《Veterinary and Animal Science》：Differential impact of sodium butyrate forms on intestinal morphology, gene expression, and growth performance in broiler chickens under cold stress at high altitude
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本研究针对高海拔地区肉鸡养殖面临的冷应激与缺氧双重挑战，探讨了非包被和包被丁酸钠(NaB/E-NaB)的干预效果。结果表明，丁酸钠特别是组合形式能显著改善饲料转化率、增强肠道绒毛结构、上调肠道屏障功能基因(MUC2)、营养转运基因(FABP2/GLUT2)、免疫基因(TLR2)及抗氧化基因(GPX/SOD1)表达，并降低肺动脉高压综合征(PHS)风险(RV:TV比值)。这为高海拔逆境养殖提供了有效的营养策略。
在海拔2100米的高原地区，肉鸡养殖面临着一场严峻的生存挑战。这里不仅空气稀薄，氧气含量低（缺氧），还常常伴随着低温环境。这种“冷应激”与“缺氧”的双重打击，会严重损害肉鸡的健康和生长。为了维持体温，鸡只会将血液从肠道等外周器官集中到身体核心部位，导致肠道血流减少，引发“肠道缺血”损伤。这就像给肠道“断了粮草”，使其功能大打折扣，营养吸收效率降低。同时，为了产生更多热量，鸡只的新陈代谢会加快，产生大量活性氧（ROS），造成“氧化应激”，进一步破坏肠道细胞。更糟糕的是，这种恶劣环境还会打破肠道内菌群的平衡，让有害菌有机可乘，增加肠道通透性，引发全身性炎症。最终，这些连锁反应可能导致一种致命的疾病——肺动脉高压综合征（PHS，俗称腹水症），其标志是右心室与全心室重量比（RV:TV ratio）异常升高，造成巨大的经济损失。因此，寻找有效的营养干预策略，帮助肉鸡抵抗高海拔冷应激，是畜牧业亟待解决的问题。
在此背景下，丁酸钠（Sodium Butyrate, NaB）作为一种潜在的抗生素替代品进入了研究者的视野。丁酸是肠道微生物发酵膳食纤维产生的一种短链脂肪酸，是肠道细胞首选的能量来源，能促进肠道健康。然而，直接添加的丁酸在胃和十二指肠上部就被快速吸收，难以到达肠道中后段发挥作用。为了解决这个问题，“包被丁酸钠”（Encapsulated Sodium Butyrate, E-NaB）应运而生，它像给丁酸穿上了“保护外衣”，使其能够缓慢释放，作用于整个肠道。那么，这两种形式的丁酸钠，单独使用或组合使用，能否帮助肉鸡应对高海拔冷应激的挑战呢？它们对肠道健康、基因表达和整体性能又会产生怎样的影响？为了回答这些问题，来自伊朗沙希德·贝赫什提大学的研究团队Sajad Pat、Behnam Ahmadipour、Fariborz Khajali和Hossein Hassanpour在《Veterinary and Animal Science》上发表了一项研究，系统探讨了不同形式丁酸钠对高海拔冷应激下肉鸡的保护作用。
为了开展研究，研究人员在海拔2100米的实验站进行了为期42天的试验。他们将675只1日龄Cobb肉鸡随机分为9组，分别饲喂基础日粮（对照组）、添加不同水平（0.05%或0.1%）非包被丁酸钠（NaB）的日粮、添加不同水平（0.05%或0.1%）包被丁酸钠（E-NaB）的日粮、以及两者不同组合的日粮。所有鸡只均接受逐渐降温的冷应激处理。研究的关键技术方法包括：评估生长性能指标（体重增重、采食量、饲料转化率FCR）；通过解剖和形态学测量分析肠道（十二指肠、空肠、回肠）绒毛形态（高度、宽度、表面积）和肺动脉高压综合征（PHS）指数（右心室与全心室重量比RV:TV）；以及采用实时定量PCR（RT-qPCR）技术检测十二指肠黏膜中与肠道屏障（MUC2）、脂肪吸收（FABP2）、葡萄糖转运（GLUT2）、先天免疫（TLR2）和抗氧化防御（GPX, SOD1）相关的基因表达水平。
3.1. 生长性能指标
研究结果显示，在饲养初期（1-10日龄），所有丁酸钠添加组的体重增重均显著高于对照组，并且整个试验期（1-42日龄）的饲料转化率（FCR）也得到显著改善。这表明丁酸钠补充剂，特别是在饲养早期，有效促进了生长并提高了饲料利用率。然而，在生长中期（11-22日龄）和后期（23-42日龄），各处理组之间的体重增重没有显著差异，这可能表明冷应激和缺氧的持续影响掩盖了丁酸钠对后期增重的促进作用。
3.2. RV:TV比值作为PHS指数
肺动脉高压综合征（PHS）是高海拔养殖的主要威胁。研究发现，0.1%非包被丁酸钠（NaB0.1%）组以及0.05%NaB+0.05%E-NaB、0.05%NaB+0.1%E-NaB这两个组合处理组的右心室与全心室重量比（RV:TV ratio）显著低于对照组。这意味着这些丁酸钠处理降低了肉鸡发生PHS（腹水症）的风险，对心脏功能起到了保护作用。
3.3. 肠道形态
丁酸钠对肠道健康产生了显著的积极影响。在十二指肠、空肠和回肠中，大部分丁酸钠添加组的绒毛高度、宽度和表面积均显著大于对照组。特别是组合添加组的效果最为突出。此外，一些处理组的绒毛固有层（lamina propria）厚度减小，这通常与肠道炎症减轻有关。改善的绒毛结构意味着更大的吸收表面积，有助于提升营养物质的吸收效率。
3.4. 肠道基因表达
在基因表达层面，丁酸钠显示出多方面的调节作用：
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肠道屏障与免疫功能：组合添加丁酸钠显著上调了黏蛋白2（MUC2）基因的表达，MUC2是肠道黏液层的主要成分，其表达增强有助于巩固肠道物理屏障。所有丁酸钠添加组均上调了Toll样受体2（TLR2）的表达，这表明先天免疫功能得到调节。
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营养吸收功能：组合添加丁酸钠上调了脂肪酸结合蛋白2（FABP2）的表达，该蛋白参与长链脂肪酸的吸收和转运。所有丁酸钠添加组均上调了葡萄糖转运蛋白2（GLUT2）的表达，这表明肠道摄取葡萄糖的能力增强。
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抗氧化功能：大多数丁酸钠添加组，尤其是高剂量非包被型、包被型及其组合，均显著上调了谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）和超氧化物歧化酶1（SOD1）的基因表达。这两种酶是体内重要的抗氧化酶，它们的上调意味着肠道细胞抵抗氧化应激的能力得到提升。
5. 讨论
本研究得出结论，在高海拔冷应激条件下，在日粮中添加丁酸钠，特别是以包被形式或与非包被形式组合使用时，能够有效改善肉鸡的生产性能、肠道健康和提高抗应激能力。
其重要意义在于：首先，丁酸钠通过改善肠道绒毛形态，直接增强了营养物质的消化吸收能力，这体现在饲料转化率（FCR）的改善上。其次，丁酸钠通过上调MUC2和TLR2等基因的表达，强化了肠道黏膜屏障功能和局部免疫监视，有助于抵御应激条件下可能增加的病原体威胁。第三，丁酸钠通过上调GPX和SOD1等关键抗氧化酶的基因表达，增强了肠道细胞的抗氧化防御系统，这对于抵抗高海拔缺氧和冷应激引发的强烈氧化损伤至关重要。最后，丁酸钠能够降低肺动脉高压综合征（PHS）的风险指标（RV:TV比值），这表明它可能通过减轻氧化应激和炎症反应，间接保护了心肺功能，减少了腹水症的发生，这对于高海拔地区的肉鸡养殖具有重要的经济价值。
综上所述，这项研究为丁酸钠作为一种有效的营养策略，应用于高海拔等逆境条件下的肉鸡健康养殖提供了有力的科学依据。研究表明，通过优化丁酸钠的剂型（如使用包被技术）和使用策略（如组合使用），可以更有效地发挥其促进肠道健康、调节免疫和抗氧化等多重功效，从而帮助畜禽应对环境挑战，保障畜牧业的生产效益和动物福利。
