斷奶仔豬腸道健康與免疫調控

魏 能 楊玉峰 何 健 周秀瓊 敖 翔

（四川鐵騎力士集團公司 馮光德實驗室，四川 綿陽 621006）

仔豬從出生到斷奶后一個階段的培育狀況會直接影響其整個生長育肥階段的成績。仔豬斷奶后常常出現食欲降低、消化不良、飼料利用率低、免疫力和抗病力下降、腹瀉等現象，最終表現為生長抑制，即所謂的“仔豬斷奶綜合征”。多年來，人們從營養學、免疫學和消化生理學等多方面進行探討，以便在深入了解仔豬消化器官結構和功能發育的基礎上，尋求解決這一問題的途徑。

腸道既是動物消化食物、吸收營養的主要場所，也是體內最大的免疫器官。然而，由于斷奶后仔豬面臨飼料和環境等各種外界因素的應激，使得仔豬常常出現食欲差、消化功能紊亂，從而導致腸道屏障受損，腸絨毛萎縮，隱窩深度加大，進而出現腹瀉和生長緩慢的現象。斷奶應激是造成腸道受損的主要原因，同時也是實施早期斷奶的最大技術障礙。目前，通過研究揭示仔豬腸道的發育規律，并通過維持仔豬腸道健康來緩解仔豬斷奶應激造成的負面影響，已成為現代營養學研究的熱點。本文從仔豬腸道生理和免疫調控兩方面進行綜述，期待尋求更好的方法來解決仔豬斷奶綜合征的難題。

1 斷奶仔豬腸道消化生理特點

仔豬斷奶時腸道發育不全，同時處在高應激狀態，仔豬行為（常規行為和采食行為）、腸道功能（分泌功能、蠕動功能、消化功能、吸收功能、防御功能等）、免疫系統（小腸免疫和常規免疫）等發育不健全。同時，將仔豬與母豬分開對仔豬來說是一個很大的應激，主要是把仔豬從母豬圈舍轉移到斷奶仔豬圈舍同不同窩別的仔豬混養在一起引起的；綜合這些應激因素就足以形成誘發仔豬患病條件。

斷奶后，仔豬的日糧性質發生了巨大變化：仔豬從液體母乳轉為吃固體干飼料，仔豬消化道酶系統和生理環境等都不適應，對仔豬來說是一個較大的應激。仔豬在應激條件下會產生過敏反應，使得小腸結構和形態發生了功能性變化：隱窩深度增加，絨毛萎縮，小腸消化酶的活性降低，嚴重影響了小腸吸收、分泌和滲出性功能。

在斷奶期間，因仔豬尚未建立穩定的腸道微生態系統，自身抵抗力較低，易受各種病原微生物的侵襲，如腸道病原菌的感染（大腸桿菌：產腸毒素型及致腸病性大腸埃希氏菌）、病毒感染（輪狀病毒）等。仔豬由于消化功能尚未完善，采食低，某些日糧的原料中存在抗營養因子（胰蛋白酶抑制因子、外源凝集素－植物來源、抗原等），大大降低了飼料的消化利用率，這可能是引起仔豬生長受阻甚至腹瀉等現象的重要原因。

2 腸道健康

2.1 斷奶應激對仔豬腸道生理機能的影響

應激可能是引起斷奶仔豬胃腸道功能變化（蠕動和排空、黏液分泌、滲透性和水分吸收）的首要因素。R.Pluske等通過對大白仔豬和長白仔豬的研究數據表明，2周齡或4周齡的斷奶仔豬整個胃腸道發育尚不健全。斷奶后通過飼喂加工處理過的飼料，隨著采食量的增加，仔豬機體器官、消化道器官和輔助消化器官重量增加（除了脾臟外）。14日齡斷奶的仔豬，胃、小腸占活體重的相對重量明顯增加，盲腸和結腸也有一定程度的增加；但是隨著斷奶后時間的延長，這種差異有逐漸減小的趨勢。

仔豬斷奶后突然厭食，目前廣泛地認為這是導致斷奶仔豬腸道紊亂的主要原因（Thacker P.A.等）。因此，刺激仔豬攝食對加強仔豬腸道結構和功能有好處。脫脂奶粉和乳清粉適口性好并且能量蛋白消化率高，有利于提高采食量和仔豬健康，提高飼料利用率。提供液體飼料，動物蛋白性日糧如初乳、噴霧干燥血漿蛋白粉（SDP）等對斷奶仔豬腸道多方面都有好處。Van Dijk A.J.等研究表明，如添加SDP 6%能提高生長27%，大約提高采食量25%。將SDP和其它營養物質一起放入給斷奶仔豬飲用，可以降低仔豬腹瀉和減少腸道損傷。提高SDP的用量，會有更積極的效果，主要原因可能是SDP中IGF－1因子的促合成代謝活性、特定的免疫球蛋白促糖蛋白和免疫球蛋白的保護作用。SDP會降低促炎性細胞因子（IL－1β、IL－6和TNF－α）在很多組織的基因表達，降低黏膜免疫細胞的密度（Jiang R.等）。

2.2 斷奶應激造成腸道結構和功能變化的分子機制

斷奶仔豬的飼料采食量突然下降會導致嚴重的營養缺乏和生長受阻，從而影響小腸各個方面的結構和機能，導致腸道紊亂和腹瀉。Spreeuwenberg M等通過研究發現，仔豬斷奶后2 d小腸和小腸黏膜的相應重量要減輕20%～30%，需要5～10 d的再生才能完全恢復。早期斷奶仔豬同傳統飼養的斷奶仔豬在腸道形態上沒有明顯差異。從斷奶前3 d到斷奶后9 d，斷奶當天絨毛高度最高，第3 d最短，斷奶后3～7 d隱窩深度最深，斷奶后3～7 d隱窩的細胞分裂增殖活力不斷提高；斷奶后第3 d,小腸的形態變化最大。Vander Meulen J.等研究發現，中晚期斷奶（28 d同49 d相比），對斷奶仔豬小腸絨毛高度影響很小，且對隱窩深度沒有影響。研究還發現仔豬日齡、重量和性別對絨毛高度、隱窩深度和刷狀緣、胰酶活性、麥芽糖酶、葡萄糖淀粉酶、蔗糖酶、胰蛋白酶沒有一致性影響。M.S.Hedemann等在小腸的五個部位檢測到三種肽酶：氨基肽酶、二肽基肽酶Ⅳ和γ谷氨酰基轉肽酶，斷奶影響氨基肽酶和二肽基肽酶的活性，這兩種酶在仔豬斷奶后逐漸降低，第3 d逐漸上升，直到第9 d恢復。

Pierzynowski S.G.等通過研究發現，除了脂肪酶外，仔豬斷奶幾天后組織中的mRNA和酶的活性逐漸上升和恢復，這可能是仔豬對斷奶日糧的適應性反應，斷奶仔豬胰腺組織、胰液、胰島素和淀粉酶活性都顯著升高。相反，在斷奶后的14 d里，乳糖酶活性不斷下降，且差異顯著。Nabuurs M.J等報道，小腸具有很多重要功能，如吸收營養，吸收和分泌電解質，分泌黏液素和免疫球蛋白和選擇性地阻止有害抗原和病原體。Bach T.A等采用內壁掃描的方法，檢測到電解質網狀助熔劑穿過腸道黏膜模擬腸道組織微循環。14 d斷奶的仔豬基礎微循環比7 d未斷奶的仔豬微循環降低，且小腸末端微循環也比7 d未斷奶的仔豬低。斷奶后2～5 d，小腸前端基礎微循環升高，而回腸微循環降低；結腸基礎微循環2日齡的未斷奶的仔豬高于14日齡斷奶的仔豬。Marion J等考慮到斷奶日齡對小腸結構和功能的影響，研究了7日齡和21日齡斷奶仔豬的小腸結構，結果表明7 d斷奶仔豬的小腸長度和寬度的結構性變化比21 d斷奶的仔豬更顯著，胰腺功能的適應性也更慢，結果表明，仔豬14日齡斷奶是合理的。但是另外有一些研究表明（Pluske J.R.等），斷奶日齡與斷奶仔豬的小腸絨毛和隱窩的結構、刷狀緣的特定活力和胰酶活性沒有一致性的關系。

2.3 日糧對仔豬腸道生理機能的影響

Le Dividich J等研究發現，盡管24 h之內已有50%的斷奶仔豬吃第一餐日糧，但是48 h的時候仍然有10%的才吃第一餐。因此剛斷奶的仔豬至少需要3 d時間來滿足能量的維持需要，8～14 d才能恢復到斷奶前的能量攝入水平。

Boudry G等研究結果表明，斷奶仔豬日糧的功能性勝過于結構性。飼喂谷物型基礎日糧的仔豬堿性磷酸酶和蔗糖酶的活性高于飼喂以奶為基礎飼糧的仔豬，小麥型日糧組的仔豬二肽基肽酶的活性高于其它組，谷物型飼糧組仔豬Na+型葡萄糖吸收是以奶為基礎的日糧組仔豬的1.7倍，谷物型飼糧組仔豬誘導血清素和小腸血管活性多肽分泌物增加一倍。斷奶期，攝入高營養日糧組保持了小腸的完整性，而低營養日糧攝入組增加了腸壁滲出性和炎癥反應，腸絨毛萎縮。跟高營養日糧攝入組相比較，低營養日糧攝入組IL-1β的mRNA表達更高，在空腸中段T細胞的數量相近。斷奶仔豬干物質攝入高對小腸絨毛高度是有利的，但對旁細胞運輸是不利的。

仔豬日糧攝入過多會影響小腸形態，還會影響pH值（特別是胃）和微生物群。但日糧蛋白原不會影響小腸的pH值和微生物群，對小腸形態也沒有影響（除了小腸中段絨毛高度外）。固體顆粒飼料攝入的多少影響了絨毛結構但不影響黏膜對大分子或小分子的滲透性。對比液態和顆粒飼料，日糧的物理形態對斷奶仔豬絨毛高度、隱窩深度、IL-8的mRNA的表達沒有顯著影響。

2.4 蛋白、功能性氨基酸對腸道健康的影響

斷奶后，腸道蛋白質合成率提高而肌肉蛋白質合成率下降，腸道蛋白的合成還受蛋白質和色氨酸缺乏的影響（Marion J等）。D.C.Brown等用免疫組織化學的方法量化了大量細胞表達的CD2、CD4、CD172，并用形態學的方法評價了十二指腸、空腸、回腸的杯狀細胞分泌的中性黏蛋白、酸性黏蛋白和含硫黏蛋白。發現不同的管理系統對這些參數沒有影響，但是日齡、斷奶時間和管理體系對免疫細胞和杯狀細胞黏液的分泌有交互作用。

仔豬從出生到14日齡腸道重量占體重由2%增加到6%，大量營養物質的攝入貢獻最大。但是短暫的斷奶厭食導致腸道蛋白和DNA總量下降，特別是小腸前段；腸道營養需要主要由腸道和動脈系統供應，前者一般供應細胞增殖和繁育，跟未斷奶期相比，在仔豬斷奶期，小腸上皮細胞氨基酸代謝中，谷氨酸、精氨酸和胱氨酸的代謝增強（Burrin D.G等）。Ewtushick A.L等報道，斷奶后一周為仔豬日糧提供1%～4%谷氨酰胺和6.5%的谷氨酸會不同程度促進腸道結構發育和飼料利用率。丙氨酸和甘氨酸能促進斷奶仔豬抑制分泌因子的產生，從而提高生產性能和降低腹瀉率。多胺能促進10日齡以內的仔豬的腸道完善和生長性能，但對日齡大一些的仔豬則有負面作用（Goransson L等）。

斷奶后，細胞、組織和器官要經受各種應激，包括熱應激，抵抗熱應激要借助于熱休克蛋白（HSP），熱休克蛋白對腸道細胞有保護作用，HSP主要有低中高三種，分別為 HSP27、HSP70、HSP90(Wischmeyer P.E等)。HSP27參與維持細胞結構的肌動蛋白纖維的動力學，HSP70調解耐熱性和保護細胞免于凋亡、細胞內毒素、氧化反應、輻射和局部缺血的損害。HSP90則被認為是細胞生長和形成差異化的結構型蛋白(Feder M等)。最近研究表明，通過細胞培養HSP27和HSP70可以促進丁酸鹽和谷氨酰胺的保護作用。有趣的是，HSP保護細胞的免疫應答機制包括抑制前驅細胞因子的產生和減少上皮細胞的增殖。

腸道黏蛋白和功能性氨基酸對腸道健康有一定影響作用。黏蛋白跟黏液一起通過潤滑、物理化學保護和制止病原菌黏附滋生(Forstner J.F等)。一些氨基酸具有基本的腸道保護和防御的作用：如蘇氨酸與黏液，半胱氨酸和谷胱甘肽，色氨酸和組氨酸與5-HT(5-羥色胺)，組氨酸和蛋氨酸與多胺，精氨酸和含氮氧化物等。添加谷氨酰胺有利于斷奶仔豬免疫系統發育(Burrin D等)，添加谷氨酰胺不僅能顯著改進腸系膜淋巴節免疫細胞，還可以抑制抗原細胞CD4+的增長，在T細胞激活反應后（植物血球凝集素），促進Th-1型細胞因子的反應。在淋巴細胞內保持合適的谷胱胺肽能促使機體保持良好的免疫系統功能。研究還發現細胞內的谷胱甘肽水平即使發生較小的變化，也會對淋巴細胞有很大的影響。在DNA的合成反應中，谷胱甘肽對中級氧化反應有精確的敏感性和高水平的抗氧化功能。仔豬發病期，免疫功能跟半胱氨酸和谷胱甘肽的缺乏有關，提供半胱氨酸有利于免疫力的提高和機體內的儲存量。

3 腸道免疫調控

3.1 仔豬免疫系統的早期發育

胎兒在懷孕后17 d即被發現在卵黃液和肝中有中性粒細胞，其中多數為SWC3+，21 d后在胸腺中發現中性粒細胞有增殖，在胎兒胸腺有兩個峰值，由胸腺細胞演變為T細胞前體，T淋巴細胞群再分化。而胸腺被證實是合成IgA和IgG的唯一位置并且是多種自身抗體的資源庫。H.Stepanova等研究了初生仔豬淋巴群的變化，特別是γδT淋巴細胞在血液、脾臟和淋巴結的變化。在初生仔豬發育過程中，γδT淋巴細胞在脾臟和血液中的含量顯著增加，總的含量跟日齡沒有明顯關系，且γδT淋巴細胞的次級體γδTCR+、CD8+的含量顯著增加。作為CD4+淋巴細胞比例下降的補償，初生仔豬 CD8+、CD3+、CD4+、TCR-增加顯著。

3.2 仔豬免疫調控

3.2.1 腸道細胞的免疫功能

仔豬腸道細胞在腸道免疫系統中主要有四種功能：第一，固有免疫機制中，上皮細胞作為物理性屏障，這種功能主要通過緊密連接、黏著連接和在上皮細胞頂端的胞橋連接作用而維持細胞的有序性和機構的穩定性。一些物理或化學的因素會引起緊密連接，內在的因素如：激素類、神經傳導物、蛋白酶、細胞因子等；外在的因素如：日糧污染、細菌毒素、霉菌毒素和生物外源性物質。第二，黏液層的保護作用。第三，分泌防御素和其它的抗菌肽。第四，分泌趨化因子和細胞因子。

3.2.2 腸道免疫系統的炎癥反應機制

近來的研究表明局部炎癥反應的先兆包括：免疫細胞的滲入和炎癥先驅性，細胞因子基因表達的增加；通過提高熱休克蛋白來保護細胞；還有些跡象如，由于蛋白酶（基質降解因子）而促使組織發生變化最后導致黏膜吸收和分泌礦物質的功能紊亂和滲透性增加。斷奶是仔豬保育的關鍵時期，由于腸道紊亂、傳染病和腹瀉會增加仔豬易感性，導致斷奶仔豬小腸絨毛和隱窩形態的變化、刷狀緣酶活性的變化和腸道病原的侵入，而小腸組織損傷被認為是由于超免介導反應的開始。

腸道變化和斷奶仔豬腹瀉開始被認為是仔豬腸道對日糧蛋白免疫應激反應的結果，斷奶仔豬突然的厭食癥是由于腸道炎癥反應還是日糧抗原做出的反應尚未被證實。Pie S等在斷奶仔豬腸道炎癥研究中表明，仔豬斷奶后2 d血清IL-1濃度出現短暫上升，斷奶后的前2 d，當小腸絨毛高度、隱窩深度和消化酶活性急劇下降的時候,炎癥反應的細胞因子IL-1β、IL-6、TNF-α基因表達卻在增加；除了TNF-α外，基因表達重回到斷奶前的水平。Konstantinov S.R等研究發現，斷奶后的前2 d，IL-8在空腸的基因表達下降，在結腸前端的表達上升，在其他腸段沒有顯著的變化，在十二指腸、回腸和結腸前端IL-12P40 mRNA的水平也下降。

J R McDermott等在小白鼠上的實驗研究了關于采食的免疫調控，調控小腸內分泌細胞。小腸炎癥發生后，由于提高了CCK水平，所以會導致動物采食量減少；隨著感染的繼續，動物的采食和CCK的表達會受到CD4+T淋巴細胞憑借IL-4和IL-13而進行特殊的調控。在人和鼠的實驗中均發現，B淋巴細胞的增殖對常規免疫系統的功能也是很重要的，而小腸黏膜集合淋巴結在腸道系統中有著非常重要的防御和免疫調控的作用。

3.2.3 腸道黏膜免疫系統的調控

Frank heller等在研究腸道微生物和黏膜免疫反應的實驗中發現，在仔豬機體內有大量的B淋巴細胞，IgA是體內產生的免疫球蛋白，分泌進入腸道，直接作用于細菌和細菌的組成部分，阻止微生物黏附在黏膜細胞上并且能中和毒素。同時，大量IgA的產生也是與腸道細菌密切相關的，無菌動物只含有很少的淋巴液和IgA。還發現黏膜免疫系統的特有功能，即使有大量的抗原也不會引起炎癥免疫反應，T細胞產生IL-10/TGF-β等消除其他T細胞的免疫抑制功能。Ian R.Sanderson等研究了短鏈脂肪酸通過腸道上皮細胞調控信使基因的表達，結果表明，腸道內短鏈脂肪酸的濃度隨日糧發生顯著性變化，日糧發生大的變化對黏膜免疫系統影響很大，特別是在仔豬患有局部性回腸炎和結腸壞死癥等疾病中。

目前，歐洲正在建立一種適宜的可持續的生豬生產體系，不運用任何促生長添加劑和化學藥物，只通過生理機能來抵御病原菌，主要通過提高機體抵抗力和腸道免疫系統中的共生菌微生態平衡。我們在養豬生產管理中，一定要考慮到斷奶仔豬發育不全，處于高應激狀態的情況。因此仔豬一出生就應吃到更多的初乳，在教槽階段應該盡量提供營養高、易消化、可口的飼糧，給仔豬提供溫暖舒服的環境和清新的空氣也很重要，當然保健和疫苗在現代養豬業中也是必不可少?？傊?，仔豬斷奶就是要給仔豬提供一個溫暖舒適的“新家”，要重視“保育”的作用，讓仔豬健康快樂地成長。

28篇，刊略，需者可函索）