禽畜肠道内丁酸的作用
谢飞 南京农业大学
1能源物质
对于反刍动物，丁酸以p一轻基丁酸的形式由瘤胃壁吸收进入肝脏和乳腺组织参与体内物质代谢，合成乳脂和体脂;对于单胃动物，丁酸可以为机体及其组织细胞提供快速且易于吸收的能量。结合丁酸非离子弥散性吸收为主的特点，丁酸无需经过肝胆吸收和复杂的三梭酸循环系统，可以直接为肠上皮细胞提供能量，是肠上皮细胞的快速能量源。研究表明，肠道对能量的要求比其它组织高，肠体对氧气的消耗量占机体总耗氧量的25%，远高于机体的平均水平6%，而丁酸作为肠细胞(盲肠和结肠细胞)偏爱的能量，极易在肠腔内被吸收，从而满足肠道对能量的需求。动物结肠离体试验也表明，结肠上皮细胞70%以上的能量可由丁酸供应。当葡萄糖、酮体、谷氨酞胺等作为呼吸能源时，结肠上皮细胞优先利用丁酸。丁酸不仅作为肠粘膜上皮细胞首选的能源底物，也促进胃肠道细胞的增殖和成熟。
2维持肠道健康
肠道内的丁酸可以促进肠粘膜的修复及其功能恢复，并且能够抑制炎症细胞因子的产生和释放，从而起抗炎症作用。炎症的一个重要特征就是内皮细胞活化，内皮细胞的活化使E一选择素、细胞间粘附分子一1(lCAM一1)和血管细胞粘附分子一1(VCAM一l)等白细胞粘附分子表达上调，进而导致白细胞粘附到血管内皮，而后移向组织中。SCFA尤其是丁酸能通过影响白细胞粘附分子的表达而起到抗炎作用。Menzel等发现丁酸能显著抑制VCAM一1和ICAM一1的表达，从而减少了单核细胞对内皮细胞的粘附，抑制炎症的发展。试验发现经葡聚糖硫酸钠 (D55)处理后，急性结肠炎小鼠结肠勃膜的完整性受到破坏，结肠内丁酸吸收减少)，而通过SCFA滴注法证实了丁酸具有修复肠道勃膜的作用。通过肠道灌注，丁酸也可促进由三硝基苯磺酸导致结肠炎的愈合。大鼠模型也进一步证实，丁酸能够减轻实验性肠炎对勃膜的损伤。动物结肠炎有可能增加癌变的发生，而丁酸具有的炎症抑制作用，从而维持肠道的健康。因此，丁酸被认为是结肠勃膜的生长诱导剂和炎症抑制剂。
3丁酸在肠癌中的作用
肠道内的丁酸在大肠癌发病中也扮演着重要的角色，畜牧实验表明，丁酸不仅能够抑制肿瘤细胞的增殖，还能诱导肿瘤细胞的分化和凋亡。SC队(尤其是丁酸)能够在体外抑制结、直肠肿瘤细胞的生长。丁酸还能抑制由1，2一二甲阱(DMH) 致癌物诱导的大鼠结肠肿瘤的生长，明显降低结肠癌的发生;同时，丁酸还能抗肿瘤新生血管形成;阻滞肿瘤细胞与基膜的粘连;减少肿瘤细胞分泌尿纤溶酶原激活物，从而减少细胞外基质的破坏，抑制肿瘤细胞的浸润侵袭。
4丁酸调控基因的表达
关于丁酸在分子和细胞水平上的作用机制己经进行了广泛的研究。在结肠中，丁酸能够穿过结肠细胞的细胞质膜和核膜，与其受体结合，影响基因的转录，导致结肠细胞的生理状态发生变化。研究显示:丁酸参与调节基因的转录，能够上调88种基因的表达、下调25种基因的表达。在结肠癌细胞HT29中，丁酸能够下调c一myc的表达，抑制DNA合成。在11种分化诱导剂中，只有丁酸能够增加人结肠癌细胞中的半乳凝素一1的表达，这种结合半乳糖营的凝集素与癌细胞的分化相关，并且参与了细胞勃附。去氧胆酸是结肠癌的诱发因子，丁酸能抑制结肠中去氧胆酸诱导的细胞增殖。在肠道勃膜上覆盖着勃液层，其主要成分是高分子量的勃蛋白，他们构成了肠腔内抵御有害微生物入侵的第一道防线，在基因转录水平，丁酸上调勃蛋白基因的表达。
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