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標(biāo)題: 蒙脫石止瀉原理和脫霉劑作用機(jī)理的概述 [打印本頁]

作者: 845186640    時(shí)間: 2017-4-11 16:23
標(biāo)題: 蒙脫石止瀉原理和脫霉劑作用機(jī)理的概述
  蒙脫石(montmorillonite)是天然硅鋁酸鹽,由二層共頂聯(lián)接的硅氧四面體片夾一層共棱聯(lián)接的鋁(鎂)氧(氫氧)八面體片構(gòu)成2:1型含結(jié)晶水的結(jié)構(gòu),故也被稱為八面體蒙脫石或十六角蒙脫石。目前,蒙脫石在醫(yī)藥和飼料中應(yīng)用廣泛的就是止瀉和脫霉菌,應(yīng)用機(jī)理主要取決于它的吸附性能和膠凝特性,對(duì)消化道粘膜有很強(qiáng)的覆蓋能力,能保護(hù)粘膜,吸附各種病毒、細(xì)菌及其它各種霉菌毒素,可用于治療食管炎、胃炎和消化性潰瘍,尤其對(duì)各種原因所致的腹瀉有明顯療效。
  1蒙脫石的吸附性
  由于蒙脫石結(jié)構(gòu)支柱的八面體中Al3+被Mg2+、Fe3+、Fe2+等的同晶置換經(jīng)常,造成八面體畸變,進(jìn)而迫使四面體片作出旋轉(zhuǎn)、伸長(zhǎng)、歪扭等形式來予以調(diào)正,直至出現(xiàn)斷鍵,使多面體核心陽離子裸露,并在層間產(chǎn)生強(qiáng)弱不同的永久性負(fù)電荷。為了平衡電荷,蒙脫石就具有吸附陽離子到層間的特性,且只要所處介質(zhì)中陽離子(不論有機(jī)陽離子或無機(jī)陽離子)濃度高于其層間的陽離子的濃度,層間域中的離子就會(huì)被交換出來。這也是蒙脫石負(fù)電吸附特性。
  蒙脫石具有黏塑性,層與層之間可以滑動(dòng)打開,在消化道延展,層與層之間并不散亂分離,從而形成連續(xù)保護(hù)膜。
  蒙脫石顆粒表面積巨大,每克粉劑可覆蓋100-110 m2消化道表面,顯著提高消化道黏液的質(zhì)和量,加強(qiáng)黏膜屏障的作用,幫助消化道上皮細(xì)胞的恢復(fù)與再生。
  在含細(xì)菌數(shù)約為 1×107·mL-1的人工腸液中,加入不同量的蒙脫石,置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng),計(jì)數(shù)菌落數(shù)。結(jié)果:蒙脫石無抑菌或殺菌作用,蒙脫石對(duì)細(xì)菌的作用主要是吸附,“車廂式”結(jié)構(gòu)的蒙脫石凝膠能將細(xì)菌固定到“車廂”中,且吸附力強(qiáng)弱與其帶電性有關(guān)。當(dāng)蒙脫石的用量超過0.05mg·mL-1時(shí)。不同層電荷的蒙脫石的吸附性能類同;蒙脫石用量減少后,不同層電荷的蒙脫石的吸附量即有差異,與層電荷密度相關(guān),即蒙脫石的層電荷密度小,吸附性能高。蒙脫石濃度達(dá)5%左右時(shí),可以100%吸附細(xì)菌。
  用粒徑為0-0.2μm和0-2μm的蒙脫石吸附蘇云金芽胞桿菌(Bt)工程菌株WG-001原毒素蛋白(130kDa),結(jié)果表明:蒙脫石在碳酸鹽緩沖體系(pH9)對(duì)Bt原毒素蛋白的等溫吸附曲線符合Langmuir方程(r2>0.09),當(dāng)原毒素與蒙脫石的質(zhì)量比例相同時(shí),蒙脫石的平均粒徑越小,單位質(zhì)量吸附量越高。在磷酸鹽體系(pH6-8)pH7時(shí)單位質(zhì)量吸附量最大,在碳酸鹽體系(pH9—11)單位質(zhì)量吸附量隨pH的增加而下降。Bt原毒素在蒙脫石上的吸附0.5-1.0h就能達(dá)到平衡。隨著蒙脫石質(zhì)量比例的增加,蒙脫石對(duì)原毒素的單位質(zhì)量吸附量減小,但吸附百分率增加。在10℃-50℃范圍內(nèi),溫度對(duì)單位質(zhì)量吸附量影響不大。透射電鏡分析表明,吸附原毒素前后蒙脫石的粒徑?jīng)]有明顯改變。XRD分析證實(shí).吸附原毒素后蒙脫石層間距沒有發(fā)生變化。
  采用Caco-2細(xì)胞培養(yǎng)模型,觀察兩歧雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌、嗜水氣單胞菌、副溶血弧菌、大腸桿菌、鼠傷寒沙門菌的黏附率,并在培養(yǎng)液中加入蒙脫石,計(jì)算蒙脫石對(duì)細(xì)菌黏附的阻斷率,探討蒙脫石對(duì)上述細(xì)菌黏附作用的影響。結(jié)果表明:所試菌與Caco-2細(xì)胞均有不同程度的黏附作用;蒙脫石對(duì)細(xì)菌黏附Caco-2細(xì)胞均有不同程度的阻斷作用,對(duì)病原菌黏附Caco-2細(xì)胞的阻斷作用要明顯大于其對(duì)益生菌的阻斷效果,其中對(duì)大腸桿菌、鼠傷寒沙門菌、嗜水氣單胞菌、副溶血弧菌黏附的阻斷率分別為54.22%、48.41%、60.53%、50.64%,而對(duì)兩歧雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌黏附的阻斷率分別為25.64%和21.49%。結(jié)果提示蒙脫石可有效阻斷病原菌黏附,從而防治腸道細(xì)菌感染和細(xì)菌移位。
  用蒙脫石和納米蒙脫石(聚乙二醇PEG插層制備的)對(duì)金黃色葡萄球菌進(jìn)行吸附,結(jié)果:納米蒙脫石和蒙脫石均無殺菌和抑菌作用,蒙脫石吸附率為61.4%,PEG400插層的納米蒙脫土的吸附率為90.3%,PEG6000插層的納米蒙脫土吸附率為73.8%。
  蒙脫石為基本無毒的制劑。同濟(jì)醫(yī)科大學(xué)認(rèn)為蒙脫石的毒性極低,無法測(cè)出LD50,改為測(cè)定其最大耐受量以評(píng)估其安全性。小白鼠按0.6g/ml 的濃度、20ml/kg體積一日內(nèi)連續(xù)灌胃(ig)給藥3次后未出現(xiàn)中毒表現(xiàn),無動(dòng)物死亡。其每日最大耐受量為36g/kg。
  2蒙脫石的止瀉作用
  2.1蒙脫石是一種良好的胃粘膜防護(hù)劑
  牧之驕研究國(guó)產(chǎn)蒙脫石對(duì)番瀉葉引起的小鼠腹瀉的止瀉作用和對(duì)結(jié)腸炎癥的抑制作用,結(jié)果表明:國(guó)產(chǎn)蒙脫石能明顯抑制番瀉葉引起的小鼠腹瀉,作用呈劑量依賴性;還能減輕由番瀉葉引起的結(jié)腸炎癥。研究了十六角蒙脫石對(duì)大鼠急性胃粘膜損傷的防治作用,結(jié)果表明:十六角蒙脫石無論是預(yù)防或治療皆顯著降低無水乙醇所致胃粘膜的損傷指數(shù),增加血流量,升高胃粘膜電位(PD),增加氨基己糖、磷脂含量和增強(qiáng)疏水性(P<0.01或<0.05)。應(yīng)用十六角蒙脫石研究了治療消化性潰瘍并上消化道出血 3 0例取得滿意療效。上述結(jié)果都說明:十六角蒙脫石是一種良好的胃粘膜防護(hù)劑。
  法國(guó)進(jìn)行的一項(xiàng)動(dòng)物研究顯示,蒙脫石可以保護(hù)黏膜絨毛免受輪狀病毒侵襲,蒙脫石組的腸道黏膜形態(tài)基本保持正常;家兔回腸感染大腸桿菌后,服用蒙脫石可以減輕黏膜損傷,重建水、電解質(zhì)吸收,促進(jìn)絨毛恢復(fù)正常形態(tài);空腸彎曲桿菌不僅可以在腸道定植,還可以進(jìn)入血液循環(huán),在身體其他部位定植。使用蒙脫石后,消化道黏膜未見破壞,其他部位也無移位細(xì)菌,側(cè)面說明蒙脫石可促進(jìn)受損小腸黏膜上皮細(xì)胞的再生與修復(fù),對(duì)腸道黏膜屏障有明顯的保護(hù)作用。
  一項(xiàng)雙盲安慰劑對(duì)照研究顯示,兒童急性腹瀉患者應(yīng)用蒙脫石后,平均腹瀉持續(xù)時(shí)間[(54.1±2.35)小時(shí)]縮短,與安慰劑組[(72.9±1.98)小時(shí)]相比差異顯著(P=0.001)。治療24小時(shí)后,蒙脫石組腹瀉持續(xù)存在的患者百分比顯著低于安慰劑組,蒙脫石有效縮短腹瀉持續(xù)時(shí)間。
  納米蒙脫石不僅可用于人的止瀉,對(duì)動(dòng)物止瀉的也極佳。
  2.2蒙脫石治療乳仔豬腹瀉
  在養(yǎng)豬生產(chǎn)過程中,斷奶仔豬腹瀉的問題相當(dāng)普遍。據(jù)調(diào)查,斷奶仔豬腹瀉率在20%-30%左右。一般情況下,斷奶后3-5天的腹瀉率為0.6%;而8-13天腹瀉就變得嚴(yán)重,腹瀉率達(dá)32%左右。該病造成的死亡率可達(dá)10%-20%,即使病愈,其生長(zhǎng)發(fā)育也會(huì)受到嚴(yán)重影響,推遲出欄時(shí)間,給養(yǎng)殖戶帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
  2.2.1蒙脫石治療仔豬腹瀉
  蒙脫石治療斷奶仔豬腹瀉有奇效,可替代抗生素治療腹瀉。
  富鎂蒙脫石治療斷奶仔豬腹瀉綜合癥總有效率為94.74%,治愈率為42.11%;氟哌酸治療總有效率為66.67%,治愈率27.77%;蒙脫石輔以O(shè)RS治療總有效率和治愈率分別提高至95.23%和76.19%;氟哌酸與ORS配合使用時(shí),總有效率為85.00%,治愈率為50.00%;氟哌酸治療有效率顯著低于蒙脫石治療組(P<0.05)。經(jīng)研究,牧之驕納米蒙脫石對(duì)不同年齡組豬腹瀉疾病的治療均有一定的效果,但以治療非感染性腹瀉(斷奶仔豬腹瀉)效果最佳,總有效率達(dá)94.1%,和與抗菌藥物聯(lián)用總有效率相差不大。乳豬出現(xiàn)腹瀉,母豬投食納米蒙脫石對(duì)乳豬的治療也有效果。
  蒙脫石治療腹瀉臨床試驗(yàn)表明納米蒙脫石對(duì)大豬腹瀉同樣有著不錯(cuò)的治療效果,總有效率達(dá)到80%以上。
  2.2.2蒙脫石可替代氧化鋅治療腹瀉
  納米蒙脫石治療腹瀉的另一個(gè)功效是在畜禽飼料(尤其是乳仔豬飼料)中可完全代替氧化鋅抗腹瀉。高鋅(2500-3500ppm)會(huì)對(duì)仔豬生長(zhǎng)發(fā)育造成危害。日糧中添加超過正常需要量20~30倍的高水平鋅,必然打破原有各種元素的平衡,鋅元素過量對(duì)銅、鐵的吸收不利,高鋅可導(dǎo)致鐵、銅繼發(fā)性缺乏,出現(xiàn)貧血。國(guó)外研究認(rèn)為,當(dāng)鋅攝入量超過體內(nèi)各種排泄器官的排泄能力,則會(huì)破壞內(nèi)恒穩(wěn)機(jī)制。所以高鋅的飼料使用時(shí)間受到了較為嚴(yán)格的限制。使用半個(gè)月以上仔豬就會(huì)出現(xiàn)皮膚蒼白、被毛粗亂卷曲、貧血等現(xiàn)象。仔豬斷奶后2周使用高鋅(氧化鋅2000~3000 mg/kg)具有防腹瀉促生長(zhǎng)效果,若一旦停止添加高水平鋅,更換日糧,仔豬腹瀉現(xiàn)象又會(huì)發(fā)生。研究還表明,飼喂高劑量鋅(3000 mg/kg)通過豬體消化吸收后,其每日鋅排出量是飼喂基礎(chǔ)日糧組的33倍。因此,添加高劑量無機(jī)鋅會(huì)造成資源浪費(fèi)和殘留,且造成環(huán)境污染。金華市格瑞特動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)技術(shù)有限公司試驗(yàn)證明每噸飼料添加1.5kg納米蒙脫石可以完全替代氧化鋅,用量只有氧化鋅的一半左右,成本相對(duì)較低,替代高鋅有優(yōu)勢(shì),并且由于蒙脫石沒有氧化鋅的副作用,其生長(zhǎng)速度、料肉比與使用氧化鋅組相比,性能更佳。
  2.3蒙脫石還可治療其它動(dòng)物的腹瀉
  蒙脫石除對(duì)豬的腹瀉有很好的療效外,對(duì)雞、鴨、牛、羊兔等動(dòng)物的腹瀉也有很好的療效。
  在獺兔幼兔日糧中添加400g/噸喹乙醇與添加3kg/噸納米蒙脫石均能有效的減少獺兔幼兔的腹瀉次數(shù),降低其腹瀉率,就其效果來講納米蒙脫石更明顯。
  3蒙脫石的脫霉作用
  飼料中霉菌毒素的污染及其所造成的危害目前仍是養(yǎng)殖者易于忽略的問題,且容易與其它疾病產(chǎn)生混淆。一般而言,霉菌毒素主要是由4種霉菌屬所產(chǎn)生:曲霉菌屬(主要分泌黃曲霉毒素、儲(chǔ)曲霉毒素等)、青霉菌屬(主要分泌桔霉素等)。麥角菌屬(主要分泌麥角毒素)。梭菌屬(主要分泌嘔吐毒素、玉米赤霉烯酮。T-2毒素。Fumonisin毒素等)。迄今為止已經(jīng)有超過300種霉菌毒素被分離和鑒定出來,上述的幾種毒素即為現(xiàn)今普遍認(rèn)識(shí)的8種主要毒素。
  很多毒素與毒素之間均具有相乘作用,這些毒素同時(shí)出現(xiàn)其毒力將大大超過單個(gè)霉菌毒素所具有的毒力。
  蒙脫石對(duì)黃曲霉毒素B1均有較強(qiáng)的吸附性,吸附量隨黃曲霉毒素B1含量增加而增加,兩者呈直線相關(guān)。當(dāng)吸附反應(yīng)體系中賴氨酸含量為0.2%、0.4%時(shí),不影響蒙脫石對(duì)黃曲霉毒素B1的吸附[28-29]。
  雙八面體蒙脫石對(duì)飼料黃曲霉毒素B1有較明顯的吸附作用,且吸附作用隨雙八面體蒙脫石水平的提高而增強(qiáng);在霉變飼料(黃曲霉毒素B1,39.78微克/千克)經(jīng)雙八面體蒙脫石處理后,黃曲霉毒素B1含量分別降為8.88微克/千克,達(dá)到我國(guó)衛(wèi)生部制定的飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(≤20微克/千克)和歐美標(biāo)準(zhǔn)(0—20微克/千克)。
  奶牛在應(yīng)激或免疫力降低的條件下對(duì)霉菌毒素更加敏感,干草明顯的霉變很容易被發(fā)現(xiàn)。但在很多情況下,隱形的霉變很難發(fā)現(xiàn),而長(zhǎng)期飼喂這種干草就會(huì)導(dǎo)致奶牛臨床霉菌毒素中毒。這種亞臨床癥狀很難判斷、且往往被忽視,如達(dá)不到泌乳高峰,產(chǎn)后疾病多發(fā),被毛粗糙、乳腺炎多發(fā)、繁殖障礙等。這時(shí)選擇使用較好的霉菌吸附劑不失為一個(gè)好的選擇。奶牛日糧經(jīng)過使用霉菌吸附劑(健腸寶、牧霉清)后,乳腺炎和拉稀發(fā)病率下降較明顯,牛奶中的AFM1含量滿足國(guó)家對(duì)牛奶中AFM1限量標(biāo)準(zhǔn)。
  牧之驕(北京)生物科技有限公司開發(fā)產(chǎn)品有:健腸寶、芻霉寶、牧霉清等脫霉劑系列產(chǎn)品,遠(yuǎn)銷美國(guó)、歐洲及東南亞地區(qū)。






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