背景:在圍產期，奶牛容易出現能量負平衡，嚴重時會導致生產性能下降和健康狀況下降。近年來人們發現膽汁酸(BAS)不僅可以作為脂肪乳化劑，還可以作為調節身體代謝的信號分子。雖然BAS在單胃動物和水生動物中已在一定程度上使用，但它們在反芻動物中的作用，特別是在圍產期牛中，仍不清楚。因此，本研究的目的是確定BA對奶牛生產性能，牛奶和血漿脂肪酸和BA成分，以及糞便微生物的影響。

結果：46頭健康狀況相似的圍產期荷斯坦奶牛隨機分為兩組，在產犢前21天至產犢后21天，分別補充0、20g/d的膽汁酸BA。生產性能追蹤至產犢后60天。結果表明，補充BA顯著提高了產后牛奶中的脂肪含量和產奶量，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。補充BA顯著改變了糞便細菌群落的組成，并增加了有利于BA代謝和轉化的細菌(Romboutsia、Clostridiumsensu stricto 6和Clostridium sensu stricto 1)的相對豐度。功能預測分析表明，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E的相對豐度以及與BA代謝相關的通路也顯著增加。此外，補充BA顯著改變血漿和糞便中BA組成，特別是提高了循環次級BA的濃度，這可能誘導肝臟中脂肪酸的完全氧化，從而進一步降低β-羥基丁酸濃度。

結論：這些發現突顯了補充BA在提高牛奶產量和奶品質，以及影響圍產期奶牛的代謝途徑方面的潛在益處。

1.補充BA對產后奶牛產奶量、乳成分及脂肪酸譜的影響

在泌乳期前三周，膽汁酸試驗組BAS組的4%脂肪校正乳（P=0.01）和能量校正乳產量（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量也顯著高于CON組（P＜0.01），但乳蛋白與乳糖含量及產量未見顯著差異。

2.補充膽汁酸BA對產后奶牛瘤胃發酵參數和細菌群落的影響

在產后第14天，兩組動物在瘤胃發酵參數上未發現顯著差異。BAS組與CON組相比辛普森指數Simpson值更高(P=0.04)。

3.補充膽汁酸BA對產后奶牛糞便細菌群落及功能的影響

BAS組在ACE指數（P=0.07）和辛普森指數（P=0.09）上均呈現高于CON組的趨勢（圖1A）。主坐標分析（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（圖1B）。兩組糞便樣本共檢出10個門和173個屬，其中厚壁菌門（Firmicutes）和擬桿菌門（Bacteroidota）為優勢菌門，分別占總序列數的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個分類單元顯著增多，9個分類單元顯著減少（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）相對豐度更高。PICRUSt2功能預測顯示，在KEGG第3級代謝通路中，BAS組有9條通路表達上調（與CON組相比），特別是次級膽汁酸生物合成（P=0.03）以及牛磺酸與亞牛磺酸代謝（P=0.05），同時有8條通路表達下調（圖2A）。此外，BAS組細菌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）的相對豐度也顯著高于CON組（圖2B–D）。

4.補充膽汁酸對產后奶牛血漿和糞便膽汁酸譜的影響  

兩組血漿中共檢測到39種膽汁酸（圖3A）。甘膽酸、膽酸和牛磺膽酸是兩組中的主要膽汁酸，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，與對照組（CON）相比，BAS組的次級膽汁酸（SBA，P=0.02）和游離次級膽汁酸（FSBA，P＜0.01）比例更高，但牛磺酸初級膽汁酸（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組中檢測到6種獨特膽汁酸，包括原膽酸、ω-鼠膽酸、α-鼠膽酸、牛磺α-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種結合次級膽汁酸（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）以及牛磺豬膽酸（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到42種膽汁酸（圖4A）。牛磺膽酸、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組的結合型膽汁酸（CBA）（P=0.01）、初級膽汁酸（PBA）（P=0.04）、總初級膽汁酸（TPBA）（P=0.02）和牛磺酸次級膽汁酸比例均低于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）、牛磺豬膽酸（THCA）、甘氨豬去氧膽酸（GHDCA）、牛磺石膽酸-3-硫酸鹽和脫氧膽酸-3-硫酸鹽在內的五種獨特膽汁酸僅在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種游離次級膽汁酸和5種結合型次級膽汁酸—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）和牛磺豬膽酸（THCA）（P＜0.01）—在BAS組中的含量均高于CON組。

表3 補充膽汁酸對圍產期奶牛產后產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.功能性預測:糞便微生物KEGG途徑與BAS組和CON組之間的膽汁酸轉換相關酶(n=9)。

圖3.對照組(CON)與膽汁酸補充組(BAS)的血漿膽汁酸譜及流動特征(n=9)。綠色表示CON組升高，紫色表示BAS組升高。HCA 豬膽酸，TCA 牛磺膽酸，T-α-MCA 牛磺α-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 牛磺去氧膽酸。

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

圖5.膽汁酸補充對圍產期奶牛生產性能、脂肪酸與膽汁酸組成及腸道菌群的影響機制

1.補充膽汁酸后，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。血漿中牛磺酸和甘氨酸結合型膽汁酸可能上調脂肪酸的從頭合成，導致乳中短/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長鏈脂肪酸吸收率，最終共同提升乳脂含量、乳產量以及從頭合成脂肪酸、混合脂肪酸、預制脂肪酸產量。

2.補充膽汁酸后，促進膽汁酸轉化的有益微生物（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，導致腸道中結合型膽汁酸（CBA）比例下降。7α-羥基類固醇脫氫酶（7α-HSDH）和膽汁酸誘導酶E（BaiE）豐度增加，致使腸道初級膽汁酸（PBA）比例降低，血漿次級膽汁酸（SBA）比例升高。

3.補充膽汁酸后，進入肝臟的次級膽汁酸（SBA）、游離次級膽汁酸（FSBA）及部分獨立膽汁酸（如豬去氧膽酸HDCA、牛磺豬去氧膽酸THDCA）可增強非酯化脂肪酸（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。

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

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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