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家禽肠道屏障的营养调控
时间: 2017-05-04 11:12:24 | [<<] [>>]

摘要:家禽肠道屏障的营养调控方面的研究主要涉及营养素(如锌)、胃肠道微生态制剂(如益生菌和益生元)、功能性多糖、表皮生长因子等添加剂的作用。谷氨酰胺和苏氨酸等添加剂虽对其他动物屏障功能有作用,但对家禽肠道屏障的作用还有待证实。


关键词:家禽;肠道屏障;营养调控



微量元素锌


Zn已被证实在维护动物胃肠道上皮屏障的完整及其功能上起到非常重要的作用。在饲粮中添加 Zn 可降低疾病、营养不良、应激和肠道病菌感染等状态下人体和动物的肠道通透性。而Zn 的缺乏可导致 Caco-2 细胞跨上皮电阻降低和紧密连接及黏着连接的发生改变。对家禽的研究显示,饲粮中添加 Zn 元素(以硫酸锌形式)可以显著增加感染鼠伤寒沙门氏菌肉仔鸡回肠的绒毛高度与隐窝比、occludin 和 claudin-1 mRNA的表达,显著降低血浆内毒素水平,从而减缓沙门氏菌感染造成的肠道屏障功能的损伤。而Hu等却认为,氧化锌和蒙脱石均没有改善肠道形态、微生物数量和屏障功能的作用。与对照、蒙脱石、氧化锌和硫酸锌相比,以氧化锌蒙脱石复合物的形式添加 60 mg /kg Zn 可显著降低鸡肠道中梭菌数量,显著提高直肠跨上皮电阻抗值,显著降低直肠对甘露醇的通透性及回肠和直肠对菊粉的通透性。


益生菌和益生元


大量的人体和动物试验已证实益生菌和益生元可起到保护和改善肠道屏障功能的作用。近几年,益生菌和益生元对家禽肠道屏障功能影响的研究也开始增多。在肉仔鸡饲粮中添加鲍氏酵母的转运,对肠组织导电性无影响,说明混合益生菌制剂在维持肠上皮屏障结构的同时提高了其功能。乳酸杆菌 ( Lactobacillus fermentum 1.2029) 处理可降低感染坏死性肠炎肉仔鸡的肠道损伤程度,改善回肠上皮微绒毛,增加 claudin-1和occludin的mRNA表达,显示其具有保护肠道屏障功能的作用。


热应激在家禽生产业中经常发生,对动物健康、生产性能以及肠黏膜结构和微生物菌群都存在很大的负面影响。在对肠道屏障功能的影响方面,热应激可引发肉仔鸡十二指肠、空肠和回肠轻微的多灶性淋巴浆细胞性肠炎,并使感染肠炎沙门氏菌肉仔鸡的肠道屏障遭到破坏,导致沙门菌通过肠黏膜迁移到脾脏和小肠壁炎性浸润加重,使3个肠段发展成中度多灶性淋巴浆细胞性肠炎。热应激还可使肉鸡肠道内乳酸杆菌和双歧杆菌数量减少,大肠杆菌和梭菌数量增加,空肠绒毛高度降低,隐窝深度增加,空肠绒毛高度/隐窝深度值降低,空肠跨上皮电阻降低,异硫氰酸荧光素葡聚糖的细胞旁通透性增加,occludin 和ZO-1的蛋白表达下调。而饲粮中添加枯草芽孢杆菌和植物乳杆菌的混合益生菌制剂可使无论是正常温度下还是热应激状态下饲养的肉鸡的肠道内乳酸杆菌和双歧杆菌数量空肠绒毛高度occludin 蛋白表达增加大肠杆菌数量降低,从而来改善肠道屏障功能。添加纤维寡糖可通过增加肉鸡空肠绒毛高度和空肠绒毛高度/隐窝深度值,降低异硫氰酸荧光素葡聚糖的细胞旁通透性,从而减轻热应激给肉仔鸡肠道屏障造成的负面影响。


多糖


β-1,3 /1,6-葡聚糖是一种结构复杂的葡萄糖多聚复合物,可增强宿主先天性免疫和获得性免疫功能,增强抗病原细菌、病毒和寄生虫感染的能力。通过在饲粮中添加 β-1,3 /1,6-葡聚糖增加了感染鼠伤寒沙门氏菌肉仔鸡的空肠绒毛高度、空肠绒毛高度/隐窝深度值、杯状细胞数量sIgA 阳性细胞数和sIgA 含量,降低了盲肠沙门氏菌数量和肝脏中沙门氏菌的数量,上调了claudin-1和occludin 的mRNA表达,从而减缓由感染鼠伤寒沙门氏菌引起的肉仔鸡肠道屏障功能的损失。车前草非淀粉多糖已在体外和离体试验中被证实其可阻止多种病原菌黏附和侵袭人上皮细胞。在肉鸡饲粮中添加车前草非淀粉多糖 50 mg /d 可减少沙门氏菌对肉仔鸡脾脏的侵袭;体外试验的结果显示,车前草非淀粉多糖可抑制沙门氏菌对猪肠上皮细胞和鸡盲肠隐窝上皮的黏附,经回肠黏膜尤斯灌流室离体试验证实这种作用与增加的黏膜短路电流而跨上皮电阻不变相关。车前草非淀粉多糖的这种抑制活性主要是其酸性的果胶分成在起作用。


谷氨酰胺


谷氨酰胺(glutamine,Gln)是肠上皮细胞的主要能量来源,对肠上皮细胞的生长和分化是必需的。已有研究报道Gln在人危急病症和啮齿动物的各种肠炎模型中起到维持、促进和保护肠道的屏障功能。在Caco-2 肠细胞中,细胞培养液缺乏Gln 或抑制Gln 合酶会降低跨上皮电阻抗值,增加甘露醇的渗透性,而减少紧密连接蛋白(ZO-1、occludin 和claudin-1)表达及扰乱occludin和claudin-1 分布会引起屏障功能的损伤。这说明 Caco-2肠细胞中紧密连接蛋的表达和细胞内的分布依赖于Gln。


苏氨酸


苏氨酸是猪或家禽的第二或第三限制性氨基酸。研究证实,苏氨酸在维持动物肠道形态、黏液分泌刷状缘酶活性和生长性能中有重要作用。在家禽的研究中,添加苏氨酸可显著提高肉仔鸡唾液酸的分泌,显著提高肉鸭的肠道黏液分泌量和黏蛋白MUC2 mRNA表达,对肉鸡杯状细胞密度和 MUC2 mRNA表达无影响。苏氨酸的缺乏可显著降低鸡十二指肠和回肠的黏液层厚度,添加苏氨酸可显著增加黏液的分泌且不依赖 MUC2的基因表达。然而,有研究认为苏氨酸添加对蛋鸡杯状细胞数量、绒毛高度和黏膜厚度等肠道形态指标无影响。在肠道屏障研究中,中等程度的苏氨酸缺乏(每千克饲粮6.5 g苏氨酸会显著增加仔猪回肠黏膜旁细胞通透性,改变调控旁细胞通透性的相关基因的表达,如紧密连接蛋白ZO-1、扣带蛋白、mLCK 等; 而每千克饲粮添加0.93 g苏氨酸可显著增加仔猪回肠旁细胞通路通透性和 MUC1、ZO-1 的基因表达。关于苏氨酸对家禽肠道屏障影响的研究仍尚未见报道。


脱毒剂


脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)是谷物中最为常见的一种真菌。给肉仔鸡饲喂DON 会影响肉仔鸡十二指肠和空肠肠壁形态,显著上调空肠 claudin-5 的mRNA表达,但对 claudin-1、ZO-1 和 ZO-2 的mRNA表达无影响。饲粮中添加黏土类霉菌毒素吸附剂使回肠 claudin-1、claudin-5、ZO-1 和 ZO-2 的 mRNA表达均上调了。饲喂 DON 的肉仔鸡在空肠检测到高浓度Toll 样受体 4 和氧化应激的两个个标记物亚铁血红素和黄嘌呤氧化还原酶,而在回肠浓度较低,但添加黏土类霉菌毒素吸附剂后却在回肠中浓度较高。这些结果说明黏土类霉菌毒素吸附剂导致 DON 在小肠较远端聚集,可影响肠道形态和屏障功能。


表皮生长因子


EGF是一种小肽,对肠上皮具有很广泛的生物学作用。饲养试验显示,EGF 可减少肉鸡空肠弯曲杆菌在空肠的定植及移位到肝脏和脾脏的数量;体外研究表明,空肠弯曲杆菌可黏附并入侵到犬肠上皮细胞中,破坏紧密连接蛋白 claudin-4,增加肠上皮通透性和非致病的非侵入性菌大肠杆菌C25的移位;而用 EGF 对犬肠上皮细胞进行预处理可消除空肠弯曲杆菌对肠上皮细胞的负作用,并认为 EGF 改善肠道屏障功能的作用依赖于上皮细胞上 EGF 受体的激活。


参考文献:呙于明《家禽营养》

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