热应激可调节肠道菌群及其代谢物,调节相应代谢物也可改善肠道的反应
[62]。肠道菌群的主要代谢物包括短链脂肪酸、氨基酸及其衍生物等。作为乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐等的主要生产者,乳杆菌属、拟杆菌属(
Bacteroides)和丁酸梭菌(
Clostridium butyricum)等在热应激条件下在肠道中所占的比例降低。短链脂肪酸可以直接作为肠道细胞的能量物质,还可提供酸性环境抑制肠道中病原体的生长
[63]。而且,肠道微生物群衍生的生理浓度的短链脂肪酸可直接增强肠道的跨上皮电阻,短链脂肪酸协调紧密连接蛋白[闭锁小带蛋白-1(ZO-1)、密封蛋白-1(claudin-1)和密封蛋白-2(claudin-2)]的表达和黏蛋白(mucin)的分泌,以维持肠道屏障功能的完整性
[64]。此外,短链脂肪酸能够清除ROS并抑制肠道中与内质网应激(ERS)相关的细胞凋亡和炎症。例如,乙酸盐和丁酸盐具有增强肠道免疫功能和抗氧化酶活性的潜力,如过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶2(SOD2),并抑制ROS诱导的NF-κB活化以减少肠道炎症
[63,65]。在饲粮中补充可由微生物发酵代谢产生的
L-精氨酸,可在没有降低核心体温的情况下改善热应激环境运动小鼠的肠道通透性,并减轻细菌移位
[66],该研究认为其作用与改善肠道菌群、调节肠道代谢有关。补充不同剂量的
L-茶氨酸减轻了热应激小鼠空肠的损伤,研究者认为
L-茶氨酸可能影响P38信号通路,抑制热休克蛋白27(
HSP27)过表达和过氧化物酶体增殖物激活受体-γ(PPAR-γ)、叉头框蛋白P3(FOXP3)蛋白调控所致的p-P65/P65增加,从而缓解热应激引起的免疫功能障碍
[67]。同样,有研究证实,通过喂食鼠李糖可以在肠道中增加产短链脂肪酸菌群的丰度和盲肠短链脂肪酸含量,短链脂肪酸可显著改善肠道炎症反应
[68]。给高温环境中的黄羽肉鸡补充γ-氨基丁酸(GABA)可降低血液中乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶(CK)含量,并增加空肠绒毛长度,减轻肠道屏障损伤
[69]。骞守法等
[70]研究认为,GABA对热应激的调控作用可能与下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴)有关。基于短链脂肪酸的多重保护作用,热应激引起的短链脂肪酸含量减少可削弱肠肠道屏障功能,诱发ROS/ERS相关的凋亡与炎症,而补充短链脂肪酸可能是有效的缓解策略。