免疫系統(tǒng)在腸道健康中的重要作用

廖學(xué)文等

中圖分類號：S852.4 文獻標識碼：C 文章編號：1001-0769（2015）09-0018-03

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

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

腸上皮細胞在與腸道微生物菌群的相互作用中起重要作用。腸上皮細胞、樹突狀細胞以及巨噬細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，故而動物機體進化出了一種能夠調(diào)控炎癥與免疫的腸道系統(tǒng)，這不足為奇。然而，這種機制可以被不良因素擊潰。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。

突然離開母豬、交叉哺乳、轉(zhuǎn)運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。帶來的后果是，斷奶后的首周采食量下降，并且動員了本就不多的體內(nèi)能量儲備。

腸絨毛長度縮短，以及不成熟腸上皮細胞比例的增加，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，大腸桿菌數(shù)目增加。

這種情形會引起腸道穩(wěn)態(tài)失衡，導(dǎo)致消化與營養(yǎng)吸收失衡及腹瀉。從這種意義上說，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。

動物宿主的腸道微生態(tài)是一個復(fù)雜的生態(tài)體系，會對宿主產(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菌菌種組成，相互進行生存競爭，并擔當重要的天然防御功能。

早期直接補食微生物（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。益生素增強腸道健康的機制有許多種。本文將集中探討乳酸菌。

2 乳酸菌

乳酸菌（Lactic Acid Bacteria，LAB）是指能通過糖酵解過程產(chǎn)生乳酸的微生物菌群。乳酸的酸化能力強于大多數(shù)有機酸，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物小腸內(nèi)最為豐富的LAB。主要的缺點是該菌屬生長速率低下，并且當pH增加到某種水平之上時，會發(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。作為一種存在于動物腸道中的常見細菌，其生長快速，且對各種環(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層，這使得它們能順利通過胃部，而不受胃內(nèi)酸性pH的影響。

一旦抵達小腸，它們就會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”，保護機體抵御病原菌的攻擊。

屎腸球菌的快速增殖能力以及對環(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菌競爭領(lǐng)地與養(yǎng)分，快速形成保護層，阻止有害菌增殖。

另外，已經(jīng)證明，屎腸球菌在增殖過程中會產(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-乳酸，但是也有乙酸與D-乳酸。

易于獲取的糖類物質(zhì)中超過一半可以被屎腸球菌轉(zhuǎn)化為酸類。除了抗菌效力，這些酸類可以用于調(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入非酸性的腸道細菌（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，影響所在細菌的蛋白質(zhì)與DNA。這也會造成細菌胞內(nèi)pH值的下降，擾亂它們的代謝過程。

乳酸也能將外部pH值降低到能殺滅許多腸道細菌的水平上。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養(yǎng)分的主動轉(zhuǎn)運，尤其是當該機制受到沙門氏菌感染而削弱時。在近期的一項研究中發(fā)現(xiàn)，給沙門氏菌攻毒的動物飼喂屎腸球菌，空腸對葡萄糖與磷元素的吸收加強。

在斷奶期，補充高生長速率的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的蛋白降解能力能使斷乳過程更順利。

為了證實這些作用，Norel SA在西班牙的一個商品化豬場里進行了一項試驗。

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

計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)三天采集每個豬欄的糞便樣品，計算表觀消化率（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的動物的總生長率（用ADG衡量）高于陰性對照組（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能帶來更好的生產(chǎn)性能。

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

概括地說，使用Fecinor的益處有：

含有小腸中天然存在的細菌，對環(huán)境更加友好。相比其他LAB或酵母菌，生長速率更快。

可在腸道上皮形成一層保護膜，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——常見的病原拮抗劑，同時也是一種隨時可被吸收利用的能量物質(zhì)。

能增強腸道中內(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。

能幫助動物在抗生素治療和應(yīng)激后，重建腸道菌群。□□

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）