免疫系統(tǒng)在腸道健康中的重要作用

廖學(xué)文等

中圖分類(lèi)號(hào)：S852.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C 文章編號(hào)：1001-0769（2015）09-0018-03

健康控制一直以來(lái)都是豬場(chǎng)關(guān)注的一個(gè)主要問(wèn)題。腸道是保持動(dòng)物健康的重要器官。除了吸收養(yǎng)分，腸道也是抵御有害物質(zhì)和細(xì)菌入侵的屏障。腸道免疫系統(tǒng)也在此過(guò)程中起著重要作用。免疫細(xì)胞如炎性細(xì)胞被認(rèn)為起到核心作用，以往，腸道上皮一直被認(rèn)為是簡(jiǎn)單的物理屏障。

如今，人們知道腸上皮細(xì)胞也是具有免疫功能的細(xì)胞，尤其是在先天免疫系統(tǒng)中。

腸上皮細(xì)胞在與腸道微生物菌群的相互作用中起重要作用。腸上皮細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞以及巨噬細(xì)胞共同參與維持平衡反應(yīng)。

此外，腸道中分布著大量神經(jīng)末梢，這表明中樞神經(jīng)系統(tǒng)參與其中。

1 危險(xiǎn)因素

由于腸道經(jīng)常暴露于外源性物質(zhì)（如飼料）下，故而動(dòng)物機(jī)體進(jìn)化出了一種能夠調(diào)控炎癥與免疫的腸道系統(tǒng)，這不足為奇。然而，這種機(jī)制可以被不良因素?fù)魸?。其中研究最為充分的一種干擾因素是仔豬的斷奶。在斷奶期間，仔豬的小腸壁發(fā)生著重要的改變。

突然離開(kāi)母豬、交叉哺乳、轉(zhuǎn)運(yùn)以及改食更難消化的固體飼料，是斷奶仔豬必須面臨的挑戰(zhàn)。母乳中高吸收率的養(yǎng)分，被復(fù)雜的碳水化合物和主要為植物源性的蛋白質(zhì)替換。帶來(lái)的后果是，斷奶后的首周采食量下降，并且動(dòng)員了本就不多的體內(nèi)能量?jī)?chǔ)備。

腸絨毛長(zhǎng)度縮短，以及不成熟腸上皮細(xì)胞比例的增加，導(dǎo)致腸道內(nèi)的酶活性降低。在這種情況下，腸道菌群也受到了影響，由于腸道內(nèi)存在大量未消化的發(fā)酵底物，導(dǎo)致乳酸菌群下降的同時(shí)，大腸桿菌數(shù)目增加。

這種情形會(huì)引起腸道穩(wěn)態(tài)失衡，導(dǎo)致消化與營(yíng)養(yǎng)吸收失衡及腹瀉。從這種意義上說(shuō)，調(diào)節(jié)腸道菌群作為改善環(huán)境壓力的一種手段，漸漸成為一種合適的解決方案。

動(dòng)物宿主的腸道微生態(tài)是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)體系，會(huì)對(duì)宿主產(chǎn)生重要影響。腸道里的需氧菌與厭氧菌影響各種解剖學(xué)、生理學(xué)以及免疫學(xué)參數(shù)。

正常的腸道菌群由多種細(xì)菌菌種組成，相互進(jìn)行生存競(jìng)爭(zhēng)，并擔(dān)當(dāng)重要的天然防御功能。

早期直接補(bǔ)食微生物（Direct Fed Micro-organisms，DFM）能幫助控制腸道建立有益的菌群，避免出現(xiàn)不希望的失衡。益生素增強(qiáng)腸道健康的機(jī)制有許多種。本文將集中探討乳酸菌。

2 乳酸菌

乳酸菌（Lactic Acid Bacteria，LAB）是指能通過(guò)糖酵解過(guò)程產(chǎn)生乳酸的微生物菌群。乳酸的酸化能力強(qiáng)于大多數(shù)有機(jī)酸，因此能抑制腸道內(nèi)病原菌的增殖（表1）。

乳酸桿菌屬是健康動(dòng)物小腸內(nèi)最為豐富的LAB。主要的缺點(diǎn)是該菌屬生長(zhǎng)速率低下，并且當(dāng)pH增加到某種水平之上時(shí)，會(huì)發(fā)生死亡。該屬菌的脆弱性使得它們不適于調(diào)節(jié)處于應(yīng)激狀態(tài)的腸道微生物菌群。

屎腸球菌（Enterococcus Faecium）是另一種人們熟知的LAB。作為一種存在于動(dòng)物腸道中的常見(jiàn)細(xì)菌，其生長(zhǎng)快速，且對(duì)各種環(huán)境具有更好的抵抗力。

屎腸球菌的表面由多層多糖疊加的保護(hù)層，這使得它們能順利通過(guò)胃部，而不受胃內(nèi)酸性pH的影響。

一旦抵達(dá)小腸，它們就會(huì)以非常快的速率增殖（每19min CFU翻倍），粘附于腸道上皮，與乳酸桿菌一起形成一道“生物屏障”，保護(hù)機(jī)體抵御病原菌的攻擊。

屎腸球菌的快速增殖能力以及對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力，使得它們能在腸道環(huán)境里成功地與腸道細(xì)菌競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)地與養(yǎng)分，快速形成保護(hù)層，阻止有害菌增殖。

另外，已經(jīng)證明，屎腸球菌在增殖過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的酶，足以使飼料養(yǎng)分變得更易于消化。

由屎腸球菌發(fā)酵代謝產(chǎn)生的酸性物質(zhì)大部分為L(zhǎng)-乳酸，但是也有乙酸與D-乳酸。

易于獲取的糖類(lèi)物質(zhì)中超過(guò)一半可以被屎腸球菌轉(zhuǎn)化為酸類(lèi)。除了抗菌效力，這些酸類(lèi)可以用于調(diào)控腸道pH值（病原菌生物控制）、作為碳源以及易于獲取的能量物質(zhì)。

腸道中形成的乳酸進(jìn)入非酸性的腸道細(xì)菌（革蘭氏陰性菌）后，在菌體內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，被轉(zhuǎn)化為乳酸鹽，影響所在細(xì)菌的蛋白質(zhì)與DNA。這也會(huì)造成細(xì)菌胞內(nèi)pH值的下降，擾亂它們的代謝過(guò)程。

乳酸也能將外部pH值降低到能殺滅許多腸道細(xì)菌的水平上。消化道內(nèi)pH值的降低也能促使幼畜的胃蛋白酶原轉(zhuǎn)化為胃蛋白酶，故而能增加蛋白的降解能力。

屎腸球菌還能產(chǎn)生多種足量的酶，足以提高飼料的可消化性。屎腸球菌產(chǎn)生大量蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶以及一些二糖酶（如α-糖苷酶、轉(zhuǎn)化酶等）。

屎腸球菌似乎還能承擔(dān)養(yǎng)分的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)，尤其是當(dāng)該機(jī)制受到沙門(mén)氏菌感染而削弱時(shí)。在近期的一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)，給沙門(mén)氏菌攻毒的動(dòng)物飼喂屎腸球菌，空腸對(duì)葡萄糖與磷元素的吸收加強(qiáng)。

在斷奶期，補(bǔ)充高生長(zhǎng)速率的LAB，更易于仔豬適應(yīng)新環(huán)境。具備適宜微生物菌群的健康腸道以及主動(dòng)的蛋白降解能力能使斷乳過(guò)程更順利。

為了證實(shí)這些作用，Norel SA在西班牙的一個(gè)商品化豬場(chǎng)里進(jìn)行了一項(xiàng)試驗(yàn)。

試驗(yàn)共采用144頭豬，使用一種不帶有任何藥物的標(biāo)準(zhǔn)飼料，一半的豬按1 kg/t補(bǔ)充Fecinor（屎腸球菌CECT4515為1×109 CFU/g）。檢測(cè)常規(guī)的性能參數(shù)如體重、采食量、淘汰率以及死亡率。

計(jì)算每日的平均采食量（Average Daily Feed Intake，ADFI）、平均日增重（Average Daily Growth，ADG）以及飼料轉(zhuǎn)化率（Feed Conversion Rate，F(xiàn)CR）。

另外，圈養(yǎng)于12個(gè)豬欄的72頭豬（每組6頭），從7日齡至14日齡、35日齡至42日齡，向飼料中添加氧化鉻。而后連續(xù)三天采集每個(gè)豬欄的糞便樣品，計(jì)算表觀消化率（Apparent Total Tract Digestibility，ATTD）（圖1），包括：干物質(zhì)（Dry Matter，DM）、粗蛋白（Crude Protein，CP）以及總能（Gross Energy，GE）的表觀消化率。

由表2可以看出，飼喂Fecinor的動(dòng)物的總生長(zhǎng)率（用ADG衡量）高于陰性對(duì)照組（P>0.05）。兩組的飼料消耗相近，因此Fecinor改善了飼料轉(zhuǎn)化率（P<0.05）。

在保育期末（斷奶后40 d～42 d），F(xiàn)ecinor顯著改善了干物質(zhì)、粗蛋白以及總能的表觀消化率（P<0.01）。

結(jié)論是，F(xiàn)ecinor能帶來(lái)更好的生產(chǎn)性能。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，以上結(jié)論可解釋為食用Fecinor的動(dòng)物具有更好的消化率。

概括地說(shuō)，使用Fecinor的益處有：

含有小腸中天然存在的細(xì)菌，對(duì)環(huán)境更加友好。相比其他LAB或酵母菌，生長(zhǎng)速率更快。

可在腸道上皮形成一層保護(hù)膜，從而防止其他病原菌的增殖。

可產(chǎn)生大量的酶，尤其是蛋白酶與淀粉酶。

能合成大量的乳酸——常見(jiàn)的病原拮抗劑，同時(shí)也是一種隨時(shí)可被吸收利用的能量物質(zhì)。

能增強(qiáng)腸道中內(nèi)源性蛋白酶的效力。

可改善生產(chǎn)參數(shù)，平均日增重與飼料轉(zhuǎn)化率。

能幫助動(dòng)物在抗生素治療和應(yīng)激后，重建腸道菌群?！酢?/p>

原題名：The important role of the immune system in gut health （英文）

原作者：Alvaro Ortiz（西班牙巴塞羅那Norel SA公司）