2012动物营养年会课件：猪肠道健康与营养源的比较效应

NFD CAS SPI ZEIN COM NORMAL
VBN浓度（mg/kg）
700
600 500
c bacb
400
300
200
100 d 0
盲肠
a
cb
a bc
d 结肠
NFD CAS SPI ZEIN COM NORMAL
蛋白源差异的原因？ 氨基酸模式？
结果
• 生产性能 • 肠道结构 • 菌群结构 • 代谢产物 • 食糜pH
400.00
350.00
b
300.00
250.00 200.00
c
c
150.00
100.00
d
d
50.00
0.00
NFD
CAS
SPI
ZEIN
COM
NORMAL
3周龄DLY6.5-7kg仔猪，试用期17天 蛋白源+淀粉日粮，CP19%,DE3.4MC COM：SPI:ZEIN:CAS =65:25:10 NORMAL：正常仔猪日粮
1.00
0.00 14.00
12.00 NFD CAS 10.00 SPI 8.00 ZEIN 6.00 CNOOMRMAL4.00
2.00
0.00
a a
a
Байду номын сангаас
a
b
b
十二指肠
a a b bbb
十二指肠
a
c PepT1基因mRNA表达量
b cc
c
空肠
回肠
a
ab
b
ab
c
c
a
b b
b
bb
空肠
回肠
NFD CAS SPI ZEIN COM NORMAL
仔猪小肠发育全基因表达谱
半同胞仔猪 肠道 试验一
0/3/8/14/21d
鉴别出了80个差 异表达模式
基因芯片技术
第66和13号为极 显著水平主流表 达模式
21日龄断奶，2组：
试验二 全植物蛋白、 30%乳蛋白+70%植物蛋白
0/3/7/14天屠宰
模式13 先降后升再趋于平衡
包含354个基因
模式66 先升后降而后趋于平衡
猪肠道健康与营养源的比较效应
Siwne Gut Health and Comparison of Nutrient Origins
陈代文，教授
动物抗病营养教育部/农业部重点实验室 四川农业大学动物营养研究所
营养的根本目的和核心内容
吃什么 吃多少 怎么吃
健康 生产
吃什么 吃多少 怎么吃
营养物质 营养水平
肠道摄入低于20%
小肠蛋白质损失
肠道摄入量40%
小肠蛋白质平衡
肠道摄入量60%
小肠蛋白质沉积最多
肠道营养重要性：至少摄入总需要量的40%。
肠道健康的标识
¾肠道结构与功能完整性 ¾微生物组成、分布、代谢 ¾食糜理化性质 （T、pH、粘度、
渗透压) ¾肠道运动与排空
影响肠道健康的因素
z肠道营养 VS 肠外营养 z 营养源和营养水平 z 饲料加工与调制 z 饲喂方式 z 微生态调节剂
短肠综合征
Short bowel syndrome (SBS)
• 切除40-50%：消化吸收明显受损 • 50-80%: 严重吸收不良，尚可维持生命 • 80%以上：严重吸收障碍，难于长期维持生命 • 重要部位：十二指肠，近段空肠，远端回肠，
回盲瓣
肠外营养
Total parenteral nutrition (TPN)
不同种类蛋白质对仔猪F/G影响
料肉比
14.00
a
12.00
10.00
a
8.00
6.00
4.00
b
2.00
b
b b
0.00
NFD CAS SPI ZEIN COM NORMAL
25 20 15 10 5 0
NFD
仔猪腹泻率（%）
CAS
SPI
ZEIN
COM NORMAL
小肠组织形态学
饲喂SPI、ZEIN小肠绒毛变短，腺窝增加
NFD CAS SPI ZEIN COM NORMAL
饲喂SPI、ZEIN，氨基酸转移载体表达量下降
仔猪消化道pH值
饲喂SPI、ZEIN，pH提高
盲肠食糜乳酸菌/细菌总数（%）
比例（%）
0.30% 0.25% 0.20% 0.15% 0.10%
a
a
a
b
d
c
c bc b b b
盲肠 结肠
c
c
直肠
0.05% d d
仔猪生产性能
CS WS 采食量(g) 439 440 日增重(g) 332 329
料肉比 1.33 1.34
PTS PS SEM value 430 448 16 0.754 320 317 18 0.652 1.36 1.38 .07 0.587
Influences of dietary amylose‐amylopectin ratio on growth performance, serum metabolite and hormone concentrations
5000.00
4000.00
ab
3000.00
a b
2000.00
c
1000.00
c
c
0.00
NFD
CAS
SPI ZEIN COM NORMAL
小肠氨基酸转运载体表达量
EAAC1mRNA基因相对表达量
4.50
4.00
a
3.50
a
a
3.00
2.50 2.00
ab ab ab
1.50 b
b
ab ab
ab b b
的10-30倍，小肠粘膜1-2天完全更新 ; • 主要能量来源： AA，尤其是Glu,Gln,Asp; • 微生物数体是体细胞的10倍，微生态平衡对于消
化、免疫、物质能量代谢十分重要; • 最大免疫器官：60%以上的免疫细胞，70% ～
80%的免疫球蛋白合成细胞在胃肠道 ; • 仔猪在消化、微生物菌群、免疫方面如不成年猪。
c c 9.1103.56
NFD CAS SPI ZEIN COM NORMAL
乙酸
丙酸
丁酸
含 量 (mmol /kg)
100.00 90.00 80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00
结肠挥发性脂肪酸
c bc
b
乙酸
a b
b
丙酸
cbb 丁酸
我们的研究 Our series of studies
消化生理： IUGR及新生营养与肠道健康 GLP-2与肠道发育与功能
母体营养与仔猪肠道健康 生后营养调控与肠道发育及健康
大量养分：
蛋白质、淀粉、粗纤维、油脂
¾氨基酸：Try、Arg、Arg水平 ¾矿物质：铜、锌 ¾维生素：生物素、VD，HyD、VA ¾添加剂：抗生素、酸化剂、酶制剂、
益生菌、丁酸钠 ¾抗营养因子：霉菌毒素、自由基 ¾饲喂技术：
颗粒/粉料,固体/液体,饲喂量/次数
二、营养源的比较效应
认识营养源
吃什么 吃多少 怎么吃
营养物质
营养水平 营养源
饲养方式
整体营养平衡
营养平衡理论
蛋白质 能量 脂肪酸 碳水化合物 矿物元素
维生素
Ile Lys Met Try Leu
Thr
ab b bbb
1.00
0.50
CAT1mRNA基因相对表达量
0.00
5.00
十二指肠
4.50
4.00
a 空肠 a
回肠
3.50
3.00
ab
2.50
ab
2.00 1.50
b b
1.00
0.50 0.00
十二指肠
空肠
回肠
B0基因mRNA相对表达量
8.00
7.00 NFD 6.00 CAS SPI 5.00 ZEIN 4.00 COM 3.00 NORMA2L.00
缩小/不能消 除差异
劣质蛋白质+AA 优质蛋白质
蛋白质结构
肠道降解 度与产物
Implications
• 蛋白质种类不同，营养生理效应不同； • 劣质蛋白不仅降低生产性能，而且影响
肠道健康； • 劣质添加氨基酸可以缓解生产性能和健
康的降低，但不能完全克服。
淀粉源
日粮特征
淀粉用量（%）
玉米 淀粉 CS 54.5
小肠重量降低、黏膜形态改变； 隐窝细胞增殖,肠细胞完整性破坏； 消化酶下降，氧化应激，蛋白分解； 微生物黏附加剧,NEC发生率增加。
早产IUGR更差、死亡率更高
早产IUGR死亡率更高，TEN喂养2天后消化道 生长发育与NBW差异不明显，甚至有较好的适 应肠内营养现象; 与配方乳比较，初乳喂养促进了IUGR或NBW 仔猪消化道生长发育，阻止微生物粘附，降低 NEC发生率。
(<mean‐1.5SD) (mean±1.0 SD)
胃插管
IUGR仔猪消化道发育与营养模式
clinic
配方乳
NBW, n = 42
artifical
IUGR, n = 17
NEC
初乳
NBW, n = 21
colostrum
IUGR, n = 8
2d TEN 配方乳 vs. 初乳
IUGR仔猪消化道生长发育
营养源的本质问题？
消化 吸收 代谢 利用 互作
营养源比较效应意义
• 深入认识营养代谢和复杂性 • 完整理解营养需要 • 比较评定饲料的营养价值 • 配制高效功能性饲粮配方 • 评价和选购商品配合饲料
营养源的比较效应
• 生长调节效应 • 微生态效应 • 营养代谢效应 • 代谢调节效应
• ……………….
饲料工业 核心参数
饲养方式
养殖企业 饲喂技术
抗病 营养
营养与免疫 营养与肠道健康 营养与抗病基因 营养与疾病 营养与氧化应激 营养与霉菌毒素
一、肠道与肠道营养的重要性
肠道的极端重要性与代谢特点
• 猪小肠全长15-20m，总面积达到1000㎡; • 蛋白质周转和能量消耗占整体20%-35%，是肌肉
d
dd
0.00%
NFD CAS SPI ZEIN COM NORMAL
含 量 (mmol/kg)
140.00 120.00 100.00 80.00 60.00 40.00 20.00
0.00
盲肠挥发性脂肪酸
d 80.24
b c36.3564.11
a 91.56
b a 24.3812.55
c
34.12
其他成分（%） 45.5
直链/总淀粉（%） 17
支链/总淀粉（%） 83
直链/支链
0.21
动物
小麦 淀粉 WS 54.5 45.5 19 82 0.24
木薯 淀粉 TS 54.5 45.5 10 90 0.12
豌豆 淀粉 PS 54.5 45.5 33 67 0.48
21日龄DLY猪，体重约6.5-7 kg，试验期21天
粗蛋白消化率（%）
饲喂SPI、ZEIN内源N损失大
胃蛋白酶活性（U/mgprot）
胃 蛋 白 酶 活 性 （ U/mgprot）
25.00
20.00
ab
a
15.00
b
c
cd
d
10.00
5.00
0.00
NFD
CAS
SPI
ZEIN
COM NORMAL
胰蛋白酶（U/mgprot）
胰 蛋 白 酶 （ U/mgprot）
Parameter
TS
CS
Growth performance Average daily gain (g/d) Average daily intake (g/d)
378.9 ± 21.3 386.7 ± 28.2 492.7 ± 29. 1 509.4 ± 35.6
Metabolites Serum glucose (mmol/L) Serum triglyceride (mmol/L) Serum cholesterol (mmol/L) Liver total fat (g/100 g wet tissue) Liver triglyceride (μmol/g) Liver cholesterol (μmol/g)
包含546个基因
¾细胞周期调节过程 ¾细胞免疫及应激反应过程 ¾真菌型细胞壁形成过程 ¾代谢过程 ¾细胞信号传导
¾ 微量元素感应 ¾ 维生素转运 ¾ 蛋白质、糖类、嘌呤代谢
仔猪小肠发育基因组主流表达模式
2个关键时间
z出生3日龄 z断奶后3天
z乳蛋白更有利于肠道功能
105d 剖腹产
选择IUGR 选择NBW
• 纯合日粮与实用日粮的饲用效果差异 很大。
说明？？
• 营养素不全、功能不清； • 需要量不准确； • 营养素以外的问题尚不知。
营养源的多样性
蛋白质：植物源－动物源 氨基酸：天然蛋白质－人工合成 能 量：碳水化合物－脂肪－蛋白质 碳水化合物：淀粉、NSP 脂 肪：植物源-动物源 矿物质：有机源－无机源
发生NEC时
肠道组织能量需要增加 肠细胞完整性破坏 微生物黏附加剧、渗透压发生变化 出现氧化应激现象
蛋白源
蛋白质种类与水平对仔猪腹泻影响
腹泻程度
SBM75%
SBM60% SBM 25%
CP水平
蛋 白 源 的 代 谢 效 应 比 较
不同种类蛋白质对仔猪ADG影响
日增重(g/d)
450.00
a
• 增加小肠渗透性、细菌过量增殖、细菌位移 • 肠道淋巴组织的 T cells, B cell, 和免疫球蛋白
A (S-IgA) 水平变化 • 影响IgA介导的呼吸道黏膜免疫功能 • 损害嗜中性白细胞的功能 • 胃肠道结构改变，黏膜萎缩
肠道营养水平与肠道发育
Minimum nutrient intake for gut development
氨基酸平衡
思考
• 用单体氨基酸严格按照理想氨基酸模式 配制纯合日粮，所有营养参数均满足动 物营养需要。请分析这种日粮的饲喂效 果与玉米豆粕型实用日粮的比较差异及 其原因。
问题突出
• 同一饲粮饲喂同一群遗传背景相同的 动物，个体差异很大;
• 以营养素及其需要量为理论配制饲粮 时，相同营养水平的不同配方饲喂效 果差异很大;