腸道的免疫功能及有機(jī)酸對(duì)腸道健康的影響

趙勤輝，殷穎珊

(1.意大利亞士可化工大藥廠,上海 201100；2.中山市農(nóng)業(yè)科技推廣中心，廣東 中山 528400)

生豬生產(chǎn)的最終目標(biāo)是將各種飼料轉(zhuǎn)化為豬肉供人類(lèi)食用。因此，提高飼料的生物轉(zhuǎn)化效率，是提高生豬生產(chǎn)效益和維持生豬生產(chǎn)可持續(xù)性的保障。豬采食飼料后在其生物轉(zhuǎn)化過(guò)程中，兩個(gè)初始步驟是飼料消化和營(yíng)養(yǎng)吸收，主要發(fā)生在豬的胃腸道（Gastrointestinal Tract GIT）。除了飼料消化和營(yíng)養(yǎng)吸收外，豬腸道還包含許多其他生理生化功能，包括中間營(yíng)養(yǎng)代謝和能量的生成。此外，腸道也是豬機(jī)體最大的免疫器官，其防御機(jī)制包括屏障功能和黏膜免疫。下面就來(lái)談?wù)勀c道的免疫功能和影響腸道健康的一些因素。

1 腸道的免疫功能

一個(gè)發(fā)育良好的免疫系統(tǒng)具有最佳的免疫反應(yīng)性，對(duì)動(dòng)物的整體健康和生產(chǎn)性能表現(xiàn)非常重要。豬腸道免疫系統(tǒng)由三道防線組成：屏障（barriers）、非特異性免疫(nonspecific immunity)和特異性免疫(specific immunity)，共同保護(hù)GIT和全身免受疾病的侵害。屏障系統(tǒng)包括黏液和黏蛋白、抗菌蛋白和分泌型IgA（SIgA）。在豬體內(nèi)，屏障系統(tǒng)通常能消除99.9%的感染，這就是為什么胃腸道屏障系統(tǒng)也被稱(chēng)為“殺戮區(qū)”。任何對(duì)于屏障功能破壞，或在致病性、抗原或過(guò)敏原挑戰(zhàn)的情況下，腸道免疫系統(tǒng)必須迅速和強(qiáng)烈地做出反應(yīng)，以調(diào)動(dòng)其非特異性免疫和特異性免疫功能，這對(duì)于防止炎癥和系統(tǒng)性感染的擴(kuò)散至關(guān)重要。常駐免疫細(xì)胞（如T、B和漿細(xì)胞）、淋巴細(xì)胞（用于特異性免疫）、巨噬細(xì)胞和細(xì)胞因子（促炎或抗炎）、樹(shù)突狀細(xì)胞（用于非特異性免疫）以及與GIT相關(guān)的淋巴組織共同構(gòu)成了體內(nèi)最大的免疫器官。事實(shí)上，GIT擁有超過(guò)70%的宿主免疫細(xì)胞。

在動(dòng)物喉頭黏膜中存在許多免疫活性細(xì)胞和淋巴組織，在這些淋巴組織中合成的免疫球蛋白主要是SIgA，尤其是呼吸道的上部，SIgA通過(guò)與黏液層的結(jié)合，從而增強(qiáng)對(duì)被黏附病原的清除。所以，增強(qiáng)黏膜免疫能力，有助于黏膜附近接觸病原的免疫清除。目前國(guó)內(nèi)養(yǎng)豬行業(yè)正遭受非洲豬瘟（ASF）困擾，非洲豬瘟病毒（ASFV）經(jīng)口感染時(shí)，病毒首先在扁桃體和下頜淋巴結(jié)的單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中進(jìn)行復(fù)制，然后經(jīng)血液或者淋巴轉(zhuǎn)移至病毒二次復(fù)制的場(chǎng)所—淋巴結(jié)、骨髓、脾、肺、肝和腎。但是由于ASFV本身的免疫特性，目前關(guān)于腸道黏膜免疫與ASFV相關(guān)性方面的研究報(bào)道不多，但是在臨床案例與非正式報(bào)告中，出現(xiàn)了許多維持和提高腸道健康有利于ASF防控相關(guān)的趨勢(shì)，其具體的機(jī)制尚不清楚。

SIgA存在于腸道、呼吸道、鼻腔等表面黏膜，是分泌型免疫球蛋白，對(duì)機(jī)體局部免疫及保護(hù)呼吸道黏膜有重要作用。可阻止或抑制病原微生物黏附，可與溶菌酶共同作用溶解細(xì)菌、中和病毒以及免疫排除作用。SIgA和微褶皺細(xì)胞(M細(xì)胞)在局部免疫中發(fā)揮重要作用。M細(xì)胞是散布于腸道黏膜上皮細(xì)胞間的特化的抗原運(yùn)轉(zhuǎn)細(xì)胞，其作用是通過(guò)運(yùn)輸抗原和微生物至基底淋巴細(xì)胞組織而激發(fā)免疫反應(yīng)。M細(xì)胞將抗原傳給巨噬細(xì)胞，然后提呈給T細(xì)胞和SIgA—B細(xì)胞，引起免疫反應(yīng)。腸道細(xì)菌能通過(guò)黏膜屏障與免疫細(xì)胞相互接觸，激活穿越上皮細(xì)胞的運(yùn)輸通路和持續(xù)刺激黏膜免疫系統(tǒng)。M細(xì)胞和SIgA的產(chǎn)生依賴(lài)豬自身健康的腸道菌群和黏膜組織。

腸道免疫反應(yīng)可導(dǎo)致炎癥反應(yīng)和抗體分泌。炎癥反應(yīng)是一種重要的天然免疫過(guò)程，它包括感染、激活免疫、修復(fù)受損組織和恢復(fù)免疫穩(wěn)態(tài)。免疫細(xì)胞之間以及與非免疫細(xì)胞之間有很多的相互作用，這些相互作用有助于提供腸道保護(hù)、耐受和內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，所有這些相關(guān)要素以協(xié)調(diào)的方式協(xié)同工作，以預(yù)防疾病、維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定和最大限度地獲取營(yíng)養(yǎng)。在豬傳染病的預(yù)防措施方面，獸醫(yī)從業(yè)人員已做出了許多實(shí)際努力，如環(huán)境衛(wèi)生工作、消毒隔離和疫苗接種。然而，免疫應(yīng)答不能僅僅依靠動(dòng)物衛(wèi)生和疫苗來(lái)維持，還需要充分的營(yíng)養(yǎng)干預(yù)和支持。此外，腸道的免疫警覺(jué)性和反應(yīng)性可通過(guò)營(yíng)養(yǎng)成分（如膳食氨基酸）進(jìn)行調(diào)節(jié)（定向或改善）。此外，腸道微生物群在腸道免疫系統(tǒng)的發(fā)展，特別是特異性免疫中發(fā)揮著重要作用。

腸道具有免疫作用和吸收作用。母豬的腸道免疫功能與下代有遺傳聯(lián)系，即使胎兒階段其腸道是無(wú)菌的，但后天建立的腸道菌群取決于胚胎時(shí)期腸道健康的形成。早期斷奶仔豬不可避免地面臨著許多外部和內(nèi)部因素造成的健康挑戰(zhàn)或應(yīng)激（壓力），如飼料的突然改變，復(fù)雜的飼料成分，抗?fàn)I養(yǎng)化合物、病原體、潛在毒素和抗原分子。盡管在過(guò)去進(jìn)行了大量的研究，但仔豬斷奶后的問(wèn)題，如斷奶后生長(zhǎng)停滯、腹瀉的發(fā)生以及常常伴隨神經(jīng)癥狀的死亡，仍然在全球養(yǎng)豬業(yè)中廣泛出現(xiàn)。盡管成年豬的腸道免疫系統(tǒng)通過(guò)許多分子機(jī)制受到嚴(yán)格的調(diào)節(jié)，以防止對(duì)內(nèi)部應(yīng)激源的過(guò)度激活和炎癥反應(yīng)，但仔豬的腸道免疫系統(tǒng)在解剖學(xué)和功能上是不成熟的。所以在未來(lái)，將會(huì)有更多相關(guān)性的研究，以克服上述與仔豬未成熟腸道有關(guān)的一系列問(wèn)題。

2 有機(jī)酸與腸道健康

多年來(lái)，有機(jī)酸被認(rèn)為是很強(qiáng)的抗菌劑。它們對(duì)微生物的活性傳統(tǒng)上用于食品保存，但今天它們?cè)趧?dòng)物營(yíng)養(yǎng)中的作用已具有同樣的重要性。有機(jī)酸廣泛地成功應(yīng)用，歸功于其抗菌、抗病毒、抗真菌和抗衰老的特性。

有機(jī)酸抗菌的機(jī)理是未離解的有機(jī)酸可以在細(xì)菌細(xì)胞膜上擴(kuò)散并在細(xì)胞內(nèi)解離，釋放H+離子并降低細(xì)胞內(nèi)pH。為了克服pH的降低，微生物激活質(zhì)子泵消耗能量，同時(shí)，陰離子RCOO-抑制DNA復(fù)制，破壞菌體的代謝功能，增加滲透壓。這2種作用相結(jié)合抑制細(xì)菌的復(fù)制和生長(zhǎng)，導(dǎo)致抑菌或殺菌作用。革蘭氏陽(yáng)性菌（即產(chǎn)氣莢膜梭菌、腸球菌屬、鏈球菌屬）主要對(duì)MCFA(medium chain fatty acid;中鏈脂肪酸，碳原子數(shù)為6～12的脂肪酸)敏感，而革蘭氏陰性菌（即大腸桿菌、空腸彎曲菌、沙門(mén)氏菌屬）對(duì)SCFA (short chain fatty acid；短鏈脂肪酸,碳原子數(shù)為1～6的脂肪酸)更敏感。這是因?yàn)镸CFA具有親脂性，使其具有更強(qiáng)的抗菌活性，主要針對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌，而在革蘭氏陰性細(xì)胞壁中存在的脂多糖（LPS），使這些菌對(duì)MCFA有一定的抵抗力。

為了驗(yàn)證有機(jī)酸的抑菌效果，荷蘭有學(xué)者做了一個(gè)保育仔豬飼喂有機(jī)酸挑戰(zhàn)沙門(mén)氏菌的研究。保育仔豬在斷奶后10 d連續(xù)7 d，每天進(jìn)行109個(gè)單位的沙門(mén)氏菌單位攻毒，然后收集仔豬的體溫變化和對(duì)糞便進(jìn)行沙門(mén)氏菌的定量監(jiān)測(cè)。結(jié)果顯示之前飼喂了有機(jī)酸的試驗(yàn)組仔豬能夠降低糞便中沙門(mén)氏菌含量的平均值和提升保育仔豬的生產(chǎn)性能。同時(shí)，也有學(xué)者的研究顯示富馬酸對(duì)仔豬盲腸總大腸菌群和大腸埃希菌群的生長(zhǎng)也有抑制作用。

國(guó)內(nèi)學(xué)者李馬成等人報(bào)道有機(jī)酸能夠提升豬免疫功能，飼喂有機(jī)酸組仔豬均能顯著提高保育豬血清IgM含量，提高機(jī)體免疫力。李鵬等研究表明，飼料中添加乳酸型和磷酸型有機(jī)酸都可以顯著提高仔豬血清中IgA和IgG的濃度。晏家友等研究結(jié)果表明，在斷奶仔豬飼糧中單獨(dú)添加釋緩復(fù)合有機(jī)酸以及同時(shí)添加釋緩復(fù)合有機(jī)酸和抗生素，均有提高仔豬小腸黏膜抗體SIgA分泌量的趨勢(shì)。

有機(jī)酸促進(jìn)腸道健康的條件是，有機(jī)酸能夠以完整的分子形式到達(dá)腸道，因?yàn)橐话銢](méi)有經(jīng)緩釋處理的有機(jī)酸一方面在胃里很大一部分被解離和中和，另一方面殘留的酸性成分又被膽汁等堿性消化液中和掉，所以能到達(dá)腸道的有機(jī)酸就非常有限，很難達(dá)到理想的功效。而包被是使有機(jī)酸到達(dá)腸道最優(yōu)的方法，包被工藝的有機(jī)酸已經(jīng)在市場(chǎng)上有商品化生產(chǎn)。

3 結(jié)論

腸道是機(jī)體最大的營(yíng)養(yǎng)消化、吸收器官，更是機(jī)體最大的免疫器官。良好的腸道健康穩(wěn)態(tài)不僅有利于飼料的轉(zhuǎn)化，更有利于維持豬在一個(gè)良好的免疫狀態(tài)下，增強(qiáng)豬機(jī)體對(duì)疾病的抵抗能力。有機(jī)酸對(duì)腸道健康的研究已經(jīng)較為深入，在飼料營(yíng)養(yǎng)領(lǐng)域，有機(jī)酸作為豬飼料添加劑的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍。大量的研究表明，有機(jī)酸可以改善腸道結(jié)構(gòu)，維持腸道菌群平衡和提升機(jī)體與免疫力相關(guān)的生理生化指標(biāo)，是維持豬腸道健康和機(jī)體健康的策略之一。

參考文獻(xiàn)略。