爭奪控制權：動物胃腸道調控

文/Dr. Clifford A. Adams

譯/胡紅蓮

審/盧德勛

爭奪控制權：動物胃腸道調控

文/Dr. Clifford A. Adams

譯/胡紅蓮

審/盧德勛

胃腸道是機體最大的器官，代謝能的主要利用者，約占進食總能的20%左右（Cant等，1996）。對單胃動物而言，在所有體組織中，胃腸道蛋白質合成速率最高，可占到每日體蛋白總量的20%以上（Van Der Meulen和Jansman，1997）。胃腸道是體內最大的內分泌腺，可分泌至少20多種激素、調節肽及其受體。胃腸道是體內免疫系統的最大部位，也是腸道淋巴組織（GALT）內大多數淋巴細胞和其他免疫細胞作用的主要部位。

反芻動物和單胃動物的胃腸道逐漸形成了各自不同的結構，有著不同的作用模式，因此，胃腸道也是一個奇特的器官。對所有動物而言，胃腸道內存在兩種主要的生物化學過程，即酶消化和微生物發酵。反芻動物食入的營養物質先是在瘤胃內經過微生物發酵，然后未被消化的營養物質在小腸和大腸被酶消化。而單胃動物食入的營養物質先是在胃內和小腸被酶消化，然后未被消化的營養物質進入大腸被微生物發酵。在為宿主動物供應營養物質方面，微生物發酵在反芻動物上發揮著重要的作用，而在單胃動物上僅起著次要的作用（Ewing和Cole，1994）。

胃腸道內棲息著數目龐大的微生物群落，其微生物細胞數量遠遠超出了宿主動物機體的總細胞數。人類結腸內的細菌占機體總細胞的90%以上（Glbson和 McCartney，1998）。Kleessen等（1997）報道，在大鼠盲腸和糞便中已鑒別出627種微生物菌落。

有些研究認為，微生物群落或微生態系統可能并不是動物生存和生長所必需的，如無菌小雞要比普通雞，甚至比用抗菌生長促進劑處理過的動物生長得要好。無菌動物與普通動物相比，其胃腸道具有不同的特點（Ewing和Cole，1994）。無菌動物小腸重量較低，其代謝能消耗較低和內源損失下降。一般來說，對于單胃動物，代謝消耗大和腸道疾病的發生對動物機體造成的不利影響已遠遠勝過了胃腸道內棲息微生物菌落對動物機體產生的有益作用。然而，反芻動物并非如此，其可以利用富含纖維的低質粗飼料為機體提供營養物質，主要得益于瘤胃微生物區系。

單胃動物胃腸道微生物群落經常以自主的方式發揮作用，而這種自主作用可能對動物是有害的。胃腸道內的一些微生物種可以被看作是經常與宿主動物有競爭的微生物。所以，動物胃腸道是否是動物的一個不可缺少的部分，或者僅僅是動物保護胃腸道內棲息著的微生物區系并給其提供營養物質的一個結構，是一個令人感興趣的問題。

全方位營養的主要挑戰之一是調控這種“競爭性生物”，以有利于宿主。任何動物的胃腸道都是一個很大的器官，其維持所需的能量和蛋白質較高，需要大量的營養物質用于維持、組織更新以及營養物質利用。促進胃腸道健康、提高其利用效率將會增強整個動物機體的健康、提高動物生產性能。事實上，各種胃腸道疾病是所有動物包括人類在內發病的根源。

動物胃腸道穩定的微生物發酵可以影響病原菌群的建立，因為腸道內穩定的發酵對病原菌的建立有抵制作用（Hil'man等，1994）。然而檢測動物微生物發酵的穩定性有一定的難度，因此，很有必要研究腸道內容物的變化。腸道內的有些微生物能有效地抑制病原菌的大量繁殖，特別是乳酸菌。所以測定腸道內能抑制病原菌增殖的菌落的潛在有效能是基于腸道內容物中乳酸桿菌與大腸桿菌之間的比例。一般而言，如果有益菌乳酸桿菌的數量相對高于有害菌大腸桿菌類，則表明對病原菌有抑制作用的細菌數增加了，并且這可能是判斷動物是否健康的一個實用的指標。

胃腸道病毒感染也是危害動物健康的主要因素。豬和家禽容易患有各種腸道病毒性疾病。其感染后果如何主要由各種因素所決定，如動物年齡、機體免疫狀況、營養水平和環境等。另外，胃腸道病毒感染可能會引發其他疾病綜合征。由病毒引起的胃腸道黏膜損傷就為其他病原菌如大腸桿菌或沙門氏菌侵入機體提供了通道；病毒對胃腸道的損害也將導致飼料消化率低和營養物質吸收不良，從而會產生營養缺乏，這樣就會對動物健康和生長不利，對其他感染的抵抗力下降等一系列的級聯效應。

日糧變化對腸上皮的分化和生長產生的影響在出生和斷奶時特別明顯。新生動物剛出生的前幾周內會發生許多變化，如腸形態的變化、蛋白質從頭合成增加以及由日齡和日糧引發的消化道功能的變化等。在這一時期內，腸道細菌群在快速變化的黏膜表面上交替建群。對于大多數動物來說，宿主本身、所采食的日糧以及胃腸道微生物區系三者之間保持動態平衡有利于建立穩定的微生物生態系統。這個微生物生態系統又是以維持和建立腸道健康的免疫系統發揮積極作用的共生微生物的存在為特征。然而在動物新生期和斷奶早期經常會發生腸道微生態系統的紊亂，這也是這段時間發病率和死亡率最高的原因。營養不佳會引發腸道感染，從而導致黏膜損傷和仔豬及其他新生動物發生腹瀉。這些疾病癥狀可以因以下兩種方式惡化：一是黏膜免疫系統的相對不完善；二是條件性致病菌的毒性，條件性致病菌在腸道內定植快速改變了新生動物黏膜表面。

胃腸道消耗大量能量用于自身代謝，因此，腸道功能的改變可以影響動物的生產性能。小腸內存在一些微生物發酵，并且這些微生物也與宿主動物競爭易消化的營養物質，豬飼料凈能有6%因小腸內的微生物發酵而損失（Mikkelsen和Jensen，2000）。調控小腸食糜流通效率將有可能改善家畜的生產性能。動物采食高能量濃度型日糧能夠增加葡萄糖和其他營養物質的轉運能力，這樣可以降低葡萄糖進入大腸的數量（在大腸葡萄糖是不能被有效利用的）。■

（來源：選自《全方位營養》第五章第一節。轉自：建明工業微信公眾號）