三丁酸甘油酯對仔豬腸道影響研究進展

◆作者：龐麗麗 王建才 呼紅梅朱榮生 齊波劉興華黃保華

◆單位：1山東省農(nóng)業(yè)科學院畜牧獸醫(yī)研究所；2青島農(nóng)業(yè)大學動物醫(yī)學院

1 仔豬大腸桿菌病基本概況

大腸埃希氏菌（Escherichia coli）是兼性厭氧菌，屬于腸桿菌科，革蘭氏染色陰性菌、無芽孢、可以分解葡萄糖。大腸桿菌是人和動物后腸段的正常菌群之一。具有菌體(O)、莢膜(K)和鞭毛(H)3種抗原，已確定的O抗原群有173種、K抗原103種、H抗原60種（呂佳綺等，2019）。目前已經(jīng)清楚的血清型數(shù)量有近千種，雖然絕大部分血清型無病原性或為條件致病菌，但一部分已知血清型可以分泌粘著素性菌毛和腸毒素，這兩種致病因子可導致初生幼畜腹瀉，故名產(chǎn)腸毒素大腸桿菌(Enterotoxigenic E.coli，ETEC)（張英等，1990）。

仔豬大腸桿菌病主要表現(xiàn)為仔豬黃白痢和水腫病，其中仔豬黃痢是初生仔豬非常容易發(fā)生的一種急性、致死性傳染病，所以又稱早發(fā)性大腸桿菌病，其表現(xiàn)為腹瀉、脫水、死亡。

2 大腸桿菌病流行狀況

根據(jù)流行病學調(diào)查，仔豬大腸桿菌病常發(fā)季節(jié)主要在夏冬兩季。新生仔豬最易感，3-7日齡內(nèi)發(fā)病仔豬黃痢。仔豬大腸桿菌病發(fā)病因素復雜，如一般母豬自身會攜帶大腸桿菌，病原菌隨著糞便排出，污染母豬的皮膚尤其是乳房，仔豬吮乳時就會被感染；外界環(huán)境較差，如夏季圈舍溫濕度過高、圈舍不衛(wèi)生、晝夜溫差較大等，均會造成仔豬自身的免疫力降低，從而引起發(fā)??；另外接種疫苗不及時，或母豬飼養(yǎng)管理不當，也可能導致該病。

一般來說，母豬的初產(chǎn)后代仔豬患病情況會隨著產(chǎn)出窩數(shù)增加而降低，這主要是由于母豬長時間感染大腸桿菌導致機體逐漸產(chǎn)生了對該菌的免疫力（譚艷等，2018）；另外，新豬場的發(fā)病情況反而比老豬場發(fā)病更加嚴重。

3 致病性大腸桿菌致病機理

根據(jù)致病機理可以將致病性大腸桿菌大致分為五類：

3.1 產(chǎn)腸毒素性大腸桿菌

ETEC主要致病因素包括耐熱腸毒素（ST）和不耐熱腸毒素（LT）。耐熱腸毒素可以活化鳥苷酸環(huán)化酶從而產(chǎn)生cGMP，引起小腸分泌功能亢奮，引起腹瀉；不耐熱腸毒素具有同霍亂腸毒素相近的作用。一般主要通過測定大腸桿菌腸毒素含量來進一步鑒定ETEC。

3.2 腸致病性大腸桿菌

PEC進入腸道后，主要定殖在十二指腸、空腸和回腸上段。解剖發(fā)病動物機體并對病變部位進行切片，可在標本中發(fā)現(xiàn)腸道絨毛有細菌粘附，從而導致腸道絨毛萎縮、刷狀緣破壞、上皮細胞排列紊亂和功能受損，從而引起腹瀉（羊云飛，2011）。EPEC不同于 ETEC，不產(chǎn) ST、LT，產(chǎn)生VT毒素，這是一種由噬菌體編碼組合的腸毒素，因?qū)ero細胞 (綠猴腎傳代細胞)有毒性得名。VT毒素的結(jié)構(gòu)、作用與志賀氏毒素相似，具有腸毒素、細胞毒素、神經(jīng)毒素性。一般能夠根據(jù)臨床表現(xiàn)與血清型鑒定來鑒定EPEC。

3.3 腸出血性大腸桿菌

它是一類致病力高、毒力強的病原菌，人畜共患病。它可以減少干細胞衍生的類結(jié)腸中的黏液和微絨毛間橋，以引起散發(fā)性暴發(fā)性出血性結(jié)腸炎（Julie In等，2016），EHEC 可以產(chǎn)生大量有抗原性，可被志賀I型菌毒素之兔抗血清中和的類志賀樣毒素(Shiga-Like toxin，簡稱 SLT)。也稱VT。其中O157∶H7便是非常典型的腸出血性大腸桿菌，潛伏期為3～4d，主要臨床表癥為痙攣性腹痛，發(fā)熱或低熱，初期為水樣腹瀉，繼而成典型的特征性血水便，伴有惡心嘔吐。

3.4 腸粘附性大腸桿菌

EAEC也可以造成動物機體的腹瀉。該菌不會進入腸上皮細胞定殖，也沒有腸毒素、VT毒素的產(chǎn)生。唯一特征是同Hep-2細胞 (人喉上皮細胞癌細胞系)一樣具有粘附的能力,因此也被稱為Hep-2細胞粘附性大腸桿菌（孫英等，2011）。

3.5 侵襲性大腸桿菌腸炎

EIEC屬志賀菌樣大腸桿菌，進入結(jié)腸粘膜內(nèi)，溶解細胞蛋白并在其中定殖，引發(fā)炎癥反應，損傷粘膜刷狀緣，引發(fā)局部潰瘍，嚴重者發(fā)生出血，致使糞便中出現(xiàn)血細胞和粘液，臨床大便表現(xiàn)似痢疾（李慧琴等，2012）。

4 抗生素在防治大腸桿菌病的應用情況

在實際生產(chǎn)中預防或治療仔豬大腸桿菌性腹瀉的措施仍然是抗生素療法。由于養(yǎng)殖人員的專業(yè)知識水平參差不齊，國家對養(yǎng)殖業(yè)抗生素的使用監(jiān)管不嚴，造成了養(yǎng)殖業(yè)長期對抗生素的依賴及濫用。長期大量添加抗生素，不僅導致了動物腸道的菌群失衡和感染風險增高，容易發(fā)生反復和繼發(fā)感染，而且藥物的不合理使用也加速了細菌耐藥性的產(chǎn)生和擴散，為后期治療細菌性疾病增加了困難。因此，找到適合的替代抗生素的產(chǎn)品，減少抗生素的使用，不僅有利于保證畜產(chǎn)品加工品的食品安全，還可以有效防治仔豬疾病。

5 抗生素替代品

關(guān)于抗生素替代品的研究，目前主要研究包括中藥制劑、微生態(tài)制劑、抗菌肽、酶制劑等。

5.1 酶制劑

酶制劑是從生物提取的具有催化活性的生物制品。用來生產(chǎn)酶制劑的生物種類繁多，包括動物、植物和微生物。但是用來生產(chǎn)酶制劑的主要是微生物，它的生產(chǎn)不受季節(jié)、氣候和地域的限制，又具有繁殖快、產(chǎn)量高的特點，便于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

5.2 微生態(tài)制劑

微生態(tài)制劑具有維持宿主的微生態(tài)平衡、調(diào)整宿主的微生態(tài)失調(diào)以及其他保健功能（郭秀平等，2009）。主要包括益生素、益生菌劑和合成劑。益生菌劑是由 G.R.Gibson（1995年）提出，指寡糖類等的一部分雖然不能被宿主消化吸收，然而卻可以有選擇性地促進機體內(nèi)的有益菌如雙歧桿菌等的代謝和增殖，進而改善提高宿主微生態(tài)平衡的有機物質(zhì)。合生劑，同時具有益生菌和益生素成分和特性的混合制劑。

5.3 抗菌肽

抗菌肽是一種具有強堿性、抗菌活性、廣譜抗菌以及熱穩(wěn)定性等特點的多肽物質(zhì)，由20-60個氨基酸殘基組合，分子量約在2000～7000?？咕淖钤绫话l(fā)現(xiàn)于1980年，瑞典科學家G.Boman等人在研究天蠶免疫機制過程中發(fā)現(xiàn)由經(jīng)注射陰溝通桿菌及大腸桿菌誘導天蠶蛹產(chǎn)生的具有抗菌活性的多肽，定名為Cecropins（胡云龍等，1997）。

抗菌肽具有廣譜抗菌活性的特點，它可以快速查殺靶標。由于抗菌肽大部分為純天然成分，使它迅速地成為潛在的治療藥物（方玉航等，2017）?？咕牡闹委煼秶饕ǎ赫婢?、革蘭氏陽性細菌、革蘭氏陰性細菌、腫瘤細胞、寄生蟲等。

目前抗菌肽最多被研究的是其抗微生物活性，抗菌肽對病毒、細菌、真菌等微生物的胞膜產(chǎn)生機械性破壞，損傷或殺死病原微生物，以此降低致病率；同時抗菌肽還具有屏障作用，其可在動物腸道、泌尿道和呼吸道等管腔內(nèi)的上皮細胞表達，對動物起到保護作用。

6 三丁酸甘油酯的理化特性

三丁酸甘油酯在動物腸道內(nèi)被胰脂肪酶分解成1分子的甘油和3分子丁酸。丁酸作為一種短鏈脂肪酸具有廣泛的生理功能。丁酸常被用來減緩斷奶應激并提高斷奶仔豬的生長性能，其可以營養(yǎng)腸道并為腸道上皮細胞提供能量；丁酸可以穿過具有酸性環(huán)境的胃和小腸，直接進入盲腸和結(jié)腸中繼續(xù)發(fā)揮作用，結(jié)腸細胞能利用丁酸迅速進行新陳代謝。

當丁酸進入細菌細胞后能夠分解成氫離子和丁酸根離子，當氫離子濃度升高時pH的變化會使大腸桿菌、沙門氏菌等有害菌大量死亡，而大部分有益菌如乳酸桿菌等則因其耐酸性而大量增殖，進而起到維護腸道菌群平衡的作用（余東游等，2014）；丁酸能夠促進黏膜細胞增殖，改善腸道細胞的發(fā)育以及維護結(jié)腸的屏障功能。

有研究表明：在炎癥情況下飼喂三丁酸甘油酯的仔豬能夠提高腸道黏膜屏障功能和腸道營養(yǎng)物質(zhì)吸收能力，同時三丁酸甘油酯能夠提高結(jié)腸黏膜表皮生長因子受體基因的表達。

7 三丁酸甘油酯在養(yǎng)豬業(yè)的研究進展

近年來，三丁酸甘油酯被廣泛用于醫(yī)療、飼料等領(lǐng)域，近幾年國內(nèi)多有對于三丁酸甘油酯在豬領(lǐng)域內(nèi)的研究。

比如針對21日齡斷奶仔豬進行臨床應用研究，在2012年有研究數(shù)據(jù)表明日糧中添加0.15%的三丁酸甘油酯，可以提高平均日增重，降低料重比和腹瀉率，顯著提高腸道絨毛高度，降低隱窩深度，進而提高日糧應用效率，促進生長，改善腸道結(jié)構(gòu)。王萌（2016）、鄭欣等（2018）、張文華等（2018）研究進一步證實日糧中添加三丁酸甘油酯，可以有效增強營養(yǎng)物質(zhì)的消化、促進腸道絨毛的生長、增強緊密連接、維持腸道菌群平衡、提高免疫力、促進黏蛋白分泌，進而增加動物的生產(chǎn)性能。

同時，陳星（2013）在研究課題中表明三丁酸甘油對乙酸誘導三丁酸甘油酯對宮內(nèi)發(fā)育遲緩的哺乳仔豬有緩解作用。何進田等（2015）對三丁酸甘油對宮內(nèi)發(fā)育遲緩(IUGR)哺乳仔豬肝臟發(fā)育及免疫功能的影響，研究結(jié)果顯示在哺乳期飼喂TB可以促進肝臟發(fā)育，提高肝臟指數(shù)和有效緩解肝臟炎癥反應，增強IUGR哺乳仔豬肝臟的免疫功能。同時，何進田（2016）研究了三丁酸甘油對宮內(nèi)發(fā)育遲緩 (IUGR)哺乳仔豬肝臟抗氧化和線粒體功能的影響，結(jié)果揭示TB能夠提高IUGR仔豬肝臟抗氧化能力，保護線粒體免受損傷，具有作為抗氧化劑的潛力。

8 結(jié)語

綜上所述，三丁酸甘油酯為供能物質(zhì)，可以為腸道細胞提供能源，并且能夠有效改善和修復腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)，促進腸道的消化吸收以及防止腸道黏膜的損傷，增強機體的免疫能力，還可以促進腸道有益菌群的繁殖和增長，進而有效維持腸道微生態(tài)的平衡。目前三丁酸甘油酯的應用在國內(nèi)外有一定的應用報道但是總體數(shù)量較少缺少深入研究，三丁酸甘油酯的添加的時間跨度、添加劑量，如何對腸道粘膜起作用的作用機理，以及如何調(diào)節(jié)機體免疫功能等的方面還有待于進一步研究?？傊?，伴隨著三丁酸甘油酯的進一步研究以及深入其作用機制的進一步闡釋，三丁酸甘油酯必將有更加廣泛的作用。