植物性飼料添加劑對家禽健康的影響

自2006年1月1日起，歐盟禁止將抗生素作為生長促進(jìn)劑加入飼料中。2011年，韓國跟隨歐盟，成為亞洲國家中首個(gè)且目前唯一一個(gè)執(zhí)行此規(guī)定的國家。

可以預(yù)期，在隨后的幾年中，全球?qū)⒂懈嗟膰医癸曈每股氐氖褂谩?/p>

做出這些決定的主要原因是保護(hù)消費(fèi)者的健康。

然而，在禁止飼用抗生素使用的同時(shí)意味著養(yǎng)殖業(yè)將面臨更大的挑戰(zhàn)，因?yàn)樘娲晕镔|(zhì)對畜禽生產(chǎn)力的影響以及對動(dòng)物健康的保護(hù)還沒有達(dá)到與飼用抗生素同等的效果。

1 有應(yīng)用前景的替代物

在抗生素替代物中，植物源性物質(zhì)是最有應(yīng)用前景的一類飼料添加劑。這一判斷是基于大量含有活性成分的植物可被人們利用。由植物源性復(fù)合物產(chǎn)生的抗微生物作用范圍包括可干擾微生物間的通信、抗氧化特性和抗炎性作用。

在選擇植物源性復(fù)合物時(shí)主要考慮以下2方面：

干擾微生物間的通信。

抗氧化和抗炎性作用。

關(guān)于植物源性物質(zhì)在保護(hù)畜禽免受病原微生物引發(fā)生理功能失調(diào)上的有效性，通常假定植物源性物質(zhì)（特別是精油及其復(fù)合物）可以發(fā)揮殺菌作用。根據(jù)定義，術(shù)語“最低抑菌濃度”（Minimum Inhibitory Concentrations，MIC）表示使成活的微生物減少90 %以上時(shí)的濃度。

最低殺菌濃度（Minimum Bactericidal Concentration，MBC）表示使活的微生物減少99 %以上時(shí)的濃度。

表1和2概述了所選精油和精油復(fù)合物對多種微生物的MIC。

在不考慮飼料在動(dòng)物腸道中被進(jìn)一步稀釋的情況下，MIC給出了植物源性復(fù)合物在動(dòng)物體內(nèi)的真實(shí)殺菌作用不能利用植物源性添加劑獲得的證據(jù)。飼料中能發(fā)揮殺菌作用的精油濃度將會(huì)：

導(dǎo)致動(dòng)物采食量和生產(chǎn)性能下降，因?yàn)榫途哂袕?qiáng)烈的氣味。

在經(jīng)濟(jì)上是難以承受的。

2 群體感應(yīng)

群體感應(yīng)（Quorum Sensing，QS），或細(xì)菌細(xì)胞間的通信是細(xì)菌為了對小的信號(hào)分子（誘導(dǎo)因子）做出響應(yīng)而對某些基因的表達(dá)做出調(diào)整的一種基因調(diào)節(jié)機(jī)制。

研究表明，該調(diào)節(jié)機(jī)制可以控制許多不同種類的病原體毒性基因的表達(dá)。毒性因子包括決定病原體能動(dòng)性、影響與宿主腸道上皮粘附、宿主組織降解、鐵離子獲得以及毒素產(chǎn)生的基因產(chǎn)物。

因此，環(huán)境中大量的信號(hào)分子會(huì)通過細(xì)菌密度直接反映出來。如果誘導(dǎo)因子濃度達(dá)到一定的水平，細(xì)菌會(huì)開始產(chǎn)生毒性因子，導(dǎo)致宿主暴發(fā)疾病。大多數(shù)革蘭氏陽性和革蘭氏陰性致病菌最具特征的QS信號(hào)分子是N-?；呓z氨酸內(nèi)酯（N-Acyl-Homoserine-Lactone，NAHL）。

研究表明，各種致病菌，如綠膿假單胞菌、弧菌、Burkoldia cepacia、小腸結(jié)腸子爾贊氏菌（Yersinia enterolytica）、大腸桿菌和沙門氏菌，均是利用QS調(diào)節(jié)其毒素和致病力的。一些菌株除了通過NAHL感應(yīng)之外，還會(huì)利用兒茶酚胺類等感應(yīng)分子。

這種所謂的群體感應(yīng)抑制（Quorum Sensing Inhibition，QSI），已在模型微生物青紫色素桿菌（Chromobacterium violaceum）上得到了充分的研究，在達(dá)到臨界群落密度時(shí)該菌可以產(chǎn)生紫色熒光色素。

因此，青紫色素桿菌可用作一種檢測所選物質(zhì)QSI能力的篩選工具。然而，為了分析QSI對致病微生物的影響，還需要其他參數(shù)。

研究表明，在植物源性物質(zhì)的QSI范圍內(nèi)，丁香油在亞抑菌濃度已經(jīng)能夠強(qiáng)烈地抑制青紫色素桿菌中的紫色桿菌素?zé)晒猓ū?）。

已有研究報(bào)道，精油對空腸彎曲桿菌和腸出血性大腸桿菌OI57：H7的QSI也獲得了可喜的成果。

在第一個(gè)提到的研究中，0.10 mmol/L香芹酚——相當(dāng)于15 mg/L香芹酚——可以顯著抑制空腸彎曲桿菌。在隨后的研究中，1 mmol/L（150 mg/L）香芹酚能引發(fā)大腸桿菌強(qiáng)烈的熱休克反應(yīng)，并可抑制對致病菌能動(dòng)性至關(guān)重要的鞭毛蛋白的合成。

這些結(jié)果明確地表明，植物源性物質(zhì)能夠有效地抑制致病微生物。

因此，今后著重研究植物源性物質(zhì)對致病菌QSI的有效作用將具有重要的意義。

在后抗生素時(shí)代，利用植物源性物質(zhì)破壞致病菌的QS將是預(yù)防畜禽發(fā)生腸道傳染性疾病的一種重要策略。

3 添加劑和炎癥

由于抗生素生長促進(jìn)劑的禁止使用，畜禽感染種族特異性致病微生物將是一個(gè)日益嚴(yán)重的問題。在大多數(shù)情況下，感染致病菌不會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)典型的臨床癥狀，但會(huì)引起生產(chǎn)性能大幅度下降，從而導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失。

雛雞感染艾美爾球蟲已是眾所周知的事實(shí)。不論感染程度如何，感染腸道致病菌會(huì)導(dǎo)致宿主發(fā)生炎癥反應(yīng)。

在致病微生物感染期間，腸道細(xì)胞會(huì)分泌各種細(xì)胞因子以吸引免疫系統(tǒng)的細(xì)胞。在免疫應(yīng)答早期，巨噬細(xì)胞會(huì)進(jìn)入受影響的組織中，產(chǎn)生強(qiáng)烈的炎癥反應(yīng)。

在免疫應(yīng)答的后期，T細(xì)胞也會(huì)參與促進(jìn)炎癥反應(yīng)。最重要的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子是核因子κB（Nuclear Factor kappa-light-chain-enhancer of activated B-cells，NFκB），可以在細(xì)胞中引發(fā)炎癥。

一方面，NFκB可以誘導(dǎo)合成細(xì)胞因子，使免疫細(xì)胞（如IL6、VCAM、ICAM）和環(huán)氧酶（COX2）得到進(jìn)一步的補(bǔ)充和附著，產(chǎn)生促炎前列腺素。

另一方面，NFκB的作用需要產(chǎn)生可以中止炎癥的抗炎癥細(xì)胞因子（如IL-10）和抗氧化酶，抗氧化酶能使細(xì)胞存活，并有利于終止炎癥。

內(nèi)源性抗氧化酶對中止炎癥特別重要，它們是NAD（P）H-泛醌氧化還原酶1（NQO1）、血紅素氧化酶1（HO1）和谷胱甘肽過氧化物酶2（GPx2）。這些被提到的抗氧化酶有一個(gè)共同的特點(diǎn)在于其特殊的合成機(jī)制。

由于轉(zhuǎn)錄因子“紅細(xì)胞衍生核因子2樣蛋白”（Nrf2）的釋放，引發(fā)了這些酶的轉(zhuǎn)錄和合成。在本文，必須指出的是，除了NFκB和氧化應(yīng)激外，許多植物源性物質(zhì)起著極強(qiáng)效的Nrf2釋放因子的作用。姜黃的姜黃素和蕓苔屬異硫氰酰蘿卜子素（brassicaceae isothiocyante sulphoraphane）是通過引發(fā)Nrf2釋放的最典型的內(nèi)源性抗氧化酶誘導(dǎo)劑。

內(nèi)源性抗氧化酶的誘導(dǎo)可同時(shí)降低炎癥的嚴(yán)重程度。在這一點(diǎn)上，研究表明，誘導(dǎo)GPx2可減少COX2依賴性前列腺素E2的合成。

我們的研究結(jié)果顯示，通過在日糧中添加150 g/t姜黃油或含綠花椰菜提取物的蘿卜子素，生長期肉雞會(huì)在空腸中大量產(chǎn)生多種Nrf2依賴性抗氧化酶和二期酶。一項(xiàng)利用大鼠進(jìn)行的研究證明，飼喂蘿卜子素腸道內(nèi)可大量產(chǎn)生抗氧化酶，同時(shí)降低了COX1、COX2、VCAM和單核細(xì)胞趨化蛋白1（MCP1）的表達(dá)。

在最近完成的一項(xiàng)研究中，日糧中添加辣椒和姜黃油樹脂可大大降低感染艾美爾球蟲的肉雞腸道病變評(píng)分值以及主要促炎細(xì)胞因子的表達(dá)水平。

這些以及許多進(jìn)一步試驗(yàn)的結(jié)果顯示，各種植物源性物質(zhì)在減少畜禽的病原體誘導(dǎo)型腸道炎癥方面具有理想的作用。在未來，研究的重點(diǎn)應(yīng)該是篩選出具有抗炎性作用的植物源性物質(zhì)，以便開發(fā)出能夠抵抗種族特異性腸道疾病的植物源產(chǎn)品。

此外，還需要開發(fā)出含有高濃度活性物質(zhì)的產(chǎn)品，用來治療腸道炎癥。

4 結(jié)論

由于活性成分含量不定，植物源性物質(zhì)是目前及未來飼料添加劑中最有意義和最重要的種類之一。

植物源性物質(zhì)能夠有效抑制腸道微生物的致病性，并能預(yù)防和治療畜禽的傳染病。

在未來，為了保護(hù)畜禽和消費(fèi)者的健康，還需要進(jìn)行廣泛的研究以充分發(fā)揮植物源性物質(zhì)的作用?！酢?/p>

原題名：Effects of phytogenic feed additives on bird health （英文）

原作者：Andreas S. Müller（Delacon Biotechnik股份有限公司，家禽研發(fā)高級(jí)經(jīng)理）