动物肠道微生物代谢与思考（一）

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摘要：肠道微生物及其代谢对动物机体健康与疾病的发挥着关键性影响和调控作用。哺乳动物的肠道不仅是进行消化和吸收营养物质的主要部位，肠道中有大量复杂多样的微生物通过或者定殖，对维持胃肠系统的生理动态平衡发挥着至关重要的作用。从营养学的角度看，肠道微生物既影响着动物机体对营养物质的吸收和代谢，又调控着宿主曰常的生理功能、疾病免疫等方面。肠道菌群已被证实能够通过微生物-脑_肠轴与机体进行相互调控，从而达到改变宿主的机体代谢和肠道屏障功能以及免疫系统稳态的效果，进而调节宿主的生理机能和健康状况。

　　在动物的体内存在着大量的微生物，这些微生物能够帮助宿主建立和维持健康，其中90%的微生物居住在胃肠道。数量庞大复杂多样的微生物菌群代谢产生丰富多样的代谢产物，从而使肠道成为体内一个重要的代谢部位。肠道微生物既影响着营养物质的消化、吸收和能量供应，又调控着宿主正常生理功能及疾病的发生与发展，对机体正常功能的运行有着至关重要的影响。例如在肠道黏膜表面存在着一层由肠道菌群组成的生物屏障，能够有效抑制病原菌增殖。

　　近年来，曰益增多的研究开始转向肠道菌群与大脑之间的联系，已有结果表明，肠道菌群通过神经、内分泌、代谢和免疫的途径参与了肠道和中枢神经系统的双向调节。肠道菌群可以通过自身或代谢产物影响机体，机体也可以通过神经、免疫和内分泌等途径影响肠道菌群的变化，以维持微生态的平衡，该双向调节系统被称为微生物-脑-肠轴，包括中枢神经系统和胃肠系统之间的传入和传出的神经，是将机体的内分泌和免疫学的信号综合在一起的神经轴，该系统对动物行为和生理健康有着重要的影响作用。

　　单胃动物的消化道内存在多种类型的微生物，包括细菌、古菌、真菌、病毒和寄生虫等，这些微生物及其代谢产物在营养、免疫等方面对宿主的健康有重要的意义。研究表明肠道微生物菌群受到许多因素的影响，包括亲缘关系、日粮组成、日龄、生活环境和应激等。

1、肠道微生物及其代谢产物

　　在生物体漫长的进化过程中，肠道微生物与其宿主相互选择并形成了一个相互依赖、相互制约、互惠共生的生态系统，并作为肠道生态系统的一部分存在，构成一个统一体。然而，肠道微生物区系的建立是一个非常复杂的过程，尽管许多微生物可以在肠道内定殖，但更多的微生物不能生长，定居下来的微生物经过与宿主长期的相互适应和选择，逐渐形成正常的胃肠道微生物区系。但是由于消化道各部位组织结构和生理特性不同，寄居在各部位的微生物菌落的数量、组成有所差异。

　　肠道微生物的发酵功能对于猪的肠道健康有着至关重要的作用。中短链脂肪酸（SCFAs）是肠道微生物中最重要的代谢产物之一，宿主肠道中代谢产物的种类主要由进人肠道的日粮中的碳水化合物的种类以及微生物菌群的结构共同决定。单胃动物肠道中乙酸、丙酸和丁酸含量最高，其含量和比例间接反映肠道微生物菌群状况。微生物的活性对于宿主的肠道健康也起到重要作用，主要包括刺激肠道蠕动、提高能量产量、维生素合成及肠道免疫刺激等方面。

　　肠道内的微生物有助于肠道消化碳水化合物等营养物质，具有正常肠道微生物环境的小鼠摄取能量的能力更强，此外有针对肥胖小鼠和人类的肠道微生物进行测序，结果发现肠道微生物的确能够增加营养物质的代谢水平，从而提高能量和营养物质的获取。

（动物营养学国家重点实验室，农业部饲料工业中心，中国农业大学动物科学技术学院，北京100193）

文章转载自：昕大洋生物饲料