通过营养措施调控动物肠道健康

1前言

设计单胃动物日粮配方时考虑其对动物肠道健康的

影响，这种局面正逐步成为现实。这是因为随着抗生素在饲料中的禁止添加，通过日粮配方来维持或增强动物肠道健康已成为保证或提高动物福利和生产力的必要途径。肠道健康的研究始于人类健康计划，人们通过利用益

中图分类号：S 811.2

文献标识码：A

文章编号：1001-0769(2010)01-0041-04

通过营养措施调控动物肠道健康

刘焕良*昌捷译自《British Poultry Science 》2009,50(1):9-15

潘雪男校

摘要：⑴研究动物肠道健康，必须采用多学科合作的方法，从免疫学、微生物学以及营养学等角度加以考虑。⑵微生物菌群的不平衡通常会影响肠道健康，而禁止在饲料中使用抗生素会使其影响程度更加突出。⑶由病原菌引起的任何肠道损伤都会影响肠道健康，进而影响营养物质的利用效率。无明显病变的亚临床感染通常会在经济上造成比急性短期的传染更严重的毁灭性影响，家禽的坏死性肠炎就是一个典型的例子。⑷在配制日粮和设计饲喂方案时，应该考虑能调控免疫系统和肠道微生物菌群的日粮因子。关键词：营养；日粮；肠道健康*刘焕良，昌捷：武汉新华扬生物股份有限公司湖北武汉430074

的0.454kg(1lb)体重将能多出售0.907kg(2lb)的上市体重，同时经济收益会更多。

按2008年8月的瘦肉猪价格和对所增加的饲料成本进行因子分解，该经济收益可能会超过50美分/头(每10000头母猪多收益120000美元

)。

不管该经济收益如何计算，结论就是目前的乳糖价

格向人们提供了一个在仔猪开食饲料中高水平添加乳糖的机会，以通过保育期使仔猪的生产性能达到最大化，并提高断奶至上市间的生产效率。

原题名：Lactose improves gain through nursery period (英文)

原作者：Dustin W.Dean

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生菌和益生元等营养物质的干预来改善肠道炎症和肠应激综合征。

如今肠道健康不仅仅是人类健康的研究主题，同样也是动物健康的研究热点。目前普遍认为，维持和增强肠道健康远比仅通过益生菌或益生元来调控肠道微生物区系复杂得多。这并不令人感到惊讶，因为肠道内含有640余种的细菌，能分泌20多种激素，可以消化和吸收绝大多数营养物质。此外，肠道耗能约占机体总耗能的20%，同时还是机体最大的免疫器官。因此，任何会影响肠道健康的因素，都一定会影响动物对营养物质的需求和摄取。所以，肠道健康是一门高度复杂的学科，涉及肠道宏观和微观结构的完整性、微生物区系的平衡和免疫系统的状态等。更多的复杂性源自于它们之间的相互作用和由此引发的基因表达改变和内分泌调节等，这反之会影响用于肠道器官发育、组织生长和免疫系统成熟的营养物质的分配和利用。

本文将基于家禽研究的数据，从广义上探讨肠道健康与营养的联系，并讨论肠道发育、肠道微生物和肠道显微组织结构。

2日粮组成与肠道发育

大多数植物性饲料原料含有相当数量的纤维[非淀粉多糖类(NSP)和中性木质素]，它们中大部分是不可溶性的。在单胃动物日粮中，不可溶性纤维通常被看作是养分浓度的稀释剂，其营养价值很小甚至没有。但是，最近的研究结果显示这种观点并不正确，不可溶性纤维在提高动物肠道健康，促进营养物质消化和调节动物行为方面具有多种作用。据推测，单胃动物对纤维养分有需要，因为它们的胃肠道发育需要饲料中坚硬、固体部分的物理刺激。

最近的研究报告显示，肉鸡会采食大量的垫料；而蛋鸡饲喂纤维含量不足的细粉状日粮，会采食自身或同伴的羽毛；母猪也会摄入垫料，且垫料的摄入量多达其采食量的10%。稻草、麦秆、锯屑、木屑、刨花等垫料，主要由坚硬的纤维(不溶性NSP和中性木质素复合物)组成。Hetland 等(2003)在产蛋鸡中的研究发现，当摄入的刨花占采食量的4%时会导致肌胃重量增加50%。

肠道不仅是营养物质消化和吸收的主要器官，而且是机体防止外源性病原体侵染或进入宿主细胞或组织内的第一道屏障。此外，肠道也是机体最大的免疫器官。因此，一般来说肠道越健康，动物就越健康，进而消化和利用营养物质的能力更强。消化酶活性、肠道重量和生长性能之间的这种联系已被Hetland和他的同事(2001)阐明。他们在肉鸡的小麦型日粮中添加燕麦麸，结果增加了肌胃重，同时显著提高了肉鸡日粮中最重要的能量来源物质——

—淀粉的回肠消化率(从97%到99%)，这很大程度上可能要归因于淀粉酶的大量分泌。另外，肌胃中的胆酸水平会随肌胃中残留木屑含量的增加而增加(表1)。由于胆酸可通过后部的十二指肠袢进入肠道，它们在肌胃内容物中的含量可作为胃与十二指肠逆流的一个良好标示剂。胆酸是一类强有力的乳化剂，在肌胃中通过对自由脂质的有效乳化而使养分易于溶解。日粮中的脂质通过水的稀释和蛋白质的降解被持续地释放出来。日粮脂质的不完全乳化会在肠腔内形成脂质膜，包裹营养物质，降低其溶解度，最终影响养分的消化。日粮淀粉消化率的提高，在某种程度上可能是由于胆酸分泌增多，使脂质乳化效率提高所致

。

道菌群完全建立之前，幼龄动物肠道(如雏鸡)所含有的细菌种类少于成年动物肠道内的细菌种类，这使得他们的肠道菌群较成年动物的更易于发生紊乱。这种现象被称作细菌性拮抗作用、细菌性干扰、定殖拮抗及竞争性抑制。

动物体内土著微生物区系能够为动物提供保护作用，防止其受到致病菌的感染，其证据主要来自于对实验动物进行的无菌或抗生素处理研究，这些实验动物对肠道致病菌感染的敏感性远高于普通动物。Collins和Carter(1978)证

实，一只完全无菌的老鼠能被10个沙门氏菌杀死，但一只普通老鼠则需要用106个沙门氏菌才能被杀死。肠道微生物菌群是造成此差异的一个重要因素，因为这些老鼠无论是采用静脉注射还是腹腔注射，它们的半数致死量(LD50)都是相同的。在这种情况下，抗生素可保护肠道微生物菌群，使病原体难以定殖；同时，对致病菌定殖产生的抵抗力可能部分源于免疫系统功能的改善。有文献表明，病原微生物通过影响动物肠道壁来影响机体的免疫状态。在目前情况下，动物的免疫力就是其构筑抗击致病微生物的能力。Bienenstock 和Befus(1980)提出，肠道微生物活性发生改变后动物的免疫力受到影响。无菌动物的淋巴细胞、血浆细胞和上皮内淋巴细胞的数量显著少于健康动物；此外，与正常动物相比，无菌动物肠道的派亚氏结较小并且其发生中心发育不良，派亚氏结是属于淋巴组织，其包含了刺激免疫应答所需的所有成分。

用于调节肠道菌群的最常用方法或许就是利用对宿主动物有易的活菌。Pollman等(1980)研究表明，在无菌猪日粮中添加乳酸杆菌，通过增加白细胞的数量可激活免疫系统。同时，在猪或小鼠日粮中添加乳酸杆菌还可刺激机体产生抗体，增强肠道内吞噬细胞抵抗外源致病菌的能力。抗体的产生，尤其是分泌型IgA的产生，已被认为是抵抗病原菌入侵的第一道防线。

自然形成的肠道微生物保护区系非常稳定，但它会受到日粮、疾病和环境等因素的影响。例如，卫生状况(清洁与脏乱环境、饲料原料的致病菌含量、畜禽舍的湿度、垫料类型和使用方法等、饲料添加剂(抗生素、抗球虫药、能影响肠道pH值的缓冲剂或酸化剂等)和应激(饲料的变更、突然惊吓、冷热应激等)都会影响肠道微生物区系的组成。然而，日粮可能是影响肠道微生物区系组成的最重要因素，如配方组成、加工方法、消化率和饲喂方式等，都可能打破肠道生态系统的平衡，特别是幼龄动物肠道生态系统的平衡。在禽类中涉及肠道微生物的发酵特性，或许可通过日粮来控制。因此，Choct等(1996)研究证明，在肉鸡日粮中添加NSP，可显著提高回肠内挥发性脂肪酸的产量；当在日粮中添加酶制剂使NSP降解后，这一现象很容易得到逆转。表2表明，回肠中挥发性脂肪酸含量与干物质表观代谢能和回肠淀粉消化率呈负相关。有趣的是，在本试验中添加抗生素(阿莫西林)对试验参数几乎没有影响。

其他一些饲料添加剂，如益生菌、益生素和酶制剂，都能影响肉鸡的肠道微生物区系组成和生产性能。在最近完成的一项研究中，Yang等(2008)证明，给肉鸡饲喂添加甘露寡糖(M OS)或杆菌肽锌的日粮，能显著改变其回肠内乳酸杆菌和大肠杆菌的数量，同时肉鸡的生长性能得到提高，能量利用率得到改善。这表明，单个饲料添加剂可对肠道健康产生深远的影响。这一观点得到了Torok等(2006)的充分证明，他给肉鸡饲喂添加或不添加β-葡聚糖酶(一种可以降解抗营养因子粘性NSPβ-葡聚糖的外源性酶)的大麦型基础日粮，并采用末端限制性酶切片段长度多态性分析(Terminal Restriction Length Polymor-phism，T-RFLP)研究肠道微生物菌群的组成，结果显示，两种日粮造就了两种不同组成的肠道微生物区系。然而，就拥有良好肠道微生物区系的生产性能出色的鸡群与带有不良肠道微生物菌群的生产性能低下的鸡群之间的明确联系而论，现在下结论还为时过早。Dawson(2001)指出，理想的肠道微生物菌群应有助于营养物质的消化吸收，并且还应保证在病原微生物侵袭时宿主动物能够产生充足的免疫反应。然而，根据能够产生良好的健康和养分利用率的肠道微生物菌群之前以及宿主动物之间的相互作用来解释什么是“理想的肠道微生物菌群”仍然是一项很大的挑战。这是因为即使利用分子技术，也只能识鉴出家禽肠道内多达640余种细菌，且其中90%的细菌属于身份不明的菌种，它们的作用和功能还未被完全揭示。

4肠道显微结构和营养的关系

如今，刚出壳的雏鸡一夜之间体重可增加25%，至5周龄时体重则增加了5000%，达到2kg。现代肉鸡这一卓越的生长性能来源于：a)

对生长速度所进行的高强度选