膽汁酸是糖脂代謝中的重要調(diào)控物質(zhì),具有乳化脂肪、促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)吸收、改善腸道微生物組成、調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)的作用。膽汁酸可以通過調(diào)節(jié)腸道中的脂肪吸收、膽固醇排泄以及肝臟的膽固醇合成來影響機(jī)體的糖脂代謝。此外,膽汁酸還可以影響動物體內(nèi)胰島素的敏感性和分泌,從而對血糖水平和胰島素抵抗產(chǎn)生影響。膽汁酸除促進(jìn)脂肪的乳化吸收外,在提高生產(chǎn)性能、保護(hù)腸道健康、緩解熱應(yīng)激、保護(hù)肝臟等方面也具有顯著效果。文章從膽汁酸的合成調(diào)控,對糖脂代謝的影響,以及在動物生產(chǎn)中的應(yīng)用等方面進(jìn)行綜述,以期為膽汁酸的進(jìn)一步的開發(fā)與利用提供參考。
膽汁酸主要通過激活FXR、G蛋白偶聯(lián)膽汁酸受體(G protein-coupled receptor 5,TGR5) 以及 1-磷酸鞘氨醇受體2(sphingosine 1-phosphate receptor 2, S1PR2)對糖代謝進(jìn)行調(diào)節(jié),從而對實現(xiàn)對肝脂代謝的調(diào)節(jié),F(xiàn)XR作為膽汁酸穩(wěn)態(tài)和腸肝循環(huán)的主要調(diào)節(jié)劑,可在遠(yuǎn)端小腸和結(jié)腸中高度表達(dá)。在受到膽汁酸的刺激后,F(xiàn)XR通過影響回腸成纖維細(xì)胞生長因子15/19 (fibroblast growth factor15/19,F(xiàn)GF15/19) 和肝臟 SHP 的表達(dá)實現(xiàn)對葡萄糖代謝的調(diào)節(jié)。
研究表明,通過注射膽汁酸或合成的FXR激動劑激活FXR可抑制糖異生,并調(diào)節(jié)糖酵解,途徑是誘導(dǎo)SHP的表達(dá),通過與肝細(xì)胞核因子4(hepatic nuclear factor 4alpha,HNF4) 和叉頭轉(zhuǎn)錄因子(recombinant forkhead box protein O1,F(xiàn)OXO1) 的相互作用,抑制了HNF4α靶基因的啟動子活性,如磷酸烯醇式丙酮酸羧酸激酶、果糖1, 6-雙磷酸酶和FOXO1靶基因(如葡萄糖-6-磷酸酶)的啟動子活性,并進(jìn)一步減少了肝臟的糖異生。也可通過 PI3K/AKT/GSK3β 信號通路上調(diào)糖生成來促進(jìn)胰島素的敏感性,并分別促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體GLUT2易位和GLUT4促進(jìn)胰島素的產(chǎn)生和分泌。
研究表明,F(xiàn)XR在小鼠模型中發(fā)揮調(diào)節(jié)血糖和胰島素抵抗的作用,F(xiàn)XR缺失小鼠出現(xiàn)了嚴(yán)重的脂肪肝,增加了與血糖升高、葡萄糖和胰島素耐量受損相關(guān)的循環(huán)游離脂肪酸的含量。FXR 缺乏還會減少脂肪組織質(zhì)量、降低血清瘦素濃度、
損害糖耐量以及增強(qiáng)胰島素抵抗,GW4064 治療可以改善肥胖ob/ob 小鼠的胰島素抵抗。在糖尿病db/db 小鼠中,GW4064激活FXR或過表達(dá)FXR可顯著降低血糖含量。FXR的缺失可以顯著降低肥胖和糖尿病小鼠的體重。在給高脂飲食喂養(yǎng)的小鼠喂食GW4064 后會增加飲食誘導(dǎo)的肥胖、脂肪肝和高甘油三酯血癥的易感性。
理論上,激活FXR應(yīng)減少膽汁酸合成、膽汁酸池大小和能量消耗,而攝入膽汁酸可恢復(fù)膽汁酸池,并逆轉(zhuǎn)這些異常狀況,這種FXR和膽汁酸在葡萄糖代謝中相互拮抗的作用可能是由TGR5信號通路引起的。TGR5在機(jī)體各部位廣泛表達(dá),腸神經(jīng)系統(tǒng)中表達(dá)最多,可被LCA和DCA及其結(jié)合物激活,通過刺激腸促激素胰 高血糖素樣肽-1 (glucagon-like peptide-1,GLP-1) 來促進(jìn)葡萄糖代謝和胰島素敏感性。GLP-1是一種能夠作用于胰腺β細(xì)胞、促進(jìn)胰島素分泌、抑制胃排空和胃酸分泌、并通過增強(qiáng)飽腹感減少食物攝入、從而調(diào)節(jié)葡萄糖代謝的激素。膽汁酸能夠通過激活腸道中的TGR5促進(jìn)腸道L細(xì)胞分泌GLP-1,實現(xiàn)對葡萄糖代謝平衡的調(diào)控。在抗糖尿病豬的研究中,HCA通過刺激TGR5和FXR信號通路來促進(jìn)GLP-1的分泌,這一發(fā)現(xiàn)凸顯了膽汁酸、TGR5 和血糖穩(wěn)態(tài)之間的相互作用。
原文:膽汁酸對動物糖脂代謝的調(diào)控及在動物生產(chǎn)中的應(yīng)用
原文發(fā)表期刊:飼料研究
原文作者:祁興震,路侹,謝蘭等
原文鏈接:https://doi.org/10.13557/j.cnki.issn1002-2813
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