腸道微生物與腸道健康的生態營養調控策略

朱偉云 （南京農業大學 教授）

腸道微生物與腸道健康的生態營養調控策略

朱偉云 （南京農業大學 教授）

目前，我國的養豬業面臨著很大的挑戰，尤其是一些疾病的威脅，常見病不斷復發如仔豬腹瀉，新病層出不窮，如高致性病藍耳病。這不僅影響了養豬者的信心，也造成了消費者的擔心。引起疾病的原因眾多，主要包括病原菌的感染、飼料霉菌毒素及多種毒素的混合、環境應激、日糧變更等。其中日糧應激對仔豬影響很大，直接關系到仔豬的胃腸道健康。

1 為什么關注腸道健康和腸道微生物

健康養殖是一個整體的概念，指一個群體的豬的健康。只有每一個個體健康，每一個個體的胃腸道健康，才有健康養殖。

在腸道中，從胃到直腸的各個部位都有微生物。胃中雖然有胃酸，但仍存在少量微生物，小腸、十二指腸、空腸、回腸的微生物數量相對較大，結腸、盲腸中的微生物數量最大。整個消化道中，微生物的數量可以達到1×1014，是人類機體細胞的10倍。龐大的微生物菌群可以保障宿主的健康，與宿主的生長，尤其與養分的消化吸收、腸道免疫、腸道的生理功能密切相關。但微生物不是孤立的，所謂的微生態不是指微生物本身的生態，而是指腸道里整個微環境的生態，是微生物、日糧、宿主三者的生態。動物飼喂日糧后，微生物和宿主能同時利用營養素。而微生物還可以轉化一些營養素，產生抗菌物質，起到免疫應答的作用。另外，還可以產生維生素和短鏈脂肪酸，尤其是丁酸，而丁酸是腸道發育健康的首選能量來源。

2 腸道微生物對腸道健康的影響

仔豬斷奶后由于日糧和飼養環境發生了變化，可造成仔豬胃酸屏障功能減弱、腸道致病菌增多、胃腸道發生過敏反應、腸道發生異常發酵進而引發斷奶應激，產生腹瀉、生長緩慢、腸道功能紊亂等現象。

2.1 腸道微生物對胃酸屏障功能

仔豬斷奶后胃的屏障功能減弱，主要體現在胃酸的pH值升高，斷奶前胃腸道的優勢菌群乳酸菌被潛在病原菌替代。斷奶前胃酸的pH值近似為3，斷奶后pH值增加至5（圖1）。由于胃酸pH升高，不僅對病原菌的抑制作用消失，而且病原菌還能夠利用胃中的營養物質大量繁殖。pH值的升高表明了胃內酸性屏障的減弱。斷奶前胃中的微生物種類較少，主要為乳酸桿菌。斷奶后，仔豬胃中的微生物種類增多，且斷奶后3天，有3種潛在的致病病原菌Escherichia fergusonii、Escherichia coli和Streptococcus gordonii出現，并成為優勢菌。前兩種屬于大腸桿菌屬，第三種屬于鏈球菌屬。大腸桿菌是引發斷奶仔豬腹瀉的主要病原菌，主要通過附著在腸微絨毛對其產生破壞作用，引起微絨毛脫掉，降低仔豬腸道的吸收能力，從而加重腹瀉。經調研發現，豬場健康豬的胃腸道也存在大量的豬鏈球菌，雖然沒有引發疾病，但由于鏈球菌為人畜共患病病原，曾引起人的發病和死亡。因此，應考慮采取新型微生態制劑合理控制豬鏈球菌。

2.2 腸道微生物與腸道過敏反應

仔豬斷奶前，以采食母乳為主，母乳蛋白質的結構簡單，容易被消化和利用。而斷奶后，日糧中的蛋白源以大豆蛋白為主。大豆蛋白的結構相對復雜（圖2），含有很多抗營養因子，易造成仔豬腸道過敏，影響仔豬腸道的健康。利用成年豬和仔豬的糞樣進行體外發酵試驗，比較其對大豆蛋白的降解能力，發現仔豬不能完全降解飼喂的大豆蛋白，而成年豬能完全降解大豆蛋白，說明成年豬的腸道微生物具有較快、大幅降解大豆蛋白的能力。在實際生產中，采用微生物處理發酵豆粕，利用微生物降解作用以減少抗原蛋白的數量，避免胃腸道過敏。但是不同微生物產品的效果不同，有的不僅不如未發酵豆粕，甚至加大了腹瀉率。因此，應考慮日糧中哪些抗營養因子可以被降解或轉化，哪些微生物起降解作用，可利用哪些微生物降解大豆蛋白，這些微生物在腸道什么部位起降解作用。

2.3 腸道微生物與腸道異常發酵

腸道異常發酵是指由于仔豬不易消化結構復雜的大豆蛋白，沒有消化完全的食物進入大腸內會充分發酵，產生大量氣體，因飽脹引起胃腸不適，進而引發腹瀉。在豬場中，由于蛋白質消化不良而引發的仔豬腹瀉很常見。

3 腸道健康的生態營養調控

3.1 腸道微生物可轉化植物活性物質

植物異黃酮類物質具有弱雌激素樣生理作用，對人體健康和動物生長有促進作用。而腸道微生物可以轉化植物異黃酮類物質，生成具有更強雌激素作用的代謝產物—雌馬酚。大豆黃酮經過微生物的轉化后產生雌馬酚被胃黏膜吸收，調節生理功能，促進動物生長。市場銷售的一些人用的黃酮類保健藥在雞和豬的生產試驗中也取得了顯著效果，但其效果與腸道微生物有關。人們認為大豆黃酮的臨床功能可能取決于其能否被轉化成具有更強雌激素活性的異黃酮物質—雌馬酚。而雌馬酚只能由腸道細菌轉化產生，人、小鼠等本身不能產生，如嬰兒腸道的微生物菌群還未健全，產生的雌馬酚就非常少，在無菌鼠體內，大豆黃酮也不能被降解。人類也只有三分之一能產生雌馬酚，沒有將大豆黃酮轉化成雌馬酚的微生物菌群的人群不產雌馬酚，所以植物異黃酮類的保健品不是對所有人都有效。在豬上的研究也表明不是所有的豬都能產生雌馬酚。而且還發現我國的地方豬種具有更好的產生雌馬酚的能力，而引進豬種相對較弱。

3.2益生菌可提高仔豬體重整齊度

乳酸桿菌是腸道固有菌。因為其粘附在腸壁上，且數量巨大，所以對腸道的吸收功能、腸黏膜的免疫屏障和物理屏障功能都有較大的影響。將從仔豬腸道中分離得到的乳酸桿菌，經體外優化和加工制得活菌制劑S1，跟蹤觀察其菌株在腸道的定植部位，結果發現這個菌種廣泛存在于腸道中。另外，體外飼喂試驗證明飼喂此菌后，仔豬腸道內的乳酸桿菌數量增加，豬鏈球菌數量降低，豬鏈球菌不再成為腸道內的優勢菌群。在浙江、山東、江蘇、上海不同的豬場進行試驗，將活菌制劑S1添加到仔豬的日糧中，發現此活菌制劑并沒有起到明顯的增重作用，而是提高了仔豬體重的整齊度 （圖3）。主要是由于飼喂后，生長狀態較好的豬維持原有的狀態，生長狀態較差的豬減少了腹瀉次數。

圖3 活菌制劑對仔豬體重整齊度的作用