饲粮中添加脂肪酸对断乳仔猪肠道功能的影响

2022-11-25 11:06储德胜张洪涛王学佩
特种经济动植物 2022年4期
关键词:饲粮胃肠道菌群

●储德胜 王 泽 张洪涛 王学佩 刘 琼

(1.中粮家佳康(吉林)有限公司 吉林 长春 131500; 2.沧州市环境与农业微生物技术创新中心 河北 沧州 061000; 3.吉林工程技术师范学院 食品工程学院 吉林 长春 130052)

1 脂肪酸对断乳仔猪肠道微生物菌群的影响

出生后是仔猪肠道微生物菌群定植的关键阶段,饲粮、母体和环境中的微生物与宿主互相影响,共同建立仔猪早期的肠道菌群结构。在初始定植后,肠道微生物菌群保持相对稳定。而当仔猪断乳时,消化系统及免疫系统并未发育完全,且受饲料、环境改变及离母等因素的影响,仔猪肠道内微生物菌群组成发生显著的变化,导致仔猪出现腹泻等疾病,对仔猪生长产生不利影响。

饲粮组成是影响猪肠道微生物菌群多样性的重要因素之一。有研究表明,在仔猪饲粮中添加不同的脂肪酸对于仔猪肠道健康水平和微生物菌群的变化具有一定的影响。仔猪饲喂含有乳酸、甲酸和丙酸等短链脂肪酸的饲粮后,能降低仔猪肠道内食糜的pH值,有效控制断乳后仔猪的腹泻率。另外,短链脂肪酸能在细菌的细胞膜上扩散,一旦进入细菌,就会解离产生质子和阴离子,影响细菌细胞内的pH值,起到抗菌的作用,所以当仔猪摄入的短链脂肪酸到达胃和小肠后,其抗菌活性可以降低仔猪被大肠杆菌感染的风险。此外,中链脂肪酸也具有一定的抗菌特性。Lei等[1]研究表明,将有机酸与中链脂肪酸混合后可抑制大肠杆菌和沙门氏菌等病原体的增殖,从而有效降低肠道传染病的感染风险。因此,短链脂肪酸和中链脂肪酸在肠道中可发挥抗菌活性,改变肠道内微生物菌群组成,从而抑制病原体在肠道中的增殖。

2 脂肪酸对断乳仔猪免疫功能的影响

胃肠道不仅是饲粮营养物质消化、吸收和代谢的重要器官,也是最大的免疫器官,其中包含70%以上的免疫细胞。仔猪在断乳后会遇到许多致病性和非致病性病原的挑战,从而激活胃肠道免疫系统。健康的胃肠道被认为是处于持续的“控制”炎症状态,但致病菌如大肠杆菌和沙门氏菌会增强炎症反应。而且仔猪在断乳应激的压力下也会出现炎症反应[2]。在胃肠道免疫系统的激活过程中,会产生多种促炎细胞因子,这些细胞因子的过量产生也会导致肠道损伤和功能障碍。优质的脂肪酸是胃肠道上皮细胞主要的能量来源,并在许多生化途径中以及细胞信号分子中作为代谢底物,发挥着关键作用,因此优质的脂肪酸是很好的免疫调节剂。

脂肪酸对调节胃肠道免疫机能具有一定的积极作用。多种不饱和脂肪酸和类二十烷脂肪酸可影响胃肠道的炎症反应和氧化应激。另外饲粮中各种脂肪酸的比例对仔猪的营养吸收具有一定的影响,将饲粮中n-6中链脂肪酸改为n-3短链脂肪酸,会对断乳仔猪早期生长性能和免疫等产生积极影响[3];妊娠中期母猪饲粮中添加2%共轭亚油酸,可减轻断乳仔猪感染大肠杆菌导致的肠道炎症反应,增加免疫球蛋白水平,这是由于哺乳仔猪通过母猪乳汁可获得优质的脂肪酸,从而产生延续效应,这种延续效应使断乳仔猪免疫能力得到增强[4]。研究表明,早期口服丁酸钠能够降低新生猪回肠炎症因子反应发生率,同时对回肠和结肠的细菌群落影响较小,表明饲粮中的丁酸钠可通过调节初生仔猪的免疫系统对肠道健康发挥潜在的有益作用[5]。因此,饲粮中添加n-3短链脂肪酸和中链脂肪酸对于调节断乳仔猪的胃肠道免疫系统功能具有积极的作用。

3 脂肪酸对断乳仔猪肠上皮细胞的影响

当发生肠道疾病时,肠道上皮细胞同样会受到损伤,从而影响上皮细胞对营养物质的吸收。当机体肠道感染大肠杆菌后,造成肠道的绒毛高度降低,隐窝深度增加,并对绒毛高度/隐窝深度比、绒毛面积和绒毛体积产生不利影响,并可能破坏绒毛结构。此外,用肠毒素性大肠杆菌感染肠上皮细胞会破坏肠道上皮细胞间紧密连接蛋白,进而导致肠道屏障功能受损[6]。断乳也会对仔猪的肠道形态产生不利影响,如断乳第一周后仔猪肠道的促炎细胞因子数值与肠道形态发生显著变化[7],导致仔猪采食量减少,胃肠道出现炎症反应,肠上皮细胞的形态变差。氧化应激和脂质氧化产物也能够干扰肠上皮的屏障功 能[8]。因此,肠道上皮细胞受损后,会降低肠道对饲粮中营养物质的消化吸收率,还会对肠道屏障功能产生不利影响,所以对能够导致胃肠道上皮损伤的细菌和过敏原进行预防是至关重要的。

脂肪酸主要是短链脂肪酸和中链脂肪酸,可以通过不同的机制影响肠道形态和上皮屏障功能。中链脂肪酸可以被肠道上皮细胞直接用于能量生产,从而维持肠道组织的完整性。通过饲喂断乳仔猪各种油脂来进行能量供应会对仔猪肠道形态产生明显的积极作用,但对于新生仔猪肠道形态没有影响[9]。通过使用萼距花种子作为中链脂肪酸的来源,并在仔猪饲粮中添加脂肪酶补充剂,可显著提高仔猪肠道绒毛高度、降低隐窝深度,改善仔猪的生长性能[10]。Liu等[11]研究表明,断乳仔猪受到大肠杆菌脂多糖(LPS)刺激后,肠道会产生炎症反应,在仔猪饲粮中添加鱼油能够减轻肠道炎症,这是由于免疫细胞通过TLR4识别LPS后,TLR4被激活进而诱导免疫细胞产生炎症反应,而鱼油中存在大量的长链多不饱和脂肪酸能够干扰TLR4的激活,从而改善这种炎症信号,降低炎症反应。此外,饲粮中多不饱和脂肪酸的氧化产物能够破坏肠道上皮细胞的紧密连接蛋白、活性细胞骨架和黏附连接[12],导致肠上皮细胞的屏障功能受损。特别是含有大量游离脂肪酸的饲粮,可能会增加肠道发生氧化应激和炎症的风险,从而损害肠道完整性,而且不同种类的脂肪酸对于肠道的完整性和氧化应激会产生不同的影响[13]。因此,针对各种脂肪酸的特性和抗氧化能力的差异,来调整仔猪饲粮中脂肪酸的组成,能有效避免脂肪酸的氧化对肠上皮细胞造成的不利影响。

4 总结

不同种类的脂肪酸对断乳前后的仔猪影响不同,其中短链脂肪酸和中链脂肪酸具有良好的抗菌活性,也可为宿主提供即时能量,而长链脂肪酸的消化和吸收更为复杂。因此,在肠道发育和功能尚不完善的仔猪饲粮中使用优质脂肪酸能够促进仔猪肠道的生长,保证肠道功能的健康。目前,仔猪饲粮中脂肪酸的构成和比例尚不明确,有待进一步研究。

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