动物营养与免疫

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(Johnson, 140997)
细胞因子对代谢的影响
诱导的细胞因子
IL-1,TNF IL-1,TNF IL-1,TNF,IF
IL-1,TNF IL-1
IL-1,TNF,IF IL-1,TNF IL-1
应答反应 一般应答 采食量下降 静止能消耗增加 体温升高 葡萄糖代谢 葡萄糖氧化作用加强 糖原异生作用加强 脂肪代谢 脂蛋白脂酶活性降低 脂细胞脂酶作用加强 肝细胞中甘油三酯合成增加
通过与细胞内受体结合或改变第二信使释 放而对白细胞产生直接调控
通过影响内分泌系统而间接影响免疫功能
具有特殊分化、单核细胞和粒细胞动员、
效应理化特性的某些日粮成分,通过改变
消化功能,影响动物抗病力
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营养不良
营养供应长期处于维持需要 水平以下
产生后果 淋巴器官萎缩 免疫系统功能下降 • 对病原易感 • 病毒复活
的无性繁殖能力
14
4.氨基酸营养与免疫
1) 氨基酸不足或缺乏
• 影响或阻碍抗体的合成(速度) • 玉米-豆粕日粮中添加Met
提高肉鸡抗体滴度 增强免疫反应
2) 氨基酸与免疫器官的生长发育
• 缺乏Val妨碍胸腺和外周淋巴细胞生长
• Met缺乏导致胸腺和脾脏萎缩、退化
• Asp、Glu、Cys、Ser、Thr、Trp、Ala等: 促进骨髓T淋巴细胞分化发育
ROO ·
-生育酚(T) + ROO ·–—— ROOH + -T · -T ·+ 抗坏血酸(A) –—— -T + A ·
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维生素C的功能
• 细胞外液中的最重要抗氧化物质 • 保护生物膜免受脂过氧化物的损害 • 对白细胞的吞噬活性、网状内皮系统功能和
抗体形成具有刺激作用 • 刺激干扰素产生,保护细胞免受病毒侵袭 • 保护淋巴细胞免受自由基的氧化损害
膜细胞增殖;提高大鼠运动耐力 • Leu:过量添加可抑制免疫应答 • Phe:过量可抑制抗体合成 • Thr:缺乏会抑制免疫球蛋白、T/B淋巴细胞产生 • Met、Cys:缺乏会抑制体液免疫功能 • Met:线性增强绵羊血红细胞免疫反应
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5.糖类营养与免疫
1) 寡聚糖:益生元(功能性寡糖)
• 微生态调节剂:促进后肠有益菌增殖 • 免疫增强剂:促进有害菌排泄、免疫佐剂、
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8.矿物质营养与免疫
(1)常量元素 • 通过影响机体内环境平衡影响免疫功能
(2)微量元素 • 通过抗氧化酶系的抗氧化调节免疫机能
(3)主要的微量元素 • 锌、硒、铜、铁、锰、铬
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锌:对免疫系统的发育、稳定和调节有重要作用
• 免疫调节作用: 维持胸腺素活性的必需因子 与巨嗜细胞膜ATP酶、吞噬细胞NADPH氧化酶 活性有关 浓度决定巨嗜细胞活力和嗜中性白细胞杀菌能力 SOD的辅助因子,具有抗氧化作用 促进外周血单核细胞产生肿瘤坏死因子
• Arg :
促进淋巴细胞有丝分裂
直接抑制肿瘤细胞的体外增殖
减轻由创伤导致的免疫抑制作用
增加伤口周围Pro、羟Pro和胶元含量
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4) 氨基酸与体液免疫
支 链 AA:Leu、Ile、Val 芳香族AA:Phe、Tyr
• Val:增加绵羊红细胞和脾IgM分泌细胞数 • BCAA:改善创伤后机体营养和代谢,促进小肠黏
• 缺乏Lys:胸腺、脾脏萎缩
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3) 氨基酸与细胞免疫
(Gln、Arg等)
• Gln :具有免疫增强效应,是免疫细胞的重要能源 巨嗜细胞的吞噬、淋巴细胞增殖等 增强烧伤病人中性粒细胞的杀菌能力 增强由淋巴细胞激活的杀伤细胞的增殖活力 控制免疫组织的增生效应(浓度依赖性) 改善创伤后机体营养及代谢状况
2) 免疫反应对营养代谢和需要量的影响 改变营养代谢 改变营养需要量
3
营养与免疫的关系
营养
药物
营养
药物
健康 (代谢正常)
生产
集约化、 高产、微生物、 毒素、营养不良、
环境应激等
免疫反应 (代谢调整)
违和
死亡
疾病 (代谢紊乱)
营养
药物
(张子仪4 , 2000)
2.营养免疫学的定义及其意义
(1) 新的学科 营养免疫学 Nutritional Immunology 研究动物营养状态与免疫功能相互 关系的一门交叉学科
激活动物特异性免疫等
2) 多糖(啤酒酵母多糖、花粉多糖等活性多糖 )
• 促进细胞因子生成 • 激活巨嗜细胞、杀伤细胞和T、B淋巴细胞 • 激活补体系统 • 促进抗体产生
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活性多糖调节免疫的机理
• 与淋巴细胞表面特异受体结合 • 影响细胞因子基因表达 • 影响淋巴细胞信号传导(细胞钙、
cAMP、cGMP等) • 对前列腺素影响(前列腺素在介导
• 通过改变GSH过氧化物酶活性,影响免疫功能 • 通过硒蛋白途径,影响免疫功能
铜:铜/锌超氧化物歧化酶、铜兰蛋白的必需成分
• 缺乏或过量均影响免疫功能
铬:葡萄糖耐受因子(GTF)的组成成分,影响免疫
铁:影响细胞免疫功能,对体液免疫功能没有影响
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三、免疫应激对营养代谢 和需要量的影响
38
1. 代谢变化
0 200 400 800 200 400 800
VE 水平 (ppm)
0 20 20 20 80 80 80
日龄
14
28
174 186A 205 A 207 A 201 A 205 A 183 A
209 222A 220 A 247 A 250 B 259B 269 B
文杰等(193917)
产品质量 – 营养蛋
• 免疫系统活化导致炎性细胞因子的释放。 释放的细胞因子通过对靶细胞的直接作 用,或通过改变生长激素、胰岛素、胰 高血糖素和皮质类固醇等激素的分泌, 在免疫应答过程中引起代谢变化。
• 结果:动物采食量下降,日粮部分养分 用于支撑免疫应答和防御疾病,从而使 动物生长率和饲料利用率下降。
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传入途径
氨基酸摄入下降 肌肉降解增强 脂解作用增强
22
维生素E和C稳定氧化基的模式
正常途径
超氧化物歧化酶
O 2 - ·–—————— H2O2 — H2O + O2 (细胞正常氧化产生)
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维E和维C稳定氧化基的模式
当抗氧化系统功能降低时
Fe2+, Cu+
O 2 - ·–—————— OH · 多不饱和脂肪酸 –—— ROOH + H+
20
7.维生素营养与免疫
1) 抗氧化作用 2) 免疫作用和维持动物健康 3) 稳定和清除体内自由基 4) 添加性作用
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抗氧化维生素
抗氧化维生素: vitamin E, carotene, vitamin C
功能: - 稳定具有高度活性的自由基 - 稳定细胞的结构和功能的整体性 - 增强免疫防御能力,改善动物健康
(2) 研究意义 制订最佳饲养方案 减少用药 绿色、功能性食品生产
5
3.营养免疫学的发展
(1) 早期发展时期 营养不良导致胸腺萎缩 (Menkel, 1801) 营养免疫学学科的诞生
(2) 维生素时期 维生素具有抗感染作用 – 前抗生素时期
(3) 第二次世界大战时期 饥饿:免疫细胞萎缩;降低免疫力 饥饿:导致疾病(结核病、斑疹伤寒症)
日粮维生素E水平对蛋中-生育酚含量
日粮维生素 E 添加量 (mg/kg) 0 5 10 20 40 160
蛋中 a-生育酚含量 (mg/枚) 0.149 0.183 0.283 0.418 0.631 1.875
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产品质量 – 肉质
1. 防止脂肪氧化 断链性抗氧化剂: VE、VC、-胡 萝卜素 2. 延长货架寿命 3. 减少经济损失
• 缺锌: 免疫器官萎缩、免疫细胞减少、抗体水平下降
• 锌过量:导致免疫功能抑制
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饲喂缺锌饲料30天对小鼠B细胞影响
有核骨髓细胞(%)
14 12 10
8 6 4 2 0
原-B细胞

适量Zn 含Zn限食 中等缺Zn 严重缺Zn
前-B细胞
King等(1995) 36
硒:免疫增强剂,刺激免疫球蛋白及抗体生成
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胡罗卜素的功能
• 增强免疫功能,抗突变和抗癌,保护射 线损害,阻止光敏感因子的损害作用
• 增强抗肿瘤免疫力 • 抗细菌感染(乳房炎)中具有重要作用 • 增强乳腺内多核嗜中性细胞的保护防线 • 具有抗氧化功能,可有效灭活氧自由基
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维生素的添加性作用
1. 应激状态 2. 免疫功能 3. 产品质量
脂蛋白酶活性下降 肝脏急性期蛋白和 甘油三酯合成增加 炎性细胞因子(IL-1 、IL-6和TNF)释放
中枢神经系统
厌食、昏睡、发烧
骨骼肌 脂肪组织 内脏和肝脏 巨嗜细胞 感染和非感染成分
传出途径 神经和
神经内分泌系统
氨基酸摄入下降 肌肉降解增强
脂解作用增强 脂蛋白酶活性下降
肝脏甘油三酯 合成增加
负反馈抑制 炎症反应
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维生素E的功能 (常与Se协同)
• 在细胞吞噬作用中保护白细胞和巨噬细胞 • 保护生物膜免受脂过氧化物的损害 • 对白细胞的吞噬活性、网状内皮系统功能
和抗体形成具有刺激作用 • 刺激干扰素产生, 保护细胞免受病毒侵袭 • 保护淋巴细胞免受自由基的氧化损害 • 降低具有免疫抑制性的糖皮质醇的浓度
炎症反应和抗感染上有重要作用)
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6.脂肪营养与免疫
1) 不饱和脂肪酸(PUFA):高水平 PUFA降低动物免疫力
例: N-3脂肪酸 二十烷四烯酸 前列腺素(PGE2) 免疫力
2) 缺乏不饱和脂肪酸:可降低B细胞功 能及对不依胸腺抗原的免疫反应
3) 脂肪来源:影响细胞免疫功能,但 不影响体液免疫功能
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2. 能量与免疫功能
(1) 能量摄入不足 • 增强动物免疫反应
(2) 能量摄食过量 • 导致肥胖 • 肥胖改变免疫功能
(3) 冷、热环境 • 影响采食量和代谢
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3.蛋白质营养与免疫
1) 低蛋白日粮会降低吞噬细胞及肥大细 胞活性, 影响机体抵抗力
2) 蛋白质缺乏可能影响免疫球蛋白合成 3) 胸腺细胞对蛋白质缺乏极为敏感 4) 日粮蛋白质影响分泌性免疫 5) 蛋白质缺乏直接损伤机体免疫细胞群
日龄
14
28
0
0
7.7
6.0
200
20
8.7A
8.0 A
400
20
9.0 A
7.3 A
800
20
9.0 A
8.0 A
200
80
百度文库
8.7 A
10.0 B
400
80
8.0 A
9.0 B
800
80
8.7 A
9.0 B
文杰等(193907)
免疫功能 – 细胞免疫
肉仔鸡淋巴细胞转化试验(cpm/min)
VC 水平 (ppm)
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细胞因子对代谢的影响 (续)
诱导的细胞因子
IL-1,TNF,IL-6 IL-1,TNF
IL-1,TNF IL-1,TNF
IL-1,IL-6 IL-1 IL-1,TNF
动物营养与免疫应激
6/4/2019
《高级动物营养学》专题05
1
1. 营养与免疫的关系 2. 营养对免疫功能的影响 3. 免疫应激对营养代谢和需要
量的影响 4. 饲用抗生素对动物免疫机能
的影响
2
一、营养与免疫关系
1. 概 述 1) 营养对免疫的影响 影响机体免疫系统的发育 影响机体免疫功能 影响对应激和疾病的抵抗力
6
(4) 抗生素时期 标志:杆菌肽与青霉素的临床应用 维生素的作用被忽视
(5) 快速发展时期 20世纪60-70年代起 重点:营养不良和缺乏或过量对免疫系统 及机体防御功能的影响 国际性学术团体 学术刊物:《营养免疫学杂志》1991年起
7
4、畜禽的免疫系统与免疫应答
免疫: 机体的一种特异性生理反应
非特异性免疫应答 炎症与吞噬反应、补体参与反应等
特异性免疫应答 机体免疫系统受到抗原刺激后,免疫细 胞对抗原分子的识别并产生一系列复 杂的免疫连锁反应,表现出一系列生 物学效应的过程
8
免疫系统组成
非特异性
特异性
体液免疫 细胞免疫 体液免疫 细胞免疫
补体、干扰 素、TNF等
巨嗜细胞、 嗜中性细胞
抗体
28
应激状态
定义:机体对抗外界或内部各种异常刺激 所产生的非特异性应答反应的总和
应激综合症: 冷、热、断奶、运输、其它 抗应激作用:
热应激 皮质酮 免疫力 维生素C可抵抗上述应激作用
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免疫功能 – 体液免疫
肉仔鸡血清HI抗体滴度(Log2)
VC 水平 (ppm)
VE 水平 (ppm)
T细胞、 其他效应细胞
9
免疫系统的意义
有益之处 从入侵者保护自身 消除变化的自身
不利之处 不适 (炎症) 对自身伤害 (自免疫)
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二、营养对免疫功能的影响
1、影响途径和方式
影响免疫系统早期发育:如维生素A、B族 维生素、Fe、Se、亚油酸等
支持淋巴细胞分子和信使分子的合成
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