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探索豬的腸道微生態(tài)系統(tǒng)

2017-02-12 20:39:46      點(diǎn)擊:

豬的腸道內(nèi)微生物種類繁多,數(shù)量龐大,這些微生物與宿主之間形成一個(gè)微生物系統(tǒng),其中優(yōu)勢(shì)菌為乳酸菌等厭氧菌(有益菌)占99%以上,而需氧菌和兼性厭氧菌(有害菌)只占1%左右。有益菌和致病菌在腸道內(nèi)保持一定比例,處于一種動(dòng)態(tài)平衡的狀態(tài)。腸道菌群與宿主的腸道免疫功能密不可分,健康的腸道菌群,具有抗感染,抵御外來(lái)病原菌,提供營(yíng)養(yǎng)等多重功效。這種動(dòng)態(tài)平衡的微生物體系一旦被破壞,豬只就會(huì)出現(xiàn)消化功能紊亂,進(jìn)而表現(xiàn)出生長(zhǎng)不良、免疫力低下、腹瀉、便秘、脹氣等一系列問(wèn)題。所以,維持腸道微生物系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定,對(duì)動(dòng)物健康,特別是對(duì)幼小動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育有著重要作用。

  乳仔豬消化道微生物區(qū)系的建立

  研究表明,動(dòng)物出生前胃腸道是無(wú)菌的,但是出生后3~4h,腸道內(nèi)可檢測(cè)出細(xì)菌。豬出生后1周,其腸道內(nèi)可形成定型菌群,優(yōu)勢(shì)菌為厭氧菌(有益菌)占99%以上,而需氧菌和兼性厭氧菌(有害菌)只占1%,其比例為100:1,而大腸內(nèi)這一比例可達(dá)1000:1。到8~22日齡時(shí),則以雙歧桿菌、類桿菌、乳桿菌、大腸桿菌和消化球菌占優(yōu)勢(shì)。

  仔豬消化道微生物首先來(lái)源于出生過(guò)程中母體的感染,繼而是皮膚、奶頭和母豬的糞便。需氧菌先在消化道定植,然后是兼性厭氧菌,最后是厭氧菌。厭氧菌在開(kāi)始時(shí)之所以不能定植是因?yàn)樯姝h(huán)境中有許多氧,在需氧菌和兼性厭氧菌生長(zhǎng)一段時(shí)間后,氧氣被大量消耗,厭氧菌才能生長(zhǎng)和定植,并在數(shù)量上占據(jù)首位。

  影響微生物區(qū)系建立的因素:

  仔豬的哺乳:母乳具有殺菌特征,可降低大腸桿菌的數(shù)量,促使固有菌群更快定植。人工乳可降低小腸近端乳桿菌類和提高大腸桿菌和嚴(yán)格厭氧菌的數(shù)量,所以,母乳更有利于腸道健康菌群的建立。

  生理因素:初生仔豬胃腸道因鹽酸分泌不足而pH值偏高,這樣的環(huán)境使一些種類的微生物能通過(guò)胃生態(tài)體系而快速定植于腸道的不同部位。

  環(huán)境因素:如溫度和飼養(yǎng)環(huán)境的衛(wèi)生狀況等均影響菌群的建立。

  消化道不同的生態(tài)環(huán)境:一旦固有菌群成功建立,就很少發(fā)生變化,甚至在仔豬開(kāi)始飼喂固體飼料時(shí)也如此。一些次級(jí)的固有菌群的定植發(fā)生在仔豬斷奶后。

  消化道微生物的分布及生理作用:

  動(dòng)物消化道內(nèi)存在著龐大的微生物體系,如:豬胃腸道微生物數(shù)量是體細(xì)胞的10倍,有30 多個(gè)屬、500多種微生物。這些微生物遍布胃、小腸及大腸。不同部位微生物的種類、數(shù)量也大不相同。

  1、消化道微生物的分布:消化道微生物可分為固定菌群和過(guò)路菌群,前者是指在消化道中占有特定區(qū)域的微生物,后者指那些不能在健康動(dòng)物消化道內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間滋生的微生物。

  胃:因pH值過(guò)低,不適合多數(shù)微生物的生長(zhǎng),微生物的種類和數(shù)量都很少。只有乳桿菌、腸細(xì)菌、鏈球菌和芽孢桿菌等少數(shù)細(xì)菌可以存活。

  小腸:上部微生物較少,回腸末段微生物最多。十二指腸和空小腸上部微生物較少,是因?yàn)槲杆釋?lái)自口腔和食物中的微生物殺死,而且該段腸道蠕動(dòng)快、飼料停留時(shí)間短、膽汁有殺菌作用等的緣故;從十二指腸到回腸末端,總菌數(shù)和活菌數(shù)是逐漸增加的,且發(fā)酵速度也加強(qiáng);在回腸末段,pH值仍較低,氧化還原電位為陰性,有利于專性厭氧菌繁殖,因而此處微生物最多,并且95%以上為厭氧菌。

  小腸中分離出來(lái)的主要細(xì)菌包括乳桿菌、雙歧桿菌、消化球菌、腸梭菌和腸球菌等。另外,從小腸后段還分離出酵母菌。

  大腸:微生物數(shù)量最大,主要是嚴(yán)格厭氧菌,也有兼性厭氧菌。大腸細(xì)菌主要為革蘭氏陽(yáng)性菌,包括鏈球菌屬、乳桿菌屬、真菌屬和梭菌屬等,革蘭氏陰性菌有類菌體屬、醋酸弧菌屬和月形單胞菌屬等。豬大腸內(nèi)的總菌數(shù)和活菌數(shù)在消化道生態(tài)系統(tǒng)中數(shù)量最大。

  未消化的食物殘?jiān)诖竽c中流動(dòng)速度慢,因而有相當(dāng)數(shù)量的物質(zhì)可被用來(lái)發(fā)酵。豬盲腸體積大,而且有大量食物停留,所以其中的細(xì)菌群落數(shù)量大、種類多。盲腸食糜中的細(xì)菌濃度估計(jì)為2.37?1010個(gè)/g,粘附于盲腸壁的細(xì)菌數(shù)量大約為2.67?107個(gè)/cm2組織表面積。盲腸內(nèi)主要的革蘭氏陽(yáng)性菌、瘤胃類桿菌和反芻月形單胞菌屬分別占35%和21%;結(jié)腸內(nèi)容物細(xì)菌濃度估計(jì)為1.33?1011個(gè)/g,粘附于結(jié)腸壁的細(xì)菌數(shù)量大約為5.7?107個(gè)/cm2組織表面積。

  豬糞便菌群與大腸菌群相似,糞便重量的40%是微生物,而且其中90%以上為活的微生物。

  2、消化道微生物的生理作用:維持相對(duì)穩(wěn)定的腸道正常微生物體系,對(duì)于動(dòng)物健康具有重要意義

  免疫作用:影響體液免疫、細(xì)胞免疫和局部免疫,尤其是局部免疫;大量實(shí)驗(yàn)表明,豬的消化道粘膜的固有層中廣泛分布有淋巴細(xì)胞,這些淋巴細(xì)胞在腸道正常菌群(大腸桿菌、鏈球菌、腸球菌等)的刺激下可轉(zhuǎn)化為漿細(xì)胞,產(chǎn)生IgA,當(dāng)IgA通過(guò)粘膜上皮細(xì)胞到粘膜表面時(shí)成為分泌型IgA。IgA集中于粘膜表面,所以抗感染能力很強(qiáng)。IgA可以控制外襲菌的活動(dòng),保護(hù)固有菌,而固有菌可以保護(hù)分泌型IgA免受降解。固有菌和外襲菌都能刺激淋巴細(xì)胞產(chǎn)生IgA,但I(xiàn)gA只抑制外襲菌,不抑制固有菌,其作用機(jī)理尚不清楚。

  生物拮抗:對(duì)外襲菌入侵有拮抗作用。消化道正常微生物體系有助于宿主抑制外源入侵的病原微生物,預(yù)防細(xì)菌性腹瀉等腸道疾病。

  營(yíng)養(yǎng)作用:腸道微生物有助于消化所采食的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),提高消化率;微生物發(fā)酵產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸(VFA),合成的B族維生素及維生素K等,這些營(yíng)養(yǎng)可被豬利用;微生物可以利用腸道中的內(nèi)源性氮合成自身的菌體蛋白,為動(dòng)物提供微生物蛋白質(zhì);微生物還參與脂類代謝、糖代謝,產(chǎn)生消化酶,如淀粉酶等。

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