肠道微生物与应激和免疫的关系

微生态制剂应用与技术

在讨论应激相关话题的时候，绝大多数研究人员将目光聚焦在体液代谢的酸碱平衡和离子平衡的改变方面，而忽视了应激对肠道微生物区系的影响以及如何通过改善肠道微生物平衡来缓解各种应激因素对动物生产性能造成的负面影响。

众所周知，肠道中的乳酸菌是家禽、家畜和人类消化道中的优势菌。实际上，对所有恒温动物而言，乳酸菌都是肠道的优势菌群。恒温动物进化了几千万年甚至更久远，最终选择乳酸菌作为肠道主要的优势菌群，必然有其奥妙。动物肠道内乳酸菌属的微生物与其他常见的有益微生物种类如芽孢杆菌或者酵母菌等相比，最主要的差别在于前者通常能够在消化道定植(当然，不同乳酸菌在肠道的定植能力不同)，而后两者不能。乳酸菌在动物消化道内定植是一个非常重要的特性，乳酸菌能够在肠道形成一道粘膜保护屏障，使得动物免受各种病原微生物的侵害。几千万年进化形成的肠道优势菌群-乳酸菌，带给我们的绝不仅仅是改善消化这一点点益处。乳酸菌在帮助动物提高免疫力方面已经得到大量研究的

证实，这一点对于如何正确理解并在实践中使用乳酸菌可能更为关键。N a h a n s h o n 等(1994)发现，给蛋鸡饲

喂乳酸杆菌导致肠道粘膜的免疫系统反应增强，免疫球蛋白IgA 分泌增加。Dunham 等(1993)报道，给肉鸡饲喂一种乳酸菌使得肠绒毛高度增加，隐窝变深，这种变化源于T -细胞功能加强、抗-沙门氏菌的免疫球蛋白IgM 产量增加。

1 乳酸菌与应激的关系

在动物遭受热应激时，传统的理论是动物通过神经内分泌途径改变生理代谢并达到新的平衡。临床采取的解决热应激的措施也基本上是遵循这一思路。但是，新的证据显示，用这样的理论解释动物对热应激的反应可能并不完全。利用大鼠作为研究模型发现，热应激会导致肠道出血、炎症反应并引起肝、肾损害。同样的现象在家禽中也可以发现。另外，热应激导致的动物采食量降低并不能马上随天气凉爽而恢复，需要滞后一段时间。这些现象都不能够通过现有的基于神经系统调节的热应

香港英杰生命科技有限公司/周 勃

摘 要 肠道粘膜屏障是机体抵抗外界环境对动物造成不利影响的第一道防线。各种应激因素均会不同程度造

成机体肠道损伤，乳酸菌减少，防护能力降低，继而导致动物生产性能降低。应激造成肠道损伤进而造成大量内毒素入侵是各种应激因素造成危害的核心所在。在生产中合理使用乳酸菌可以减少应激，改善动物生产性能。

关键词 肠道微生物；

乳酸菌；应激；免疫肠道微生物与应激和免疫的关系

（香港英杰生命科技有限公司 协办）

激机理得到合理的解释。

Bouchama等综合了使用小鼠、大鼠模型进行的各种应激研究结果，提出了一种全新的观点：应激损伤肠道屏障，接着肠道内毒素侵入体内是导致一系列热应激症状的核心所在。内毒素是革兰氏阴性菌细胞膜的组成成分，当革兰氏阴性菌与水接触 (Ryslander, 2007)以及使用抗生素时(细菌被杀死，释放出内毒素；T u i n, 2007)，或者在细菌分裂和生长过程中，内毒素会从细胞膜中释放出来(Dentener et al.)。热应激导致的肠道屏障功能损伤会使得内毒素很容易通过肠道进入血液从而引发一系列生理反应。内毒素可通过与特异性细胞受体的结合激活体内的单核/巨嗜细胞系统，使机体释放多种具有危害性的细胞因子，主要是肿瘤坏死因子-α、白介素-1等，从而引发异常免疫反应，引发细胞死亡和使毛细管渗透性增加、体温升高、采食量下降等一系列热应激症。正常情况下，肠道内乳酸菌形成的粘膜屏障可保护机体免受内毒素的侵害。但是，在热应激情况下，由于肠道粘膜脱落，大量乳酸菌减少，机体的肠道免疫防护能力降低，通过肠道渗透到血液中的内毒素的量可增加三倍(Shapiro et al.,1986)。

最近，胡艳欣等(2009)对猪进行的热应激研究结果支持了这一观点。研究表明：猪遭受热应激后，采食量显著下降。肠黏膜结构受到严重损伤，尤其是十二指肠受损最为显著。表现为黏膜上皮变性、大面积脱落、固有层裸露、肠腺萎缩、显著水肿。各段肠道绒毛长度、隐窝深度、V/C值及绒毛宽度定量检测结果表明，热应激导致猪十二指肠、空肠、回肠的绒毛长度、宽度、隐窝深度及V/C值均呈下降趋势，其中绒毛宽度均显著变窄(P＜0.05)。显然，这样的肠道结构为内毒素入侵机体敞开了大门。

广东许多大型猪场的现场使用经验也从侧面印证了这样的观点。在热应激条件下，给母猪和生长育肥猪饲喂“盛肥速得”(一种进口复合乳酸菌)，均不同程度(10%～20%)提高了动物的采食量。这是一种仅仅通过肠道调节机制提高采食量的途径而没有通过神经-内分泌调节途径的方法。上述各种研究至少表明，原有的热应激理论并不完善。

事实上，肠道乳酸菌等优势菌群并非仅仅在热应激条件下才发挥作用。在其他各种应激条件下，肠道乳酸菌均能够发挥重要作用。Ait-Belgnaoui等(2009)的研

究表明，给大鼠饲喂一种乳酸菌能够显著减少脊髓神经中F o s蛋白的数量。F o s蛋白是一种与应激有关的特征表达蛋白。这说明除了在肠道水平，乳酸菌还能够在神经水平减轻应激对动物造成的不良影响。俞海峰(2007)的研究证实：日粮中添加乳酸菌(发酵乳酸杆菌和/或者复合乳酸杆菌)不仅能提高断奶仔猪的平均日增重、粗蛋白质的表观消化率，而且提高了仔猪断奶14d后抗OVA抗体水平(P＜0.05)。实际上，由于集约化养殖导致动物并非只在夏天才遭受应激的影响，在日常生产中，抗生素的使用、高密度养殖、饥饿、笼养、转栏、合群、驱赶以及限位栏饲养、天气突变等多种因素都可导致动物应激。在集约化养殖条件下，动物的应激现象随时可以看到。使用乳酸菌可以帮助猪场克服和缓解各种日常应激因素对猪群造成的不利影响，提高生产成绩。猪场的养殖数据表明：在非热应激条件下，使用“盛肥速得”复合乳酸菌可以提高采食量5%～10%，改善饲料转化效率2%～5%。

实际上，动物在遭受各种应激因子的影响后，肠道内菌群均会发生紊乱，这种变化的共同特点是：乳酸菌减少，大肠杆菌或者其他条件性致病菌增加(C o l e，1994， 见表1)。

《每日科学》杂志(Science Daily,Apr.29,2006)报道了一项新的研究成果。使用大鼠模型，科学家发现饲喂乳酸菌能够将缺水、害怕等应激因素对动物造成的负面影响降到最低。大鼠经受缺水应激后，肠道会出现“渗漏”现象，并且有害菌在肠壁的定植数量会大大增加。同时，在大鼠肠系膜淋巴结中发现了病原微生物。这表明，受到应激后，有害菌穿透了肠道粘膜屏障，进入动物的身体，诱发了动物的抵抗反应。而使用乳酸菌以后，有害菌向肠壁内部的迁移数量会大大减少。美国动物营养专家Dr.Julia J.Dibner指出(内部交流)，由于应激造成的肠道后部菌群向上迁移，通过破损的肠壁进入肝脏、肺、肾、胰脏从而造成损害带来的影响远表

1 应激因子对动物消化道菌群的影响