了解早期断奶仔猪的生理应激

J.M.CampbellJ.D.Crenshaw J.Polo

(APC公司，美国爱荷华州，安肯尼 50021)

仔猪断奶是影响猪生产的最大应激因素，足以导致肠道和免疫系统功能障碍，从而降低仔猪的健康、生长和饲料摄入量，尤其在断奶后第一周表现明显。目前主要是通过技术改善猪舍、营养、健康和管理以尽量减少断奶应激带来的负面效应，但是应该更深入了解应激对生物学方面的影响，改善策略，克服断奶应激。

本文重点简要描述了与断奶相关的生物学应激是怎样影响仔猪肠道形态、结构、生理和肠道免疫反应，影响仔猪的生产效率，如生长、采食量、发病率和死亡率。

1 断奶过程中的应激源

当仔猪断奶后需要经历显著的生理、环境和社会应激，导致仔猪随后的疾病发生和其他生产性能的损失。断奶是最大的应激之一，其结果是引起肠道、免疫和行为发生变化。在此期间，仔猪面临许多应激源，例如突然与母猪分离、转运和处理应激、不同的食物源、社会等级、不同窝仔猪的混群、不同的物理环境(栏舍、栋舍、农场、水的供应等)、与病原体接触的增加和日粮或者环境抗原。为了达到更好的生产性能和效率，仔猪必须快速地适应所有的这些应激源。断奶后当仔猪难以克服这些不同的应激源时，其生产性能会降低，死亡率增加。

2 断奶与采食量

胃肠道系统具有多种功能，例如营养物质和电解质的消化和吸收，体液平衡维持，消化酶、黏蛋白、免疫球蛋白和多种其他成分的分泌，作为保护机体免受有害病原体和抗原入侵的屏障。

仔猪断奶后必须适应从全天吃高消化和可口的母乳到突然采食较不易消化和不可口的固体饲料的过渡。这样的结果是，采食量在刚开始断奶后通常会减少，仔猪变得营养不良，引起短期的生长速度下降。Le Dividich等(2000)研究发现，采食量减少的程度和持续时间是可变的。据估计，仔猪断奶后第一周的代谢能(ME)摄入量约是断奶前通过母乳摄入量的60%～70%，大约断奶后两周才能完全恢复到断奶前ME的摄入水平。Spreeuwenberg等(2001)评估了低采食量与不同日粮组成成分(乳糖/蛋白质比例)和小肠屏障功能的关系。他们报道，在断奶后前4 d，日粮组成并不是维持肠道屏障功能最重要的一个因素，但是持续的低采食量更容易导致仔猪肠道屏障功能障碍。McCrack⁃en等(1999)确定断奶后仔猪低采食量可能会导致肠道炎症和对绒毛高度与隐窝深度不利的影响。

仔猪采食量低时生长性能会下降。一般来说，无论何时断奶，仔猪在断奶后当天会失重约100～250 g，大约断奶后4 d恢复此失重(Le Dividich等，2000)。Tokach等(1992)报道，断奶后第一周增重影响其上市天数(上市重约110 kg)。当仔猪在断奶后第一周的日增重超过227 g/d时，其上市天数会较第一周日增重为0～150 g/d的仔猪约少6～10 d。

因此，尽可能让仔猪在断奶后吃料和生长十分重要。但是随着仔猪离开母乳到采食饲料，很难避免仔猪的体重下降。然而，了解断奶带来的挑战和导致仔猪低采食量及其对后期生长性能的影响，可以帮助营养师们更好地利用各种饲料原料和添加剂设计日粮来提高仔猪采食量，帮助生产者使用其他管理技术来减少断奶应激。

3 断奶与肠道结构和功能变化

断奶仔猪采食量下降的同时，断奶仔猪的肠道生理结构和功能也发生变化(酶活和吸收或分泌)。Pluske等(1997)在其综述中指出，断奶仔猪肠道的生理变化影响其小肠的吸收能力，很可能影响饲料转化率。Pluske等(1997)和Boudry等(2004)均报道，断奶引发的小肠急性和长期的结构和功能的变化，包括断奶后绒毛萎缩和隐窝深度增加(隐窝延伸)。Hampson等(1986)的研究表明，21日龄断奶仔猪在断奶后前24 h的绒毛高度迅速降低至约断奶前的25%～35%。绒毛高度的降低会持续到断奶后5 d，此时绒毛高度大约是初始的一半。未断奶的仔猪绒毛高度变化很小。同时也评估了隐窝深度，发现在断奶后前11 d隐窝深度变化较慢。

断奶后，仔猪刷状缘消化酶活性降低(Pluske等，1997)。Lalles等(2004)报道，断奶后2～15 d仔猪的乳糖酶和氨基肽酶活性降低，麦芽糖酶在断奶后2 d降低，然后在断奶后8～15 d增加。另外，胰腺分泌物在断奶后15 d胰蛋白酶和淀粉酶活性开始增加前出现短暂的降低。这些改变会影响小肠消化、吸收和分泌能力，最终影响肠道屏障功能，进而导致断奶后仔猪腹泻。

4 与断奶有关的炎症

断奶除了对仔猪消化和吸收能力有不良影响外，还对其肠道屏障功能有害(Spreeuwenberg等，2001；Boudry 等，2004；Moeser等，2007a)。肠腔的肠上皮细胞层是机体的第一道防御屏障，保护仔猪免受小肠肠腔内残留的各种有害微生物、毒素或者抗原的入侵。如果肠黏膜屏障被损坏，将导致肠道通透性增加，允许毒素、细菌或者相关的饲料抗原穿过肠上皮细胞引起炎症反应、吸收不良、腹泻、生长和生产性能下降。

Nabuurs等(1994)评估了断奶和大肠杆菌感染对仔猪小肠吸收能力的影响。试验选用在30～32 d断奶或继续留在母猪身边不断奶的仔猪，而大肠杆菌感染是使用灌注方法感染仔猪小肠段。在未断奶、未用大肠杆菌感染的仔猪中，观察到液体、钾或氯离子的吸收没有差异。然而，与未断奶、未感染的仔猪相比，已断奶但未感染大肠杆菌的仔猪在第4、7和14 d的液体吸收减少，在第4 d和7 d小肠段钠离子和氯离子的吸收也减少。小肠段感染大肠杆菌的断奶仔猪，在第11 d和14 d的液体吸收，在第11 d的钠离子和钾离子吸收及第4 d和11 d氯离子的吸收均少于感染大肠杆菌未断奶的仔猪。此外，感染大肠杆菌的断奶仔猪与感染大肠杆菌未断奶的仔猪相比，减少吸收的量更大。作者的结论是仔猪断奶后液体和电解质净吸收的暂时性下降可能会导致仔猪发生腹泻。

北卡罗来纳州立大学的研究调查了与断奶应激模型相关的应激诱导肠道损伤的影响。Moeser等(2007a)的研究表明，与未断奶仔猪相比，19日龄断奶仔猪的肠道功能紊乱。在仔猪断奶后24 h，通过空肠和结肠跨膜电阻抗(TER)判断的分泌活动和通过甘露醇旁通量判断的肠道通透性来评估仔猪的肠道屏障功能。在空肠和结肠，断奶仔猪的分泌活动和肠道通透性比未断奶仔猪的更大。与此研究一致的报道是，Boudry等(2004)研究证明空肠TER出现短暂的减小，而在结肠没有。Moeser等(2007A)也评估了断奶后7 d期间应激激素和肠道屏障功能的变化。其报道称断奶后仔猪的血清促肾上腺皮质激素释放因子(CRF)和皮质醇增加，表明断奶诱导应激途径的激活，从而可能介导肠功能紊乱。Moeser等(2007b)随后的研究证明，断奶日龄会影响仔猪肠道应激反应。后来，Smith等(2010)利用断奶应激模型评估了早期断奶应激对肠道屏障功能和肠道健康的长期影响。模型选用仔猪在5个不同日龄断奶(15、18、21、23和28日龄)，在35日龄时，评估所有仔猪空肠的分泌活动和肠道通透性。结果表明，随着断奶日龄的增加，观察到通过甘露醇和菊淀粉流量检测的TER提高和通透性降低，这表明仔猪肠道屏障功能得到改善。为了评估肠道紊乱是否是持续的，15或28日龄的断奶仔猪评估到9周后。其观察到的结果与前面的结论相似，早期断奶仔猪的TER降低、通透性增加。因此，此研究证明断奶应激诱导的肠道屏障功能下降与肠通透性增加和黏膜炎症相关，且断奶日龄同样能影响目前和以后的黏膜屏障功能(Moeser等，2007a、b；Smith 等，2010)。

在断奶过程中发生的其他免疫反应是促炎症细胞因子的变化。促炎症细胞因子对肠道的完整性和上皮细胞的功能有一定的影响，因为它涉及到通透性和营养物质的运输(McKay等，1999)。Pie等(2004)评估了断奶过程中促炎症细胞因子例如IL-1、IL-6和TNF-α的基因表达。他们采用28日龄仔猪，测定断奶后8 d内的基因表达。研究表明，断奶上调促炎症细胞因子的表达。Pie等(2004)报道，断奶后第1 d小肠近端和中段TNF-α表达增加，随后第2～8 d小肠远端和结肠近端TNF-α表达增加。因此，这表明断奶通过上调促炎症细胞因子基因的表达，引起仔猪功能紊乱，导致后期生长性能降低和断奶后腹泻。

当与炎症相关的促炎症细胞因子表达增加时，断奶也可能引起代谢调控的改变。促炎症细胞因子不仅可以调节免疫功能，而且也可调节生长或代谢过程(Johnson,1997；Spurlock,1997)。因此，断奶应激不仅影响肠道结构的改变，而且引起主动免疫反应。Burr⁃in等(2003)在综述中指出，肠道是氨基酸氧化、净合成以及利用氨基酸合成蛋白质的主要场所。断奶后氨基酸代谢发生改变(Lalles等，2004)，这可能会影响蛋白质合成和随后的组织沉积。Williams等(1997a、b、c)的研究表明，当免疫系统激活后，生长、饲料摄入量、饲料效率和瘦肉组织沉积将会减少。因此，减少或减轻断奶应激及随后引发的肠道结构改变和炎症免疫反应激活，是提高猪从断奶到上市生产性能的关键。

为了对抗或减少与断奶和促炎症细胞因子激活所引起的负效应，热休克蛋白可能发挥了缓解的作用。Feder等(1999)综述了热休克蛋白具有与各种应激反应相关的各种细胞保护功能。热休克蛋白是在热应激情况下由肠上皮细胞产生的，用于帮助保护细胞。David等(2002)选用21或28日龄仔猪评估断奶对肠道热休克蛋白模式的影响。在仔猪断奶后的6～12 h胃和十二指肠及断奶后的24～48 h空肠中段、回肠和结肠中的热休克蛋白27和70短暂增加，然而在断奶后的36～38 h回肠中的热休克蛋白短暂下降。而未断奶仔猪所有肠段的热休克蛋白表达都是相似的。热休克蛋白影响空间结构变化的的因素仍不清楚。然而，与断奶相关的热休克蛋白水平的升高可能通过抑制促炎症细胞因子和细胞增殖的细胞保护作用机制来减少炎症和断奶应激引起的负效应。了解热休克蛋白的调节功能以及在肠道中的有益作用还需要进一步研究。

另外，增加饲料摄入量、减少疾病风险和利用营养成分(如谷氨酸、喷雾干燥血浆蛋白、初乳、精氨酸、益生素或益生元、n-3长链多不饱和脂肪酸和n-6亚油酸)减少断奶引起的负效应来进一步提高生产效率。

5 结论

无论猪的断奶日龄，断奶当时或随后发生的代谢、免疫系统和肠道功能等生物学上的变化，可能会对猪随后的生长和健康具有短期和长期的影响。至关重要的是养猪生产者们应利用合理的健康、营养和管理策略来减小断奶应激引起的负效应和利用各种方法提高猪的生产性能使其尽快达到上市体重。

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