益生菌在仔豬建立健康腸道環(huán)境中的作用

朱原 ，張立偉 譯，張永英 ，姚雪強(qiáng) ，楊慧 校

（1.河北工程大學(xué)；2.邯鄲市動(dòng)物醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）

益生菌含有活的微生物和孢子，如果給予足夠的量，就會(huì)給宿主帶來(lái)健康，如抑制病原體、改善消化功能以及調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)。益生菌被認(rèn)為是用于仔豬抗生素生長(zhǎng)促進(jìn)劑(AGP)的重要替代物，已被證明能在類似AGPs的水平上促進(jìn)生長(zhǎng)性能并減少病原體在胃腸道的定植。

1 乳桿菌

乳桿菌是常見的益生菌，在仔豬的病原防御和提高免疫力方面發(fā)揮著重要作用。目前有人研究發(fā)現(xiàn)乳桿菌作為一種核心糞便微生物，豬糞微生物區(qū)系在生長(zhǎng)過程中發(fā)生了顯著的變化，但其核心種群卻是穩(wěn)定的。Niu等人發(fā)現(xiàn)乳桿菌是最主要的屬之一，占豬腸道16S rRNA基因序列的15%左右。此外，乳酸是乳酸菌發(fā)酵最重要的終產(chǎn)物，乳酸對(duì)仔豬的健康至關(guān)重要。

2 病原抑制

腸道病原體感染仔豬時(shí)，首先附著在腸上皮屏障上，然后再突破腸上皮屏障。健康仔豬腸道的細(xì)菌群落定居于腸黏膜，并形成一層覆蓋黏膜表面的細(xì)菌。這一層密集而復(fù)雜的微生物群落，通過在胃腸道上占居各種各樣的粘附壁龕，有效阻止入侵腸道病原體的附著和定植。益生菌通過競(jìng)爭(zhēng)共有的結(jié)合位點(diǎn)，排除病原體附著在黏膜表面，對(duì)致病菌表面的蛋白質(zhì)粘附素具有空間干擾和抑制作用。這些研究表明益生菌株和宿主特異性抑制病原體，需要選擇益生菌的培養(yǎng)條件，以減少特定病原體的粘附。

3 屏障功能增強(qiáng)

腸上皮是確保營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的最佳吸收，同時(shí)排除中和或解毒有害成分的腸道內(nèi)容物。在健康的腸道中，這些功能得到優(yōu)化，健康的上皮細(xì)胞對(duì)于保持腸道健康至關(guān)重要。上皮黏膜由單層上皮細(xì)胞組成，由專門的杯狀細(xì)胞產(chǎn)生的黏液層覆蓋。上皮細(xì)胞是由細(xì)胞連接在一起的，緊密連接在阻止分子進(jìn)入細(xì)胞間上皮細(xì)胞起主要作用。各種應(yīng)激源可能導(dǎo)致緊密連接減弱，增加大分子進(jìn)入黏膜的不受調(diào)控的脫細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)。腔內(nèi)毒素、抗原和腸道微生物不受控制地?cái)U(kuò)散到基礎(chǔ)組織，導(dǎo)致局部和全身炎癥。乳酸菌在體外可通過測(cè)定上皮單層細(xì)胞上皮細(xì)胞的反式上皮電阻來(lái)評(píng)價(jià)其增強(qiáng)上皮屏障的作用。反式上皮電阻值依賴于離子的脫細(xì)胞通量，這主要是由緊密連接調(diào)節(jié)的。刺激緊密連接可能是由乳酸菌產(chǎn)生的短鏈脂肪酸引起的。不同類型益生碳水化合物的乳桿菌發(fā)酵產(chǎn)物在黏膜中的含量增加，其效果與菌株有關(guān)。

乳酸菌對(duì)屏障功能的改善及其對(duì)疾病的影響已在動(dòng)物模型中得到證實(shí)。特別是在仔豬斷奶早期，可引起腸道微生物區(qū)系和腸上皮屏障的改變。研究表明，應(yīng)激對(duì)胃腸道菌群有很大的影響，導(dǎo)致腸道菌群減少，乳桿菌嚴(yán)重應(yīng)激動(dòng)物的種群，從而為病原體的過度生長(zhǎng)提供了機(jī)會(huì)。Bateup等人證實(shí)在24日齡豬胃和盲腸內(nèi)容物中，乳桿菌種群顯示出不穩(wěn)定的狀態(tài)。

4 提高免疫力

腸道的免疫系統(tǒng)是機(jī)體最大的免疫細(xì)胞池。谷丙轉(zhuǎn)氨酶的主要功能是盡量減少微生物與上皮細(xì)胞表面的接觸，從而限制組織炎癥和微生物移位。穿透上皮屏障的共生微生物將被腸道巨噬細(xì)胞迅速吞噬和破壞。腸道微生物群和免疫系統(tǒng)之間的這種關(guān)系，使宿主能夠接受腸道中大量的抗原。黏膜表面的腸道細(xì)菌可以產(chǎn)生稱為微生物相關(guān)分子模式的信號(hào)，刺激模式識(shí)別受體，加強(qiáng)屏障免疫?？紤]到腸道微生物組成不成熟和仔豬免疫系統(tǒng)不足，補(bǔ)充乳酸菌可以有效地激活機(jī)體，建立機(jī)體免疫力，抵御病原體的感染。

5 微生物組分的修飾

益生菌在斷奶后應(yīng)用后，可調(diào)節(jié)腸道微生物，防止斷奶后腹瀉，刺激生長(zhǎng)。Yang等人表明大部分消化道部位和黏膜中的乳桿菌和厭氧菌計(jì)數(shù)均有增加，且與對(duì)照組有顯著性差異。研究表明子宮乳桿菌I 5007通過調(diào)節(jié)腸道微生物組成和腸道發(fā)育，在仔豬腸道發(fā)育中起著積極的作用。

6 短鏈脂肪酸

短鏈脂肪酸是腸腔中的主要陰離子，主要由未消化的碳水化合物厭氧發(fā)酵產(chǎn)生，在較小程度上產(chǎn)生蛋白質(zhì)，大部分由腸道細(xì)菌形成的短鏈脂肪酸被迅速吸收，并在一定程度上被黏膜上皮細(xì)胞用作能量底物。腸道內(nèi)外的許多健康因素都?xì)w因于受刺激的有益細(xì)菌增加了短鏈脂肪酸的產(chǎn)生。由短鏈脂肪酸產(chǎn)生的簡(jiǎn)單的結(jié)腸腔酸化可以解釋一些觀察到的益生素作用。短鏈脂肪酸被認(rèn)為是一類能調(diào)節(jié)飲食、腸道微生物和宿主之間相互作用的細(xì)菌產(chǎn)品。

7 乳酸菌其他代謝產(chǎn)物的保護(hù)作用

腸黏膜是內(nèi)外部環(huán)境的交界處，是防止腸道病原體和有害物質(zhì)進(jìn)入室內(nèi)環(huán)境的重要防線。這種屏障功能由多層次的保護(hù)機(jī)制確保，某些益生菌具有分泌抗菌物質(zhì)的能力，如細(xì)菌素和有機(jī)酸，抑制其他細(xì)菌的生長(zhǎng)。乳酸菌產(chǎn)生細(xì)菌素具有預(yù)防人類胃腸道感染的潛力。補(bǔ)充乳酸菌結(jié)果乳酸菌產(chǎn)酸導(dǎo)致結(jié)腸腔pH降低，細(xì)菌對(duì)酸性pH的敏感性不同，影響了微生物的組成。類桿菌亞種對(duì)弱酸性pH相對(duì)敏感，而雙歧桿菌耐酸能力強(qiáng)，因此受pH降低的影響較小。由于特殊的生理特性，仔豬內(nèi)臟缺乏足夠的酸來(lái)幫助食物代謝。因此，添加乳酸菌可以有效地促進(jìn)代謝和營(yíng)養(yǎng)吸收。