 個(gè)五碳固醇環(huán)及3 個(gè)六碳固醇環(huán)構(gòu)成，常見膽汁酸結(jié)構(gòu)見圖1。膽汁酸具有疏水和親水兩親性，羥基的數(shù)量和方向決定疏水面和表面活性，其位置和構(gòu)型差異造成結(jié)構(gòu)不同的膽汁酸。

　　

 

　　圖1　常見膽汁酸結(jié)構(gòu)

　　2、膽汁酸的生物學(xué)功能

　　2.1　抗炎

　　腸腔內(nèi)膽汁酸含量直接影響機(jī)體炎癥反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，健康個(gè)體和腸道炎癥個(gè)體血清膽汁酸譜存在明顯差異，而適當(dāng)補(bǔ)充膽汁酸可有效緩解機(jī)體炎癥。膽汁酸可直接作用于腸道上皮細(xì)胞，調(diào)節(jié)白細(xì)胞介素-8(IL-8)、白細(xì)胞介素-1 (IL-1) 和白細(xì)胞介素-6 (IL-6)等促炎因子分泌，也可以通過與受體FXR、TGR 結(jié)合激活免疫細(xì)胞，抑制炎性小體NLRP3 活化及促炎因子分泌，緩解機(jī)體炎癥反應(yīng)。膽汁酸還能夠降低機(jī)體組織內(nèi)一氧化氮(NO) 含量，加強(qiáng)機(jī)體上皮屏障功能，有效緩解炎癥加劇。

　　2.2　提高免疫力

　　G 蛋白偶聯(lián)膽汁酸受體(TGR5) 是膽汁酸受體之一，主要由巨噬細(xì)胞表達(dá)。膽汁酸與TGR5 結(jié)合后可抑制巨噬細(xì)胞的吞噬作用，促使其向抗炎型轉(zhuǎn)變，從而達(dá)到提高免疫力、保障機(jī)體健康的作用。膽汁酸可通過促進(jìn)特異性轉(zhuǎn)錄因子FoxP3 和RORγt 的表達(dá)促使T 細(xì)胞分化，提高機(jī)體免疫力;還能夠保護(hù)免疫器官，分解機(jī)體內(nèi)毒素減小肝臟負(fù)荷，增強(qiáng)肝臟功能，提高免疫球蛋白M (IgM)、免疫球蛋白A (IgA) 和補(bǔ)體C4 含量，增強(qiáng)機(jī)體非特異性免疫應(yīng)答。

　　2.3　提高消化酶活性

　　脂肪酶原轉(zhuǎn)變?yōu)橹久覆啪哂谢钚宰饔?，其中膽汁酸發(fā)揮重要作用。膽汁酸可顯著促進(jìn)SREBF1、FATP4、FAS、ACC mRNA 的相對(duì)表達(dá)量，調(diào)節(jié)脂肪酸合成途徑中關(guān)鍵酶的生成。膽汁酸能夠顯著提高動(dòng)物機(jī)體內(nèi)脂肪酶、脂蛋白酶、肝脂酶活力，與脂肪酶結(jié)合形成復(fù)合物，改變其理化性質(zhì)，促進(jìn)脂肪的消化吸收。

　　2.4　保障腸道功能

　　膽汁酸的受體GR5、FXR 和TGR5是調(diào)節(jié)緊密連接的功能因子，可直接調(diào)控連接蛋白的表達(dá)，降低動(dòng)物腸道內(nèi)壁通透性，增加其屏障功能，保障腸道健康。膽汁酸作為內(nèi)源性功能小分子物質(zhì)，可富集表皮生長(zhǎng)因子，刺激腸道上皮細(xì)胞增殖，通過激活PXR、VDR 和TGR5蛋白抑制其凋亡， 對(duì)維持腸道健康形態(tài)具有重要作用。膽汁酸還能夠調(diào)節(jié)黏液分泌，刺激腸道表皮細(xì)胞分泌抗菌肽物質(zhì)，進(jìn)一步加強(qiáng)腸道防護(hù)屏障，保障腸道具有一個(gè)健康穩(wěn)定的菌群環(huán)境。

　　2.5　抗菌

　　動(dòng)物腸道菌群環(huán)境失衡會(huì)導(dǎo)致機(jī)體的消化吸收能力下降，引發(fā)動(dòng)物腹瀉。膽汁酸是良好的抗菌物質(zhì)，對(duì)維持腸道健康環(huán)境具有重要作用。Ubeda 等研究發(fā)現(xiàn)，膽汁酸能夠顯著促進(jìn)腸道表皮細(xì)胞分泌抗菌肽物質(zhì)，抗菌肽能夠顯著促進(jìn)腸道有益菌群的數(shù)量，對(duì)維持腸道微生物平衡、加強(qiáng)腸道化學(xué)防護(hù)屏障、保障動(dòng)物健康具有重要作用。膽汁酸與腸道法尼醇X 激活受體基因(FXR)表達(dá)量高度相關(guān)，而FXR 能夠影響腸道菌群構(gòu)成和數(shù)量，調(diào)節(jié)腸道屏障功能。

　　3、膽汁酸在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用

　　3.1　膽汁酸對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物生長(zhǎng)性能的影響

　　朱傳忠等研究表明，飼喂0.2 g/kg 膽汁酸試驗(yàn)魚生長(zhǎng)狀況最佳，平均每條魚的增重率比空白組高21.05%，餌料系數(shù)最低，為1.32。孫建珍等給大菱鲆幼魚分別飼喂各含0、1.5% 膽汁酸的高、低脂肪水平餌料，結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，膽汁酸低脂肪組魚增重率、特定生長(zhǎng)率和蛋白質(zhì)效率分別提高12.26%、8.96% 和9.84%;膽汁酸高脂肪組魚增重率、特地生長(zhǎng)率和蛋白質(zhì)效率分別提高8.38%、5.75% 和5.16%;高脂肪含量組魚比低脂肪組增重率、特地生長(zhǎng)率和蛋白質(zhì)效率提高33.41%、26.03% 和26.36%。因此，添加膽汁酸可有效提升水產(chǎn)動(dòng)物的生長(zhǎng)性能，提高餌料中脂肪成分的吸收利用率。

　　3.2　膽汁酸對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物消化酶活性的影響

　　膽汁酸能夠顯著提高肝臟和腸道中的脂肪酶活性，促進(jìn)動(dòng)物對(duì)高脂肪飼料的消化和吸收。向梟等對(duì)齊口裂腹魚幼魚分別飼喂含0、75、150、300 mg/kg 膽汁酸的高脂餌料，飼喂70 d，結(jié)果表明，隨著膽汁酸添加量增加，短腸道中蛋白酶活性逐漸升高，胰臟和短腸道中脂肪酶活性先升高后降低，其中150 mg/kg 膽汁酸添加量效果最佳。陳晴等在幼蟹低魚粉餌料中添加0.5% 或1.0% 膽汁酸鹽，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，各試驗(yàn)組幼蟹肝胰腺、腸道的總蛋白酶和脂肪酶活力均顯著提高，其中0.5% 膽汁酸效果最佳，肝胰腺總蛋白酶、肝胰腺脂肪酶、腸總蛋白酶和腸脂肪酶比空白組提高21.07%、31.64%、111.69%和91.36%。因此，膽汁酸可有效增強(qiáng)水產(chǎn)動(dòng)物的消化酶活性，增強(qiáng)其對(duì)高脂餌料的消化利用力。

　　3.3　膽汁酸對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物抗氧化的影響

　　當(dāng)機(jī)體受到外界刺激而產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生過量的ROS 導(dǎo)致機(jī)體內(nèi)環(huán)境失衡，使細(xì)胞、機(jī)體氧化損傷，而膽汁酸有顯著抗氧化作用。徐凱等研究表明，飼喂膽汁酸的白蝦超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT) 和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px) 活性均顯著提高，且三者活性隨著膽汁酸的添加量呈先上升后降低的趨勢(shì)，500 mg/kg 組白蝦SOD、CAT、GSH-Px 活性比空白組高11.03%、21.26% 和8.24%。胡田恩等研究發(fā)現(xiàn)，牛蛙體內(nèi)SOD、GSH-Px 活性等隨著膽汁酸添加量的增加而逐漸增強(qiáng);而丙二醛(MDA) 含量在添加200 mg/kg 膽汁酸時(shí)顯著降低，300 mg/kg 時(shí)顯著升高。因此，添加適量膽汁酸可增強(qiáng)水產(chǎn)動(dòng)物的抗氧化功能，但過量會(huì)得到反作用而影響機(jī)體抗氧化功能。

　　3.4　膽汁酸對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物免疫功能的影響

　　膽汁酸能夠顯著增強(qiáng)水產(chǎn)動(dòng)物機(jī)體免疫力，保障機(jī)體健康。Jin 等研究發(fā)現(xiàn)，高脂+200 mg/kg 膽汁酸餌料能夠顯著提高黑鯛幼魚肝臟和血清中的溶菌酶(LZM)和堿性磷酸酶(AKP) 活性， 而腫瘤壞死因子- α(TNF-α) 和白細(xì)胞介素-1β (IL-1β) 等細(xì)胞因子的表達(dá)水平顯著降低，顯著增強(qiáng)機(jī)體免疫力。虞為等研究發(fā)現(xiàn)，飼喂?；撬岬幕|LZM 活性、IgM 和C4 含量顯著高于對(duì)照組。因此，膽汁酸類物質(zhì)能夠顯著促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖和抗體分泌，加強(qiáng)破壞或清除病原微生物的功能，在免疫應(yīng)激中發(fā)揮重要作用。

　　4、結(jié)論

　　膽汁酸能夠有效提高水產(chǎn)動(dòng)物的生長(zhǎng)性能、消化酶活力、抗氧化及免疫功能，改善腸道菌群健康。但膽汁酸對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的影響效果與其用量直接相關(guān)，未來在水產(chǎn)動(dòng)物養(yǎng)殖中使用膽汁酸類物質(zhì)時(shí)，還需要更客觀全面地認(rèn)識(shí)了解膽汁酸的結(jié)構(gòu)、功能和作用，并進(jìn)行更多試驗(yàn)以探索最佳用量，從而提高養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益。

　　參考文獻(xiàn)：略

　　來源：飼料研究,2023,46(04):152-155

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