SCFA在反刍动物体内代谢
丁酸钠在动物肠道中的作用
丁酸钠在动物肠道中的作用丁酸钠所产生的任何效果都集中于SCFA（短链脂肪酸）在肠道中作用上。
许多资料表明，丁酸钠在前部肠段吸收，主要通过两种方式：1）SCFA的质子扩散作用，通过Na/H泵交换，K+—H+—A TP酶和细菌代谢能够使结肠腔酸化，导致增加的丁酸以扩散方式进入肠道细胞。
结肠中的pH值与系统循环中相比略酸，诱导丁酸的扩散作用。
2）阴离子在细胞膜的交换，阴离子在细胞膜的交换引起了一系列SCFA调解作用研究，HCO3−交换进入顶部细胞膜。
一些研究表明有机酸减少了大肠杆菌的数量，提高了乳酸杆菌的数量，但最近的研究发现明丁酸钠减少了空肠乳酸杆菌的的数量，Knarreborg et al（2002）指出丁酸抑制了乳酸菌和大肠杆菌的生长，可能原因是丁酸钠在前段胃肠道中的抑菌作用所致，特别是产生乳酸的细菌。
在体外，丁酸盐是一种细胞分裂抑制剂，但在体内丁酸盐是胃肠生长促进剂（Galfi 和Neogrady，2001）。
因此，其机理还需进一步在体内试验证实。
目前的试验结果表明丁酸钠还没有对后段空肠的绒毛高度和隐窝深度产生影响。
但绒毛高度/隐窝深度提高。
丁酸钠增加了回肠微绒毛长度和盲肠隐窝深度（Galfi和Bokori，1990）。
比率提高可能是降低隐窝深度和略微提高绒毛高度的结果，可视为维护消化道一个比较好的比率。
这也许是微生态菌群其他产物在肠上皮作用的结果（Bardocz et al，1995）。
给切除盲肠的大鼠饲喂不含纤维的日粮并灌注40 mmol/l的丁酸或在结肠注入SCFA的混合物，显著增加了结肠的生长，包括肠粘膜重和蛋白、DNA、RNA的浓度，（Friedel和Levine，1992）。
SCFAs也显著增加了切除小肠大鼠肠粘膜重和蛋白、DNA、RNA的浓度（Koruda,et al.,1988）。
在反刍动物和草食动物上，对SCFAs的代谢作用做详细的研究，能够刺激消化道上皮细胞分裂（Sakata和Yajima，1984）。
反刍动物瘤胃中纤维素分解菌代谢类型
反刍动物是一类能够利用菌类微生物在瘤胃中分解纤维素的特殊动物，它们对于生态系统的平衡和农业生产具有重要意义。
近年来，研究人员对于反刍动物瘤胃中纤维素分解菌代谢类型进行了深入的研究，不仅有助于理解这些动物的消化方式，还为生物技术和饲料添加剂的研发提供了重要参考。
一、反刍动物瘤胃中纤维素分解菌的分类研究发现，反刍动物瘤胃中的纤维素分解菌主要分为纤维素产物和异源碳产物两种类型。
纤维素产物的代谢主要是以纤维素酶作用产物为底物进行进一步分解，而异源碳产物则是指纤维素酶分解被利用后，进一步将产生的葡萄糖等碳源进行利用。
这两种类型的菌类微生物在瘤胃中共同作用，形成了复杂而高效的纤维素降解系统。
二、反刍动物瘤胃中纤维素分解菌代谢路径在纤维素分解过程中，纤维素分解菌主要通过两条代谢途径进行纤维素的降解。
第一种代谢途径是通过解酶和内切酶将纤维素分子酶切割成较短的寡聚糖或者低聚糖单体，然后再通过外切酶将其切割成葡萄糖单体。
第二种代谢途径则是通过纤维素产物和异源碳产物的相互作用，将产生的碳源进行进一步的利用和代谢。
这两条代谢途径相互配合，构成了纤维素在反刍动物瘤胃中高效降解的机制。
三、反刍动物瘤胃中纤维素分解菌代谢类型的影响因素研究发现，反刍动物瘤胃中纤维素分解菌代谢类型的形成受到多种因素的影响。
其中，瘤胃内微环境的pH值、温度、氧气浓度等因素都对纤维素分解菌的代谢类型有着重要的影响。
反刍动物自身的饲料结构、饲料成分和饲喂方式等也会对瘤胃内纤维素分解菌的代谢类型产生影响。
为了更好地了解反刍动物瘤胃中纤维素分解菌代谢类型，科研人员需要综合考虑多种因素的影响，并进行深入研究。
四、对反刍动物瘤胃中纤维素分解菌代谢类型研究的意义反刍动物瘤胃中纤维素分解菌代谢类型的研究不仅有助于加深对于这些动物的消化生理机制的理解，还在环境保护、畜牧业生产以及生物技术领域具有重要意义。
通过深入研究反刍动物瘤胃中纤维素分解菌代谢类型，科研人员可以探索新的饲料添加剂或生物酶，提高畜禽的饲料转化率，减少对天然资源的消耗。
反刍动物对非蛋白氮的利用
反刍动物对非蛋白氮的利用
反刍动物是指那些拥有多重胃室的动物，如牛、绵羊和驼鹿等。
它们通过反刍过程来消化食物，并且在这个过程中对非蛋白氮的利用起着重要的作用。
非蛋白氮是指食物中除了蛋白质以外的氮化合物，包括氨基酸、胺、尿素、硝酸盐和铵盐等。
反刍动物能够将这些非蛋白氮转化为有机氮，进而被它们的体内微生物利用。
反刍动物的胃内寄居着大量的微生物，这些微生物能够分解和利用非蛋白氮。
当反刍动物摄入食物后，食物首先进入第一胃，部分被液体和微生物分解，形成混合物。
然后，混合物被反刍到口腔中，进行反刍咀嚼后再次进入第一胃，经过多次反刍后，细小的颗粒会随着唾液一起被吞咽并送入第二胃。
在第二胃中，非蛋白氮会被微生物分解成氨基酸和其他有机氮化合物。
微生物进一步利用这些产物合成蛋白质，并将它们转化为自身所需的氨基酸和细胞组分。
当反刍动物消化食物后，微生物会进入小肠，被宿主动物吸收和利用。
通过这种方式，反刍动物能够高效地利用非蛋白氮，并将其转化为自身需要的蛋白质和其他营养物质。
这是它们能够以纤维素为主食的重要原因之一。
同时，反刍动物通过排泄物将微生物和未被利用的固体废物排出体外。
总而言之，反刍动物通过与体内微生物的共生关系，能够有效地利用非蛋白氮，为自身提供必要的营养物质。
这也使得它们可以适应
以纤维素为主食的环境，并在草原等生态系统中发挥重要角色。
反刍动物生成VFA的研究进展
doi：10.3969/j.issn.2095-3887.2019.05.011反刍动物生成VFA的研究进展王淑玲（$2,王后福（$2，盖叶顶（$2,矣国（，2,李鹏飞（，2,杨仁辉（，2,周荣康2,杨振2,成潇2,冷静（，2（1.云南农业大学，云南省动物营养与饲料重K实验室，昆明650201,2.云南农业大学动物科学技术学院，昆明650201）摘要：反刍动物通过瘤胃降解饲料中的碳水化合物生成大量的挥发性脂肪酸（VFA）和气体（CO2, CH/）,VFA的生成与动物所需的能量和营养关系紧密。
瘤胃微生物对生成VFA有巨大影响，同时VFA的生成也影响着瘤胃发酵。
文章通过对瘤胃中VFA的组成、生成途径及其影响生成VFA的因素进行简要阐述，旨在为反刍动物生长发育及生产提供参考。
关键词:反刍动物；瘤胃微生物；VFA;代谢；组成中图分类号：S816文献标志码：A文章编号：2095-3887（2019）05-0046-04Advances in Research on the Production of V FA by RuminantsWang Shuling1,2,Wang Houfu1,2,Gai Yeding1,2,Yi Guo1,2,Li Pengfei1,2,Yang Renhui1,2,Zhou Rongkang2,Yang Zhen2,Cheng Xiao2,Leng Jing1,2（l.Yunnan Provincial Key Laboratory of Animal Nutrition and Feed Science,Yunnan Agricultural University,Kunming650201, China;2.Faoulty of Animal Science and Technology,Yunnan Agricultural University,Kunming650201,China）Abstract:Ruminant rumen produces a large amount of VFA and gas(CO2,CH4)by degrading carbohydrates in feed.The production of VFA is closely related to the energy and nutrition required by animals.At the same time,rumen microbes and diet types also affect the production of VFA.The article described briefly the composition,production pathway and factors affecting the production of VFA,aiming at providing reference for the growth and production of ruminants.Keywords:ruminant;rumen microorganism;VFA;metabolism;composition谷物饲料含有丰富的单糖、淀粉等碳水化合物，这些碳水化合物可以在反刍动物瘤胃微生物和由它们分泌的各种酶类及代谢物的作，然后由瘤胃微生物化发（VFA）等。
动物营养与饲料20-《蛋白质在反刍动物体内的消化代谢》PPT_5
蛋白质在反刍动物体内的消化代谢一、反刍动物对蛋白质的消化、吸收和代谢（一）消化1.瘤胃 微生物消化，约占摄入蛋白质的70%（40-80%），其余部分（30%）进入真胃和小肠消化。
CP----肽、AA----NH3、CO2、VFA（挥发性脂肪酸）MCP（微生物蛋白）2.真胃和小肠方式与产物：与单胃动物相同底物：与单胃动物不同。
主要是微生物蛋白（MCP）和瘤胃降解蛋白（RDP）。
3.大肠 与单胃动物相同（二）吸收1. 瘤胃 吸收NH 3---肝门静脉----肝脏（尿素）----肾脏---尿（三）代谢 与单胃动物相同2. 小肠 与单胃动物相同，氨基酸来自MCP和RDP 菌体蛋白口腔瘤胃NH 3肝脏尿素排出体外机体利用饲料Pr①③②意义：减少食入饲料Pr的浪费，使食入饲料Pr被细菌反复利用合成菌体Pr。
瘤胃氮素循环二、反刍动物对粗蛋白质的消化代谢特点1、蛋白质消化吸收的主要场所是瘤胃，靠微生物的降解，其次是在小肠，在酶的作用下进行。
2、反刍动物不仅能大量利用饲料中的蛋白质，而且也能很好地利用氨化物。
3、饲料蛋白质在瘤胃进行较大改组，通过微生物合成饲粮中不曾有的氨基酸。
4、反刍动物的小肠可消化蛋白质来源于瘤胃合成的微生物蛋白质和饲料过瘤胃蛋白质。
5、瘤胃微生物蛋白质品质好，仅次于优质动物蛋白质，与豆饼、苜蓿叶蛋白质相当，而优于大多数谷物蛋白质。
三、反刍动物对NPN的利用微生物（CH 2O ）n VFA+酮酸+ATP 尿素 NH 3 + H 2O + CO 2 微生物NH 3+酮酸（碳架）+ATP （能源） MCP微生物四、反刍动物对必需氨基酸的需要五、过瘤胃蛋白的保护技术1、物理处理法青草干制、热处理2、化学处理法利用化学药品、甲醛处理法3、包理法用某些富含抗降解蛋白质的物质或某些脂肪酸包埋饲料蛋白质。
短链脂肪酸调控奶牛乳腺乳脂合成作用机制的研究进展
短链脂肪酸调控奶牛乳腺乳脂合成作用机制的研究进展。
乳脂是牛奶中重要的营养物质，对于牛奶消费者的营养和健康有着积极影响。
此外，乳脂是牛奶主要的能量物质，与牛奶生产者的经济利益密切相关。
因此，深入了解乳腺中乳脂合成的调节机制对于改善泌乳期间反刍动物的能量平衡和提高牛奶对消费者的营养价值至关重要。
短链脂肪酸(short-chain fatty acids，SCFA)是碳原子数不大于6的饱和脂肪酸，因其具有挥发性，常常被称为挥发性脂肪酸。
奶牛体内的绝大部分SCFA经瘤胃发酵碳水化合物产生，少部分由肠道微生物发酵产生，多以离子的形式存在，由瘤胃上皮或肠道上皮吸收进入不同组织，参与能量代谢和营养物质代谢等机体内多项生理活动。
研究发现，乙酸、丙酸和丁酸是奶牛瘤胃发酵碳水化合物产生的主要代谢产物，能够满足反刍动物60%～80%的能量需求。
其中，丙酸是葡萄糖的主要前体物质，以葡萄糖的形式参与机体能量代谢，而乙酸和丁酸一方面作为乳腺内脂肪酸从头合成的前体物，另一方面作为信号分子调节乳腺内脂肪酸代谢，影响奶牛乳脂的组成和含量。
本文就SCFA对乳脂合成的影响及其调控乳腺乳脂合成的分子机制2方面，综述了SCFA调控奶牛乳腺乳脂合成的作用机制，为奶牛乳脂合成机制的相关研究提供理论依据。
1、SCFA对奶牛乳脂合成的影响Urrutia等在奶牛饲粮中添加乙酸盐和丁酸盐发现，添加 2.9%乙酸盐显著提高了奶牛乳脂率和乳脂产量，分别提高了0.2%和90g/d，而在饲粮中添加等碳当量的丁酸盐对乳脂率和乳脂产量无显著影响。
Matamoros等在奶牛饲粮中添加3.25%乙酸盐显著提高了奶牛乳脂产量，这可能是因为饲粮中添加乙酸盐增加了乳腺的乙酸盐供应，从而刺激脂肪酸从头合成的产生来增加乳脂产量。
Izumi等研究发现，在奶牛饲粮中添加 1.1%的丁酸能增加乳脂产量，在一定程度上缓解高精料饲粮引起的奶牛乳脂抑制。
Seymour等通过综述奶牛瘤胃SCFA含量与乳成分的关系，发现瘤胃内丁酸含量与产奶量呈正相关，瘤胃内乙酸/丙酸与乳脂产量呈正相关。
反刍动物脂类代谢研究进展
反刍动物脂类代谢研究进展中国养殖技术网来源： 发布时间：2006-1-13 12:49:25一般，反刍动物日粮中脂类的含量较低，精料中含2～4％，粗料中占5～7％。
在常规日粮中，脂类大部分是以三酰甘油的形式存在的，另外还有一小部分的糖脂和角质脂(主要是腊质和复合脂)。
饲草中脂类主要是复合脂，包括糖脂和磷脂(占70～80％)。
近十多年来，反刍动物脂类研究取得了重大进展。
最主要的是开发出了具有多种形式(氢化、钙皂、蛋白包被等)的瘤胃惰性脂肪产品。
另外对组织间脂类的合成、贮存和动员的研究也取得了进展，特别是发现影响这些代谢途径的限制性因素，对避免产生代谢问题提供了科学依据。
目前脂类在反刍动物营养中的研究侧重点是通过改变脂类在瘤胃中的理化性质来提高动物生产性能。
如控制脂肪酸的抗微生物作用，以便在使用添加脂类物质的日粮饲喂家畜时，不会破坏胃发酵平衡。
另外，通过调节微生物的氢化作用来改变特定脂肪酸的吸收，以便提高生产性能或改善动物食品的营养品质，也越来越受到重视。
一、反刍动物日粮中添加脂类的作用1.在动物日粮中添加脂类，可以提高日粮的能量浓度。
脂类的能值是蛋白质和碳水化合物的两倍多，且反刍动物吸收脂类的效率高。
各种脂肪、油和脂肪酸的消化或吸收率在80％～90％之间。
因此，在反刍动物日粮中，添加一部分脂类，可以节省部分谷物能量饲料，有利于提高动物生产性能。
2.在动物日粮中添加脂类，能改变动物的组织代谢。
日粮中增加脂肪可降低脂肪组织中脂肪酸合成速度。
主要是通过脂肪酸或其辅酶酯抑制乙酰辅酶A羧化酶活性。
其中，硬脂酸是最主要的抑制物，棕榈酸、油酸、亚油酸和亚麻酸也有作用。
脂类对细胞代谢的调节作用是通过改变细胞膜的结构和流动性实现的。
如可以作为细胞表面的受体、膜蛋白的结合位点以及作为第二信使等。
3.在动物日粮中添加脂类，可以改变动物食品的营养品质，如增加羊肉中的不饱和脂肪酸含量。
二、脂类在瘤胃中的代谢1.脂类水解酯化的植物脂被动物采食后，在瘤胃微生物分泌的脂酶作用下被广泛水解。
纤维素分解菌在反刍动物营养代谢中的研究进展_1
纤维素分解菌在反刍动物营养代谢中的研究进展。
目前，我国北方地区仍以玉米秸秆等粗饲料作为反刍动物的部分能量来源。
由于这类饲料质地粗硬、适口性差，导致反刍动物采食量降低，从而影响营养物质的吸收，造成生产效率低下，因此很多研究人员对如何提高这类粗饲料的消化率进行了大量的研究。
研究反刍动物对粗饲料的利用，实际上就是研究瘤胃内微生物如何利用粗纤维的过程。
本文主要从瘤胃内纤维素分解菌的特性，影响其降解能力的因素及国内外研究进展几个方面进行阐述。
瘤胃内存在的几种主要纤维素分解菌及生物学特性。
瘤胃内主要的纤维分解菌包括白色瘤胃球菌、黄化瘤胃球菌及产琥珀酸丝状杆菌，另外还有一部分次级纤维分解菌，它对纤维降解也起到一定的作用。
瘤胃球菌瘤胃内起降解作用的主要是白色瘤胃球菌和黄化瘤胃球菌。
现已证明，这两种瘤胃球菌是反刍动物瘤胃中降解植物细胞壁活性最高的严格厌氧不运动的革兰氏阴性菌。
白色瘤胃球菌可发酵纤维素和纤维二糖，黄化瘤胃球菌可利用的碳源为纤维素和纤维二醇。
研究表明，白色瘤胃球菌可产生一种纤维素酶类并释放于培养基中，最适pH值为6.0～6.8，最适温度为45℃。
从白色瘤胃球菌分离得到单一的低分子量细胞外内切纤维素酶和与细胞壁结合的高分子量聚合体（1.5×106）。
酶分子量大小依赖于细胞培养状态，当培养基中无瘤胃液时，或当生长达到饱和阶段时主要产生低分子量酶，而在瘤胃液或纤维二糖培养基上，主要产生高分子量聚合体，此两种酶均无明显水解晶体纤维素的能力。
研究者研究了黄化瘤胃球菌纤维素酶的特征，酶的最适pH值为6.4～6.6，最适温度为39℃～45℃。
在细菌快速生长阶段，纤维素酶呈细胞结合状态，但在饱和生长阶段则成游离状态，在限制氨和纤维二糖的连续培养基中均能产生内切纤维素酶。
产琥珀酸丝状杆菌产琥珀酸丝状杆菌为革兰氏阴性菌不运动，纤维分解活性很高，只能以葡萄糖、纤维二糖、纤维素和果胶作为碳源。
同两种瘤胃球菌相比，产琥珀酸丝状杆菌对抗生素有较强的耐受能力，当动物饲喂抗生素时，该菌成为瘤胃中占主导地位的纤维降解菌。
反刍动物的消化吸收特点
反刍动物的消化吸收特点一、蛋白质的消化吸收反刍动物真胃和小肠中蛋白质的消化和吸收与单胃动物无差异。
但由于反刍动物瘤胃中微生物的作用，使反刍动物对蛋白质和含氮化合物的消化利用与单胃动物有很大的不同。
1．饲料蛋白质在瘤胃中的降解饲料蛋白质进入瘤胃后，一部分被微生物降解生成氨，生成的氨除用于微生物合成菌体蛋白外，其余的氨经瘤胃吸收，入门静脉，随血液进入肝脏合成尿素。
合成的尿素一部分经唾液和血液返回瘤胃再利用，另一部分从肾排出，这种氨和尿素的合成和不断循环，称为瘤胃中的氮素循环。
它在反刍动物蛋白质代谢过程中具有重要意义。
它可减少食入饲料蛋白质的浪费，并可使食入蛋白质被细菌充分利用合成菌体蛋白，以供畜体利用 (图1)。
图1 反刍家畜体内蛋白质的消化代谢饲料蛋白质经瘤胃微生物分解的那一部分称瘤胃降解蛋白质 (RDP)，不被分解的部分叫做非降解蛋白质(UDP)或过瘤胃蛋白。
饲料蛋白质被瘤胃降解的那部分的百分含量称降解率。
各种饲料蛋白质在瘤胃中的降解率和降解速度不一样，蛋白质溶解性愈高，降解愈快，降解程度也愈高。
例如，尿素的降解率为 100 ％，降解速度也最快；酪蛋白降解率 90％，降解速度稍慢。
植物饲料蛋白质的降解率变化较大，玉米为 40％，大多可达80％。
常见几种饲料蛋白质的降解率见表1。
表1 几种饲料蛋白的降解率饲料降解率(％) 饲料降解率(％)尿素酪蛋白大麦棉仁粕花生粕10090807065大豆粕苜蓿干草玉米鱼粉606040302．微生物蛋白质的产量和品质瘤胃中80％的微生物能利用氨，其中 26％可全部利用氨， 55％可以利用氨和氨基酸，少数的微生物能利用肽。
瘤胃微生物能在氮源和能量充足的情况下，合成足以维持正常生长和一定产奶量的蛋白质。
用近于无氮的日粮加尿素，羔羊能合成维持正常生长所需的10种必需氨基酸，其粪、尿中排出的氨基酸是摄入日粮氨基酸的3～1 0倍，其瘤胃中氨基酸是食入氨基酸的9～20倍。
用无氮日粮添加尿素喂奶牛12个月，产奶4271 kg；当日粮中20％的氮来自饲料蛋白时，产奶量提高。
高nfc日粮对反刍动物瘤胃ph和瘤胃上皮scfa吸收的影响
62高NFC 日粮对反刍动物瘤胃pH 和瘤胃上皮SCFA 吸收的影响张春华1，艳城1，金鹿1，李胜利1，桑丹1，张崇志1，那顺乌日图2，孙海洲1*（1.内蒙古农牧业科学院010031；2.苏尼特右旗畜牧工作站011200）摘要：高非纤维性碳水化合物（non-fibrous carbohydrates ，NFC ）日粮在反刍动物瘤胃内可转化为短链脂肪酸（SCFA ）和乳酸等有机酸，SCFA 是反刍动物主要的能量来源，可提供60%~75%的代谢能。
瘤胃是反刍动物吸收的重要器官，可吸收瘤胃产生的SCFA 。
瘤胃内有机酸浓度和贮存时间直接影响瘤胃内环境和瘤胃pH 稳态，同时可能对瘤胃生态系统和动物健康构成挑战。
长期饲喂高NFC 日粮会影响反刍动物瘤胃结构和功能，显著降低动物生产性能和健康状况。
本文主要就高NFC 日粮对瘤胃上皮结构和功能、瘤胃pH 、瘤胃上皮SCFA 吸收的影响进行综述，以其为生产实践中日粮营养成分配制提供参考。
关键词：高非纤维性碳水化合物日粮；反刍动物；瘤胃上皮；短链脂肪酸在首次描述反刍动物瘤胃微生物近100年后，剑桥大学进行了开创性的实验，发现瘤胃微生物产生的短链脂肪酸（shortchain fatty acid ，SCFA ）大部分直接被前胃壁吸收[1]。
这一创举更新了人们对瘤胃的认识，瘤胃不仅仅是一个单纯的发酵室，还是动物机体的一个非常重要的吸收器官。
如今，人们普遍认为，反刍动物瘤胃产生的50%~85%的SCFA 直接被网状细胞壁吸收，只有15%~50%的SCFA 进入消化系统的末端。
未被网状组织吸收而直接进入消化系统末端部位的SCFA 因物种的不同而不同，其中绵羊为15%、犊牛为15%~20%、奶牛和阉牛为29%~39%[2]。
虽然网状细胞壁吸收的SCFA 绝对量取决于日粮能量摄入量，但研究发现瘤胃内产生的SCFA 量与进入瓣胃的SCFA 量之间没有线性关系[3,4]。
此外，研究发现极端能量摄入（4倍维持）反而会提高未被吸收进入瓣胃的SCFA 比例[5]。
反刍动物碳水化合物代谢及瘤胃调控技术研究进展
反刍动物碳水化合物代谢及瘤胃调控技术研究进展杨在宾(山东农业大学动物科技学院, 泰安, 271018)摘要本文综述了碳水化合物被瘤胃微生物降解成单糖，并进而分解成VFA的途经。
反刍动物葡萄糖来源主要是丙酸糖异生。
综述还阐述了甲烷能产生量估测、控制和过瘤胃碳水化合物调控技术。
关键词：碳水化合物，代谢规律，调控技术，反刍动物。
RECENT DEVELOPMENT ON METABOLISM AND CONTROL TECHNOLOGY OFCARBOHYDRATES FOR RUMINANTS(College Of Animal Science And Technology, Shandong Agricultural University, Taian 271018,China)YANG Zai-binAbstract: This paper briefly reviewed the metabolic pathways that all the dietary carbohydrates are converted to glycoses, and the glycoses are promptly converted to VFA, propionate acid is largely converted to glucose by the liver, and it is the primary source of glucose for ruminants. This paper also discussed the ways of estimate and control on methane energy produced in rumen and the technology of by pass carbohydrates.Key words: carbohydrate, metabolism, control technology and ruminant改革开发20余年,我国畜牧业发展迅速,生产结构已改变了长期以来以猪为首的传统饲养格局,实现了猪、鸡、牛、羊全面发展的新局面。
在反刍动物体内代谢PPT课件
分别是： 缬氨酸 脯氨酸 异亮氨酸 亮氨酸
异丁酸 戊酸 2-甲基丁酸 3-甲基丁酸
2 影响SCFA组成的因素
日粮 动物品种
参考文献 Leng and Brett （1966）
韩继福等 （1998）
杨红建，冯仰廉 （2003）
张吉鹍，卢德勋等 （2005）
赵国琦，贾亚红 等 （2006）
日粮
结果
用11只绵羊测得4种日粮的SCFA的摩尔百分数 很相近，分别为乙酸65％，丙酸20％，丁酸9 ％，其他6％
SCFA在反刍动物体内代谢 机制的研究概况
主要内容
前言 SCFA的生成及影响组成的因素 SCFA代谢理论 研究内脏代谢的新方法 结语 参考文献
前言
据预测到2010、2020、2030年， 我国粮食产量的38％、43％和50％将用作 饲料， 2010年－2020年，我国能量饲料的 缺口为4300万吨-8300万吨，蛋白质饲料缺 口为2400万吨-4800万吨左右。
这对瘤胃上皮大量氧化SCFA的观点提出 了挑战。
Table 1 Portal vein recovery(％) of SCFA infused
into a functional rumen of sheep or into the
washed rumen of sheep or steers
Item
乙酸/丙酸比随NDF/NFE比的降低而减小
动物品种
不同动物VFA比较（％）
动物 季节 方式 乙酸 丙酸 丁酸 材料来源
山羊 水牛 牦牛
青草期 放牧 春夏秋 放牧 青草期 放牧
69.69 54.26 46.30
20.40 19.30 26.17
8.12 秦为琳，
反刍动物饲料碳水化合物和蛋白质组分划分及消化道代谢规律
表 １ ＣＮＣＰＳ 碳水化合物和蛋白质组分计算公式（ 干物质基础）
Ｔａｂｌｅ １ Ｅｑｕａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ ａｎｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ｆｒａｃｔｉｏｎｓ ｉｎ ＣＮＣＰＳ （ ＤＭ ｂａｓｉｓ）
性洗涤剂 和 酸 性 洗 涤 剂 的 残 渣 中 粗 蛋 白 质 含 量；
ＳｏｌＣＰ 含量参照 Ｒｏｅ 等［２５］ 的方法测定；ＮＤＦ 含量 采用 Ｖａｎ Ｓｏｅｓｔ 等［２］ 的方法测定；挥发性脂肪酸和 乳酸含量参 照 Ｆｕｓｓｅｌｌ 等［２６］ 气相色谱分 析方法测 定；淀粉含量采 用试剂盒（ Ｍｅｇａｚｙｍｅ Ｔｏｔａｌ Ｓｔａｒｃｈ Ａｓｓａｙ Ｋｉｔ，爱尔兰） 测定。
１ １３６
动 物 营 养 学 报
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
２６ 卷
９８４．１３） 、木 质 素 （ ＡＯＡＣ ９７３．１８） 和 糖 类 （ ＡＯＡＣ ９６８．２８） 含量；真蛋白质和非蛋白氮含量利用三氯 乙酸方法测定［２４］ ；ＮＤＩＰ 和 ＡＤＩＰ 含量参照 Ｌｉｃｉｔｒａ 等［２４］ 的方法，采用凯氏定氮仪分别测定不溶于中
价更加精确。 本文对 ＣＮＣＰＳ 中碳水化 合物和蛋 白质组分 的 划 分 及 变 化、 各 组 分 在 瘤 胃 内 及 后 肠 道降解规 律 以 及 最 新 的 研 究 成 果 进 行 概 述， 以 便 更系统地了解 ＣＮＣＰＳ 饲料营养价值评定体系，更 加精确地 评 价 饲 料 营 养 价 值， 为 更 好 地 优 化 反 刍 动物饲粮配方提供参考价值。
多年 来， 反 刍 动 物 饲 料 营 养 价 值 的 评 定 主 要 集中在碳 水 化 合 物 和 蛋 白 质 的 组 分 含 量、 它 们 在 瘤胃内降解和流通规律以及到达后肠道的消化代 谢的研究。 目前已有的饲料营养价值评定体系主 要包括 Ｗｅｅｎｄｅ 体系［１］ 、Ｖａｎ Ｓｏｅｓｔ 体系［２］ 、康奈尔 净碳水化合物和蛋白质体系（ Ｃｏｒｎｅｌｌ Ｎｅｔ Ｃａｒｂｏｈｙ－ ｄｒａｔｅ ａｎｄ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｓｙｓｔｅｍ， ＣＮＣＰＳ ） ［３］ 和 ＮＲＣ （２００１） 体系［４］ 。 其中 Ｗｅｅｎｄｅ 体系和 Ｖａｎ Ｓｏｅｓｔ 体 系是传统 的 饲 料 营 养 价 值 评 价 方 法 及 其 改 进 版， 两者均是 静 态 地 研 究 饲 料 营 养 成 分， 不 能 反 映 反 刍动物瘤胃动态降解的特征；ＮＲＣ（ ２００１） 体系［４］ 既吸收了 ＣＮＣＰＳ 在 ２００１ 年以前的先进理论与技 术，又保留了 ＮＲＣ 对动物营养物质需要量的研究 特色，综合了饲料和动物因素评定饲料营养价值。 ＣＮＣＰＳ 依据降解速率（ Ｋｄ） 的不同将碳水化合物 和蛋白质 进 行 划 分 并 不 断 细 分， 同 时 建 立 了 各 组 分瘤胃动 态 降 解 的 模 型， 使 得 饲 料 的 营 养 价 值 评
微生物短链脂肪酸宿主轴全面解析
腔肠动物具有围绕肠道和其他器官的内部体腔，并与多种肠道细菌和其他微生物共同进化，共同称为肠道微生物群。
微生物代谢产物有助于宿主的进化适应性，促进宿主与微生物群之间的互利关系。
在宿主微生物代谢轴内，多个细菌基因组可以调节代谢反应，从而导致微生物组和宿主基因组对底物进行组合代谢，例如产生宿主需要的胆汁酸、胆碱和短链脂肪酸（SCFA），今天小维就着重为大家介绍下微生物-短链脂肪酸-宿主轴。
1. 基本介绍：什么是短链脂肪酸短链脂肪酸（short chain fatty acid，SCFA）是含1 ～6 个碳原子的有机羧酸，又称挥发性脂肪酸（Volatile fatty acids,VFA），在低pH环境下能抑制某些细菌的增殖来维持微生物群稳定。
SCFAs 主要包含乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、异丁酸、异戊酸和己酸等。
SCFAs浓度随肠道长度变化而变化，人盲肠和近端结肠中SCFAs浓度高（约为120 mmol/L），远端结肠中SCFAs浓度有所下降（约为90 mmol/L），猪近端结肠中SCFAs浓度（70～140 mmol/L）高于远端结肠（20～70 mmol/L），但这取决于饲粮中纤维的摄入量。
肠道内SCFAs浓度主要取决于肠道微生物群组成、饲粮的纤维含量、饲料在肠道内的消化时间以及宿主与微生物的代谢通量。
人体不同组织短链脂肪酸水平2. 微生物与短链脂肪酸：微生物如何代谢产生短链脂肪酸？90% SCFAs是由肠道不消化的碳水化合物经细菌发酵而产生，余下部分则是由饮食摄入和蛋白质等代谢产生。
短链脂肪酸具体是如何产生的呢？碳水化合物首先被细菌水解并利用，产生中间产物，包括单糖和寡糖分子、乳酸、乙醇、琥珀酸等有机酸。
细菌继续发酵中间产物，产生代谢终产物短链脂肪酸。
由于参与丁酸合成的酶（如丁酰辅酶A脱氢酶、丁酰辅酶A转移酶和丁酸激酶）在肠道微生物群中广泛存在，所以能够产生丁酸的细菌有很多，如放线菌、拟杆菌、梭杆菌、变形杆菌、螺旋体和嗜热菌等均是丁酸的生产者。
反刍动物的营养物质代谢分析
反刍动物的营养物质代谢分析对反刍动物的三大营养物质的代谢机理进行了分析论述,探讨三大营养物质对反刍动物机体合成的重要性。
标签：反刍动物;营养物质反刍动物最大的特点就是借助瘤胃內栖居的厌氧微生物利用日粮蛋白降解产生的氨、肽和氨基酸作为氮源、利用日粮有机物发酵产生的挥发性脂肪酸(VFA)和ATP分别作为碳架和能量合成微生物蛋白(MCP)。
MCP是反刍动物最主要的氮源供应者,能提供蛋白需要量的40%-80%),MCP合成需要各种营养物质的供应,包括碳水化合物、维生素、微量及常量元素等,而维持微生物生长最主要的营养源是能量和蛋白质。
了解瘤胃MCP合成的因素对于进一研究动物营养调控技术有十分重要的意义。
1 反刍动物的定义反刍是指进食经过一段时间以后将半消化的食物返回嘴里再次咀嚼。
反刍动物就是有反刍现象的动物,通常是一些草食动物,因为植物的纤维是比较难消化的。
反刍动物的消化分两个阶段:首先咀嚼原料吞入胃中,经过一段时间以后将半消化的食物反刍再次咀嚼。
反刍动物在解剖学的共同特征是均为偶蹄类。
反刍动物的胃分为四个胃室,分别为瘤胃、网胃、重瓣胃和皱胃。
前两个胃室(瘤胃和网胃)将食物和胆汁混合,特别是使用共生细菌将纤维素分解为葡萄糖。
然后食物反刍,经缓慢咀嚼以充分混合,进一步分解纤维。
然后重新吞咽,经过瘤胃到重瓣胃,进行脱水。
然后送到皱胃。
最后送入小肠进行吸收。
2 三大营养素的代谢机理2.1 反刍动物对蛋白质的消化机理及研究热点反刍动物真胃和小肠中蛋白质的消化吸收与单胃动物类似。
但由于瘤胃微生物的作用,使反刍动物对蛋白质的消化、利用与单胃动物又有很大的差异。
进入瘤胃的饲料蛋白质,经微生物的作用降解成肽和氨基酸,其中多数氨基酸又进一步降解为有机酸、氨和二氧化碳。
微生物降解所产生的氨与一些简单的肽类和游离氨基酸,又被用于合成微生物蛋白质。
如果饲喂的蛋白质含量过高,降解的氨会在瘤胃积聚并超过微生物所能利用的最大氨浓度,多余的氨会被瘤胃壁吸收,经血液输送到肝脏,并在肝中转变成尿素。
半胱氨酸在反刍动物饲养上的应用
半胱氨酸在反刍动物饲养上的应用下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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SCFA在反刍动物体内代谢
资料来源：Pennington,1952；Krehbiel et al.,1992;Kristensen et al.,1996； Kristensen et al.,2000c ；Reynolds and Huntington,1988
第三十页，共71页。
A 丁酸盐在瘤胃上皮的代谢产物
Pierre Nozièrea, Cécile Martina等(1999)绵羊 灌注试验发现，门脉释放的β-羟丁酸盐的量 随着灌注SCFA而增加，而与丁酸盐的灌注 量无关。
第六页，共71页。
1 SCFA的生成过程
瘤胃微生物细胞外消化
纤维素
纤维二糖
果胶
1-磷酸葡萄糖 糖醛酸
半纤维素 戊糖
戊聚糖
淀粉
麦芽糖
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
蔗糖
6-磷酸果糖
果糖 果聚糖
1，6-磷酸果糖
丙酮酸
第七页，共71页。
瘤胃微生物细胞内代谢
单糖
丁酰CoA
乙酰CoA
丙酮酸
草酰乙酸
乙酰磷酸
甲酸
乳酸
丁酸
总结
在移除瘤胃微生物后研究SCFA吸收时，可 以认为: ⑴瘤胃吸收来的乙酸盐和异丁酸盐在门静脉 全部回复(没有第一途径吸收)，只有5-10％ 的丙酸盐在吸收时被代谢掉。 ⑵门脉回流内脏吸收动脉乙酸盐（第二途径 吸收），暗示瘤胃净吸乙酸盐的70％进入 门静脉（瘤胃吸收的其它乙酸盐被瘤胃微 生物代谢了），这部分乙酸盐被PDV组织 代谢掉，瘤胃上皮根本就没有代谢乙酸盐。
rumen Sheep Sheep
Steers
Acetate1 54±82
109±7 4 105±35
1 Values for acetate are corrected for PDV uptake of arterial acetate using systemic infusion of [213C]acetate. 2 (kristensen et al,1996) , 3(kristensen et al,2000b) , 4 (kristensen et al,2000a) , 5 (kristensen et al,2004c) , 6(kristensen et al,2004a) ,7(kristensen et al,2004b)
ruminococcaceae_nk4a214_group 短链脂肪酸
ruminococcaceae_nk4a214_group 短链脂肪酸在微生物生态学中，短链脂肪酸（SCFA）是肠道微生物群落代谢的产物，特别是在厌氧环境下。
这些化合物主要是由肠道微生物群落的某些成员，如乳杆菌属和双歧杆菌属产生。
在人类和其他哺乳动物的肠道中，短链脂肪酸主要由拟杆菌门和厚壁菌门产生。
Ruminococcaceae_NK4A214_group是厚壁菌门的一部分，是一个相对未被深入研究但具有重要生态功能的微生物群落。
这个群落的成员通常在反刍动物的消化道中被发现，并被认为参与了纤维的消化过程。
此外，由于其对宿主健康的潜在贡献，如产生短链脂肪酸，这个群落可能在未来成为人类和其他动物肠道微生物群落研究的重要目标。
短链脂肪酸在许多生理过程中起着关键作用。
在肠道中，它们可以提供能量，影响肠道的pH值，以及调节免疫系统和代谢。
例如，丁酸盐是肠道上皮细胞的主要能量来源，有助于维持肠道屏障功能。
此外，丙酸盐可以提供能量给肠道上皮细胞，而乙酸盐则可以作为脂质合成的碳源。
Ruminococcaceae_NK4A214_group的短链脂肪酸产生在肠道微生物群落中起着重要作用。
首先，它们的存在有助于维持肠道微生物群落的平衡。
这个平衡对于宿主的健康至关重要，因为它可以防止病原体入侵并促进营养吸收。
此外，短链脂肪酸还通过影响免疫系统的功能来调节宿主的免疫反应。
例如，丁酸盐可以抑制炎症反应并促进Treg细胞的产生，这对于防止自身免疫疾病和过敏反应至关重要。
然而，由于饮食习惯、生活方式和环境因素的变化，肠道微生物群落的平衡可能受到干扰。
这可能导致短链脂肪酸的产生减少，从而影响肠道健康和整体健康状况。
因此，了解肠道微生物群落如何影响短链脂肪酸的生成对于预防和治疗与肠道健康相关的问题至关重要。
在未来，对Ruminococcaceae_NK4A214_group和其他肠道微生物的研究可能会揭示更多关于短链脂肪酸生成和作用的机制。
采食后奶牛瘤胃短链脂肪酸及其吸收相关蛋白表达的研究
采食后奶牛瘤胃短链脂肪酸及其吸收相关蛋白表达的研究王忠豪，侯红雁，郭刚，刘强，张静，陈雷，裴彩霞，霍文婕*（山西农业大学动物科学学院，山西太谷 030801）摘 要：本试验旨在研究奶牛采食前后瘤胃中短链脂肪酸（SCFA）浓度的变化及其吸收相关蛋白表达量的差异。
试验选用3头体重（720±30）kg且装有瘘管的健康荷斯坦牛（动物伦理审查编号为SXAU-EAW-2019-C002013），采食精粗比为40:60的日粮（10 kg），试验预试期10 d，于第11天饲喂前开始取样，采用气相色谱法检测奶牛采食前（0 h）和采食后（1、2、3、4、5、6、7、8 h）瘤胃液中SCFA浓度；并采用荧光定量PCR方法检测瘤胃上皮组织中与SCFA吸收相关的蛋白表达量。
结果表明：在采食后1 h奶牛瘤胃中SCFA浓度最高（P<0.05）；在采食后一段时间内（2~5 h）与SCFA吸收相关蛋白表达量上调（P<0.05），AE2、MCT1基因表达量均在5 h最高，PAT1、NHE3基因表达量均在4 h最高，MCT4基因表达量在4、5、6 h均较高，NHE1基因表达量在2 h达到最高；AE2、MCT1、MCT4、NHE1基因表达量与SCFA浓度负相关或正相关（P<0.05），AE2、MCT1、MCT4基因表达量与瘤胃内pH正相关（P<0.05）。
以上结果初步揭示，在采食后一定时间内，瘤胃中与SCFA吸收相关蛋白表达受SCFA浓度和pH的调节。
关键词：奶牛；采食前后；短链脂肪酸；蛋白表达中图分类号：S823.5 文献标识码：A DOI编号：10.19556/j.0258-7033.20200928-04短链脂肪酸（SCFA）是反刍动物的主要能量来源，在瘤胃内被吸收并利用。
瘤胃内SCFA通过蛋白介导途径被瘤胃上皮有效吸收[1-3]。
瘤胃上皮对于SCFA吸收主要存在3种蛋白介导类型，一是SCFA-/H+交换载体，通过载体蛋白将瘤胃内SCFA-与细胞内H+交换，主要包括阴离子交换蛋白2（AE2）、假定阴离子交换蛋白1（PAT1）[4]；二是SCFA-和H+共同转运体，通过载体蛋白将细胞内SCFA-与细胞内H+共同转运进入血液循环，主要包括单羧酸转运蛋白1（MCT1）和单羧酸转运蛋白4（MCT4）[5]；三是细胞稳态调节蛋白，通过调节细胞内pH，维持细胞正常生理功能，主要包括钠氢离子交换蛋白1（NHE1）和钠氢离子交换蛋白3（NHE3）[6]。
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分别是：
缬氨酸
异丁酸
脯氨酸
戊酸
异亮氨酸 亮氨酸
2-甲基丁酸 3-甲基丁酸
2 影响SCFA组成的因素
日粮 动物品种
参考文献 Leng and Brett （1966）
韩继福等 （1998）
杨红建，冯仰廉 （2003）
张吉鹍，卢德勋等 （2005）
赵国琦，贾亚红 等 （2006）
日粮
结果
用11只绵羊测得4种日粮的SCFA的摩尔百分数 很相近，分别为乙酸65％，丙酸20％，丁酸9 ％，其他6％
Kristensen（2001）在奶牛瘤胃内灌注[2-13C]乙酸 的8％能在十二指肠恢复。 试验还观察到,从瘤胃 微生物中分离的大量脂肪酸（C60C120C140C150） 比瘤胃丁酸富含13C。
瘤胃微生物细胞外消化
纤维素
淀粉
纤维二糖
麦芽糖
1-磷酸葡萄糖
葡萄糖
果胶
糖醛酸
6-磷酸葡萄糖
蔗糖
半纤维素 戊糖
6-磷酸果糖 果糖 果聚糖
戊聚糖
1，6-磷酸果糖
丙酮酸
瘤胃微生物细胞内代谢
单糖
丁酰CoA
乙酰CoA
丙酮酸
草酰乙酸
乙酰磷酸
甲酸
乳酸
丁酸
乙酸
CO2+H2 甲烷
丙酸
在瘤胃内，通常还通过氨基酸的脱氨基作用 生成少量的支链SCFA
瘤胃微生物代谢了很大部分的乙酸盐： Ⅰ瘤胃生成的乙酸盐(kristensen et al,1996, kristensen et al,2000b )； Ⅱ直接灌注进入瘤胃的乙酸盐(kristensen et al,2000a;kristensen et al,2004c; kristensen et al,2004a;kristensen et al,2004b)。
乙酸/丙酸比随NDF/NFE比的降低而减小
动物品种
不同动物VFA比较（％）
动物 季节 方式 乙酸 丙酸 丁酸 材料来源
山羊 水牛 牦牛
青草期 放牧 春夏秋 放牧 青草期 放牧
69.69 54.26 46.30
20.40 19.30 26.17
8.12 秦为琳，
1982
14.90 陈昌明，
1990
25.82 刘书杰等，
SCFA代谢理论的发展
理论一的延续 随后，很多研究（如Bergman,1990;Britton andKrebbiel,1993;SealandReynolds,1993;Re momds et al.,1995;Krisensen et al.,1998;Seal and Parker,2000 ）支持理论一：瘤胃上皮 通过代谢大量的SCFA，在反刍动物能量代 谢中发挥重要作用。
日粮在瘤胃发酵所产生的SCFA中的乙酸比与 NDF间具有高度正相关,丙酸比与NDF间具有 高度负相关。
纯化日粮体外发酵SCFA产生量与日粮结构性 碳水化合物和非结构性碳水化合物比率呈乘幂 负相关
高GI（粗饲料分级指数）混合粗饲料日粮其 精料水平较低时，其丙酸产量较高且平稳；而 低GI混合粗饲料日粮，只有提高精料水平才 能达到高GI混合粗料的效果。
表明微生物途径不可忽 略。
Байду номын сангаас
1 瘤胃微生物SCFA代谢
ⅰ Emmanuel等（1974）已证实瘤胃微生物用VFA碳合成脂肪酸和其它微生物细胞成分。
ⅱ对脂肪酸的合成来说,瘤胃乙酸是比丁酸更重要 的底物。丁酸在瘤胃液中可溶性很强以至于被运 送到瘤胃上皮细胞并被吸收。
ⅲ 与VFA碳与微生物螯合的多途径相比,乙酸-丁酸 碳交换单个途径不是很重要。
SCFA在反刍动物体内代谢 机制的研究概况
主要内容
前言 SCFA的生成及影响组成的因素 SCFA代谢理论 研究内脏代谢的新方法 结语 参考文献
前言
据预测到2010、2020、2030年，我国 粮食产量的38％、43％和50％将用作饲料， 2010年－2020年，我国能量饲料的缺口为 4300万吨-8300万吨，蛋白质饲料缺口为 2400万吨-4800万吨左右。
1992
二 SCFA代谢理论
SCFA代谢理论的发展
理论一：传统的瘤胃上皮代谢理论 Bergman and Wolff(1971)：所有三种主要 SCFA(乙酸、丙酸和丁酸)的瘤胃产量和门 静脉吸收量间的差别是由瘤胃上皮细胞 SCFA代谢引起的。认为,瘤胃上皮组织代 谢的乙酸盐,丙酸盐和丁酸盐的量分别为瘤 胃吸收量的30％,50％和90％。
Table 1 Portal vein recovery(％) of SCFA infused into a functional rumen of sheep or into the
washed rumen of sheep or steers
Item
Fuctional
Washed rumen
rumen Sheep Sheep
反刍动物养殖是属于发展节粮型畜牧
业的重要组成部分,而短链脂肪酸(SCFA)是 反刍动物重要的能量来源。过去的大量研 究,使人们对SCFA与能量转化效率和日粮 组成对瘤胃产生SCFA浓度的关系有了大体 的了解。但事实上,至今SCFA的代谢理论 依然保守。
一 SCFA生成及影响 组成的因素
1 SCFA的生成过程
SCFA代谢理论的发展
理论二：理论一的质疑
Kristensen等（2000），研究发现,灌注条 件下的绵羊与饲喂状态下的绵羊(Bergman and Wolff,1971)相比，瘤胃上皮吸收乙酸 和丙酸的量前者比后者少很多；
Kristensen（2001）研究发现瘤胃微生物似 乎大量利用乙酸盐。
这对瘤胃上皮大量氧化SCFA的观点提出了 挑战。
Steers
Acetate1 54±82
109±7 4 105±35
1 Values for acetate are corrected for PDV uptake of arterial acetate using systemic infusion of [213C]acetate. 2 (kristensen et al,1996) , 3(kristensen et al,2000b) , 4 (kristensen et al,2000a) , 5 (kristensen et al,2004c) , 6(kristensen et al,2004a) ,7(kristensen et al,2004b)