１、丁酸梭菌可提高动物的生产性能
众多研究表明日粮中添加一定剂量的丁酸梭菌可有效提高动物的生产性能（见表１－１）。由于试验动物种类及生长阶段的不同，加上丁酸梭菌菌种和商业产品生产工艺的不同等因素，导致丁酸梭菌对畜禽生产性能影响的研究结果不尽一致。
表１－１丁酸梭菌对动物生产性能的影响
２、丁酸梭菌可增进动物肠道健康
2.1 改善肠道消化吸收功能
体外试验发现丁酸梭菌可分泌淀粉酶和蛋白酶等消化酶，提高仔猪肠道食糜中淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶的活性以辅助消化，提高饲料中干物质、粗蛋白以及钙磷的表观消化率。动物试验发现添加丁酸梭菌可缓解大肠杆菌感染导致的肠道食糜中淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶活性的降低。
在仔猪上的试验发现添加丁酸梭菌可使十二指肠和回肠的微绒毛变长且致密，降低隐窝深度和提高绒毛高度及其与隐窝深度的比值。在肉鸡上的试验表明日粮中添加一定剂量的丁酸梭菌可增加肠绒毛高度及其与隐窝深度的比值。
以上研究结果说明添加日粮中添加丁酸梭菌可改善动物肠道形态结构，有利于增大食糜与小肠绒毛的接触面积，从而促进饲料养分的吸收。
2.2 促进肠道微生物区系平衡
体外试验发现丁酸梭菌预处理可抑制致病性大肠杆菌0157对CaCo-2细胞的粘附，减少其毒素的产生，并可有效粘附于猪肠道上皮丨ＰＥＣ－Ｊ２细胞，降低大肠杆菌Ｋ８８对IPEC－Ｊ12细胞的粘附。此外，丁酸梭菌可代谢产生短链脂肪酸，降低pHｐ值而抑制致病性大肠杆菌和沙门氏菌的生长，下调大肠杆菌鞭毛蛋白基因和毒力基因的表达量，从而可抑制其在肠道上皮细胞中的粘附。类似地，代兵通过体外共培养试验发现丁酸梭菌可对大肠杆菌和产气荚膜梭菌产生明显的拮抗作用，且可促进双歧杆菌的生长。
在肉鸡上的试验表明饲喂丁酸梭菌可降低粪便中大肠杆菌和梭菌的数量，增加乳扞菌的数量。Zhang等发现肉鸡日粮中添加丁酸梭菌可缓解大肠杆菌感染导致的盲肠中大肠杆菌和产气荚膜梭菌的增加以及乳杆菌和双歧杆菌的减少。Yang等报道添加丁酸梭菌可减少肉鸡盲肠中大肠杆菌、沙门氏菌和产气荚膜梭菌的数量，增加盲肠中乳杆菌、双歧杆菌和丁酸梭菌的数量。
以上研究结果表明丁酸梭菌的添加可减少动物肠道中潜在有害菌的数量并增加有益菌的数量。另一方面，添加丁酸梭菌可提高动物肠道微生物多样性，提高肠道中厚壁菌门的相对丰度并降低拟杆菌门的相对丰度，并增加肠道中产乙酸菌的相对丰度和短链脂肪酸（乙酸、丙酸和丁酸）的含量，这有利于改善动物肠道健康状况，并可促进肠道对日粮中能量的摄取和利用，从而有助于提高动物的生产性能。
2.3 增强肠道免疫和抗氧化功能
免疫是机体免疫系统识别自身和异己成分的过程，机体通过各种免疫应答方式对异己物质进行清除，以便维持机体生理机能的相对稳态。机体的抗氧化系统包括抗氧化酶和非酶物质之间相互协调，共同参与体内各种自由基的清除，从而有利于维持机体氧化还原状态的稳定。肠道免疫反应与抗氧化功能可相互协调、相互影响，共同参与维持肠道健康。
丁酸梭菌细胞壁中富含多种抗原物质如肽聚糖和憐壁酸，可诱导机体的免疫反应。高权新通过体外试验发现丁酸梭菌处理不影响ＨＴ－２９细胞Ｔｏｌｌ样受体４（TLR－４）和髓样分化因子（MyD88）的基因表达，但能够提高TLR-2以及核转录因子KappaB（NF－ｋＢ）、白介素８（IL－８）、肿瘤坏死因子ａ（TNF－ａ）的表达量，说明丁酸梭菌诱导了HT－29肠道上皮细胞发生免疫反应。但是与大肠杆菌相比，丁酸梭菌诱导NF-kB、IL-8和ＴＮＦ－ａ表达的水平很低，且能够提高免疫抑制因子ＩＬ－１０和热休克蛋白７０的表达量，说明丁酸梭菌可适度活化肠道上皮细胞的免疫反应，但不至于引起炎症反应的出现，这是包括丁酸梭菌在内的益生菌的益生特性。当沉默ＭｙＤ８８基因时，丁酸梭菌处理对ＨＴ－２９细胞免疫因子的表达没有影响，但是沉默ＴＬＲ－２可导致细胞因子表达量下降，这证明了丁酸梭菌可激活由ＴＬＲ－２介导的ＭｙＤ８８非依赖性信号通路而调节肠道免疫反应。王腾浩研宄发现丁酸梭菌处理能够刺激猪肠道上皮细胞（ＩＰＥＣ－Ｊ２）中ＴＬＲ－２的表达，诱导ＭｙＤ８８的表达进而活化ＮＦ－ｋＢ，上调细胞因子（ＴＮＦ－ａ、ＩＬ－ｌｐ、ＩＬ－４和ＩＬ－１０）和趋化因子ＩＬ－８的表达，说明丁酸梭菌可通过ＴＬＲ－２介导的ＭｙＤ８８信号通路，诱导肠道上皮细胞中炎症因子和抗炎因子的表达来增强仔猪肠道免疫功能。此外，丁酸梭菌还可通过提高肠道和肠系膜淋巴结中抗菌肽的表达而增强仔猪的肠黏膜先天性免疫功能，这可能是由于丁酸梭菌代谢产生了丁酸，后者可作用于肠道组织相应受体而诱导抗菌肽表达。
除了增强肠道免疫反应外，日粮中添加丁酸梭菌还可提高动物的肠道抗氧化性能。廖秀冬报道添加适宜剂量的丁酸梭菌可提高皮质酮应激小鼠结肠中SOD和GST的活性，增加肠道黏膜中谷胱甘肽的含量并降低丙二醛的含量。在肉鸡上的试验同样发现添加丁酸梭菌可提高十二指肠、空肠和回肠黏膜中GST的活性和谷胱甘肽的含量，并且可提高回肠黏膜中SOD的活性和降低其中丙二醛的含量。
2.4 缓解肠道炎症
细胞免疫反应既可参与免疫防御，也是导致免疫病理如炎症出现的重要因素。炎症反应是机体抵抗病原侵袭的一种自我保护反应，但往往也会导致体组织的损伤。研究表明肉鸡日粮中添加丁酸梭菌可通过TLR－４／ＭｙＤ８８／NF－KB信号通路缓解肠炎沙门氏菌感染引起的肠道炎症因子IL-1β、IL-8 、TNF-a、IFN-y的过量表达。
桂国弘报道添加丁酸梭菌可缓解大肠杆菌感染引起的肉鸡回肠TLR４和IL－８表达量的增加，同时上调回肠中防御素的表达，从而有利于大肠杆菌的清除和肠道炎症反应的缓解。在小鼠上的研究还发现丁酸梭菌预处理还能降低细菌脂多糖应激状态下回肠黏膜中sLgA的含量并下调回肠ＴＮＦ－ａ的基因表达量，从而有利于肠道炎症的缓解。高权新发现敲除ＩＬ－１０基因可促进丁酸梭菌诱导ＨＴ－２９细胞炎症因子的表达，并诱导细胞凋亡和坏死；Ｈａｙａｓｈｉ等发现丁酸梭菌可通过ＴＬＲ－２／ＭｙＤ８８信号通路诱导肠道巨噬细胞产生丨Ｌ－１０，从而缓解葡聚糖硫酸钠诱导的小鼠结肠炎，这说明ＩＬ－１０抗炎通路在丁酸梭菌调节的免疫保护方面起着重要作用。此外，饲喂丁酸梭菌还可增加肠道中短链脂肪酸含量，进而缓解葡聚糖硫酸钠诱导的结肠炎及肠黏膜结构的破坏。
2.5 增强肠道屏障功能
肠道既是养分吸收的主要场所，也是维持机体内环境稳态的重要屏障。肠道的屏障功能可阻止毒素等大分子异物穿过肠道组织而进入体循环。物理屏障在肠道屏障结构中占据着主导地位，它是由肠道上皮细胞和细胞间连接所组成。肠道上皮细胞除了参与养分的吸收外，也起到了重要的物理屏障作用。细胞间连接包括紧密连接、粘附连接和桥粒等，其中最重要的当属紧密连接。紧密连接位于肠道上皮细胞外侧膜顶端，为一狭长的带状结构，主要包括３类具有特定功能的跨膜蛋白：闭合蛋白（Ｃｌａｕｄｉｎｓ）、闭锁蛋白（Ｏｃｃｌｕｄｉｎ）、连接粘附分子以及一些胞内蛋白如闭合小环蛋白（ＺＯ），ＺＯ主要用以连接跨膜蛋白如ｃＣｌａｕｄｉｎｓ和Ｏｃｃｌｕｄｉｎ。紧密连接结构具有较高的动态稳定性，其渗透性可受到饮食、疾病和应激等因素的影响。
研宄表明添加丁酸梭菌能缓解内毒素引起的小鼠肠道形态结构破坏和肠道上皮细胞凋亡与脱落，并缓解它引起的肠道通透性增加和紧密连接蛋白（ＺＯ－２、Ｃｌａｕｄｉｎ－１和Ｏｃｃｌｕｄｉｎ）表达量的下降。在仔猪的试验同样发现丁酸梭菌的添加可降低血清中肠道渗透物（Ｄ－乳酸和二胺氧化酶）的含量，上调肠道紧密连接蛋白（ＺＯ－２、Ｃｌａｕｄｉｎ－１和Ｏｃｃｌｕｄｉｎ）的基因表达量以及粘蛋白（ＭＵＣ１、ＭＵＣ４和ＭＵＣ２０）的基因表达量，从而增强仔猪肠道屏障功能和缓解断奶导致的肠道渗透性增加。在肉鸡上的试验发现添加丁酸梭菌可缓解大肠杆菌感染导致的血清内毒素和二胺氧化酶含量的增加（Ｚｈａｎｇ等，２０１６），并能缓解肠炎沙门氏菌感染导致的粘蛋白（ＭＵＣ２）和紧密连接蛋白（ＺＯ－１）基因表达量的降低，从而有助于维持肉鸡正常的肠道屏障功能，缓解细菌感染对动物造成的全身性影响。
3、丁酸梭菌可调节动物脂肪代谢
脂肪代谢主要发生在肝脏和皮下脂肪组织，而家禽的脂肪代谢主要在肝脏中进行。
脂肪代谢过程主要包括脂肪酸的从头合成和氧化分解。上述代谢过程中某些关键基因的异常表达可导致脂肪代谢紊乱，进而引起肝脏脂肪沉积异常，而许多转录因子可在转录水平上调控这些基因的表达。
１）脂肪酸从头合成的调控
脂肪酸从头合成过程中的关键酶如乙酰辅酶Ａ羧化酶（ＡＣＣ）和脂肪酸合成酶（ＦＡＳ）可被多种转录因子包括肝脏Ｘ受体（ＬＸＲａ）、法尼醇受体（ＦＸＲ）、固醇调节元件结合蛋白（ＳＲＥＢＰｌｃ）和过氧化物酶体增殖物激活受体（ＰＰＡＲ）所调控。ＬＸＲａ和ＦＸＲ分别是胆固醇和胆汁酸的受体，当体内胆固醇浓度增加时，ＬＸＲａ被激活，促进胆汁酸合成，并调控脂肪酸合成和转运相关基因的表达；而当胆汁酸池增大后，ＦＸＲ反馈性地被激活，抑制胆汁酸的合成。
ＳＲＥＢＰｌｃ既可受到ＬＸＲａ的调控，也可调控下游通路基因如ＡＣＣ和ＦＡＳ的表达。ＬＸＲａ／ＳＲＥＢＰｌｃ／ＡＣＣ／ＦＡＳ是调控肝脏脂肪酸从头合成的一条重要通路。ＰＰＡＲ被誉为能量感受器，它能调控脂肪酸代谢过程中多个关键基因的表达。其中，ＰＰＡＲａ通过调控ＬＸＲａ和ＳＲＥＢＰｌｃ抑制脂肪酸的合成。研究表明肥胖患者肝脏中ＰＰＡＲｏｕＬＸＲａ和ＳＲＥＢＰｌｃ均出现高表达，并且ＦＡＳ和ＡＣＣ的表达也显著上升，说明体内脂肪蓄积与肝脏脂肪酸从头合成的增加密切相关。
２）脂肪酸分解的调控
脂肪酸的分解主要通过Ｐ－氧化实现的。长链脂肪酸首先要被活化为脂酰ＣｏＡ，然后由线粒体中的肉碱棕榈酰转移酶催化棕梢酰基在肉碱和ＣｏＡ之间的转移，这一过程是脂肪酸分解过程的重要限速步骤。转入线粒体的脂酰ＣｏＡ在其脱氢酶的作用下通过一系列的反应，最终生成乙酰ＣｏＡ，后者进入三羧酸循环中被完全氧化分解。
多个核转录因子参与了脂肪酸的Ｐ－氧化调控。其中，ＰＰＡＲａ可促进脂肪酸在线粒体中的Ｐ－氧化，减少脂肪沉积。
３）丁酸梭菌对动物脂肪代谢的影响
研究表明添加丁酸梭菌可提高肉鸡胸肌和腿肌中肌间脂肪含量，提高血清胰岛素含量和降低生长激素含量，提高胸肌中脂蛋白酯酶（ＬＰＬ）活性并降低激素敏感脂肪酶的活性，上调回肠中血管生成素样蛋白４表达量，上调胸肌中ＬＰＬ表达量并下调肉碱棕榈酰基转移酶和长链酰基ＣｏＡ脱氢酶的ｍＲＮＡ表达量。廖秀冬报道添加适宜剂量的丁酸梭菌可降低肉鸡血清中甘油三酯（ＴＧ）、总胆固醇（ＴＣ）和高密度脂蛋白胆固醇（ＨＤＬ－Ｃ）的含量，降低腹脂率，提高胸肌中多不饱和脂肪酸含量及其与饱和脂肪酸含量的比例。丁酸梭菌的添加还可提高肝脏ＦＡＳ、ＡＣＣ和苹果酸酶的表达量以及ＦＡＳ的活性，说明添加丁酸梭菌可促进肉鸡肌肉中脂肪的合成而抑制其氧化分解，进而导致肌间脂肪沉积增加，可能是由于丁酸梭菌提高了肠道中厚壁菌门的数量和减少了拟杆菌门的数量。
Ｚｈａｎｇ等报道肉鸡日粮中添加丁酸梭菌不影响血清中ＨＤＬ－Ｃ和低密度脂蛋白胆固醇（ＬＤＬ－Ｃ）的含量，但有降低血清中ＴＧ和ＴＣ含量的趋势，并且可提高胸肌ＬＰＬ的活性和空肠中脂肪酸结合蛋白１的ｍＲＮＡ表达量，说明丁酸梭菌可促进肉鸡对脂肪的吸收以及肌肉组织对脂肪的利用。Ｌｉｕ等（２０１８）在肉鸭上的研宂发现添加丁酸梭菌可提高血清ＴＣ含量但降低血清ＴＧ含量，提高胸肌中肌间脂肪和肌苷酸的含量，并提高胸肌中多不饱和脂肪酸（如花生四烯酸、二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸）的含量及其与饱和脂肪酸含量的比值。在小鼠上的研宄发现添加适宜剂量的丁酸梭菌可降低皮质酮应激小鼠血清中ＴＣ含量，但不影响血清ＴＧ、ＨＤＬ－Ｃ和ＬＤＬ－Ｃ的含量。Ｚｈｏｕ等发现添加丁酸梭菌可上调小鼠肝脏ＰＰＡＲａ的ｍＲＮＡ表达量同时下调ＰＰＡＲｙ的ｍＲＮＡ表达量，减少肝脏中ＴＧ和ＴＣ的沉积，从而有利于缓解高脂日粮引起的肝脏脂肪变性。Ｓｈａｎｇ等报道饲喂丁酸梭菌可缓解高脂日粮导致的小鼠体重增加，缓解血清ＴＣ和ＬＤＬ－Ｃ含量以及肝脏游离脂肪酸含量的增加，这可能是由于丁酸梭菌提高了肠道短链脂肪酸（尤其是丁酸）的含量并增强了肠道紧密性，有利于缓解代谢性内毒素血症，从而降低了脂肪沉积的敏感性。Ｓｅｏ等报道饲喂丁酸梭菌可缓解高脂日粮导致的小鼠体重和能量摄入量的增加，缓解肝脏ＴＧ、ＴＣ、游离脂肪酸和总胆汁酸含量以及脂滴的增加，同时可调节肝脏胆汁酸和脂肪酸的组成模式；进一步分析发现丁酸梭菌下调了肝脏生脂酶（二酰基甘油酰基转移酶）的ｍＲＮＡ表达量，但同时上调了肝脏胆固醇羟化酶的ｍＲＮＡ表达量和ＰＰＡＲａ的蛋白表达量，提高了粪便总胆汁酸和脂肪酸的排出量，从而有助于减少小鼠肝脏中胆固醇和脂肪的沉积。
肠道微生物在宿主脂肪代谢的调节过程中具有重要作用，研究证实肠道微生物与宿主的脂肪沉积密切相关。肠道微生物可通过其代谢产物如次级胆汁酸经肠－肝轴等方式介导而调控脂肪代谢过程，进而影响宿主脂肪沉积。赵旭通过体外试验和动物（肉鸡）试验发现丁酸梭菌对肝脏脂肪沉积的作用不同，表明肠道微生物可能介导了丁酸梭菌对家禽脂肪代谢的调控，然而其机制并不明确。
综上所述，丁酸梭菌对畜禽的肠道健康和脂质代谢可产生积极的影响。
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