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抗菌脂肽在断奶仔猪养殖中的应用

2024-03-14纪金芝山东省昌邑市柳疃镇畜牧兽医服务站

中国畜牧业 2024年1期
关键词:脂肽抗菌肽包膜

文│纪金芝 (山东省昌邑市柳疃镇畜牧兽医服务站)

抗生素在畜牧业中广泛使用,可用于预防和治疗动物疾病,促进生长。但过度使用抗生素会提高微生物耐药性,这使得一些疾病难以治愈。其次,兽药中的抗生素会进入畜产品(如肉、蛋、奶),如果人类食用这些含有抗生素的畜产品也可能对人体健康造成影响。饲用抗生素替代品的研究一直是畜禽养殖领域的热点问题之一,目前主要的饲用抗生素替代品包括益生菌、益生元、酸化剂、中草药饲料添加剂、酶制剂和抗菌脂肽等。其中抗菌脂肽具有广谱杀菌性、无免疫原性、无毒副作用、无残留且不易产生耐药性等特点,被认为是目前较为理想的抗生素替代品之一。

一、断奶仔猪常见问题

早期断奶对仔猪的影响非常显著。在传统的生猪养殖中,通常在出生后2~3周会将仔猪断离母乳,转而饲喂固体饲料,这种做法虽然有利于母猪重新受孕和提高生产效率,但也给仔猪带来了很大的应激。

1.对肠道消化酶的影响。断奶仔猪由于其消化系统尚未完全发育成熟,消化道消化酶分泌量较低,胃底腺发育不足,盐酸分泌不足,导致胃蛋白酶的活性降低,无法很好地消化蛋白质。在后续饲养过程中容易出现消化不良、腹泻等问题,严重时甚至会导致死亡。

2.对断奶仔猪免疫的影响。仔猪从母猪身上获取抗体保护,断奶后仔猪的免疫系统需要自己产生足够的抗体来对抗疾病,但此时其免疫系统尚未充分发育,无法有效应对病原体。这种现象称为“生理性免疫低下”,在此时期仔猪易受感染,很难对抗各种微生物引起的疾病。这对仔猪的生长和健康具有负面影响,可能会导致生长迟缓、消化不良、呼吸道感染等问题。

二、抗菌脂肽简介

抗菌脂肽是一类具有抗菌作用的天然分子,可以有效杀死多种细菌和真菌。主要存在于动物、植物等生物体内,可用于防御外来病原体的侵袭。抗菌脂肽分子是由脂肪酸链和肽链组成的分子,既可亲水又可亲油,可以与病原微生物细胞膜上的脂质相结合,进而破坏其细胞膜,杀死这些细菌。

目前已经发现了很多种抗菌脂肽,其中比较重要的包括表面活性素、伊枯草菌素和丰原素3个主要家族。

其中表面活性素是研究最多、了解最为详细且最具代表性的。其中脂肪酸的β-羟基与肽链第7位氨基酸上的羧基通过缩合形成了一个肽环。它通常具有广泛的杀菌作用,在医药和卫生领域得到广泛应用,如手部卫生、口腔护理、外科手术消毒等。此外,作为一种重要的生物表面活性剂,在日化、食品、纺织等行业中也常被使用,如洗发水、沐浴露、洗涤剂等。

三、抗菌脂肽广谱抑菌

抗菌脂肽表面活性剂对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有抑制、杀灭作用,表明其不仅可以破坏革兰氏阳性菌的复杂细胞壁结构,还可以攻击革兰氏阴性菌的外层膜结构,从而具有更加广泛的抗菌活性。

抗菌脂肽可破坏细菌细胞膜,可以顺着膜表面移动并进入膜内部,与膜中的磷脂分子相互作用,从而扰乱膜的结构和功能,形成孔洞或微观集合体。使细菌失去正常的物质交换和能量代谢能力。此外,一些抗菌肽还会形成通道,使离子和小分子可以跨越膜层,从而导致细胞死亡。

抗菌脂肽同时可以与细胞外膜上的脂多糖(LPS)相互作用,改变其表现形式,从而破坏细胞壁的完整性。这会导致细胞内容物泄露,最终导致细胞死亡。

部分抗菌脂肽也可以渗透进入细胞内部,可以通过静电作用或疏水作用与细菌内部的DNA、RNA、蛋白质等结合。具体来说,抗菌脂肽通常含有一些带正电荷的氨基酸残基,如精氨酸、赖氨酸等,在遇到带负电荷的DNA和RNA时会发生静电相互作用而结合在一起。此外,抗菌脂肽中也含有一些疏水性较强的氨基酸残基,如异亮氨酸、苯丙氨酸等,它们可以与蛋白质中的疏水区域发生疏水作用而结合在一起。这些结合作用可以导致菌体内DNA和RNA无法读取和复制;同时也可以破坏菌体内部的重要酶类,从而杀死细菌。

四、抗菌脂肽抗病毒作用

表面活性素是一种分子,在水中可以组装形成胶束或微乳液,并能改变溶液界面的性质。因此,某些抗菌肽的表面活性剂可以与病毒膜中的脂质相互作用,从而破坏病毒膜的完整性,导致病毒失去活力。这些抗菌肽表面活性剂对不同类型的病毒都有很好的抑制作用,包括脂包膜病毒和非脂包膜病毒。如新城疫病毒和伪狂犬病毒等脂包膜病毒,传染性法氏囊病毒和猪细小病毒等非脂包膜病毒均被证实受到抗菌肽表面活性剂的抑制。由于脂质包膜病毒外层的lipid膜可以被诱导破裂,从而让病毒失去活性,而非脂质包膜病毒则没有这种结构,所以对脂包膜病毒的灭活效果比非脂包膜病毒好。

抗菌脂肽可以直接与病毒结合,从而阻止病毒进入宿主细胞,起到抗病毒作用。同时,抗菌脂肽也能与病毒RNA结合,改变其分子构象,阻止病毒颗粒的正常组成,从而发挥抗病毒作用。此外,抗菌脂肽还能通过作用于细胞膜上的磷脂等方式来抑制与病毒复制相关的多种酶的合成。抗菌脂肽形成离子通道后可以与一、二价阳离子发生螯合作用,从而抑制病毒复制所需的多种酶的合成,发挥抗病毒作用。

五、抗菌脂肽对断奶仔猪的影响

1.抗菌脂肽对断奶仔猪生长性能的影响。首先,抗菌脂肽可以增强断奶仔猪的消化吸收能力。一方面,抗菌肽能直接作用于有害细菌细胞壁或内部结构,抑制其生长或导致其死亡,从而减少有害菌的数量。对某些有益菌类(如乳酸菌、双歧杆菌等)没有毒性作用,反而可以提供适宜的生长环境,刺激其增殖,有益菌数量的增加可以排挤有害菌,从而改善肠道微生态。另一方面,抗菌肽可维持肠道屏障功能,当肠黏膜受到伤害时,抗菌肽可以促进伤口愈合,预防有害菌通过肠壁进入体内。此外具有肠道激素样作用,能促进胃肠蠕动,提高胃肠管内容物的流动速度,使饲料更容易被吸收。

其次,抗菌脂肽可以减少断奶仔猪的患病机会。在断奶期,仔猪免疫系统尚未完全发育,在饮食、环境等多方面容易受到疾病侵袭。抗菌脂肽可以杀灭多种病原微生物,减少感染机会,保障仔猪的健康成长。

最后,抗菌脂肽还具有一定的生长激素作用。研究表明,给予断奶仔猪适量的抗菌脂肽可以促进仔猪生长激素的分泌,从而提高断奶仔猪的生长速度。

2.抗菌脂肽对断奶仔猪血液生化指数的影响。抗菌脂肽能显著提高断奶仔猪血清总蛋白和球蛋白水平,降低丙氨酸转移酶、碱性磷酸酶和尿素氮等生化指标。研究表明,抗菌脂肽能增强断奶仔猪的免疫功能,减少机体受到病原微生物侵袭的损伤和感染风险。白蛋白含量升高说明动物消化吸收蛋白质的能力提高,免疫力提高。IgG是一种重要的免疫球蛋白,可以通过结合抗原来识别、中和外来病原体。在机体免疫防御过程中,IgG是一种介导体液免疫的主要效应分子,可以在血液和组织液中发挥作用,在机体防御系统中十分重要,可作为评估机体免疫功能、检测自身免疫性疾病、感染等疾病的诊断及疗效监控指标。断奶仔猪基础日粮中添加320克/吨天蚕素抗菌肽后血清白蛋白含量高于其他各组,表明适量的天蚕素抗菌肽对蛋白质消化吸收有明显促进作用,同时具有提高断奶仔猪血清IgG水平的作用。

抗菌肽制剂作为一种常见的饲料添加剂,在实际应用中需要注意以下几点。首先应注意抗菌肽制剂在饲料中的添加量。适当添加抗菌肽对仔猪生长速度和料肉比有益,其中添加量为1%时效果最佳。但过度添加抗菌肽反而会抑制仔猪生长,所以需要根据饲料配方和仔猪情况适量添加。其次,抗菌肽制剂与其他饲料成分的互作效应也需注意。在添加抗菌肽制剂的同时应避免与含有大量蛋白质或脂肪的饲料同步添加,以免影响仔猪的消化吸收和生长发育。总之,合理使用抗菌肽制剂可以提高仔猪生长速度,但需要合理添加,避免与其他饲料成分相互作用。

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