仔豬的胃腸道健康

何 穎（編譯）

（遼寧禾豐牧業股份有限公司，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而統一的定義或概念。Bischoff（2011）定義了胃腸道健康的5個主要標準，構成了胃腸道健康總體概念的基礎：1）食物被有效地消化和吸收；2）沒有胃腸道疾病；3）正常和穩定的胃腸道菌群；4）機體有效的免疫狀態；5）健康狀態良好。Celi等（2017）總體概況了健康胃腸道功能的關鍵是日糧、胃腸道屏障的有效結構和功能、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。然而，盡管該觀點是正確的，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、屏障功能相關的過程，因為胃腸道在調控上皮細胞的免疫功能方面發揮著重要作用，這對于胃腸道和機體的正常生理功能及保持穩態至關重要。腸神經系統（enteric nervous system，ENS）和高級神經中樞（副交感神經系統和/或內分泌神經系統）之間的聯系也在動物福利、健康、胃腸道結構和功能中起著關鍵作用（見圖1）。

1 與健康胃腸道相關的潛在生物學機制

胃腸道是一個非常復雜的、動態的、時刻發生變化的器官。例如，仔豬在斷奶后其胃腸道經歷了形態大小、蛋白周轉率、微生物群數量和組成以及消化、吸收、屏障和免疫功能的快速顯著變化。實際上，胃腸道中發生的營養、胃腸道黏膜（上皮細胞）和微生物群之間的互作是影響腸道健康的關鍵（見圖2）。Bischoff（2011）提出2個主要功能性物質對于保持一個健康的胃腸道系統很重要，這與之前列出的5個標準一致，分別是胃腸道微生物區系和胃腸道屏障功能，以及二者之間的互作。此外，營養物質對于這些功能的影響也是必須要考慮的內容。

有很多種類的產品（例如飼料添加劑）和飼養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）替代產品，已經評估出大量的飼料添加劑或飲水添加劑可供豬肉生產商使用，它們一般是針對：1）增強豬免疫反應（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：有機和無機酸、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，而且還包括當其提供給豬只時的結果存在差異。這種結果差異在某種程度上可能是由于豬所處的飼養管理條件所造成的，而這些不同的飼養管理條件又反過來影響諸如微生物區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系的組成和多樣性重點應該放在最佳微生物區系上，而不是正常微生物區系，因為對于1頭豬的大部分生產階段中，即使沒有明顯表現疾病，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示著疾病的發生，除非病原微生物數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域。根據動物生產場所（舍內或舍外）、遺傳、飼糧等因素不同，這將發生變化。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菌種群已經具有較高的耐藥性，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。篩選調控豬胃腸道菌群的飼料添加劑，應重點是這些飼料添加劑影響胃腸道健康的活性一致性（例如在不同農場、不同日糧配方和不同季節等條件下均保持有效性）而不是活性程度，目前關于市場上存在的大量抗生素替代品在這方面尚欠佳。可以說，在這方面胃腸道健康的重點應該是支持動物調節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的感染和疾病（例如斷奶后大腸桿菌病或斷奶后腹瀉，PWD）的潛在影響，以及阻止或調控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致PWD的關鍵因素。在斷奶過渡期間進行的大部分研究表明，PWD發生與乳酸桿菌屬菌群的數量減少，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量增加有關。斷奶后，仔豬經歷了從母乳到固態飼料的日糧組分和形態變化，這無疑在引發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生變化，因為它們活性的廣譜性導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疾病的幾率。

商品生產條件下斷奶與微生物區系破壞或穩態失調有關。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發生前4周）就可識別出來，并強調了在哺乳期，早期微生物多樣性和組成差別可能是PWD易感性的一種標記。

仔豬斷奶后胃腸道的一個特點是發生炎性反應。Zeng等（2017）在胃腸道炎癥相關的疾病中觀察到微生物菌群波動，炎癥微環境有利于腸桿菌的過度生長，抑制其他共生菌生長繁殖。胃腸道炎性宿主應答機制可產生活性物質，例如一氧化氮，當其釋放進入腸腔中時快速轉化成硝酸鹽。富含硝酸鹽的環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著大腸桿菌群的擴增。評估胃腸道抗氧化狀態并利用復合物來減輕活性氧對腸道健康的損傷引起了科學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鍵所在是上皮屏障功能和黏膜免疫系統，而很多類型的細胞例如樹突狀細胞、淋巴細胞（獲得性免疫系統）、巨噬細胞和細胞因子（固有免疫系統）在調控胃腸道微生物和胃腸道免疫系統之間的互作時發揮重要作用。Moeser等（2017）報道腸道上皮細胞作為免疫守衛細胞來識別病原菌信號分子并分泌具有重要免疫調控作用的白細胞介素和生長因子。這種原位免疫細胞和胃腸道相關淋巴組織構成了機體最大的免疫器官。考慮到腸腔環境中的大量抗原和持續分泌的腸腔產物，胃腸道免疫系統受到許多分子機制的緊密調控，來阻止這些因素造成的胃腸道免疫系統過度激活和炎性應答。相反對于任何屏障功能損傷或者病原菌/抗原感染，胃腸道免疫系統必須做出快速強烈的應答，動員固有免疫反應和獲得性免疫反應，這對于阻止感染和炎癥的系統傳播具有重要作用。

仔豬胃腸道上皮細胞屏障功能在斷奶后立即減弱，此時斷奶引發小腸滲透性過高。胃腸道炎癥與滲透性增加有關，這可能導致毒素、過敏原、病毒甚至細菌在腸腔中的移位。如果細菌穿透機體防御的第一道防線到達腸固有層，細菌的代謝產物和從上皮細胞釋放的調控因子可能引發炎性反應，在這種情況下人們測定促炎性細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，會引發炎癥反應進而破壞胃腸道健康。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程度。

人們為了發現新的作用靶標和管理干預措施，來促進最適的仔豬胃腸道發育和更長期的胃腸道健康，需要更好地理解和認識早期生命應激因素和感染因素（比如斷奶）是怎樣來長期調節上皮細胞功能、免疫功能和ENS（腸道自主神經系統）功能的。就這一點而言，色甘酸鈉，一種肥大細胞穩定劑，可能會有利于促進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、后營養對其斷奶后胃腸道健康的影響

飼養管理和營養、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，采取高水平飼養方式是至關重要的。

3.1 對哺乳期仔豬的補充飼喂，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）。傳統上，哺乳母豬這種產房飼料放置在產床的一個隔間（教槽區域），以供母豬采食；但現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消化相關的消化酶活性，強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，因為母豬產奶量在產后3周達到高峰隨后逐漸降低。English等（1980）表示每頭仔豬應該在斷奶前平均消耗600 g教槽料，為斷奶過程做好準備，并緩解斷奶后生長抑制。在目前多數仔豬斷奶日齡中，這個水平的個體采食量顯然是無法到達的。

因此，考慮到教槽料飼喂對仔豬斷奶后胃腸道結構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域引起了人們大量的研究和開發。然而，人們關于仔豬哺乳期教槽料飼喂是為斷奶后胃腸道挑戰做好準備，這一個觀點是有爭議的。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）發現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。Bruininx等（2004）報道斷奶前采食教槽料和斷奶后5 d腸道結構之間缺乏任何聯系。出現這些研究結果的一個可能原因是，當時仔豬吸吮母豬母乳時通常所消耗的干物質很少。

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。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。因此，找到可以提高全窩群中采食教槽料仔豬數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致斷奶后采食量降低，進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聯，有明確的研究結果表明，在仔豬斷奶前和斷奶后提供液體或者粥狀補充料提高仔豬哺乳期干物質攝入量，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奶日糧，能夠在斷奶后立即維持胃腸道結構和功能，與斷奶前吸吮母乳時的胃腸道結構相比，絨毛和隱窩結構和功能基本沒有差異。但是，如果給仔豬提供與液態奶日糧相同攝入水平的固態斷奶日糧，會導致這些仔豬的胃腸道上皮結構萎縮。這些仔豬胃腸道結構改變可以視作其胃腸道健康受損，但是盡管發生了這些形態學變化，仔豬在相同能量攝入水平下的生長性能相近（見表2）。這些數據強調了關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，其腸道結構和功能卻受到負向影響。

3.2 配制仔豬斷奶后商品日糧，使胃腸道健康達到最佳

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到最佳，大家視情況進行參考。鑒于過去和現在的大量文獻，以及著眼于商業生產實踐，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：

1）蛋白質/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，提高蛋白質消化率；

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

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

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

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，確保內源性（胰蛋白酶）和外源性（植酸酶）酶活〕；

②如果法律法規允許，在適當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牛奶或者固態開口料對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

斷奶后仔豬狀態不佳，在此階段最好采取一系列日糧或飼養管理干預措施來改善仔豬的狀態，這些干預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、形態學、微生物組學和局部免疫系統為基礎的機制研究，以及它們與營養和飼養管理之間的互作研究，使得我們對這一領域的理解在一個相對較短的時期內取得了重大進展。從這方面來看，評估仔豬胃腸道健康的標準包括：1）對食物的有效消化吸收和廢物排泄；2）具有功能性和保護性的腸道屏障；3）穩定和適宜的微生物群；4）胃腸道免疫系統的有效功能狀態；5）對應激/神經通路的最小刺激；6）無疾病。綜上所述，上述標準應該考慮到胃腸道最佳功能狀態，并伴隨著最佳生產性能。然而，一些關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準（指標）的變化，這些變化有些含糊不清；這使得總體推薦（例如日糧、飼養管理）變得更加困難。此外，應運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菌群來調控胃腸道環境，保護上皮屏障功能，調控日糧成分（例如蛋白類型和水平），仔細關注飼養管理程序。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態的結果，反映了胃腸道對所遭遇的威脅和感染的應答和適應能力。