短链脂肪酸如何影响家禽肠道健康？—看这一篇就够了！
从化学结构来说，短链脂肪酸（SCFAs）是指链长1至6个碳原子的饱和脂肪酸，在肠道中经常存在的是乙酸、丙酸和丁酸，占总SCFAs的约90~95%。
在过去的二十年内随着对微生物的研究不断深入，微生物的功能性代谢产物，比如SCFAs、菌体合成氨基酸、维生素、多胺等逐渐被大家发现认知，其中SCFAs被认为是菌群调控肠道健康的重要途径之一。现有的大量人类相关研究已经证实SCFAs参与到了多种生理功能，包括：
- 维持中枢神经稳定
- 维持泌尿系统功能正常
- 维持呼吸系统免疫稳态
- 参与肠道功能的维持
- 预防肠炎、过敏、糖尿病等
- 调控肠道发育
- ……
短链脂肪酸在家禽中的应用
随着对SCFAs的不断研究，也慢慢解开了其在家禽营养中的神秘作用。随着家禽养殖业集约化、规模化的生产变革以及对快速增长和高胴体率的不断选育，肠道在家禽中越来越脆弱。而SCFAs在家禽肠道健康中发挥了重要的作用。
SCFAs与肠道屏障
肠道是区分机体内外环境的重要器官，而肠道四屏障包括：微生物屏障、化学屏障、机械屏障和免疫屏障。那么SCFAs是如何各显神通的呢？
- 乙酸参与到双歧杆菌和肠道致病菌的竞争性排除过程中，促进肠道微生物平衡的建立
- 丙酸促进紧密连接蛋白ZO-1和occludin蛋白的合成，改善机械屏障
- 丁酸能够抑制沙门氏菌和产气荚膜梭菌在肠道中的定植，减少坏死性肠炎的发生，同时促进有益菌（Christensenellaceae, Blautia, Lactobacillus）的增殖
- 丁酸可以刺激杯状细胞分泌粘液蛋白，改善化学屏障功能
- 丁酸可以独立调控sIgA的生成并协助IL-10的表达
- SCFAs共同作用可以促进抗菌肽的分泌，降低肠道脂多糖的含量，减少炎症反应
SCFAs与肠道菌群
家禽中稳定的微生物区系定植能有效的抵抗病原菌的入侵，而SCFAs最直接的效果是能够释放H+，从而降低肠道的pH值，抑制病原菌的入侵和定植。同时SCFAs，尤其是丁酸可以消耗肠腔内的氧气，从而创造厌氧环境，降低某些需氧致病菌的入侵。
大量研究已经证实SCFAs在菌群调控方面具有双向调节作用，一方面抑制病原菌的生长，另一方面促进有益菌的增殖。那么哪些致病菌会被抑制呢？又能促进哪些益生菌呢？
除了直接调控菌群组成外，SCFAs，比如丁酸可以通过调控抗菌肽和sIgA的表达和生成来间接改变微生物的区系，使其维持在一个丰富且稳定的状态。
SCFAs和肠道免疫
SCFAs和肠道免疫之间通过多种信号分子形成复杂的互作关系。现有的研究已经证实SCFAs可以通过刺激宿主免疫系统产生细胞因子，比如TNF-α、IL-2、IL-6和IL-10来增强免疫应答。
同样的，SCFAs还可以通过免疫细胞上的 Toll受体和G蛋白偶联受体（GPRs）结合，促进T细胞分化和增殖。在肠道中，SCFAs可以激活GPRs、抑制组蛋白去乙酰化酶（HDACs）、下调促炎因子的表达来修复肠黏膜、缓解肠道炎症。
图1 SCFAs在家禽肠道健康中的作用和功能
SCFAs在家禽生产中的来源
考虑到SCFAs对家禽肠道健康的重要性，现在有越来越多的配方师开始重视SCFAs的营养功能。那么如何提高家禽肠道中SCFAs的含量呢？我们简单分析下SCFAs在家禽中的来源及其利弊。
- 日粮纤维
纤维对于肠道的重要性在近些年逐渐被发现、认可。在健康的肠道中，微生物可以利用某些可溶性日粮纤维发酵产生SCFAs，常见的可溶性纤维包括β-葡聚糖、果胶、阿拉伯木聚糖，这些纤维常见于燕麦、大麦等日粮。但是纤维和原料的复杂性、结构多样性导致很难定向的调节SCFAs的生成，尤其是在家禽饲养的前期，消化道尚未发育完全，肠道内菌群也并未稳定，过多的纤维可能会负面影响到肠道健康，进而影响动物的生长。
- 产SCFAs细菌
相比于调整日粮组成，添加产SCFAs细菌能直接干预SCFAs的生成。常见的产SCFAs的细菌包括唾液乳杆菌（Lactobacillus salivarius）、丁酸梭菌（Clostridium butyricum）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）等。但是相比于其它养殖动物，家禽消化道短，且后肠不发达，产SCFAs细菌能否有效定植决定了其能否高效产生维持肠道功能的SCFAs。另外考虑到饲料加工过程，有益菌的耐高温稳定性也是关键挑战。
- 直接饲料添加
考虑到以上两种方式的复杂性和局限性，现在越来越多的养殖者选择直接在饲料中添加来满足肠道对SCFAs的需求。常见的添加形式包括：丁酸、丁酸钠、丁酸甘油酯、丙酸盐。由于丁酸独有的臭味，饲料中直接添加在生产和养殖中面临很大挑战，并且丁酸易挥发不稳定，对储存有较高的要求。柏斯托独有酯化技术丁酸-福乐酸，同时拥有欧盟、美国双专利认证，上市10周年，自带乳酪香，无异味，易添加，研究数据涵盖全畜种，畅销全球60个多国家地区。
小结
SCFAs在家禽肠道中发挥着重要的作用，稳定肠道屏障、调控肠道免疫、改善微生物区系，小小的分子里却参与了肠道的全方面发育和维持。选择合适的来源，保证早期的肠道发育、后期的肠道稳态，养好鸡就是养好肠，肠好才常好！
一分钟了解柏斯托
柏斯托（Perstorp）集团， 1881年由Wilhelm Wendt 先生成立，至今已有141年悠久历史，
在欧洲、亚洲及北美运营着8个生产基地，确保了柏斯托的业务实现全球覆盖。
柏斯托成立之初就开始生产乙酸，在1960年代开始生产甲酸，并引入青贮添加剂，1990年代在瑞典Stenungsund开始生产丙酸和乙酸。柏斯托动物营养，是以有机酸为基础提供解决方案的全球短链脂肪酸专家，关注肠道健康，关爱动物生产。
参考文献：
Liu, Lixuan, et al. “Biological Function of Short-Chain Fatty Acids and Its Regulation on Intestinal Health of Poultry.” Frontiers in Veterinary Science 8 (2021).
Rauf, Abdur, et al. “Recent advances in the therapeutic application of short-chain fatty acids (SCFAs): An updated review.” Critical Reviews in Food Science and Nutrition 62.22 (2022): 6034-6054.