肠道的免疫功能及有机酸对肠道健康的影响

赵勤辉，殷颖珊

(1.意大利亚士可化工大药厂,上海 201100；2.中山市农业科技推广中心，广东 中山 528400)

生猪生产的最终目标是将各种饲料转化为猪肉供人类食用。因此，提高饲料的生物转化效率，是提高生猪生产效益和维持生猪生产可持续性的保障。猪采食饲料后在其生物转化过程中，两个初始步骤是饲料消化和营养吸收，主要发生在猪的胃肠道（Gastrointestinal Tract GIT）。除了饲料消化和营养吸收外，猪肠道还包含许多其他生理生化功能，包括中间营养代谢和能量的生成。此外，肠道也是猪机体最大的免疫器官，其防御机制包括屏障功能和黏膜免疫。下面就来谈谈肠道的免疫功能和影响肠道健康的一些因素。

1 肠道的免疫功能

一个发育良好的免疫系统具有最佳的免疫反应性，对动物的整体健康和生产性能表现非常重要。猪肠道免疫系统由三道防线组成：屏障（barriers）、非特异性免疫(nonspecific immunity)和特异性免疫(specific immunity)，共同保护GIT和全身免受疾病的侵害。屏障系统包括黏液和黏蛋白、抗菌蛋白和分泌型IgA（SIgA）。在猪体内，屏障系统通常能消除99.9%的感染，这就是为什么胃肠道屏障系统也被称为“杀戮区”。任何对于屏障功能破坏，或在致病性、抗原或过敏原挑战的情况下，肠道免疫系统必须迅速和强烈地做出反应，以调动其非特异性免疫和特异性免疫功能，这对于防止炎症和系统性感染的扩散至关重要。常驻免疫细胞（如T、B和浆细胞）、淋巴细胞（用于特异性免疫）、巨噬细胞和细胞因子（促炎或抗炎）、树突状细胞（用于非特异性免疫）以及与GIT相关的淋巴组织共同构成了体内最大的免疫器官。事实上，GIT拥有超过70%的宿主免疫细胞。

在动物喉头黏膜中存在许多免疫活性细胞和淋巴组织，在这些淋巴组织中合成的免疫球蛋白主要是SIgA，尤其是呼吸道的上部，SIgA通过与黏液层的结合，从而增强对被黏附病原的清除。所以，增强黏膜免疫能力，有助于黏膜附近接触病原的免疫清除。目前国内养猪行业正遭受非洲猪瘟（ASF）困扰，非洲猪瘟病毒（ASFV）经口感染时，病毒首先在扁桃体和下颌淋巴结的单核细胞和巨噬细胞中进行复制，然后经血液或者淋巴转移至病毒二次复制的场所—淋巴结、骨髓、脾、肺、肝和肾。但是由于ASFV本身的免疫特性，目前关于肠道黏膜免疫与ASFV相关性方面的研究报道不多，但是在临床案例与非正式报告中，出现了许多维持和提高肠道健康有利于ASF防控相关的趋势，其具体的机制尚不清楚。

SIgA存在于肠道、呼吸道、鼻腔等表面黏膜，是分泌型免疫球蛋白，对机体局部免疫及保护呼吸道黏膜有重要作用。可阻止或抑制病原微生物黏附，可与溶菌酶共同作用溶解细菌、中和病毒以及免疫排除作用。SIgA和微褶皱细胞(M细胞)在局部免疫中发挥重要作用。M细胞是散布于肠道黏膜上皮细胞间的特化的抗原运转细胞，其作用是通过运输抗原和微生物至基底淋巴细胞组织而激发免疫反应。M细胞将抗原传给巨噬细胞，然后提呈给T细胞和SIgA—B细胞，引起免疫反应。肠道细菌能通过黏膜屏障与免疫细胞相互接触，激活穿越上皮细胞的运输通路和持续刺激黏膜免疫系统。M细胞和SIgA的产生依赖猪自身健康的肠道菌群和黏膜组织。

肠道免疫反应可导致炎症反应和抗体分泌。炎症反应是一种重要的天然免疫过程，它包括感染、激活免疫、修复受损组织和恢复免疫稳态。免疫细胞之间以及与非免疫细胞之间有很多的相互作用，这些相互作用有助于提供肠道保护、耐受和内环境稳定，所有这些相关要素以协调的方式协同工作，以预防疾病、维持内环境稳定和最大限度地获取营养。在猪传染病的预防措施方面，兽医从业人员已做出了许多实际努力，如环境卫生工作、消毒隔离和疫苗接种。然而，免疫应答不能仅仅依靠动物卫生和疫苗来维持，还需要充分的营养干预和支持。此外，肠道的免疫警觉性和反应性可通过营养成分（如膳食氨基酸）进行调节（定向或改善）。此外，肠道微生物群在肠道免疫系统的发展，特别是特异性免疫中发挥着重要作用。

肠道具有免疫作用和吸收作用。母猪的肠道免疫功能与下代有遗传联系，即使胎儿阶段其肠道是无菌的，但后天建立的肠道菌群取决于胚胎时期肠道健康的形成。早期断奶仔猪不可避免地面临着许多外部和内部因素造成的健康挑战或应激（压力），如饲料的突然改变，复杂的饲料成分，抗营养化合物、病原体、潜在毒素和抗原分子。尽管在过去进行了大量的研究，但仔猪断奶后的问题，如断奶后生长停滞、腹泻的发生以及常常伴随神经症状的死亡，仍然在全球养猪业中广泛出现。尽管成年猪的肠道免疫系统通过许多分子机制受到严格的调节，以防止对内部应激源的过度激活和炎症反应，但仔猪的肠道免疫系统在解剖学和功能上是不成熟的。所以在未来，将会有更多相关性的研究，以克服上述与仔猪未成熟肠道有关的一系列问题。

2 有机酸与肠道健康

多年来，有机酸被认为是很强的抗菌剂。它们对微生物的活性传统上用于食品保存，但今天它们在动物营养中的作用已具有同样的重要性。有机酸广泛地成功应用，归功于其抗菌、抗病毒、抗真菌和抗衰老的特性。

有机酸抗菌的机理是未离解的有机酸可以在细菌细胞膜上扩散并在细胞内解离，释放H+离子并降低细胞内pH。为了克服pH的降低，微生物激活质子泵消耗能量，同时，阴离子RCOO-抑制DNA复制，破坏菌体的代谢功能，增加渗透压。这2种作用相结合抑制细菌的复制和生长，导致抑菌或杀菌作用。革兰氏阳性菌（即产气荚膜梭菌、肠球菌属、链球菌属）主要对MCFA(medium chain fatty acid;中链脂肪酸，碳原子数为6～12的脂肪酸)敏感，而革兰氏阴性菌（即大肠杆菌、空肠弯曲菌、沙门氏菌属）对SCFA (short chain fatty acid；短链脂肪酸,碳原子数为1～6的脂肪酸)更敏感。这是因为MCFA具有亲脂性，使其具有更强的抗菌活性，主要针对革兰氏阳性菌，而在革兰氏阴性细胞壁中存在的脂多糖（LPS），使这些菌对MCFA有一定的抵抗力。

为了验证有机酸的抑菌效果，荷兰有学者做了一个保育仔猪饲喂有机酸挑战沙门氏菌的研究。保育仔猪在断奶后10 d连续7 d，每天进行109个单位的沙门氏菌单位攻毒，然后收集仔猪的体温变化和对粪便进行沙门氏菌的定量监测。结果显示之前饲喂了有机酸的试验组仔猪能够降低粪便中沙门氏菌含量的平均值和提升保育仔猪的生产性能。同时，也有学者的研究显示富马酸对仔猪盲肠总大肠菌群和大肠埃希菌群的生长也有抑制作用。

国内学者李马成等人报道有机酸能够提升猪免疫功能，饲喂有机酸组仔猪均能显著提高保育猪血清IgM含量，提高机体免疫力。李鹏等研究表明，饲料中添加乳酸型和磷酸型有机酸都可以显著提高仔猪血清中IgA和IgG的浓度。晏家友等研究结果表明，在断奶仔猪饲粮中单独添加释缓复合有机酸以及同时添加释缓复合有机酸和抗生素，均有提高仔猪小肠黏膜抗体SIgA分泌量的趋势。

有机酸促进肠道健康的条件是，有机酸能够以完整的分子形式到达肠道，因为一般没有经缓释处理的有机酸一方面在胃里很大一部分被解离和中和，另一方面残留的酸性成分又被胆汁等碱性消化液中和掉，所以能到达肠道的有机酸就非常有限，很难达到理想的功效。而包被是使有机酸到达肠道最优的方法，包被工艺的有机酸已经在市场上有商品化生产。

3 结论

肠道是机体最大的营养消化、吸收器官，更是机体最大的免疫器官。良好的肠道健康稳态不仅有利于饲料的转化，更有利于维持猪在一个良好的免疫状态下，增强猪机体对疾病的抵抗能力。有机酸对肠道健康的研究已经较为深入，在饲料营养领域，有机酸作为猪饲料添加剂的应用已经非常普遍。大量的研究表明，有机酸可以改善肠道结构，维持肠道菌群平衡和提升机体与免疫力相关的生理生化指标，是维持猪肠道健康和机体健康的策略之一。

参考文献略。