Carboxylic acids as bioregulators and gut growth promoters in non-ruminants
作者：Zdzislaw Mroz, Sietse-Jan Koopmans, André Bannink, Kirsi Partanen, Waclaw Krasuc
来源：《Biology of Growing Animals》，2005，4（09）：81-133
翻译：肠动力研究院 梁琦
【摘要】由于欧洲联盟计划到2006年逐步淘汰动物饲料中添加亚治疗剂量的抗生素，因此，人们又重新聚焦于短链和中链羧酸作为饲料中亚治疗剂量的抗生素的替代物。本文通过对猪做的相关实验，介绍了短链和中链羧酸的作用方式和有效性对非反刍动物的肠道健康和生产性能的影响。
以下是实验中相关图表
表1：一些SCFA及其盐的物理和化学特性 
表1（Cont，d）：一些SCFA及其盐的物理和化学特性
表1（Cont，d）：一些SCFA及其盐的物理和化学特性
表1（Cont，d）:一些SCFA及其盐的物理和化学特性
表1（Cont，d）:一些SCFA及其盐的物理和化学特性
表2：各种碳水化合物来源的体外产生的SCFA（Mol％）（在Topping和Clifton之后，2001年）
表2a：人类利用各种碳水化合物体外生产SCFA（Mol％）（在比利时达能研究所之后）
表3：食物中添加不同等级水平的NDF（0,10或20％）和加有0.1％的有机酸对猪盲肠消化物中SCFA（mMol / L）的体外生产的影响
表4：N源和葡萄糖对猪盲肠内容物培养物中有机酸和甲烷的产生速率和摩尔比的影响（Marounek等，2002）。
表5：近端和远端结肠中的乙酸盐，丙酸盐，丁酸盐，支链脂肪酸（BCFA）的浓度和产率（MacfarlaneandMacfarlane，2003之后）
表6：饥饿状态下和非纯化食物喂养大鼠的SCFA产量的变化和醋酸盐，丙酸盐与丁酸盐的比例（在Topping和Clifton之后，2001年）
表7：6周龄仔猪消化道中微生物产生的羧酸量（mMol /天）（Jensen，1998年）
表8：仔猪回肠消化物中的乳酸浓度（mMol / L）受其年龄影响（Mathew等，1994年之后）
表9：饲喂是否含有颗粒性饲料的幼仔的回肠消化物中的乳酸浓度（mMol / L）（Mathew等，1994年之后）
表10：猪胃中的日粮的物理形态，有机酸含量（mMol），酸度和厌氧菌之间的相互关系（继Mikkelsen和Jensen之后，2003年）
表11：饲喂含有25％来自玉米或生马铃薯的淀粉的饲料的仔猪的结肠直肠食糜中SCFA（乙酸盐，丙酸盐，丁酸盐）和支链短链的脂肪酸（BCSCFA）含量（在Martinez-Puig等人，2003年之后）。
表12:饲喂含有不同级别水平的K-二甲酸盐的麦麸—豆粕日粮的仔猪的新鲜十二指肠消化物中日粮的流动性和甲酸（FA）的浓度(在Mroz等人之后，2001)
表13：断奶后第29天仔猪消化道（n = 9）的食糜中的有机酸（mMol / kg湿样品）（Canibe等，2001之后）
表14：饲喂没有或含有1％三丁酸甘油酯（T）和或0.3％乳糖醇（L）的21日龄仔猪的空肠和盲肠中的SCFA平均浓度（μMol/ g DM）（在Piva等人，2002之后）。
表15：不同SCFA或其混合物的MIC值（％）的相关总结（施特劳斯和海勒之后，2001年）
表15a：丙酸，甲酸或它们的组合体对I型菌毛形成ETEC血清型O157：H7的粘附的体外作用（Gedek，1999之后）。
表16：喂食含有1.2％甲酸（FA）的日粮的仔猪中对仔猪消化道内细菌计数的影响（在Roth和Kirchgessner之后，1998年）
表17：饲喂可发酵碳水化合物的不同的日粮的育肥猪（n=4）中平均动脉和门静脉血浆VFA和VFA的PDV含量（在Jansman等人，2001年和Van der Meulen等人，1997年之后）
表18：通过猪和人体实验得到的可变量和可发酵碳水化合物为源头产生的SCFA含量（在Bach Knudsen等人，2003年之后）
表19：通过大鼠结肠上皮细胞将来自酮体和丁酸盐的碳结合到脂质中（在Zambell等之后，2003）
表20：食用半合成膳食和含有小麦或黑麦面包的人的静脉血和猪的颈静脉中SCFA和丁酸盐的含量（Bach Knudsen等人，2003年后）
表21：SCFA的一些与健康相关的有益作用（Topping之后，1996）
表22：MCFA的物理和化学特性
表22（Cont，d）：MCFA的物理和化学特性
表23：部分脂肪来源的一些MCFA和其他脂肪酸的含量（g / 100g总脂肪酸）（在Decuypere和Dierick之后，2003年）
启示
日粮添加和内在产生的短链脂肪酸（SCFA）对肠道通过直接/间接的作用机制，起到重要的生物调节器和粘膜生长促进剂的功能，贯穿非反刍动物整个机体的整个生命周期，从出生-断奶-成年。日粮、健康状态、神经-荷尔蒙调节过程这些因素与其作用模式相互影响。SCFA的对健康状态有利影响的综述见Table21
然而，SCFA的在疾病状态下的代谢需要进一步研究，如溃疡性结肠炎、憩室病、结肠癌，这是因为系统变化、作用机制、信号传导等因素仍然不清楚。粘膜的形态和功能在生命周期内可以变化的；细胞增殖和细胞凋亡在整个生命周期中可以改变的。消化道的发育和功能的主要的直接和间接因素是总SCFA的可获得性，最有力的证据是丁酸有助于上皮细胞的增殖。仍然需要更好地研究营养与这些效应之间的相互作用以及介导上述作用的机制。这些因素不仅对于理解胃肠道生理学具有重要意义，而且对于提出实用建议至关重要。
中链脂肪酸（MCFA）作为非反刍动物日粮中的抗菌素颇具前景。与SCFA相比，非反刍动物的胃和肠的内源性/外源性脂肪酶作用于短链和中链甘油三酯（TAG）产生的MCFA的研究仍然有限。此外，需要研究关于十二指肠前脂肪酶催化外源性TAG / MCFA对粘膜生长，上皮细胞增殖，消化生理学，肠道菌群，采食量，生产性能和胴体组成的影响。
Abstract
A renewed interest in short and medium chain carboxylic acids as possible in-feed replacements for sub-therapeutic levels of antibiotics has occurred as a result of the European Unions plan to phase out sub-therapeutic levels of antibiotics from animal feed by 2006. A review of current literature relating the modes of action and effectiveness of both short and medium chain carboxylic acids relative to gut health and performance of nonruminant animals will be presented, with an on swine
Conclusion
While total SCFA availability seems to be a dominant factor in direct/indirect growth and functioning of the digestive tract, the strongest evidence is that butyric acid contributes to epithelial cell proliferation. Better understanding of nutrient interactions on these effects and of the mechanisms mediating the observations described above are still needed. Not only do these factors have importance for understanding of GI physiology but they are crucial for making practical recommendations.
Medium-chain fatty acids (MCFA) seem to possess a very promising potency as antimicrobials in diets for non-ruminants, although in contrast to SCFA, information on the in situ generation of MCFA from short and medium chain triacylglycerols (TAG) due to endogenous/exogenous lipases in the stomach and intestines of non-ruminants is still limited.Also, more information is needed on the effects of extrinsic TAG/MCFA at various activities of pre-duodenal lipase on mucosal growth, epithelial cell proliferation, digestive physiology, gut flora, feed intake, performance and carcass composition。
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