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【文獻】豬體內最大免疫器官消化道的營養需求

2014-09-22 17:22:31來源:湖南農大作者:劉自逵瀏覽:次 分享:
【文獻】豬體內最大免疫器官消化道的營養需求

消化系統的主要作用是消化、吸收和排泄。食物的組成、形態、結構、性狀及儲存的時間,食物中的有毒有害成分、發霉的程度和霉菌毒素的量,環境中的有害微生物數量、品種等,對動物的健康會產生深遠的影響。腸道是豬體內最大的免疫器官:一方面,腸道吸收面積大,接觸大量的致病因子和微生物。小腸腸腔表面由大量絨毛組成,絨毛表面還有微絨毛,這些結構大大增加了腸道的吸收面積。10日齡仔豬的腸道面積接近l 14m2,成年豬的小腸長度約為15~20m。另一方面,腸道內容物非常復雜,包括消化液、食糜、細菌、寄生蟲、病毒和死亡脫落的細胞等,這些物質對腸黏膜形成持續性接觸和刺激,持續和大量接觸的結果是,70%以上的免疫細胞存在于腸腔,同時還有大量的腸道相關淋巴組織。因此,腸道黏膜是機體防御最重要的陣地,本文主要圍繞腸道黏膜免疫及營養需求展開討論。

1消化道的結構和主要功能特征

消化系統由消化器官和消化腺構成,消化器官起始于口腔,經咽到食管、胃、小腸、大腸,最后以肛門開口于體外,其消化管壁由5層結構構成,由內到外分別為黏膜、黏膜下組織、肌層、外膜或漿膜。

消化道是全身唯一的消化器官,營養物質、口服藥物的消化吸收100%在胃腸道進行;也是最大產酸器官之一,胃分泌大量鹽酸,能激活胃蛋白酶原轉化為胃蛋白酶,是胃腸動力的來源,能消滅飼料中大部分的有害菌,其腸道的乳酸菌、丁酸菌能產生大量的乳酸和丁酸,抑制腸道有害菌的增殖、修復受損的胃腸道黏膜。

消化道是機體最大的產毒器官,其大量的代謝產物如廢渣、糞便等占全身毒素的80%~90%。與生命核心器官肝腎關系:肝腎為機體最重要的解毒、排毒器官,腸道受損則肝臟受損(肝臟1/4血液源于肝動脈、3/4血液源于腸道匯集的門靜脈);腸道毒素中的有害菌、內毒素和腸毒素等首先進入肝臟造成肝臟損傷,再進入血液循環損傷腎臟及其他臟腑。消化道是機體最大的細菌庫:微生物種群400余種,數量10萬億以上,重量約1.275kg。細菌總數隨小腸長度的增加而減少,十二指腸的微生物比較少,但后部逐漸開始增加,結腸最多。

2腸道是體內最大的免疫器官

腸道最大的免疫器官:機體95%以上的感染性疾病與消化道有關,腸道損傷(脾虛水濕)則機體抵抗力下降,就失去了70%的免疫保護(機體80%體液免疫和50%細胞免疫作用發生在腸道),腸道的內毒素及腸毒素堆積是自身免疫力的殺手。

死亡結局始于結腸”是Dr.Bemard Jensem(1908~2001)的至理名言,結腸“宿便”或便秘嚴重影響母豬的機體健康。

2.1腸道黏膜免疫系統是黏膜免疫系統最重要的組成部分

黏膜免疫系統主要由3部分構成:①黏膜結合淋巴組織:它是黏膜接觸并攝取抗原和最初反應產生的部位,即免疫球蛋白A的誘導部位,包括:腸黏膜結合淋巴組織、支氣管黏膜結合淋巴組織,眼結膜結合淋巴組織等。②致敏淋巴細胞散布途徑:主要是淋巴循環及血液循環。③黏膜免疫效應部位:全身的黏膜組織、胃腸道、呼吸道、生殖道和多種分泌腺等。

其中腸道黏膜固有層是最大的黏膜效應位點,從中可分離到大量的分泌IgA型漿細胞;效應位點中的T細胞大部分為CD3+、CD4+和CD8+,顯示輔助性T淋巴細胞功能,但大約1/3的T細胞可能表現為細胞毒性或抑制作用。

2.2黏膜免疫反應

發生在腸道中的黏膜免疫反應是由腸黏膜表面附著的抗原引發的。外部抗原進入腸道后首先與誘導部位接觸,腸道黏膜中的淋巴濾泡集結將抗原物質轉移到淋巴濾泡集結的巨噬細胞,巨噬細胞對抗原進行加工,并將抗原轉給輔助性T淋巴細胞,輔助性T淋巴細胞激活B淋巴細胞,B淋巴細胞分化增殖產生大量的分泌型IgA(SIgA),SIgA接著被轉運到腸腔中,發揮其生理功效。有些淋巴細胞要游走到呼吸道、乳腺等其他組織器官的黏膜表面,激活整個機體的黏膜免疫系統形成共擁黏膜免疫系統,同時激活系統免疫,抵抗病原微生物的入侵,維持機體的健康狀況。

3消化道的特殊營養需求

腸道相關免疫系統的發育和正常功能的發揮需要專門的營養支持,已有的許多研究都對腸道營養進行了探討。通過補充相關腸道營養,來增強腸道黏膜免疫力。

為使腸黏膜上皮細胞的增生快速修復,需要補充充足的谷氨酰胺。腸道營養中的谷氨酰胺是腸黏膜上皮細胞和淋巴細胞的主要燃料,同時又是細胞增殖分化所需要的氮源。在正常情況下,動物機體本身所需的谷氨酰胺只在肝臟和骨骼肌中極少量合成,主要從腸道或循環中攝取。在應激狀態下,谷氯酰胺需求大量增加,補充谷氨酰胺可減緩腸道黏膜萎縮,顯著增加仔豬空腸粘液中的SIgA和細胞因子的含量。Ayonrinde等(1995)報道,用4%谷氨酰胺強化傳統的谷物斷奶仔豬基礎日糧,可減緩腸絨毛萎縮,同時結腸和回腸DNA含量和黏膜蛋白含量增加。谷氨酰胺添加顯著影響仔豬空腸黏液中SIgA的含量,1%谷氨酰胺添加組空腸黏膜中細胞因子TNF一α、IL一2含量分別顯著增加。在應激狀態下,谷氨酰胺不足,不能滿足機體需求就有可能造成腸道黏膜的損傷。

腸道營養中的有機酸如檸檬酸、蘋果酸、乳酸和丁酸等,能通過降低胃腸道pH值來達到間接降低細菌數量的作用,且對革蘭氏陰性菌具有抑制作用,如甲酸、乙酸、丙酸和山梨酸等可以破壞細菌細胞膜干擾細菌酶的合成。在28 Ft齡仔豬Et糧中添加1.6%乳酸,斷奶仔豬水腫病的死亡率降低了18.75%,小腸內容物有益菌的比例明顯提高。H ansen等(2007)在斷奶仔豬日糧中添加乳酸和甲酸為主的復合酸。試驗表明,仔豬胃腸中有害菌的數量降低了29.13%。李鵬等(2009)在斷奶仔豬日糧中添加0。3%酸型酸化劑。試驗結果表明,試驗組仔豬小腸絨毛高度提高了20.91%,大腸桿菌和沙門氏菌的含量分別降低了4.62%和4.08%,血清IgG含量提高了69.08%;酸化劑通過抑制有害菌的繁殖,保護小腸黏膜免受傷害。

腸道營養有益菌在腸腔內充分生長發育和附植,形成了優勢菌群,在腸腔中產生短鏈脂肪酸如醋酸、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸和異戊酸等。正常情況下,腸腔內(主要是結腸,空腸、回腸)的短鏈脂肪酸主要由厭氧細菌對碳水化合物無氧酵解后產生,具有直接營養結腸和促進結腸吸收鈉、水的作用。據報道,直接將短鏈脂肪酸滴入回腸還能刺激盲腸和較遠端空腸黏膜細胞增生,此作用可能通過釋放某種腸營養肽所致。腸道營養中的纖維素對腸黏膜的營養作用也可由短鏈脂肪酸介導。

腸道營養中的精氨酸對腸道黏膜結構具有明顯改善作用。研究報道,精氨酸能夠促進黏膜上皮生長分化,使腸黏膜結構明顯改善,維護腸黏膜屏障。精氨酸可促進細胞毒性T淋巴細胞活化,同時也可促進自然殺傷細胞活化和表達IL一2受體,可誘導下丘腦釋放生長激素。生長激素對腸黏膜有營養作用,可減少腸黏膜萎縮,加速受損腸黏膜的修復,維持腸結膜的結構和功能,增強機體局部和全身免疫力。

腸道營養中的精氨酸通過降低內毒素來減輕其對腸壁的作用,減少腸黏膜屏障緊密連接破壞和降低通透性,減少腸黏膜屏障損害,同時也減少內毒素對機體免疫功能的損害。這可能與精氨酸通過增強吞噬細胞活性,增加對內毒素的清除有關。精氨酸本身或通過生長激素來改善機體的免疫功能,也改善了腸黏膜免疫屏障功能,減少了細菌移位。

腸道營養不是一個單一的腸道微生物的概念,以往對于腸道營養的認識往往被益生菌簡單替代。實際上腸道營養是由一系列益生菌、益生素、酶及其他物質構成。腸道營養的缺乏容易影響腸道免疫相關組織發育,進而可能影響胃流二聯苗等腸道相關疫苗的免疫效果和抗體水平。在疫苗注射前增加腸道免疫營養,能夠較好地增加腸道抵抗力,提高抗體水。

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