肠道微生物与肠道健康的生态营养调控策略

朱伟云 （南京农业大学 教授）

肠道微生物与肠道健康的生态营养调控策略

朱伟云 （南京农业大学 教授）

目前，我国的养猪业面临着很大的挑战，尤其是一些疾病的威胁，常见病不断复发如仔猪腹泻，新病层出不穷，如高致性病蓝耳病。这不仅影响了养猪者的信心，也造成了消费者的担心。引起疾病的原因众多，主要包括病原菌的感染、饲料霉菌毒素及多种毒素的混合、环境应激、日粮变更等。其中日粮应激对仔猪影响很大，直接关系到仔猪的胃肠道健康。

1 为什么关注肠道健康和肠道微生物

健康养殖是一个整体的概念，指一个群体的猪的健康。只有每一个个体健康，每一个个体的胃肠道健康，才有健康养殖。

在肠道中，从胃到直肠的各个部位都有微生物。胃中虽然有胃酸，但仍存在少量微生物，小肠、十二指肠、空肠、回肠的微生物数量相对较大，结肠、盲肠中的微生物数量最大。整个消化道中，微生物的数量可以达到1×1014，是人类机体细胞的10倍。庞大的微生物菌群可以保障宿主的健康，与宿主的生长，尤其与养分的消化吸收、肠道免疫、肠道的生理功能密切相关。但微生物不是孤立的，所谓的微生态不是指微生物本身的生态，而是指肠道里整个微环境的生态，是微生物、日粮、宿主三者的生态。动物饲喂日粮后，微生物和宿主能同时利用营养素。而微生物还可以转化一些营养素，产生抗菌物质，起到免疫应答的作用。另外，还可以产生维生素和短链脂肪酸，尤其是丁酸，而丁酸是肠道发育健康的首选能量来源。

2 肠道微生物对肠道健康的影响

仔猪断奶后由于日粮和饲养环境发生了变化，可造成仔猪胃酸屏障功能减弱、肠道致病菌增多、胃肠道发生过敏反应、肠道发生异常发酵进而引发断奶应激，产生腹泻、生长缓慢、肠道功能紊乱等现象。

2.1 肠道微生物对胃酸屏障功能

仔猪断奶后胃的屏障功能减弱，主要体现在胃酸的pH值升高，断奶前胃肠道的优势菌群乳酸菌被潜在病原菌替代。断奶前胃酸的pH值近似为3，断奶后pH值增加至5（图1）。由于胃酸pH升高，不仅对病原菌的抑制作用消失，而且病原菌还能够利用胃中的营养物质大量繁殖。pH值的升高表明了胃内酸性屏障的减弱。断奶前胃中的微生物种类较少，主要为乳酸杆菌。断奶后，仔猪胃中的微生物种类增多，且断奶后3天，有3种潜在的致病病原菌Escherichia fergusonii、Escherichia coli和Streptococcus gordonii出现，并成为优势菌。前两种属于大肠杆菌属，第三种属于链球菌属。大肠杆菌是引发断奶仔猪腹泻的主要病原菌，主要通过附着在肠微绒毛对其产生破坏作用，引起微绒毛脱掉，降低仔猪肠道的吸收能力，从而加重腹泻。经调研发现，猪场健康猪的胃肠道也存在大量的猪链球菌，虽然没有引发疾病，但由于链球菌为人畜共患病病原，曾引起人的发病和死亡。因此，应考虑采取新型微生态制剂合理控制猪链球菌。

2.2 肠道微生物与肠道过敏反应

仔猪断奶前，以采食母乳为主，母乳蛋白质的结构简单，容易被消化和利用。而断奶后，日粮中的蛋白源以大豆蛋白为主。大豆蛋白的结构相对复杂（图2），含有很多抗营养因子，易造成仔猪肠道过敏，影响仔猪肠道的健康。利用成年猪和仔猪的粪样进行体外发酵试验，比较其对大豆蛋白的降解能力，发现仔猪不能完全降解饲喂的大豆蛋白，而成年猪能完全降解大豆蛋白，说明成年猪的肠道微生物具有较快、大幅降解大豆蛋白的能力。在实际生产中，采用微生物处理发酵豆粕，利用微生物降解作用以减少抗原蛋白的数量，避免胃肠道过敏。但是不同微生物产品的效果不同，有的不仅不如未发酵豆粕，甚至加大了腹泻率。因此，应考虑日粮中哪些抗营养因子可以被降解或转化，哪些微生物起降解作用，可利用哪些微生物降解大豆蛋白，这些微生物在肠道什么部位起降解作用。

2.3 肠道微生物与肠道异常发酵

肠道异常发酵是指由于仔猪不易消化结构复杂的大豆蛋白，没有消化完全的食物进入大肠内会充分发酵，产生大量气体，因饱胀引起胃肠不适，进而引发腹泻。在猪场中，由于蛋白质消化不良而引发的仔猪腹泻很常见。

3 肠道健康的生态营养调控

3.1 肠道微生物可转化植物活性物质

植物异黄酮类物质具有弱雌激素样生理作用，对人体健康和动物生长有促进作用。而肠道微生物可以转化植物异黄酮类物质，生成具有更强雌激素作用的代谢产物—雌马酚。大豆黄酮经过微生物的转化后产生雌马酚被胃黏膜吸收，调节生理功能，促进动物生长。市场销售的一些人用的黄酮类保健药在鸡和猪的生产试验中也取得了显著效果，但其效果与肠道微生物有关。人们认为大豆黄酮的临床功能可能取决于其能否被转化成具有更强雌激素活性的异黄酮物质—雌马酚。而雌马酚只能由肠道细菌转化产生，人、小鼠等本身不能产生，如婴儿肠道的微生物菌群还未健全，产生的雌马酚就非常少，在无菌鼠体内，大豆黄酮也不能被降解。人类也只有三分之一能产生雌马酚，没有将大豆黄酮转化成雌马酚的微生物菌群的人群不产雌马酚，所以植物异黄酮类的保健品不是对所有人都有效。在猪上的研究也表明不是所有的猪都能产生雌马酚。而且还发现我国的地方猪种具有更好的产生雌马酚的能力，而引进猪种相对较弱。

3.2益生菌可提高仔猪体重整齐度

乳酸杆菌是肠道固有菌。因为其粘附在肠壁上，且数量巨大，所以对肠道的吸收功能、肠黏膜的免疫屏障和物理屏障功能都有较大的影响。将从仔猪肠道中分离得到的乳酸杆菌，经体外优化和加工制得活菌制剂S1，跟踪观察其菌株在肠道的定植部位，结果发现这个菌种广泛存在于肠道中。另外，体外饲喂试验证明饲喂此菌后，仔猪肠道内的乳酸杆菌数量增加，猪链球菌数量降低，猪链球菌不再成为肠道内的优势菌群。在浙江、山东、江苏、上海不同的猪场进行试验，将活菌制剂S1添加到仔猪的日粮中，发现此活菌制剂并没有起到明显的增重作用，而是提高了仔猪体重的整齐度 （图3）。主要是由于饲喂后，生长状态较好的猪维持原有的状态，生长状态较差的猪减少了腹泻次数。

图3 活菌制剂对仔猪体重整齐度的作用