仔豬的胃腸道健康

何 穎（編譯）

（遼寧禾豐牧業(yè)股份有限公司，遼寧 沈陽 110000）

“胃腸道健康”是一種使用非常寬泛的術(shù)語，是引起了研究人員極大興趣的課題，但仍然普遍缺乏一個精準(zhǔn)而統(tǒng)一的定義或概念。Bischoff（2011）定義了胃腸道健康的5個主要標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)成了胃腸道健康總體概念的基礎(chǔ)：1）食物被有效地消化和吸收；2）沒有胃腸道疾??；3）正常和穩(wěn)定的胃腸道菌群；4）機(jī)體有效的免疫狀態(tài)；5）健康狀態(tài)良好。Celi等（2017）總體概況了健康胃腸道功能的關(guān)鍵是日糧、胃腸道屏障的有效結(jié)構(gòu)和功能、宿主與胃腸道菌群的互作、飼料的有效消化和吸收、有效的免疫狀態(tài)。然而，盡管該觀點(diǎn)是正確的，但是胃腸道功能超越了采食、消化以及隨后的主動和被動吸收、屏障功能相關(guān)的過程，因為胃腸道在調(diào)控上皮細(xì)胞的免疫功能方面發(fā)揮著重要作用，這對于胃腸道和機(jī)體的正常生理功能及保持穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要。腸神經(jīng)系統(tǒng)（enteric nervous system，ENS）和高級神經(jīng)中樞（副交感神經(jīng)系統(tǒng)和/或內(nèi)分泌神經(jīng)系統(tǒng)）之間的聯(lián)系也在動物福利、健康、胃腸道結(jié)構(gòu)和功能中起著關(guān)鍵作用（見圖1）。

1 與健康胃腸道相關(guān)的潛在生物學(xué)機(jī)制

胃腸道是一個非常復(fù)雜的、動態(tài)的、時刻發(fā)生變化的器官。例如，仔豬在斷奶后其胃腸道經(jīng)歷了形態(tài)大小、蛋白周轉(zhuǎn)率、微生物群數(shù)量和組成以及消化、吸收、屏障和免疫功能的快速顯著變化。實際上，胃腸道中發(fā)生的營養(yǎng)、胃腸道黏膜（上皮細(xì)胞）和微生物群之間的互作是影響腸道健康的關(guān)鍵（見圖2）。Bischoff（2011）提出2個主要功能性物質(zhì)對于保持一個健康的胃腸道系統(tǒng)很重要，這與之前列出的5個標(biāo)準(zhǔn)一致，分別是胃腸道微生物區(qū)系和胃腸道屏障功能，以及二者之間的互作。此外，營養(yǎng)物質(zhì)對于這些功能的影響也是必須要考慮的內(nèi)容。

有很多種類的產(chǎn)品（例如飼料添加劑）和飼養(yǎng)管理策略可以影響或聲稱可以影響腸道健康的不同方面。作為促生長抗生素（AGP）替代產(chǎn)品，已經(jīng)評估出大量的飼料添加劑或飲水添加劑可供豬肉生產(chǎn)商使用，它們一般是針對：1）增強(qiáng)豬免疫反應(yīng)（例如：免疫球蛋白、ω-3脂肪酸、酵母提取物β-葡聚糖）；2）減少病原菌在豬胃腸道中定殖（例如：有機(jī)和無機(jī)酸、高水平氧化鋅、精油、植物提取物和香料、一些類型的益生元、噬菌體、抗菌肽）；3）促進(jìn)胃腸道有益菌群的建立（例如：益生菌和一些類型的益生元）；4）促進(jìn)消化功能（例如：丁酸、葡萄糖酸、乳酸、谷氨酰胺、蘇氨酸、半胱氨酸和核苷酸）。這些產(chǎn)品的重要特征不僅僅是它們的作用方式不同，而且還包括當(dāng)其提供給豬只時的結(jié)果存在差異。這種結(jié)果差異在某種程度上可能是由于豬所處的飼養(yǎng)管理條件所造成的，而這些不同的飼養(yǎng)管理條件又反過來影響諸如微生物區(qū)系組成和黏膜免疫等因素。最后，人們需要考慮采取這些方式來影響胃腸道健康的成本效益。

1.1 胃腸道微生物區(qū)系對胃腸道健康的影響

在胃腸道的不同部位和豬生命的不同階段，微生物群的豐度和多樣性也各不相同。Hillman（2004）提出胃腸道微生物區(qū)系的組成和多樣性重點(diǎn)應(yīng)該放在最佳微生物區(qū)系上，而不是正常微生物區(qū)系，因為對于1頭豬的大部分生產(chǎn)階段中，即使沒有明顯表現(xiàn)疾病，共生菌群和病原菌通常也都是共存的。因此，病原微生物的存在或者缺失不一定預(yù)示著疾病的發(fā)生，除非病原微生物數(shù)量激增到足以覆蓋胃腸道中普通微生物群，或者更具體地說覆蓋胃腸道中某一特定區(qū)域。根據(jù)動物生產(chǎn)場所（舍內(nèi)或舍外）、遺傳、飼糧等因素不同，這將發(fā)生變化。Hillman（2012）表明對致病性F4大腸桿菌具有抗菌活性的乳酸桿菌在19個蘇格蘭豬場的豬群體內(nèi)分布不均，這可能解釋了研究人員所觀察到的益生菌和其他添加劑功效在不同豬群的差異性。向胃腸道中添加一種抗生素，如果該胃腸道中的細(xì)菌種群已經(jīng)具有較高的耐藥性，那么添加這種抗生素的效果較差；如果該胃腸道中的細(xì)菌種群不具備耐藥性或者耐藥性低，那么添加這種抗生素的效果較好。篩選調(diào)控豬胃腸道菌群的飼料添加劑，應(yīng)重點(diǎn)是這些飼料添加劑影響胃腸道健康的活性一致性（例如在不同農(nóng)場、不同日糧配方和不同季節(jié)等條件下均保持有效性）而不是活性程度，目前關(guān)于市場上存在的大量抗生素替代品在這方面尚欠佳?？梢哉f，在這方面胃腸道健康的重點(diǎn)應(yīng)該是支持動物調(diào)節(jié)胃腸道微生物群落的變化，從而避免快速的微生物種群波動并維持其平衡。

1.2 胃腸道微生物分布和斷奶后腹瀉

仔豬斷奶后階段腸道健康的討論，包括腸毒素大腸桿菌菌株相關(guān)的感染和疾?。ɡ鐢嗄毯蟠竽c桿菌病或斷奶后腹瀉，PWD）的潛在影響，以及阻止或調(diào)控PWD的方法。在影響斷奶過渡的生理和胃腸道因素中，胃腸道中微生物群落的破壞可能是導(dǎo)致PWD的關(guān)鍵因素。在斷奶過渡期間進(jìn)行的大部分研究表明，PWD發(fā)生與乳酸桿菌屬菌群的數(shù)量減少，微生物多樣性降低，而梭菌屬、普氏菌屬和堿性厭氧菌包括大腸桿菌數(shù)量增加有關(guān)。斷奶后，仔豬經(jīng)歷了從母乳到固態(tài)飼料的日糧組分和形態(tài)變化，這無疑在引發(fā)斷奶后腹瀉中起著重要作用。此外，飼料中或飲水中的抗生素也會引起胃腸道菌群在斷奶后發(fā)生變化，因為它們活性的廣譜性導(dǎo)致它們能夠同時殺死病原菌和有益菌或阻止它們生長。過度使用AGP可能會使微生物多樣性變得更低，這增加了病原微生物定殖和觸發(fā)疾病的幾率。

商品生產(chǎn)條件下斷奶與微生物區(qū)系破壞或穩(wěn)態(tài)失調(diào)有關(guān)。Dou等（2017）表示腹瀉或健康仔豬（斷奶后是否患有PWD）在出生后7 d（PWD發(fā)生前4周）就可識別出來，并強(qiáng)調(diào)了在哺乳期，早期微生物多樣性和組成差別可能是PWD易感性的一種標(biāo)記。

仔豬斷奶后胃腸道的一個特點(diǎn)是發(fā)生炎性反應(yīng)。Zeng等（2017）在胃腸道炎癥相關(guān)的疾病中觀察到微生物菌群波動，炎癥微環(huán)境有利于腸桿菌的過度生長，抑制其他共生菌生長繁殖。胃腸道炎性宿主應(yīng)答機(jī)制可產(chǎn)生活性物質(zhì)，例如一氧化氮，當(dāng)其釋放進(jìn)入腸腔中時快速轉(zhuǎn)化成硝酸鹽。富含硝酸鹽的環(huán)境有利于一些大腸桿菌株的生長，它們具有硝酸還原酶基因，而梭狀芽胞桿菌和擬桿菌則沒有硝酸還原酶基因。Wei等（2017）報道斷奶后7 d腸道中活性氧濃度提高對應(yīng)著大腸桿菌群的擴(kuò)增。評估胃腸道抗氧化狀態(tài)并利用復(fù)合物來減輕活性氧對腸道健康的損傷引起了科學(xué)家們廣泛的研究興趣。

2 胃腸道的屏障功能和黏膜免疫

影響微生物群和宿主的關(guān)鍵所在是上皮屏障功能和黏膜免疫系統(tǒng)，而很多類型的細(xì)胞例如樹突狀細(xì)胞、淋巴細(xì)胞（獲得性免疫系統(tǒng)）、巨噬細(xì)胞和細(xì)胞因子（固有免疫系統(tǒng)）在調(diào)控胃腸道微生物和胃腸道免疫系統(tǒng)之間的互作時發(fā)揮重要作用。Moeser等（2017）報道腸道上皮細(xì)胞作為免疫守衛(wèi)細(xì)胞來識別病原菌信號分子并分泌具有重要免疫調(diào)控作用的白細(xì)胞介素和生長因子。這種原位免疫細(xì)胞和胃腸道相關(guān)淋巴組織構(gòu)成了機(jī)體最大的免疫器官?？紤]到腸腔環(huán)境中的大量抗原和持續(xù)分泌的腸腔產(chǎn)物，胃腸道免疫系統(tǒng)受到許多分子機(jī)制的緊密調(diào)控，來阻止這些因素造成的胃腸道免疫系統(tǒng)過度激活和炎性應(yīng)答。相反對于任何屏障功能損傷或者病原菌/抗原感染，胃腸道免疫系統(tǒng)必須做出快速強(qiáng)烈的應(yīng)答，動員固有免疫反應(yīng)和獲得性免疫反應(yīng)，這對于阻止感染和炎癥的系統(tǒng)傳播具有重要作用。

仔豬胃腸道上皮細(xì)胞屏障功能在斷奶后立即減弱，此時斷奶引發(fā)小腸滲透性過高。胃腸道炎癥與滲透性增加有關(guān)，這可能導(dǎo)致毒素、過敏原、病毒甚至細(xì)菌在腸腔中的移位。如果細(xì)菌穿透機(jī)體防御的第一道防線到達(dá)腸固有層，細(xì)菌的代謝產(chǎn)物和從上皮細(xì)胞釋放的調(diào)控因子可能引發(fā)炎性反應(yīng)，在這種情況下人們測定促炎性細(xì)胞因子水平可部分評估局部炎癥程度。因此，斷奶本身尤其是在斷奶后采食量立即下降這個階段，會引發(fā)炎癥反應(yīng)進(jìn)而破壞胃腸道健康。在這種情況下，就僅僅幫助仔豬在斷奶后采食更多飼料，是能夠幫助仔豬緩解這些炎癥的反應(yīng)程度。

人們?yōu)榱税l(fā)現(xiàn)新的作用靶標(biāo)和管理干預(yù)措施，來促進(jìn)最適的仔豬胃腸道發(fā)育和更長期的胃腸道健康，需要更好地理解和認(rèn)識早期生命應(yīng)激因素和感染因素（比如斷奶）是怎樣來長期調(diào)節(jié)上皮細(xì)胞功能、免疫功能和ENS（腸道自主神經(jīng)系統(tǒng)）功能的。就這一點(diǎn)而言，色甘酸鈉，一種肥大細(xì)胞穩(wěn)定劑，可能會有利于促進(jìn)斷奶后腸道的屏障功能和仔豬的生長性能（見表1）。

表1 仔豬斷奶后0.5 h、8 h和16 h腹腔內(nèi)注射對生理鹽水（對照組）或20 mg/kg體重色苷酸鈉的生長性能

3 仔豬斷奶前、后營養(yǎng)對其斷奶后胃腸道健康的影響

飼養(yǎng)管理和營養(yǎng)、動物福利、生物安全和疾病防控是決定仔豬胃腸道健康和生長性能的重要因素。在養(yǎng)豬中減少AGP使用或者不使用AGP和鋅、銅等礦物元素的實施方案中，采取高水平飼養(yǎng)方式是至關(guān)重要的。

3.1 對哺乳期仔豬的補(bǔ)充飼喂，提高其斷奶后胃腸道健康

在仔豬哺乳期提供教槽由來已久，是給仔豬提供一種固體日糧（教槽料）。傳統(tǒng)上，哺乳母豬這種產(chǎn)房飼料放置在產(chǎn)床的一個隔間（教槽區(qū)域），以供母豬采食；但現(xiàn)在教槽料僅僅用于仔豬哺乳期采食。哺乳期給仔豬提供固體教槽料，通過刺激仔豬胃腸道與碳水化合物和蛋白質(zhì)消化相關(guān)的消化酶活性，強(qiáng)化其對斷奶后飼喂日糧中各種抗原的耐受力，有助于提高仔豬斷奶時體重和斷奶后生長性能。有研究者提出隨著仔豬斷奶日齡臨近，教槽料飼喂越來越重要。因為隨著仔豬生長，它們對營養(yǎng)的需求也在增長，逐漸超過了母豬能夠給它們提供的母乳營養(yǎng)，因為母豬產(chǎn)奶量在產(chǎn)后3周達(dá)到高峰隨后逐漸降低。English等（1980）表示每頭仔豬應(yīng)該在斷奶前平均消耗600 g教槽料，為斷奶過程做好準(zhǔn)備，并緩解斷奶后生長抑制。在目前多數(shù)仔豬斷奶日齡中，這個水平的個體采食量顯然是無法到達(dá)的。

因此，考慮到教槽料飼喂對仔豬斷奶后胃腸道結(jié)構(gòu)和功能以及生長性能的潛在影響，教槽料飼喂和管理這一領(lǐng)域引起了人們大量的研究和開發(fā)。然而，人們關(guān)于仔豬哺乳期教槽料飼喂是為斷奶后胃腸道挑戰(zhàn)做好準(zhǔn)備，這一個觀點(diǎn)是有爭議的。Chapple等（2019）報道仔豬胰腺中淀粉酶活性的差異更多是由母豬造成的，而不是由仔豬哺乳期和斷奶后立即采食固體飼料所造成的。Lindemann等（1986）和de Passille等（1989）發(fā)現(xiàn)仔豬胃腸道中胰蛋白酶和麥芽糖酶活性與斷奶重以及哺乳期飼喂教槽料時間長短無關(guān)。Bruininx等（2004）報道斷奶前采食教槽料和斷奶后5 d腸道結(jié)構(gòu)之間缺乏任何聯(lián)系。出現(xiàn)這些研究結(jié)果的一個可能原因是，當(dāng)時仔豬吸吮母豬母乳時通常所消耗的干物質(zhì)很少。

然而，將仔豬分類為采食教槽料和不采食教槽料的研究，為教槽料對仔豬斷奶后胃腸道健康的價值提供了一些新的觀點(diǎn)。這些研究普遍表明：在飼喂教槽料的仔豬窩群中僅有一部分仔豬（大約45%～65%）會明確地采食教槽料，而這些仔豬相較于那些窩群中不采食教槽料的仔豬能夠更好地啟動斷奶后探索行為、更高的采食量和表現(xiàn)出高的生長性能。提高窩群中采食教槽料的仔豬比例，可能會對保育期間生長性能具有正向效應(yīng)。因此，找到可以提高全窩群中采食教槽料仔豬數(shù)量的影響因素很重要。然而，Carstensen等（2005）報道哺乳期仔豬教槽料采食量低導(dǎo)致斷奶后采食量降低，進(jìn)而減少腸道中大腸桿菌O149的增殖。

盡管固體教槽料、斷奶重和斷奶后胃腸道健康之間缺乏正向關(guān)聯(lián)，有明確的研究結(jié)果表明，在仔豬斷奶前和斷奶后提供液體或者粥狀補(bǔ)充料提高仔豬哺乳期干物質(zhì)攝入量，增加了斷奶重，并緩解斷奶后生長受阻。Pluske等（1997）清楚地證實給剛斷奶仔豬提供液態(tài)奶日糧，能夠在斷奶后立即維持胃腸道結(jié)構(gòu)和功能，與斷奶前吸吮母乳時的胃腸道結(jié)構(gòu)相比，絨毛和隱窩結(jié)構(gòu)和功能基本沒有差異。但是，如果給仔豬提供與液態(tài)奶日糧相同攝入水平的固態(tài)斷奶日糧，會導(dǎo)致這些仔豬的胃腸道上皮結(jié)構(gòu)萎縮。這些仔豬胃腸道結(jié)構(gòu)改變可以視作其胃腸道健康受損，但是盡管發(fā)生了這些形態(tài)學(xué)變化，仔豬在相同能量攝入水平下的生長性能相近（見表2）。這些數(shù)據(jù)強(qiáng)調(diào)了關(guān)于胃腸道健康討論中的一些模棱兩可之處，即斷奶后仔豬生長良好，其腸道結(jié)構(gòu)和功能卻受到負(fù)向影響。

3.2 配制仔豬斷奶后商品日糧，使胃腸道健康達(dá)到最佳

為了使這個綜述更為完整，嘗試闡述怎樣配制斷奶仔豬日糧使其胃腸道健康達(dá)到最佳，大家視情況進(jìn)行參考。鑒于過去和現(xiàn)在的大量文獻(xiàn)，以及著眼于商業(yè)生產(chǎn)實踐，在沒有AGP情況下，斷奶后階段提高仔豬胃腸道健康的日糧可能包含（并不限于）了以下特點(diǎn)：

1）蛋白質(zhì)/氨基酸管理

①斷奶后盡可能降低蛋白水平（以不增加飼料成本、不降低生長性能為限），平衡必需氨基酸，使用高可消化蛋白原料；

②考慮使用木聚糖酶和超劑量植酸酶，提高蛋白質(zhì)消化率；

③提高含硫氨基酸與賴氨酸比值達(dá)到60%～65%，色氨酸與賴氨酸比值達(dá)到21%～22%，蘇氨酸與賴氨酸比值達(dá)到70%；

④最大限度提高色氨酸與大量中性氨基酸比值，以增加血清素水平；

⑤在適當(dāng)情況下，使用血漿蛋白原料。

2）碳水化合物管理

①最大限度降低可溶性非淀粉多糖（NSP）含量，使用加工過的淀粉原料，如果有條件，使谷物類原料粉碎粒度稍粗而不是更細(xì)；

②添加不溶性非淀粉多糖（NSP）原料（例如麥麩、燕麥殼、大麥殼、木質(zhì)纖維素）；

③使用碳水化合物酶（木聚糖酶、β-葡糖酶），適當(dāng)情況下提高短鏈脂肪酸的體內(nèi)利用率。

3）脂肪/脂肪酸管理

①最大限度減少n-6∶n-3多不飽和脂肪酸（PUFA）比值，以不增加飼料成本為限；

②考慮使用中鏈甘油三酯/脂肪酸。

4）微量元素管理

①減少10%～20%鈣水平〔以降低胃緩沖能力，確保內(nèi)源性（胰蛋白酶）和外源性（植酸酶）酶活〕；

②如果法律法規(guī)允許，在適當(dāng)情況下使用藥理劑量水平的鋅和銅。

5）添加150～200 IU維生素E和其他抗氧化添加劑（例如具有抗氧化能力的精油和植物促生長因子）；

表2 仔豬飼喂理論水平、2.5倍理論水平、自由采食水平的液態(tài)牛奶或者固態(tài)開口料對28日齡斷奶和斷奶后5 d的生長性能影響

6）考慮其他具有減輕炎癥和免疫功能的添加劑，例如乙酰水楊酸。

4 總結(jié)

斷奶后仔豬狀態(tài)不佳，在此階段最好采取一系列日糧或飼養(yǎng)管理干預(yù)措施來改善仔豬的狀態(tài)，這些干預(yù)措施可能對仔豬胃腸道健康具有有益作用，尤其是在減少/禁止ADP或重金屬使用的情況下。參考生理學(xué)、形態(tài)學(xué)、微生物組學(xué)和局部免疫系統(tǒng)為基礎(chǔ)的機(jī)制研究，以及它們與營養(yǎng)和飼養(yǎng)管理之間的互作研究，使得我們對這一領(lǐng)域的理解在一個相對較短的時期內(nèi)取得了重大進(jìn)展。從這方面來看，評估仔豬胃腸道健康的標(biāo)準(zhǔn)包括：1）對食物的有效消化吸收和廢物排泄；2）具有功能性和保護(hù)性的腸道屏障；3）穩(wěn)定和適宜的微生物群；4）胃腸道免疫系統(tǒng)的有效功能狀態(tài)；5）對應(yīng)激/神經(jīng)通路的最小刺激；6）無疾病。綜上所述，上述標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該考慮到胃腸道最佳功能狀態(tài)，并伴隨著最佳生產(chǎn)性能。然而，一些關(guān)于胃腸道健康的研究檢測了在沒有任何明顯疾病的情況下這些標(biāo)準(zhǔn)（指標(biāo)）的變化，這些變化有些含糊不清；這使得總體推薦（例如日糧、飼養(yǎng)管理）變得更加困難。此外，應(yīng)運(yùn)而生了一些提高斷奶后仔豬胃腸道健康的思想，例如刺激/消除胃腸道中特殊細(xì)菌群來調(diào)控胃腸道環(huán)境，保護(hù)上皮屏障功能，調(diào)控日糧成分（例如蛋白類型和水平），仔細(xì)關(guān)注飼養(yǎng)管理程序。從更廣義上來講，仔豬胃腸道健康代表了胃腸道試圖維持穩(wěn)態(tài)的結(jié)果，反映了胃腸道對所遭遇的威脅和感染的應(yīng)答和適應(yīng)能力。