自20世紀中葉以來,隨著現代養殖業的快速發展,規模化、jiyuehuadeyangzhishideyangzhimidubuduanjiada,youliangpinzhongdeyichuannengliyoulexianzhudetisheng,danshi,yangzhihuanjingdebuduanehua,liutongdesulvbuduanjiakuaiyijigezhongbingyuantidebianyihekangshengsudedaliangshiyongdeng,douzaochengledongwujitidejichumianyiyalibuduanjiada,fabingqingkuangheyiqingzhujianjiazhong,jibingdaozhidesunshiriyizengjia,woguoyangzhiyemianlinzhejidadetiaozhan。ruhetigaodongwushengchanchengjidetongshizengqiangjitidekangbingnengliyishimuqianxuduoyanjiuzheguanzhuderedian。dongwumianyilidetigao,budanyaoxuanzekangbingnengliqiangdepinzhong,yingyangshuipingshitiaojiemianyilidejichu,zuijinyanjiufaxianchangdaoyishengjunnenggouweichichangdaojunqunpingheng,zuoyongyuchangdaonianmomianyixitong,yinqitiyemianyihexibaomianyiyingdafanying,congertiaojiejitidemianyigongneng。
益yi生sheng菌jun是shi對dui機ji體ti健jian康kang有you益yi的de一yi類lei低di致zhi病bing性xing或huo無wu致zhi病bing性xing微wei生sheng物wu,作zuo為wei促cu進jin機ji體ti健jian康kang的de有you益yi菌jun,益yi生sheng菌jun具ju有you多duo方fang麵mian的de功gong能neng。研yan究jiu表biao明ming,益yi生sheng菌jun一yi般ban能neng夠gou在zai腸chang道dao定ding植zhi,維wei持chi腸chang道dao菌jun群qun平ping衡heng,刺ci激ji胸xiong腺xian、脾髒和法氏囊等免疫器官的發育,增強巨噬細胞的吞噬活性,活化腸道相關淋巴組織,促進免疫球蛋白A的生成,調節機體的免疫功能。
1、畜禽腸道微生物研究概況
動物腸道內存在著多種大量的正常微生物,它們大部分與機體細胞密切接觸,交換能量物質,相互傳遞信息,對宿主有營養、免疫、刺激生長和生物頡頏等作用。在正常情況下,腸道內的正常微生物群在定性、定量、定位等方麵保持平衡狀態,形成微生態平衡。Katouli用分子生態學的方法研究仔豬的腸道菌來源,發現仔豬出生4 hfenbianzhongkeyijiancechurusuanganjun。lingwaihuanjingyinsuduichangdaojunqunyeqihendazuoyong,congzaizhuchushengdaoduannaihouchangdaojundezuchengyizhizaifashenglianxubianhua,yibanrenweizhidaoyufeiqicaiquyupingheng。zaiyufeiqizhudechangdaoneizhishaofaxianyou30多個屬,lOO多種細菌;禽(qin)類(lei)胃(wei)腸(chang)道(dao)因(yin)解(jie)剖(pou)結(jie)構(gou)和(he)豬(zhu)有(you)明(ming)顯(xian)區(qu)別(bie),其(qi)腸(chang)道(dao)菌(jun)的(de)組(zu)成(cheng)有(you)其(qi)明(ming)顯(xian)特(te)點(dian)。有(you)學(xue)者(zhe)研(yan)究(jiu)報(bao)道(dao)雞(ji)嗉(su)囊(nang)和(he)砂(sha)囊(nang)內(nei)的(de)上(shang)皮(pi)細(xi)胞(bao)表(biao)麵(mian)粘(zhan)附(fu)著(zhe)大(da)量(liang)的(de)乳(ru)酸(suan)杆(gan)菌(jun)。雞(ji)小(xiao)腸(chang)內(nei)以(yi)兼(jian)性(xing)厭(yan)氧(yang)菌(jun)如(ru)大(da)腸(chang)杆(gan)菌(jun)、乳酸杆菌、鏈球菌和金黃色葡萄球菌為優勢菌群,總量達1011個,雞的大腸很短,腸道菌群主要在盲腸。影響豬雞腸道微生物生態平衡的主要因素有宿主的遺傳免疫特性,腸道內pH和氧化還原電位的高低以及寄主的食物結構等[1]。Florin(2000)證明畜禽腸道微生態的組成、結構、發育過程等是外界因素和動物體本身雙重作用的結果。Krause(1994)發現仔豬日糧中添加乳糖可有效降低腸道內鏈球菌、金黃色葡萄球菌、大腸杆菌、meijunhejiaomujundeshuliang,erdianfenleisiliaoduishangshujunqunyoucijishengchangdezuoyong。zhezhuyaoyouyuzaizhutineiduidianfenleisiliaodexiaohuanenglijiaodi,errusuanganjunduirutangdefajiaobidianfenkuai,chanshengdaliangderusuanyizhileqitajundeshengchang[2]。因而一係列寡糖添加劑通過改變飼料組分從而直接影響腸道菌的平衡。
2. 腸道黏膜免疫屏障
腸(chang)道(dao)不(bu)僅(jin)是(shi)消(xiao)化(hua)吸(xi)收(shou)的(de)重(zhong)要(yao)場(chang)所(suo),也(ye)是(shi)生(sheng)物(wu)體(ti)最(zui)大(da)的(de)免(mian)疫(yi)器(qi)官(guan),腸(chang)道(dao)粘(zhan)膜(mo)麵(mian)積(ji)龐(pang)大(da),它(ta)的(de)結(jie)構(gou)和(he)功(gong)能(neng)構(gou)成(cheng)了(le)強(qiang)大(da)的(de)粘(zhan)膜(mo)免(mian)疫(yi)係(xi)統(tong),加(jia)之(zhi)在(zai)腸(chang)道(dao)中(zhong)生(sheng)存(cun)著(zhe)大(da)量(liang)的(de)微(wei)生(sheng)物(wu)菌(jun)群(qun)(microbiologyflora),同tong時shi經jing口kou腔qiang也ye會hui進jin入ru的de大da量liang微wei生sheng物wu和he食shi物wu等deng抗kang原yuan的de侵qin襲xi,致zhi使shi外wai源yuan細xi菌jun和he病bing毒du很hen難nan突tu破po這zhe道dao防fang線xian而er對dui機ji體ti產chan生sheng危wei害hai,因yin此ci腸chang道dao黏nian膜mo擔dan負fu著zhe重zhong要yao的de免mian疫yi功gong能neng。正zheng常chang的de腸chang黏nian膜mo屏ping障zhang包bao括kuo機ji械xie屏ping障zhang、免疫屏障以及微生態屏障,這三個屏障在維持腸道微生態平衡,抵禦病原體的入侵具有重要作用[3]。
changdaonianmomianyixitongshimianyixitongdediyidaofangxian,qizhuyaogongnengshiweijititigongnianmobiaomiandefangyuzuoyong,tabaokuomianyibaohuhefeimianyibaohulianggefangmian,xiuzhunianmobiaomianlianghaodefangyugongnengyilaiyufeimianyibaohuzuoyonghemianyiyingdafanyingliangzhedejianquanhewanzheng。xitongzhuyaoyouchangdaoxiangguanlinbazuzhiheyouguanxibaoyufenzichengfen,rulinbaxibao、巨噬細胞、粒細胞、抗體、溶菌酶、抗菌肽等組成。腸黏膜的分泌性(sIgA)是機體黏膜免疫係統的一部分,IgA主要由黏膜淋巴結和固有膜淋巴細胞分泌產生,與腸上皮腺體細胞合成的分泌片集合形成sIgA,它既可以抵抗腸腔內的蛋白水解酶的水解作用,也不會激活補體。經腸黏膜上皮細胞釋放到腸腔內的sIgA,和腸黏膜表麵的正常菌群混合存在,可以降低致病性微生物在黏膜表麵的附著,中和細菌毒素,限製細菌的繁殖[4]。而益生菌通過口腔進入體內,它們首先作用的是黏膜免疫係統,許多研究表明,益生菌能夠刺激機體sIgA分泌細胞的生長,從而增加腸道內sIgA的de量liang,從cong而er增zeng強qiang機ji體ti的de抵di抗kang能neng力li。因yin此ci,在zai動dong物wu幼you齡ling時shi添tian加jia益yi生sheng菌jun不bu僅jin可ke以yi促cu進jin免mian疫yi係xi統tong的de發fa育yu成cheng熟shu,還hai可ke以yi改gai變bian幼you齡ling動dong物wu的de免mian疫yi類lei型xing,調tiao節jie免mian疫yi力li[5]。
3. 消化道菌群對免疫功能的影響
正zheng常chang菌jun群qun能neng增zeng強qiang宿xiu主zhu的de黏nian膜mo免mian疫yi功gong能neng,促cu進jin機ji體ti免mian疫yi器qi官guan的de發fa育yu成cheng熟shu,提ti高gao機ji體ti的de特te異yi性xing和he非fei特te異yi性xing免mian疫yi功gong能neng,增zeng強qiang巨ju噬shi細xi胞bao活huo性xing及ji細xi胞bao因yin子zi介jie導dao素su的de分fen泌mi,增zeng強qiang紅hong細xi胞bao的de免mian疫yi功gong能neng。正zheng常chang菌jun群qun在zai特te定ding部bu位wei寄ji生sheng後hou,形xing成cheng非fei特te異yi性xing屏ping障zhang,有you利li於yu機ji體ti對dui特te異yi性xing抗kang原yuan產chan生sheng特te異yi性xing抗kang體ti,增zeng強qiang特te異yi性xing免mian疫yi應ying答da。腸chang道dao內nei的de正zheng常chang菌jun群qun在zai腸chang道dao中zhong生sheng長chang、發育、繁殖,在胃酸pH2.5的條件下30 min內保持100%huoxing,bingxingchengshengwubomofuzhezaichangdaonianmoshang。zhengchangjunqunduidongwudemianyizengqiangzuoyongyuqikangyuanweidianyouguan,zaichangdaojuyoukangyuanshibieweidian,zailinbajijieshangfahuimianyizuojizuoyong,huohuachangdaonianmoneidexiangguanlinbazuzhiyoudaoT、B淋巴細胞和巨噬細胞產生細胞因子,通過淋巴細胞再循環而活化全身免疫係統,增強機體特異性和非特異性免疫功能[6]。動dong物wu每mei日ri攝she取qu的de食shi物wu都dou含han有you大da量liang的de微wei生sheng物wu,其qi中zhong也ye包bao括kuo大da量liang的de病bing原yuan微wei生sheng物wu,但dan是shi正zheng常chang個ge體ti的de腸chang道dao中zhong總zong是shi保bao持chi正zheng常chang的de菌jun群qun狀zhuang態tai,並bing不bu發fa生sheng感gan染ran,從cong而er維wei持chi腸chang道dao的de正zheng常chang結jie構gou和he功gong能neng狀zhuang態tai,其qi原yuan因yin除chu了le黏nian膜mo的de機ji械xie屏ping障zhang作zuo用yong,常chang住zhu菌jun群qun形xing成cheng菌jun膜mo屏ping障zhang,正zheng常chang菌jun群qun對dui致zhi病bing菌jun和he“機會”致病菌的製約作用外,腸道黏膜免疫係統也起著極其重要的作用。
4.益生菌對免疫功能的調節作用
益生菌對仔豬腸道細胞免疫和體液免疫的調節作用,主要包括激活腸道中T、B淋巴細胞和NK細胞,IL、IFNdengyixiliexibaoyinzidechansheng。shijianyeyizhengming,tongguosiweirusuanjunhejiaomujunfajiaosiliaonengtigaoganraosudehuoxinghejushixibaodehuoxing。erqiezhezhongxiaoguobingbushiyouyuchangdaoneiweishengwuxigaibiansuozhi,ershiyouyushijunzuoyonghuoxingbeijihuohechangdaochanshengkangtisuozhi。youxuezheyanjiubaodao,siweizhiwuruganjunhefenchangqiujunkeyixianzhutigaozhuwenkangtixiaojia,yijisiweilayangyabaoganjun,keyitigaozaizhuliuganhezhiyuantikangtixiaojia[7]。
據李琰研究報道,用益生菌ND疫苗免疫雛雞,其免疫器官T淋巴細胞和B淋巴細胞增殖功能和T細胞數量均高於對照組,同時外周血中的IgG,IgM、IgA抗體生成細胞數量以及法氏囊、脾髒指數均顯著高於對照組;mangchangbiantaotinianmozhoubizengduo,weirongmaobianmiji,changduzengda,fenmixingdanbaizhikelizengjia,biaomingfuyongleyishengsuhou,changdaoneideyouyijunqunkejifazhuijijubunianmozuzhidetiyehexibaomianyigongneng[8]。
有學者研究報道,口服幹酪乳酸菌能增強宿主腸道黏膜的免疫反應,證實了幹酪乳酸菌能促進腸道分泌免疫球蛋白slgA,增強宿主的腸道黏膜免疫反應,即使飼喂低劑量的幹酪乳酸菌,也能引起slgA 的分泌。同時研究中發現,雙歧杆菌合劑能顯著促進ANP對黏膜損傷的修複,保護腸的屏障功能,減少腸道脂多糖(LPS)和細菌移位[9]。Nahashon等研究表明,在蛋雞料中添加乳酸菌可增大回腸派伊氏結(Payer S Patch)的細胞結構,這說明乳酸菌可刺激與抗原結構有關的黏膜係統,誘導產生slgA,增強動物免疫功能。
5. 益生菌對免疫作用的調節途徑
幼齡動物免疫係統發育不完善,免疫調節功能差,以Th2免疫應答為主,不同T細胞群和細胞因子能促進或抑製不同的免疫應答。益生菌的不同成分都可能調節免疫係統,如細胞壁成分、肽聚糖、細胞膜成分、特殊的DNA序列等都可加強免疫應答。一些直接接觸腸壁或易位到腸壁內的益生菌成分通過以下途徑可以通過增加IFN-IFN-C、IL-2和IL-12促進Th0向Th1分化,和(或)降低IL-4減少Th0向Th2分化,調節Th1/Th2的比例,增加IgA、減少IgE的分泌。
5.1 建立免疫耐受
腸黏膜是接觸抗原最多的部位,其主要功能是排除抗原和產生耐受。因為所有的食物成分和消化道正常菌群都可被看作抗原,所以口服耐受是生命維持不可缺少的免疫功能。低劑量的抗原誘導產生IL-4、IL-10和轉移生長因子-B(TGF-B),抑製Th1細胞的分化,使機體產生口服耐受。高劑量的抗原可導致克隆無能,T細胞處於細胞不應答狀態,T細胞不能分泌IL-2和增殖。有研究報道,益生菌或化學益生素進入消化道後被腸內特有的M細胞攝取,傳遞給派依爾結內的抗原遞呈細胞,從而促進Th0細胞向Th1細胞的分化,Th1細胞可促進B細胞分泌IgA,抑製IgE的分泌,它產生的一些細胞因子(IL-2、IFN-A、IFN-B和TNF-A)可抑製腫瘤和病毒的生長[10]。
免疫耐受的建立與PPs內T細胞數量有關。無菌(GF)鼠PPs中T細胞少於無特異病原菌(SPF)鼠。接種Bifidobacteriuminfants或Escherichiacoli的悉生鼠T細胞數量恢複,但接種Clostridiumperfringens或Staphylococcusaureus的悉生鼠T細胞數量不變。經誘導後,SPF鼠和前兩種悉生鼠產生口服耐受,GF鼠和後兩種悉生鼠未建立免疫耐受[11]。因此,正常動物腸道菌群似乎在口服耐受的產生中起決定作用,某些益生菌可能可以幫助機體建立免疫耐受。
5.2 樹突狀細胞介導的腸道黏膜抗原遞呈通路
近來發現,樹突狀細胞(dendriticcells,DCs)對局部免疫應答的調控有重要作用。樹突狀細胞是T細胞依賴型免疫應答啟動所需的重要細胞。樹突狀細胞也存在於非淋巴組織如皮膚、呼吸道和消化道。樹突狀細胞可分為淋巴來源的樹突狀細胞(LDC)和單核細胞來源的樹突狀細胞(MDC)兩個亞群。根據抗原的不同性質,樹突狀細胞釋放不同類型的信號到前T細胞,改變Th1/Th2比例。MDC可分為兩種亞型:MDC1,通過Toll樣甘露糖受體對脂多糖(LPS)、脂磷壁酸或CpGDNA發生應答,活化核因子JB(NuclearFac-tJB,NF-JB)途徑,增強Th1應答;MDC2,對免疫複合物和細胞因子〔細胞素、前列腺素(PGE2)、單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)〕發生應答,產生CD40-CD40配體識別IL-4介導的Th2應答。DCs表達緊密連接蛋白,其水平受細菌或細菌產物調節。固有層的DCs 能夠識別致病菌和非致病菌,並且,當腸道感染致病菌時,大量DCs 被誘導從黏膜遷移至腸係膜淋巴結[12]。Christensen等發現,乳酸杆菌的不同菌株對樹突狀細胞的活化方式不同,所有乳酸杆菌都能上調表麵MHCⅡ類分子和B7-2(CD86),後者代表DC的成熟;其中以能產生IL-12的乳酸杆菌的上調作用更強;而LactobacillusreuteriDSW11246不僅誘導IL-12能力差,還抑製其他乳酸杆菌的活化作用[13]。因此,DC可根據腸道微生物或益生菌調節Th細胞亞型的比例。
5.3 改變腸黏膜表麵的糖基化通過接種無菌動物發現,一類重要的固有菌Bacte-roidesthetaiotamicron,可促進腸表麵的糖基化,建立有利於細菌自身的生態小環境,從而更好地與腸道表皮細胞作用[14]。Freitas等又發現,B1thetaiotamicron誘導的糖基化改變,涉及表達水平和糖軛合物亞細胞拓撲結構的改變,變化更加離散,更為複雜[15]。該報道還認為細菌來源的一些可溶性物質和活菌可能都可以調節腸道的糖基化。
6. 小結
大量的研究報道顯示,國內外科學家注意到防禦疾病的關鍵就是維護好腸黏膜屏障,特別認識到搞清楚腸道微生物菌群的菌種組成結構、關鍵的功能菌類型、junqundegongnengjiyinzuchenghejunqunjiegouyushengtaigongnengzaibutonghuanjingxiadedonglixuebianhuaguilvdengfangmiandezhongyaoxing,shixianweichichangnianmojiegouhegongnengdehengding,weichidingzhizaichangdaobiaomiandeweishengwuqunxipingheng,baozhengchangnianmomianyipingzhangweichizhengchangdeshenglizhuangtai,duichangnianmodiyubingyuanjunjidusudenenglizengqiang,baochihetiaolichangdaoneihuanjingdejiankang,zuizhongkezaizhenghexitongyingyangyushengwuxuedejichushangshixianwukangyangzhiweirenleishipinanquanhehuanjinghexiezuochugongxian。
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