仔豬營養(yǎng)與腸道免疫機制 (轉載）

天使的笑

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仔豬營養(yǎng)與腸道免疫機制
胃腸道粘膜特別是小腸粘膜的表面積非常大，動物通過這一表面與各種養(yǎng)分、微生物和外源性毒素發(fā)生直接接觸。小腸不僅能使養(yǎng)分在腸腔和血液循環(huán)系統(tǒng)之間進行交換，而且也能防止病原體穿過腸壁進入體內(nèi)。因此，小腸具有一系列粘膜防御機制，根據(jù)其性質(zhì)，這些防御機制大體上可以分為非免疫性和免疫性兩種。

一 非免疫性防御

（一） 胃及小腸
胃是一個重要的非免疫防御器官，胃的酸性環(huán)境極大地抑制了微生物的繁殖，減少了進入小腸的微生物數(shù)目。那些耐過胃的酸性環(huán)境而進入小腸的微生物受到小腸中堿性環(huán)境（更有利于細菌的繁殖）的影響其數(shù)目增加，也增加了微生物附著在粘膜上皮上的可能性。為對付這些微生物的侵襲，動物在進化過程中形成了進一步的小腸免疫性防御機制，容當后論。

小腸的非免疫性防御機制包括能殺死某些微生物的膽汁和能使細菌細胞壁降解的含有蛋白酶的胰液。上皮細胞本身也是屏壁，單個腸細胞緊密接合，這可以阻止大分子的通過。另外，小腸絨毛上的腸細胞每3-6天更替一次，這進一步阻止了病原微生物在腸道中的定居和繁殖。

腸蠕動會產(chǎn)生一種機械性清理作用，可以防止微生物在小腸上段上皮上的附著。杯狀細胞分泌的粘液可以保護腸上皮的表面，也提供了一個能夠捕獲抗原的粘性基質(zhì)。

（二）大腸及小腸的微生物群系
大腸中的環(huán)境為：pH近中性，厭氧條件，運動性減低。這種條件有利于大量正常菌群的繁殖和生長。除了為宿主動物本身提供營養(yǎng)以外，這些腸道固有細菌在維持腸道功能健康方面具有舉足輕重的作用。

正常菌群的最重要作用莫過于它能阻止侵入腸道中的病原微生物的定居（Hentges 1983）,這種作用就是所謂的定居抗力（Colonization resistance）。正常細菌產(chǎn)生定居抗力所*的機制包括：利己不利它的pH、與病原微生物競爭養(yǎng)分、競爭腸上皮上的附著點，并在局部產(chǎn)生細菌素。

雖然大腸的環(huán)境對宿主最為有利，但微生物依然要在胃、小腸和大腸中定居。在小腸中這些微生物群系存在于小腸上皮細胞表面、腸絨毛表面的粘液中、隱窩中和腸腔中。無論寄居何處，一般微生物群系相對穩(wěn)定且由許多特定的種群組成。這些微生物群系是宿主動物的特征，在一定程度上也為動物提供營養(yǎng)和內(nèi)在環(huán)境。

盡管微生物群系對動物胃腸道的發(fā)育和健康至關重要，但我們目前對仔豬小腸微生物群系的了解甚少，特別是對出生后和斷奶后仔豬。

（三）正常微生物群系的免疫刺激作用
研究表明，腸道中的正常菌群可以通過刺激粘膜免疫系統(tǒng)和系統(tǒng)免疫系統(tǒng)的途徑來促進宿主動物的免疫力。在無菌動物，其所有免疫器官（包括腸道）均發(fā)育不足。引入致病性腸道細菌以后，正常的免疫結構和功能得以迅速恢復。其它實驗也間接地為這種現(xiàn)象提供了證據(jù)。在一項使用直接飼喂微生物的實驗中人們發(fā)現(xiàn)，仔豬的免疫力提高，生長速度也加快（Maxwell 和Stewart 1995）。

最近的研究發(fā)現(xiàn)，給小鼠使用抗生素（旨在去除正常腸道菌群），激活了大腸中炎癥細胞活素基因的表達。體外試驗結果也表明，一旦非致病性的乳酸桿菌附著在克隆腸上皮細胞系的細胞上，炎癥細胞活素的基因表達作用就降低（McCracken 等1996）。

上述結果表明 ，宿主動物對自身固有微生物群系的變化極為敏感，其表現(xiàn)就是改變腸上皮細胞中細胞活素合成的模式。用這種手段到底在多大程度上能夠調(diào)節(jié)、操縱和激活免疫機制，這要取決于我們對固有微生物群系和粘膜免疫組成二者微妙平衡關系的了解程度，特別是對二者在細胞和分子水平上互作機制的理解程度。

二 免疫性防御

腸道粘膜的25%由淋巴樣組織構成，而整個機體中70%以上的免疫細胞存在于腸道中。腸道免疫系統(tǒng)的細胞有的彌散存在，有的高度集中形成淋巴小結，比如淋巴濾泡集結，它可以分泌IgA和產(chǎn)生B淋巴細胞。

固有層含有大量彌散的T淋巴細胞群、含免疫球蛋白的細胞群（B淋巴細胞和漿細胞）、吞噬細胞、肥大細胞、少量的樹突狀細胞（dendritic cell）、嗜酸性細胞和嗜中性細胞以及具有生物活性的成纖維細胞。腸道亦含有豐富的神經(jīng)叢，對腸道的運動起關鍵作用。

（一）細胞活素--免疫反應的介質(zhì)
腸道中非免疫性（固有的）和免疫性防御機制的協(xié)調(diào)*局部化學信號或細胞活素進行。這些細胞活素是應不同的激活信號由固有層的各種不同細胞釋放的，而且一般情況下都是新合成的蛋白質(zhì)。

細胞活素是負責免疫反應、炎癥和組織修復的中心介質(zhì)，具有積極和消極兩方面作用。例如，免疫反應的放大效應可以通過細胞活素來獲得，具有外來抗原特異性受體的長壽記憶細胞、胞解細胞和抗體分泌細胞的分化和繁殖均由細胞活素的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)。

炎癥是一個復雜的過程，它涉及到內(nèi)皮細胞表面分子表達的誘導過程。這一過程使炎癥細胞遷移至感染或受傷部位并在那里參與炎癥反應。炎癥過程受細胞活素的調(diào)節(jié)。在炎癥和免疫介導的損傷過程中，組織修復機制被激活，而這一修復機制的激活過程受細胞活素的調(diào)節(jié)。

（二）巨噬細胞起關鍵作用
固有層中的巨噬細胞在小腸炎癥和免疫反應的許多環(huán)節(jié)中起關鍵作用。從對穿透粘膜侵入體內(nèi)的微生物的吞噬和殺滅作用開始，一直到激活和動員淋巴細胞以及最后通過抑制炎癥反應促使創(chuàng)傷愈合的全過程均需吞噬細胞的參與。這些功能的調(diào)節(jié)都是依賴局部釋放的大量信號分子實現(xiàn)的，這些信號分子包括細胞活素、生長因子及生物活性脂類。

（三）肥大細胞引發(fā)過敏反應
固有層中也含有大量的肥大細胞，這里的肥大細胞不同于普通組織中的肥大細胞，它們與腸道神經(jīng)纖維之間有緊密關系。肥大細胞是快速過敏反應中所涉及到的最主要的細胞類型，也是在研究飼料（食物）過敏中最關心的指標。在局部過敏反應中，致敏的細胞釋放生物活性介質(zhì)，導致組織腫脹、增加血管和粘膜通透性以及平滑肌的收縮（Gaskins 1997）。

盡管"大豆抗原過敏反應是造成斷奶后仔豬生長發(fā)育受阻的原因"這一結論已被廣為接受（Brake等），但普通免疫反應中涉及腸道中肥大細胞的結論還缺乏證據(jù)。今后有必要進一步弄清斷奶仔豬腸道發(fā)生炎癥的準確機制，搞清這些問題對進一步采取新策略，通過營養(yǎng)調(diào)節(jié)來控制腸道炎癥有所幫助。

（四）吞噬作用
嗜酸性細胞是腸道中占主導地位的吞噬細胞。另外占血液循環(huán)中50%的白血細胞可以在病原侵入機體的情況下非常迅速地進入固有層。

發(fā)生吞噬作用或表面受體被趨化劑占據(jù)以后，嗜酸性和嗜中性細胞就發(fā)生脫顆粒作用（Henson 等1992）。嗜酸性和嗜中性細胞所釋放的許多生物活性物質(zhì)與巨噬細胞所釋放的活性物質(zhì)非常相似，甚至可以分泌更高濃度的反應性氧代謝中間產(chǎn)物和生物活性脂類。細菌實際上是被釋放入內(nèi)細胞器中的反應性氧代謝中間產(chǎn)物殺死在細胞器中（先被吞噬到那里）。

（五）T淋巴細胞的作用
腸道中的T淋巴細胞群分布在腸上皮、腸上皮之下的固有層以及淋巴濾泡集結中（Guy- Grand 等1993）。固有層中的淋巴細胞群又可根據(jù)它們成熟的部位、生成外觀、細胞表面分子的表達模式以及所表達的T細胞受體的類型（ab型或gd型）。腸道中生長因子和細胞活素等防御因子可以影響特定微環(huán)境中發(fā)育的腸T細胞的表現(xiàn)型（Croitoru 和Ernst 1993）。因為這些T細胞存在于上皮組織中，因此，在腸道病原微生物與動物接觸的第一個部位即腸上皮第一道防線上，T細胞起關健的防御作用。有些試驗數(shù)據(jù)支持T細胞有這種保護作用，而另外一些報道則表明腸道中的T細胞主要起免疫調(diào)節(jié)作用。實際上，T細胞是否介導細胞毒性、是否參與腸腔抗原的口服耐受，還是兩方面都參與，這一問題時至今日仍存在很多爭論。

（六）免疫球蛋白A的分泌
人們對腸道免疫保護屏障中了解最清楚的就是IgA的合成。這些免疫球蛋白分子是由來源于骨髓而后游走到淋巴濾泡集結中的Ｂ淋巴細胞所合成。腸腔中的抗原被轉移至淋巴小結間區(qū)并被居住在那里的抗原展示細胞呈遞給輔助淋巴細胞（TH細胞）。接著輔助T淋巴細胞分泌細胞活素，而細胞活素可以刺激B淋巴細胞免疫球蛋白發(fā)生種類特異性轉換，結果導致B淋巴細胞合成一種單一抗體。

三 共擁粘膜免疫系統(tǒng)

由于至今尚不清楚的原因，淋巴濾泡集結中的微環(huán)境特別有利于B淋巴細胞在種類特異性轉換中變成產(chǎn)生IgA的表現(xiàn)型（Kagnoff 1993）。產(chǎn)生IgA的B淋巴細胞在離開淋巴濾泡集結并通過系統(tǒng)循環(huán)以后，又遷移回到腸粘膜表面，并在此進一步分化成能夠產(chǎn)生大量抗體的漿細胞。一旦抗原再次侵入機體，則漿細胞產(chǎn)生抗原特異性IgA，而后這些IgA被轉和釋放到腸粘膜的表面（Mostov，1994）。

粘膜IgA抗體給動物以免疫保護作用，其作用機理如下（Kagnoff 1993）：
1) 防止細菌或毒素附著在小腸的上皮細胞上。
2) 直接殺死病原體。
3) 通過細胞介導的胞毒作用殺死病原體（Kraehenbuhl 和 Neutra 1992）。

產(chǎn)生IgA 的B淋巴細胞的再循環(huán)或"回家"特性具有重要意義，一旦一個粘膜部位遇到了病原體，則通過這種再循環(huán)機制，可以使許多其它粘膜表面獲得廣泛的免疫力，這種一旦一處粘膜獲得免疫，其它部位粘膜亦可受免疫保護之宜的機制被稱為共擁粘膜免疫系統(tǒng)（Common mucosal immune system）。

四 主動免疫

有關豬腸道主動免疫發(fā)育過程的研究，至今仍然很有限。粘膜免疫作為一個獨立的研究領域仍然很落后，即使在試驗動物和人體上亦是如此。豬粘膜免疫方面的大部分資料均是有關IgA免疫系統(tǒng)發(fā)育的。幾個研究機構最近將注意力集中在豬腸道中T細胞的亞群上。

五 淋巴濾泡集結的發(fā)育

豬在空腸和回腸上段約有30個相互獨立、散在分布的淋巴濾泡集結，在回腸末段有連續(xù)的淋巴濾泡集結，另外在結腸也有10個不規(guī)則的淋巴濾泡集結（Gaskins 1997）。這些T淋巴細胞亞群的大小隨動物生長而變大，但這些集結的數(shù)目和位置則保持恒定不變。但一個T淋巴細胞亞群之內(nèi)的淋巴細胞的組成則隨著動物發(fā)育而變化。比如 ，三周齡之前，產(chǎn)IgM的B淋巴細胞一直多于產(chǎn)IgA的淋巴細胞，三周以后產(chǎn)IgA的淋巴細胞則占據(jù)主導地位。到第四周齡時產(chǎn)IgA的B淋巴細胞數(shù)目達到成年水平，不再增強，而產(chǎn)IgM的B淋巴細胞數(shù)目在3-4月齡以前一直不斷增加 (Rothkotter 等1991)。

研究亦發(fā)現(xiàn)，淋巴濾泡集結中的T淋巴細胞（CD4+和CD8+均如此）也不斷增加。因腸道區(qū)域不同，豬腸道的主動免疫直到4-7周才能發(fā)育完成。顯然，對新生仔豬而言，這也正是腸道感染最嚴重的時期。

六 發(fā)育模式

仔豬出生時T和B淋巴細胞就存在于固有層中。隨著出生后頭四周細胞數(shù)目的翻番（Bianchi 等1992），未成熟的T淋巴細胞開始分化。產(chǎn)CD4+的T淋巴細胞的數(shù)目在生后的第一周急劇增多，而產(chǎn)CD8+的T淋巴細胞數(shù)目在動物出生時較低，在5-7周齡時也僅有中等幅度的提高（Stokes 等1992）。在成年豬，產(chǎn)CD8+ 的T淋巴細胞如在血液中一樣，在固有層中亦占主導地位（Stokes 等1992）。產(chǎn)CD4+的淋巴細胞主要分布在腸絨毛的中心，而產(chǎn)CD8+的淋巴細胞則主要集中在基膜附近。

腸道中T淋巴細胞對有絲分裂原的反應能力要一直等到9-11周齡才能發(fā)育完成（Wilson 等1986）。因為腸道中T細胞的功能尚未確定，所以這種發(fā)育滯后的意義尚不清楚，有待于進一步研究。

七 細胞分布區(qū)域化的意義

Vega-lopez 等人于1993年研究了新生仔豬腸道抗原展示細胞的發(fā)育。初生時巨噬細胞以較低的數(shù)目均等地分布于腸絨毛和隱窩區(qū)，出生后不久這些細胞數(shù)目增加，并主要集中于隱窩區(qū)，且在五周齡時達到成年時的細胞數(shù)目。樹突狀細胞（另一種重要的抗原展示細胞）也隨著年齡的增長而增長。這些細胞主要集中在腸絨毛上而不是集中在固有層的隱窩中（Stokes 等1992）。

細胞分布區(qū)域化的功能意義尚不清楚，鑒于抗原展示細胞在炎癥和免疫機制中的中心作用，因此有必要對細胞分布區(qū)域化的功能做深入研究。

八 養(yǎng)豬業(yè)的損失及腸道粘膜免疫研究的意義

幼齡豬粘膜主動防御機制建立的滯后原因以及豬免疫系統(tǒng)的某些方面有很多東西我們尚不十分清楚。營養(yǎng)對粘膜免疫系統(tǒng)的影響，這一問題也未引起人們的足夠關注。我們對豬腸道微生態(tài)區(qū)系，特別是在剛出生和斷奶后這兩個關鍵時期的了解極為浮淺。

養(yǎng)豬業(yè)在仔豬出生至斷奶這段時間經(jīng)歷了很大的損失，造成損失的主要原因是剛出生的仔豬免疫力差導致對腸道疾病特別敏感。新生仔豬對病原微生物侵襲的最敏感時期是乳中母源抗體下降，而自身主動免疫力尚未發(fā)育健全這一特殊時期。主動免疫系統(tǒng)無論以形態(tài)學角度還是從功能學角度都尚不成熟，而來源于母體的免疫球蛋白將系統(tǒng)性地防止病源的侵入。初生仔豬所遇到的大部分病原微生物主要存在于粘膜表面，而這里恰恰IgG抗體含量 低，因此并基本不起作用。

抗生素能廣泛用來促進生長和改善飼料轉化率，然而其作用機理一直不清楚。直接飼喂的微生物制品可能代替飼料中的抗生素。但遺憾的是直飼微生物制品促進動物健康和生產(chǎn)性能的作用機理亦不清楚。基于新生仔豬高死亡率造成損失的嚴重程度以及該問題與仔豬免疫力低下的關系，今后需要在這方面深入研究以弄清這一問題的根源，這對養(yǎng)豬業(yè)必將有所裨益。

養(yǎng)豬的人

這篇論文很專業(yè)，不愧為老版主！

任明武

liude67251

確實很專業(yè)

trssjc

學以致用,

caolijun

先仔細看看再說吧!我要學習了

Icandoit

不錯

chexr

確實很專業(yè),我要學習了