背景:在圍產(chǎn)期，奶牛容易出現(xiàn)能量負(fù)平衡，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)性能下降和健康狀況下降。近年來人們發(fā)現(xiàn)膽汁酸(BAS)不僅可以作為脂肪乳化劑，還可以作為調(diào)節(jié)身體代謝的信號(hào)分子。雖然BAS在單胃動(dòng)物和水生動(dòng)物中已在一定程度上使用，但它們?cè)诜雌c動(dòng)物中的作用，特別是在圍產(chǎn)期牛中，仍不清楚。因此，本研究的目的是確定BA對(duì)奶牛生產(chǎn)性能，牛奶和血漿脂肪酸和BA成分，以及糞便微生物的影響。

結(jié)果：46頭健康狀況相似的圍產(chǎn)期荷斯坦奶牛隨機(jī)分為兩組，在產(chǎn)犢前21天至產(chǎn)犢后21天，分別補(bǔ)充0、20g/d的膽汁酸BA。生產(chǎn)性能追蹤至產(chǎn)犢后60天。結(jié)果表明，補(bǔ)充BA顯著提高了產(chǎn)后牛奶中的脂肪含量和產(chǎn)奶量，以及不飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸的產(chǎn)量。添加BAs后，奶牛血漿甘油三酯濃度和C＜16脂肪酸比例顯著升高，而B-羥丁酸和C＞16脂肪酸比例顯著降低。補(bǔ)充BA顯著改變了糞便細(xì)菌群落的組成，并增加了有利于BA代謝和轉(zhuǎn)化的細(xì)菌(Romboutsia、Clostridiumsensu stricto 6和Clostridium sensu stricto 1)的相對(duì)豐度。功能預(yù)測(cè)分析表明，在添加BAs的奶牛中，膽鹽水解酶、7a-羥基類固醇脫氫酶和BA誘導(dǎo)E的相對(duì)豐度以及與BA代謝相關(guān)的通路也顯著增加。此外，補(bǔ)充BA顯著改變血漿和糞便中BA組成，特別是提高了循環(huán)次級(jí)BA的濃度，這可能誘導(dǎo)肝臟中脂肪酸的完全氧化，從而進(jìn)一步降低β-羥基丁酸濃度。

結(jié)論：這些發(fā)現(xiàn)突顯了補(bǔ)充BA在提高牛奶產(chǎn)量和奶品質(zhì)，以及影響圍產(chǎn)期奶牛的代謝途徑方面的潛在益處。

1.補(bǔ)充BA對(duì)產(chǎn)后奶牛產(chǎn)奶量、乳成分及脂肪酸譜的影響

在泌乳期前三周，膽汁酸試驗(yàn)組BAS組的4%脂肪校正乳（P=0.01）和能量校正乳產(chǎn)量（P=0.02）顯著高于CON組（表3）。BAS組在泌乳前三周的乳脂含量及產(chǎn)量也顯著高于CON組（P＜0.01），但乳蛋白與乳糖含量及產(chǎn)量未見顯著差異。

2.補(bǔ)充膽汁酸BA對(duì)產(chǎn)后奶牛瘤胃發(fā)酵參數(shù)和細(xì)菌群落的影響

在產(chǎn)后第14天，兩組動(dòng)物在瘤胃發(fā)酵參數(shù)上未發(fā)現(xiàn)顯著差異。BAS組與CON組相比辛普森指數(shù)Simpson值更高(P=0.04)。

3.補(bǔ)充膽汁酸BA對(duì)產(chǎn)后奶牛糞便細(xì)菌群落及功能的影響

BAS組在ACE指數(shù)（P=0.07）和辛普森指數(shù)（P=0.09）上均呈現(xiàn)高于CON組的趨勢(shì)（圖1A）。主坐標(biāo)分析（PCoA）和相似性分析（ANOSIM）（R=0.14，P=0.05）顯示兩組間β多樣性存在顯著差異趨勢(shì)（圖1B）。兩組糞便樣本共檢出10個(gè)門和173個(gè)屬，其中厚壁菌門（Firmicutes）和擬桿菌門（Bacteroidota）為優(yōu)勢(shì)菌門，分別占總序列數(shù)的63.40%±0.10%和34.30%±0.01%（圖1C）。在屬水平上，螺旋菌科UCG-005（Oscillospiraceae UCG-005）和理研菌科-RC9腸道組（Rikenellaceae-RC9 gut group）豐度最高，占比分別為28.81%±0.10%和27.40%±0.07%（圖1D）。LEfSe分析表明，與CON組相比，BAS組有13個(gè)分類單元顯著增多，9個(gè)分類單元顯著減少（圖1E）。其中，在屬水平上，BAS組的羅姆布茨菌屬Romboutsia、狹義梭菌6（Clostridium sensu_stricto_6）和狹義梭菌1（Clostridium sensu_stricto_1）相對(duì)豐度更高。PICRUSt2功能預(yù)測(cè)顯示，在KEGG第3級(jí)代謝通路中，BAS組有9條通路表達(dá)上調(diào)（與CON組相比），特別是次級(jí)膽汁酸生物合成（P=0.03）以及牛磺酸與亞?；撬岽x（P=0.05），同時(shí)有8條通路表達(dá)下調(diào)（圖2A）。此外，BAS組細(xì)菌7α-羥基類固醇脫氫酶（7α-HSDH，P＜0.01）、膽汁鹽水解酶（BSH，P＜0.01）和BaiE酶（P=0.02）的相對(duì)豐度也顯著高于CON組（圖2B–D）。

4.補(bǔ)充膽汁酸對(duì)產(chǎn)后奶牛血漿和糞便膽汁酸譜的影響  

兩組血漿中共檢測(cè)到39種膽汁酸（圖3A）。甘膽酸、膽酸和?；悄懰崾莾山M中的主要膽汁酸，分別占總膽汁酸的32.37%±0.01%、19.18%±0.01%和18.97%±0.01%。就膽汁酸類別而言，與對(duì)照組（CON）相比，BAS組的次級(jí)膽汁酸（SBA，P=0.02）和游離次級(jí)膽汁酸（FSBA，P＜0.01）比例更高，但?；撬岢跫?jí)膽汁酸（TPBA）比例更低（P=0.05）（圖3B）。其他膽汁酸類別比例未見顯著差異。然而，BAS組中檢測(cè)到6種獨(dú)特膽汁酸，包括原膽酸、ω-鼠膽酸、α-鼠膽酸、?；铅?鼠膽酸、異豬去氧膽酸（isoHDCA）和6-酮石膽酸（6-ketoLCA）（圖3C）。

血漿膽汁酸組成差異分析顯示，與CON組相比，BAS組有19種膽汁酸水平更高（P＜0.01），3種更低（P＜0.01）（圖3D）。其中，11種FSBA和6種結(jié)合次級(jí)膽汁酸（CSBA）—包括豬去氧膽酸（HDCA，P＜0.01）、鼠去氧膽酸（MDCA，P＜0.01）、異豬去氧膽酸（isoHDCA，P＜0.01）、6-酮石膽酸（6-ketoLCA，P＜0.01）以及?；秦i膽酸（THCA，P＜0.01）—在BAS組中顯著更高。

總體而言，兩組糞便中共同檢測(cè)到42種膽汁酸（圖4A）。?；悄懰?、脫氫膽酸和豬去氧膽酸（HDCA）是兩組中的主要膽汁酸，分別占總膽汁酸的34.50%±0.02%、24.60%±0.01%和14.70%±0.004%。在膽汁酸類別方面，BAS組的結(jié)合型膽汁酸（CBA）（P=0.01）、初級(jí)膽汁酸（PBA）（P=0.04）、總初級(jí)膽汁酸（TPBA）（P=0.02）和?；撬岽渭?jí)膽汁酸比例均低于CON組（圖4B）。在糞便膽汁酸庫中，BAS組的總膽汁酸濃度高于CON組（圖4C，P＜0.01）。然而，包括甘氨豬膽酸（GHCA）、?；秦i膽酸（THCA）、甘氨豬去氧膽酸（GHDCA）、牛磺石膽酸-3-硫酸鹽和脫氧膽酸-3-硫酸鹽在內(nèi)的五種獨(dú)特膽汁酸僅在BAS組中被檢出（圖4D）。糞便膽汁酸組成差異分析顯示，BAS組中有22種膽汁酸含量顯著高于CON組（P＜0.01）（圖4E）。其中10種游離次級(jí)膽汁酸和5種結(jié)合型次級(jí)膽汁酸—包括豬去氧膽酸（HDCA）（P＜0.01）、鼠去氧膽酸（MDCA）（P＜0.01）、異豬去氧膽酸（isoHDCA）（P＜0.01）、6-酮石膽酸（6-ketoLCA）（P＜0.01）和?；秦i膽酸（THCA）（P＜0.01）—在BAS組中的含量均高于CON組。

表3 補(bǔ)充膽汁酸對(duì)圍產(chǎn)期奶牛產(chǎn)后產(chǎn)奶量及乳成分的影響

圖1.CON和BAS組之間的糞便微生物群落組成和多樣性(n=9)。

圖2.功能性預(yù)測(cè):糞便微生物KEGG途徑與BAS組和CON組之間的膽汁酸轉(zhuǎn)換相關(guān)酶(n=9)。

圖3.對(duì)照組(CON)與膽汁酸補(bǔ)充組(BAS)的血漿膽汁酸譜及流動(dòng)特征(n=9)。綠色表示CON組升高，紫色表示BAS組升高。HCA 豬膽酸，TCA ?；悄懰?，T-α-MCA ?；铅?鼠膽酸，LCA 石膽酸，UDCA 熊去氧膽酸，isoLCA 異別石膽酸，βDCA 3-表去氧膽酸，7-ketoLCA 7-酮石膽酸，GLCA 甘氨石膽酸，TDCA ?；侨パ跄懰?。

圖4. CON組與BAS組的糞便膽汁酸譜及流動(dòng)情況(n=9)。紫色表示BAS組含量上升。

圖5.膽汁酸補(bǔ)充對(duì)圍產(chǎn)期奶牛生產(chǎn)性能、脂肪酸與膽汁酸組成及腸道菌群的影響機(jī)制

1.補(bǔ)充膽汁酸后，脂肪酸在腸道的消化吸收促使血漿中短/中鏈脂肪酸（C≤16脂肪酸）增加。血漿中?；撬岷透拾彼峤Y(jié)合型膽汁酸可能上調(diào)脂肪酸的從頭合成，導(dǎo)致乳中短/中鏈脂肪酸的從頭合成增加，腸道總膽汁酸水平的提升可能促進(jìn)長(zhǎng)鏈脂肪酸吸收率，最終共同提升乳脂含量、乳產(chǎn)量以及從頭合成脂肪酸、混合脂肪酸、預(yù)制脂肪酸產(chǎn)量。

2.補(bǔ)充膽汁酸后，促進(jìn)膽汁酸轉(zhuǎn)化的有益微生物（如羅姆布茨菌、狹義梭菌6型、狹義梭菌1型）豐度增加，伴隨膽鹽水解酶（BSH）豐度上升，導(dǎo)致腸道中結(jié)合型膽汁酸（CBA）比例下降。7α-羥基類固醇脫氫酶（7α-HSDH）和膽汁酸誘導(dǎo)酶E（BaiE）豐度增加，致使腸道初級(jí)膽汁酸（PBA）比例降低，血漿次級(jí)膽汁酸（SBA）比例升高。

3.補(bǔ)充膽汁酸后，進(jìn)入肝臟的次級(jí)膽汁酸（SBA）、游離次級(jí)膽汁酸（FSBA）及部分獨(dú)立膽汁酸（如豬去氧膽酸HDCA、牛磺豬去氧膽酸THDCA）可增強(qiáng)非酯化脂肪酸（NEFA）的完全氧化能力，從而降低β-羥基丁酸（BHBA）濃度。紅色代表上升，綠色代表下降。

結(jié)論:綜上所述，在圍產(chǎn)期奶牛日糧中添加膽汁酸顯著提高了產(chǎn)后乳脂肪酸產(chǎn)量、乳脂含量及產(chǎn)量，這可能是由于促進(jìn)了乳腺中新生脂肪酸合成與吸收功能。膽汁酸補(bǔ)充還增加了血漿次級(jí)膽汁酸比例并降低β-羥基丁酸濃度，這可能歸因于腸道菌群中次級(jí)膽汁酸合成相關(guān)酶活性增強(qiáng)，進(jìn)而促進(jìn)肝臟非酯化脂肪酸的完全氧化（圖5）。值得注意的是，盡管膽汁酸譜發(fā)生變化，但血漿總膽汁酸濃度保持穩(wěn)定而糞便總膽汁酸排泄增加，表明奶牛在系統(tǒng)水平具有維持膽汁酸穩(wěn)態(tài)的能力。本研究為膽汁酸在圍產(chǎn)期奶牛中的應(yīng)用提供了新的理論與技術(shù)支撐，但尚需更多組織樣本以深入探究其分子機(jī)制。

原文：Li, Lei, et al. "Effects of supplementing bile acids on the production performance, fatty acid and bile acid composition, and gut microbiota in transition dairy cows." Journal of Animal Science and Biotechnology 16.1 (2025): 1-18.

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