家禽肠道健康和疾病控制
2010-04-13辜新贵王启军许小成
辜新贵,王启军,许小成
(1.武汉新华扬生物股份有限公司技术中心,武汉 430074;2.湖北省宜昌市畜牧局,湖北 宜昌 443000)
随着家禽养殖业的集约化发展,新的病毒株、抗药菌株、耐药虫株的不断出现,严重阻碍了养殖业发展。除了考虑毒株进化等外界因素外,动物机体健康也需要给予更多的关注,尤其是在提倡加快生长速度,提高饲料利用率等养殖观念的发展中国家,关注家禽的肠道健康成为成功养殖的核心。
1 肠道健康的重要性
动物肠道是动物机体与外界环境相通的主要场所,一方面,分布的免疫细胞及肠相关性淋巴组织分泌的SIgA等覆盖在肠上皮细胞表面,是抵抗力的基础;另一方面,肠道本身也参与日粮营养成分的代谢,这种代谢直接影响肠外组织器官对日粮营养成分的利用。肠道时刻受到病原微生物、毒素和其他有机物等有害物质的威胁,一旦饲养管理、应激、营养等方面发生变化,胃肠道黏膜结构容易受到损伤,导致肠道基本生理功能的紊乱,病原微生物易突破物理屏障入侵宿主。
目前,养殖环节中的大多疾病是由于肠道受损引起的。不良的肠道健康会导致垫料潮湿、饲料转化率低、上市体重不达标、水样或黏稠的粪便、营养吸收不良、脚趾皮炎、细菌的继发感染、球虫的发生率上升等,给生产带来严重的经济损失。
2 常见肠道疾病的危害
2.1 球虫病
在各种鸡病中,球虫病发生率最高占1/5~1/6。新鲜粪便中未孢子化的卵囊在外界适宜的条件下进行孢子生殖,形成具有感染力的孢子化卵囊,鸡只食入后释放出子孢子,子孢子侵入肠上皮细胞,经裂殖子生殖形成许多裂殖子,裂殖子再生殖形成更多的裂殖子,此阶段的裂殖子可破坏大量的黏膜组织和毛细血管,造成大量失血,肠道上皮大量破坏及继发感染使鸡只发生其他疾病,造成鸡只生长受阻和死亡。
球虫的流行面广,繁殖力强,对环境的抵抗力强等是控制球虫的难点。以饲料厂为中心的球虫药物防治体系在控制球虫病方面取得了显著的成绩,但随着抗药性问题和药物残留问题的相继出现,通过药物防治球虫病的局面受到了前所未有的挑战。中大鸡群发生的慢性球虫病主要是由堆型和巨型艾美耳球虫引起的,常引起鸡只腹泻,拉饲料便,皮肤着色不良,饲料报酬低[1]。当鸡群发生球虫病时,相关的内源酶活性降低,肠道内食物的滞留时间延长,特别是急性球虫病[2]。因此球虫病发生时需要降低肠道食糜的黏性,减少有害微生物发酵。
2.2 坏死性肠炎
坏死性肠炎(NE)又称肠毒血症,是由产气荚膜梭菌引起家禽最重要的梭菌性肠炎[3]。产气荚膜梭菌在肠道内繁殖时产生强烈的毒素,导致肠道黏膜破坏,引起肠炎、腹泻和肠毒血症。发病的诱因包括:日粮成分及组成、垫料湿度、饲料中矿物质、肠道pH变化、食糜状态、肠黏膜受损状况、球虫感染、应激因素等。
2.3 霉菌毒素
霉菌毒素是真菌的次级代谢产物,动物饲料生产的所有过程都可以污染霉菌和霉菌孢子,包括饲料生产原料。常见的霉菌毒素有:黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、单端孢霉烯族毒素、烟曲霉毒素B1、赫曲毒素A、麦角生物碱等。摄入中等至高剂量的霉菌毒素引起的临床毒理学症状为腹泻、食欲减少、脱毛、生产成绩下降等。赭曲酶毒素可以导致上皮细胞的跨膜电阻显著降低,肠上皮细胞紧密连接结构破坏,从而导致肠道屏障功能减弱,上皮细胞渗透性增加[4-5]。烟曲霉毒素B1可诱导胃肠道中神经鞘脂类以及上皮细胞表面细菌受体的改变,这些改变可导致肠道病原菌定植增加,病原微生物穿过肠道进入机体的数量增加。
2.4 菌群失调综合征
家禽肠道微生物在正常情况下与其他微生物保持着共生、颉颃、寄生、吞噬的生存关系,处于一种对宿主有利的生态平衡。由于抗生素滥用、患病或环境改变,肠道正常菌群中的微生物种类、数量和栖居地就会发生变化,引起菌群失调。家禽表现出食欲减退、行动迟缓、嗜睡、粪便恶臭、腹泻、垫料潮湿。该综合征多发生于夏季,当环境温度较高时,鸡群饮水增加更易导致菌群失调;病鸡失去正常的消化能力而长期水泻,粪便中多为消化不完全的饲料,病鸡逐渐消瘦但死亡率不高,导致鸡群的均匀度差,屠宰体重不达标。抗生素的治疗似乎不能从根本上解决这类问题。
2.5 沙门氏菌病
常见有鸡白痢、禽伤寒和禽副伤寒3种类型。白痢沙门氏菌主要侵害雏鸡,导致雏鸡下痢,排出灰白色稀便,泄殖腔周围羽毛常被粪便污染,个别鸡只呼吸困难、气喘;成年鸡主要表现为鸡冠萎缩,产蛋量下降。其他沙门氏菌除了侵害消化系统及其他组织外,还关系到环境污染和家禽后代的健康及食品安全。
3 肠道屏障系统的构成
维持正常肠道屏障功能依赖于肠黏膜上皮屏障、肠道免疫系统、肠道内正常菌群、肠道的内分泌及蠕动,其中最关键的屏障是肠黏膜上皮屏障和肠道黏膜免疫屏障。
3.1 物理
肠道的屏障功能由组织良好的细胞间结构来维持,包括围绕在肠道上皮细胞顶部的紧密连接,黏附连接和桥粒。健康肠道屏障的完整性对于保护动物免受微生物感染以及有效吸收养分极为重要。
3.2 化学
肠上皮细胞间以紧密连接为主,刷状缘表面分布致密的碱性磷酸酶,其与杯状上皮细胞分泌的黏液、分泌型IgA(SIgA)组成了动物体与外界的肠道屏障,阻止了大部分外来致病性病原的入侵。肠道的酸性环境也是抑制肠道微生物繁殖的重要因素。
3.3 微生物
家禽肠道有640多种微生物,其中90%尚未确认[6]。其在动物肠道不同区域定居,种类和数量基本稳定,一方面阻止外来微生物或毒力较强微生物的定居和繁殖;另一方面刺激机体产生天然抗体,通过帮助消化、合成维生素等对宿主起营养作用。
3.4 黏膜免疫
分泌型IgA是黏膜免疫应答过程中的主要效应因子。其除具有中和病毒、阻止细菌和病毒与黏膜结合的能力外,还具有免疫排斥功能,由于特异性IgA存在,黏膜暴露于外界可溶性抗原后可以减少相同抗原的吸收,但对不相关抗原没有影响。位于小肠上皮内淋巴细胞的IEL有与细胞毒性T细胞及NK细胞相似的胞内颗粒,其主要功能是杀伤细胞,同时具有辅助活性,可产生Th1、Th2功能相关的细胞因子。肠上皮细胞可以表达主要组织相溶性抗原Ⅰ、Ⅱ和CD1发挥抗原呈递功能;其通过产生分泌成分(SC),有效转运SIgA从黏膜固有层进入肠腔,参与SIgA的分泌。另外,M细胞可通过吸附、胞饮和内吞等方式摄取肠腔内抗原性异物并转运抗原,尤其是转运颗粒性抗原至其下方的组织,并以囊泡形式转运给凹腔内的巨噬细胞和树突状细胞,再由其将抗原提供给淋巴细胞,从而诱发黏膜免疫[7]。
4 酶制剂可维护动物肠道健康
在日粮配制和营养供给方面,需要通过营养促进肠道系统的健康发育;通过营养调控维持胃肠道黏膜组织的完整性;通过营养平衡肠道微生物菌群;通过营养调控促进IgA的分泌,加强肠道免疫细胞功能,发挥黏膜免疫;解决好常见肠道疾病的危害,减少肠道细胞的损伤。
4.1 非淀粉多糖酶提高养分消化吸收
酶制剂可以降低饲料在消化道的黏性,使养分更多与内源消化酶及肠壁接触,提高养分消化率和吸收率。酶制剂可以分解细胞壁,加快胞内养分释放速度,提高养分利用率。另外由于营养物质的吸收率提高,可提供给微生物利用的物质减少,肠道微生物发酵受阻,有利于肠道向养分吸收的方向转化[8]。
4.2 非淀粉多糖酶改善消化道结构
非淀粉多糖酶能显著改善畜禽消化道结构和功能,提高饲料养分的消化吸收,促进畜禽生长。雷丽等研究报道,和以小麦为基础的肉仔鸡饲粮中添加木聚糖酶0.1%能极显著降低十二指肠的肠壁厚度,并极显著增加肉仔鸡回肠隐窝深度和绒毛高度,肠道黏膜的变薄更有利于吸收营养,减少肠道增生[9]。
4.3 非淀粉多糖酶对肠道微生物的影响
非淀粉多糖酶不仅影响肠道微生物的数量,也影响肠道微生物的分布。Bedford将其分为回肠、盲肠两个阶段:在回肠阶段,酶通过提高消化速度和限制微生物可用物质的数量两种途径来减少细菌的数量,在盲肠阶段,有益菌能利用酶分解产物中不宜被宿主吸收的可溶性糖,其产生的挥发性脂肪酸(VFAs)有利于控制沙门氏菌的数量、弯曲杆菌的种类,并给家禽提供能量[10]。
Vandeplas等研究乳酸菌与木聚糖酶对沙门氏菌的影响,结果表明木聚糖酶和乳酸杆菌联合作用可以减少鼠伤寒沙门氏菌感染。对于小麦型日粮,添加木聚糖酶可使肠道中细菌数量降低60%,木聚糖被酶解后产生的木寡糖可刺激乳酸菌的繁殖,通过生物屏障抑制产气荚膜梭菌的繁殖[11]。Eeckhaut等通过肉仔鸡体内攻毒试验发现,阿拉伯木聚寡糖可以明显减少排毒肉仔鸡的数量,减少粪便中沙门氏菌的排泄量及脾脏组织中沙门氏菌的数量[12]。研究结果显示,以饲喂玉米为主的饲料能降低魏氏梭菌病的发生率,而以饲喂小麦、大麦、燕麦、黑麦为主的饲料可增加魏氏梭菌病的发生率[13-16]。
4.4 非淀粉多糖酶裂解产物可增强免疫效果
甘露寡糖是甘露聚糖在其β-甘露聚糖酶水解β-1,4糖苷键的产物。Gutierrez等报道甘露寡糖(MOS)可以影响肠炎沙门氏菌的定植[17]。小剂量的MOS就可与肠黏膜上皮细胞中所含甘露糖的受体竞争,与病原微生物甘露糖特异性凝集素的结合位点结合,使病原菌凝集素与肠黏膜上皮细胞相应受体结合的位点饱和,阻碍病原菌在黏膜黏附;由于MOS具有非消化性,这种复合物可顺利通过胃肠道被排出体外,这也可能是MOS和病原菌结合后,病原菌无法利用其提供的营养而饥饿死亡[18-19]。甘露寡聚糖可以加强不同动物的巨噬细胞活性[20]。此外,甘露聚糖酶还可以增加肉鸡免疫器官的相对重量,加强T淋巴细胞增殖的能力[21]。另外,甘露寡糖可以结合玉米中赤霉烯酮和黄曲霉毒素而减少毒素对肠道的损伤。
5 小结
除了减少易感动物数量,提升动物机体本身的抵抗力以外,健康养殖还需要从减少病原微生物、切断传播途径等其他措施同时加强。从动物饲养环境做起,改善动物的饲料品质和饮水质量是基础,也是维护动物肠道健康极其重要的组成部分。在提高生产成绩的同时,也需要利用酶制剂保护环境,节约自然资源,最终实现人与自然的和谐。
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