健康养殖的营养技术策略的系统观

■卢德勋

（内蒙古自治区农牧业科学院，内蒙古呼和浩特010031）

良好的动物健康是高效生产大量低成本畜产品的前提，高水平的动物健康管理能力也是成功的养殖业可持续发展的根本保证。动物健康不仅关系着生产者的效益，而且也关系着消费者的健康。尽可能减少人畜共患病的风险、避免将疾病传染给人类是十分重要的公众关切。健康养殖是现代养殖业最重要的科学决策理念，已获得社会广泛的共识。与人类营养学不同，长期以来传统动物营养学固守着唯生产效益的饲养决策观，近几十年来情况发生了重大变化。这种唯生产效益的决策目标随着人类社会进步和经济发展正在受到极大地冲击。包括整个养殖业对动物健康和环境的影响以及对畜产品品质、安全的关切已成为人类社会普遍关注的全球性问题。现代动物养殖业已经形成把养殖效益、动物健康和对环境的影响以及畜产品质量安全四个方面放在一起统筹考虑，协调发展的现代科学决策目标。动物养殖由传统的唯生产效益指标向多元化决策目标转变，必然深刻的影响并改变着动物营养研究和应用的方方面面。制定科学的营养技术策略作为一种动物保健和预防疾病的手段，已成为生产动物源性食品的理想技术措施。

在科学术语中，“健康”这个词本身是很难准确定义的，因为它通常意味着一种良好的状态。作为“疾病”的反义词，健康也经常被定义为“没有疾病”，但是即便如此，也同样难以衡量。尽管客观的衡量机体健康极其困难，特别是当动物处于缺乏明显疾病症状时，但是现代动物营养在畜牧业发展过程中追求的根本决策目标就是保障动物健康和生产高效。对家畜动物而言，健康应从生产性能状况和没有疾病的表现和症状两个方面来衡量。

纵观现代医学兴起和发展的过程，其主线是把科学的因果解释应用于医学的历史。现代医学的每一次大进步，都与某一类病因的发现联系在一起，现代病因学三个发展阶段，即巴斯德等的病菌学说阶段、营养性疾病阶段、深层次病因阶段。20世纪50年代，包括系统性红斑狼疮、多发性硬化、风湿热和Ⅰ型糖尿病等自身免疫性疾病的研究使疾病发生的因果关系探讨进入到更深层面，即深入到身体内部，即从基因水平来寻找病因。从1990年至今，从基因水平来寻找病因已经过去20多年了，临床医学对疾病的治疗真的发生了革命吗？没有！很多人甚至感到对某些疾病的治疗总体上很可能是退步了。究其根源，存在两个原来没有想到的问题，一是早期各种病毒性、细菌性传染病，诸如肺结核、天花等是对人类最大的威胁。随着医药的进步，特别是疫苗的发明，人类基本上控制住了这些传染性疾病，疾病谱发生了转变。现在对大部分国家来说，对人类健康威胁最大的，不是传染病，而是慢性、非传染性疾病。它们属于复杂性疾病，发病不是由单一因素导致，致病因素往往多到难以用因果关系进行分析。二是已经发现的致病基因的病因和以前发现的病因却大不相同，它们很难与临床防治挂钩。正如英国《自然》杂志（2008）指出的那样“由一种基因导致一类疾病的时代已经一去不复返了”。根本问题还在于现代医学学科整体思维方式存在问题。早在20世纪，把自然现象的科学解释简化为确定性的因果链追溯或用概率论相关研究的思维模式已经遭到质疑。因为它基本上是从物理学和化学的研究方法中抽出来的，并不适用于研究生命现象。时至今日，我们完全有充分理由怀疑现代医学思维模式的正确性。事实已经或正在证明，依靠系统科学理论和方法，加上与一些物理和化学定律和技术结合，完全可以用来说明越来越复杂的生命现象，最后达到解释疾病发生的原因并提出更加科学的治疗手段，实现现代医学发展的历史性飞跃。我们在制定健康养殖的营养技术策略时，必须深入研究和关注现代医学的现状，记取现代医学发展的历史教训，始终坚持系统观，深入养殖实践中去，科学、有效地解决遇到的各种各样的动物健康问题。

1 健康养殖营养技术理论开创性贡献：健康营养技术策略（Nutrition-based Health，NbH）

众所周知,长期以来传统动物营养学一直存在缺乏完整的健康营养理论和技术的学科软肋。多年来，英国学者Adams C A博士在这一领域进行了卓有成效工作，取得了一系列令人瞩目的研究成果。他是国际动物营养领域全方位营养（Total Nutrition）倡导者，他积极提倡健康养殖和清洁养殖现代畜禽养殖决策科学理念，长期与美国著名企业Kemin公司合作，为近45个国家和地区的畜禽养殖技术的创新和发展出了重要贡献。Adams博士特别在营养活性物质（Nutricines）方面的研究做出了突出贡献：一是在国际上正式提出使用“Nutricines”一词，为营养活性物质正名，被越来越多学术刊物和机构所采用；二是把营养活性物质研究放在前所未有的突出位置，作为健康营养（Nutrition-based Health）的重要组成部分,并把利用营养活性物质进行调控作为重要的营养策略。Adams博士在《动物健康营养指南》一书中坚持健康养殖的饲养决策理念，提出一整套基于充分利用并发挥营养活性物质营养活性进行营养调控的健康营养技术策略（Nutrition-based Health，NbH），对如何以实现健康养殖决策为目标的健康营养策略进行了全面、科学的诠释。Adams博士在他的NbH营养策略中提出要从三个方面进行宏观到微观调控以实现维护动物健康状况目标，即维护胃肠道完整性、支持免疫系统和调理氧化应激和疾病；并对于动物的健康状况评估、宏观和微观层次营养调控的关系和动物健康与疾病之间的平衡受动物基因组成或基因组与动物所处环境之间的相互作用影响都有非常精彩的论述。具体内容可参阅他的学术专著《Nutrition-based Health》中译本《动物健康营养指南》一书。

Adams博士提出的NbH营养策略对于动物健康养殖营养技术理论创新发展是一份具有开创性贡献。它不仅对于养殖业的可持续发展有重要的理论和实践价值，而且对于人医营养学的创新发展也有借鉴意义。笔者认为，这一理论唯一不足的是没有完全自觉地系统科学思维方式，在构建动物健康养殖营养技术理论体系的整体性、协调性和动态性方面尚有这样那样的缺陷。所以出现这些问题是和当代国际动物营养学发展历史和现状分不开的。我们不能过分苛求。

2 健康养殖的营养技术策略创新的跨越性发展

卢德勋（2018）在汲取Adams博士提出的NbH技术策略的科学内涵基础上，运用系统科学思维方式，对健康养殖的营养技术策略进行了重大创新，首次提出了一整套具有时代特征的健康养殖的营养技术策略，取得了跨越性发展成果。这一创新成果包括以下三个方面：①制定科学的健康养殖的决策目标；②在动物营养学领域提出一系列健康的新理念，提出要把健康营养干预的重点放在根据氧化应激—炎症反应—免疫失衡链联动反应进行非传染性疾病预防和治疗方面；③提出通过动物营养工程技术体系，进行‘体系’作战的健康养殖技术模式。

卢德勋（2018）提出的健康养殖的营养技术策略是一个完整的技术体系，具体内容将在本文第三部分加以介绍。这一重大的创新成果进一步丰富和发展了卢德勋（2004、2016）创立的系统动物营养学理论和技术体系，具有重大的理论和实践价值。它指明了实现健康养殖的战略决策目标的正确方向，提出了一个科学的营养解决方案，是具有开创性价值的贡献。

3 具有时代特征的健康养殖的营养技术策略体系的基本要点

3.1 健康养殖的四大决策目标

根据Adams博士提出的健康养殖营养技术策略论述，笔者提出以下四大健康养殖决策目标，即维护胃肠道健康，保持其完整性；保障健康的免疫系统，维持免疫激活和抑制的理想平衡；调理氧化应激，预防亚健康疾病发生和建立强大而有效运作健康保障体系。

3.1.1 维护胃肠道健康，保持其完整性

一个完整的肠道屏障和正常的各种功能对于维持机体正常生理功能和预防疾病至关重要。肠道不仅承担着营养物质的消化和吸收以及生理屏障的重要功能，还具有其它许多重要的生理功能。研究表明，肠道是动物第二大脑，在肠道组织的皱褶中有一个组织机构，即“神经细胞综合体”，它独立于大脑进行感知、接受信号，并做出反应。肠道具有内分泌功能，能够产生全身3/4的神经递质。肠道含有机体2/3的免疫组织，具有重要的免疫功能；肠道组织、发起并配合营养代谢和解毒过程，肠道是动物重要的排毒器官；肠道具有与内分泌系统、免疫系统和环境之间的信息交流功能；肠道是动物体内最大储菌库，这些肠道微生物无时无刻不在塑造动物机体，影响动物的健康状况。

评定肠道健康状况功能性生理指标已有比较完整的指标体系，比如绒毛高度/隐窝深度比值（V/C）、肠道通透性、肠道免疫功能评价指标、肠道微生物菌群结构和多样性评价指标、肠道消化/吸收指标以及代谢指标等等。

3.1.2 保障健康的免疫系统，维持免疫激活和抑制的理想平衡

动物体内存在的免疫系统是机体对抗外部入侵，保护动物免受威胁的重要防御屏障，对保障动物健康生存有极其重要的意义。所谓免疫平衡是指通过在免疫应答过程中对包括巨噬细胞、嗜中性粒细胞、天然杀伤细胞等各种免疫细胞、补体因子和特定的T淋巴细胞群各自及相互作用的正负效应的调节，使免疫激活和抑制保持理想平衡状态。免疫平衡是健康的免疫系统的根本保障。免疫激活和抑制一旦失衡就会产生免疫应激，导致动物健康问题发生和饲料利用率降低。

在现行养殖科学内目前尚缺乏完整的免疫平衡评定指标体系。目前有希望成为畜禽免疫平衡评定指标有CD4/CD8的比值和Th1/Th2的比值，不过尚需进行大量基础性工作。

3.1.3 调理氧化应激，预防亚健康疾病发生

氧化/抗氧化状况平衡是指促氧化能力与抗氧化能力之间的平衡。自由基本身是机体正常的代谢产物，并且是维持多种重要的生理功能的物质基础。机体内部存在有效的抗氧化机制。自由基的产生速率、清除途径在正常情况下受到机体严格而精确调控。一旦自由基生成和清除的动态平衡被打破，造成机体自由基不足（生成不足或/和清除过多）或自由基过多（生成过多或/和清除不足）两者都会引起细胞的氧化损伤，成为疾病发生和发展的重要原因。氧化/抗氧化状况平衡失衡可以影响到基因的转录、细胞信号的传导、酶和生物大分子的活性、细胞和器官的功能以及细胞的增殖、分化、凋亡和坏死等许多生理和病理过程。

氧化/抗氧化状况平衡失衡会导致产生氧化应激，不仅大大降低动物采食量，使其健康状况恶化，而且由于氧化应激极大地消耗了本来可利用于生长、增重和繁殖的日粮有效能，使动物生产性能和饲料利用率降低。氧化/抗氧化状况平衡指标能全面反映动物体内营养代谢和动物健康状况是否处于正常状态，是广义营养检测中最具有根本性价值的检测指标。目前已有许多可行的评定机体整体氧化/抗氧化状况平衡状况指标以及评定机体内部脂肪和蛋白质氧化应激损伤指标。

在奶牛生产中，奶牛分娩后氧化应激最为严重。近年来科技工作者提出了一些用于评定奶牛氧化/抗氧化状况平衡的综合指标。Abuelo等（2015）提出氧化应激指数（oxidative stress index,osi）,计算公式为：osi=ROS/SAC,该式中SAC系血清抗氧化能力；ROS系活性氧含量。研究表明，与单一指标相比，osi更能真实、精确地反映奶牛围产期抗氧化状况。

3.1.4 建立强大而有效运作健康保障技术体系

在现行畜牧科学和兽医科学中有一系列健康保障技术，特别是在传染病预防和保障动物福利方面。在动物营养领域，笔者提出以下健康保障技术体系，其中包括建立完善而严格的防疫保障体系、构建完善的畜舍设备和卫生保障体系、严格执行动物健康状况检测技术体系和建立健全和完整的生产记录制度四个方面。

3.2 氧化应激—炎症反应—免疫失衡链联动反应——健康养殖的新概念

氧化应激、炎症反应和免疫失衡是诱发动物非传染性疾病的主要病因。在机体内部免疫平衡、氧化平衡和促炎/抗炎平衡是维持机体稳态的重要调节机制，一旦失衡且机体自身和人为干预失效，就会出现氧化应激、炎症反应和免疫功能失衡，导致一些常见的非传染性疾病发生。长期以来，人们对氧化应激、炎症反应和免疫应激都是孤立起来进行研究，认为三者是不同的病理生理过程。根据近年来大量的基础研究和人医临床实践成果表明，这三方面紧密联系，不可分割。

笔者受到这些研究成果的启发，根据多年来养殖实践和研究工作经验，首次在动物科学领域提出氧化应激—炎症反应—免疫失衡链的系统整体联动反应新概念（卢德勋，2018），认为氧化应激—炎症反应—免疫功能失衡链是一个问题的三个相互联动方面，往往出现相互重叠效应。这一联动链涉及到许多共同的细胞类型（如巨噬细胞、淋巴细胞等）、共同细胞因子（白介素类、前列腺素等）、共同化学介质和发病机制。科学地按照氧化应激—炎症反应—免疫失调链联动反应规律进行健康管理是实现健康养殖决策目标的关键技术环节。这一健康养殖的新概念主要包括以下内容。

①氧化应激、炎症和免疫功能失衡不是局部的孤立现象，而是一个与机体健康密切交织在一起的整体生理过程，氧化平衡、促炎/抗炎平衡和免疫平衡的整体运作状况最终决定着氧化应激、炎症反应和免疫功能失衡是否影响动物健康状况的走向和最后结局。

②氧化应激—炎症反应—免疫失衡链是一个闭合的路径圈，一个环节的诱因会引发整个链产生整体联动反应，甚至出现叠加反应，在干预失效后就会向有害健康的方向继续发展，直至诱发慢性疾患。

③氧化应激—炎症反应—免疫失衡链具有共同的运作平台和相互密切联系的共同运行机制，其中NF-κB信号通路是连接这免疫系统和抗氧化的重要枢纽，而Nrf2-ARE信号通路是机体抗氧化应激的主要承担者，是保护细胞免受外源性刺激和氧化损伤的主要信号通路。这两个信号通路是氧化应激—炎症反应—免疫失衡链产生系统整体联动反应的分子机制。

④氧化应激和炎症反应通常是畜群出现的健康问题两个源头引爆点。

⑤预防、治疗与氧化应激、炎症反应和免疫失衡有关动物健康问题不能单打一，各自为战，必须根据氧化应激—炎症反应—免疫失衡链的系统整体联动反应的学术观点，从抗氧化应激，抗炎和免疫调节三个方面整体运作，进行体系作战。

3.3 动物营养工程技术体系——实现健康养殖决策目标根本技术途径

在笔者创立的系统动物营养学理论和技术体系中，动物营养工程技术体系具有营养调控优先、综合技术、系统集成、动态优化、检测—决策—预测三位一体和技术决策和运行的精准性等技术特征，是实现健康养殖决策目标根本技术途径。

在动物营养工程技术体系中实施健康养殖营养策略具体技术措施有：①将动物健康作为四大饲养决策目标中核心目标，与其它三项决策目标进行统筹，实现饲养决策目标总体优化。②在坚持并充分调动动物营养自我调控功能和积极发挥内外源营养活性物质调节功能的前提下，通过日粮优化设计技术实施营养干预。③通过营养管理技术实施管理技术干预。④对动物健康状况进行全面、实时检测；科学地按照氧化应激—炎症反应—免疫失衡链联动反应规律进行健康管理。⑤利用营养工程技术的系统集成、动态优化技术特征对健康养殖营养策略进行实时预测和动态优化。

4 小结

健康养殖是现代养殖业实现可持续发展的前提，而科学的营养策略是保障动物保健和预防疾病的根本技术手段，是生产动物源性食品的理想核心技术方案。实现健康养殖关键在于转变观念，关键在于确立健康养殖技术的系统观，树立并根植现代多元饲养科学决策观。

卢德勋（2018）提出的健康养殖的营养技术策略是一个完整的技术体系。这一重大的创新成果进一步丰富和发展了卢德勋（2004、2016）创立的系统动物营养学理论和技术体系，具有重大的理论和实践价值。它指明了实现健康养殖的战略决策目标的正确方向，提出了一个科学的营养解决方案，是具有开创性价值的贡献。