改善早期断奶仔猪肠道环境和免疫状态的营养手段(农业e线）

kinki0396 · 发表于 2007-10-10 14:18:34

仔猪早期断奶时，由于受心理、环境及营养应激影响，常表现为食欲差、消化
功能紊乱、腹泻、生长迟滞、饲料利用率低等所谓“仔猪早期断奶综合征”。因
此，如何减少断奶应激对仔猪生长发育的影响一直是国内外动物营养和养猪专家
众所关注的问题。本文根据国内外仔猪消化生理学方面的研究进展，探讨改善早
期断奶仔猪肠道环境和免疫状态的营养手段。
1.日粮消化率
试验表明，日粮在猪消化道的不同部位停留的时间所占的比例分别为：胃
15%～30%，小肠4%～6%，大肠65%～80%。胃和小肠是重要的消化器官，而小肠还
是主要的吸收场所。试验表明，以日粮消化率75％时猪采食量为基准，当日粮消
化率上升5％，则日粮采食量提高20％；当日粮消化率上升10％，则日粮采食量
提高35％，说明日粮消化率对日粮采食量有重要影响。日粮消化率低不但加重小
肠损伤的程度，而且进一步降低日粮蛋白质在小肠的消化吸收，导致较多的蛋白
质进入大肠发生腐败。蛋白质腐败产物中的氨对肠道粘膜细胞有毒性作用
（Visek等，1978）。组胺、色胺等许多胺类对动物有毒性或药理活性作用（Gu
ggenheim，1985）。因此，这种日粮能提高结肠的损伤程度，降低结肠的吸水率
，从而引起严重的腹泻现象。
2.能量水平及来源
能量是影响早期断奶仔猪生长性能的关键要素。断奶应激影响能量代谢，提
高基础代谢率和体温，加速葡萄糖氧化与生成速率（Long，1977），提高肝脏脂
肪酸的氧化，增加极低密度脂蛋白的合成，降低脂蛋白酶活性（Spurlock，1997
）；一方面，免疫状态影响能量代谢；另一方面，饲粮能量也反馈影响免疫机能
（蒋宗勇等，2000）。首先，饲粮能量水平影响着免疫细胞功能。营养限饲能降
低外周血液中单核细胞的增生能力，抑制Β淋巴细胞的分化（Franci等，1996）
。其次，饲粮中脂肪类型影响机体不同部位免疫细胞的免疫活性（Thies等，
1999）。另外，饲粮脂肪酸组成也影响着免疫抗体的生成（Friend man和sklzn
，1997）。研究表明，多聚不饱和脂肪酸（PUFA）缺乏会损害哺乳动物免疫功能
（Gurr，1983;Johnsn，1988），但PUFA摄入过多也会使淋巴细胞增生（Calder
等，1992;Soyl and等，1993）、细胞活素生成（Yagoob和Calder，1993）以及
抗体生成反应（Friend等，1980）下降，从而抑制免疫机能。然而早期断奶仔
猪对不同来源的能量形式的消化率存在很大差别。能量来源一般。有以下几种形
式：（1）淀粉。大量研究表明，早期断奶时大部分胰酶活性降低，至少2～4周
后才恢复到或超过断奶前水平（张宏福等，1998）。断奶日龄越早，该酶活性恢
复与上升的时间就越迟。因此，早期断奶仔猪对淀粉的利用率较低。　　（2）
乳糖、葡萄糖和蔗糖。葡萄糖是最易被猪吸收的单糖，尽管还没有肠道营养吸收
和代谢需要间关系的直接比较，但Jackson和Diamond(1995)没有发现葡萄糖与采
食有关的吸收能力界限。小肠蔗糖酶活性在初生时很低或几乎没有，而在1～3周
龄时增加，3～4周后哺乳仔猪蔗糖酶活性较高或持续增加到8周龄（张宏福等，
1998）。尽管早期断奶降低了蔗糖酶活性和对葡萄糖的吸收，这两种糖类仍然是
易于利用的能源，而且还提高了饲料的适口性。（3）脂肪。脂肪是含能值最高
的能源物质，饲粮中添加脂肪能提高能量浓度。然而由于早期断奶使脂肪酶活力
下降，胆汁分泌减少，使乳化作用减弱，脂蛋白酶活性降低，这样使脂肪的消化
、吸收和转运能力都大大降低，导致早期断奶仔猪不能很好地利用脂肪。另外，
脂肪本身的特性也影响这一过程。如脂肪颗粒直径、短中链脂肪酸的含量以及脂
肪的不饱和程度等。因此，实际添加脂肪时，应考虑到猪 3. 喷雾干燥血浆蛋白
血浆蛋白含有各种优质蛋白成分，但是仅以提供优质蛋白作为机体的营养源
，并不能完全解释血浆蛋白的突出表现。血浆的主要蛋白包括：纤维蛋白源、高
分子量组分（如球蛋白）、中等分子量组分和低分子量组分（＜10000Da）。爱
荷华州立大学（Cain，1995）用断奶仔猪进行了血浆中不同组分的评估试验，发
现高分子量组分与血浆蛋白表现相似，均显著地改善乳猪的生长表现。而中等分
子量和低分子量组分与对照日粮中的酪蛋白差异不显著。而且，喂高分子量组分
的乳猪小肠绒毛膜表面积以及乳糖酶和麦芽糖酶活性显著地增加。其它研究
（Owen等，1995；Pierce等，1995，1996；Weaver等，1995）也证实了血浆高分
子量组分的生物学作用。这些研究表明，血浆高分子量组分包括免疫球蛋白和其
它一些生物活性因子，通过对肠道的保护，改善了断奶仔猪的生长表现，降低了
乳猪断奶综合征的发生。血浆蛋白的具体作用包括：保护小肠微绒毛膜，增加
小肠吸收表面积；抑制病原微生物；中和微生物毒素；增强麦芽糖酶和乳糖酶活
性；改善胃肠道环境。美国爱荷华州立大学的Zimmerman(1987)和Gatnan(1980)
用美国蛋白质公司生产的血浆蛋白首次证实，血浆蛋白能显著地加快断奶猪的生
长速度和增加采食量。随后大量的研究和在中国进行的近百次应用试验进一步证
实，用血浆蛋白能成功地替代其它蛋白源减缓断奶应激。例如：替代脱脂奶粉、
豆粕、鱼粉（或马铃薯蛋白，这些在世界各地不同国家所进行的研究均证实，在
不同管理系统、环境条件下，血浆蛋白均能有效地加快断奶仔猪的生长，增加采
食量，减少断奶综合征的发生。因此，喷雾干燥血浆蛋白是早期断奶后第一阶段
的首选原料，它能使仔猪在断奶后第2天即提高采食量。据李长忠、张宏福
（1998）综述，血液制品中上皮生长因子（EGF）和高浓度免疫球蛋白是促使仔
猪消除断奶综合征的主要原因。
4.乳制品
乳糖适合于消化酶乳糖酶的消化并减缓了日粮的排出速度（Nelssen等，
1995），从而提高了乳糖及其他养分的消化率。与玉米、燕麦粉调制的马铃薯淀
粉相比，乳糖是断奶（21日龄）后14天内的重要原料。而且，大量研究证实，乳
糖能提高血液制品在仔猪日粮中的使用效果。另外，乳糖在肠道中发酵产生乳
酸能降低肠道中pH值，抑制各种病原微生物的繁殖并能促进Ca、P、Mn、Fe等在
肠道的吸收。总之母乳及其它乳制品在断奶后对仔猪尤其是早期断奶仔猪的肠
道形态、消化酶活性及其它功能发育的影响最小。Pluske等（1997）在断奶后第
一周给仔猪继续补给猪乳或初乳能够防止小肠绒毛萎缩、腹泻和生长阻滞。除了
乳及乳制品易于消化外，近些年来，许多研究还表明，乳中含有众多生长因子、
激素和其它生物活性物质，它们在哺乳期及断奶后仔猪胃肠道中比较稳定，而不
易被消化，甚至部分能被完整吸收进入血液循环而作用于外周器官，且口服这些
外源性生长因子能刺激幼畜胃肠道的成熟（Xu，1996）。这些物质包括：（1）
上皮生长因子（EGF）。它在初乳和常乳中的浓度很高（Odle等，1996），在肠
道存在它的受体，且小肠上皮细胞中EGF受体以断奶仔猪最丰富（Jaege和Rlamar
，1992;Kelly等，1992b）。许多研究证明它是肠道生长发育的调节因子，能促
进胃肠组织生长与成熟，提高蔗糖酶与麦芽糖酶活性，防止E. Coli等病原菌的
侵入，改善受损肠道的消化机能。（2）胰岛素与类胰岛素生长因子（IGFs）：
这两类物质的受体位于肠上皮，在注射IGF－1的类似物后，不仅增加了哺乳期末
仔猪日增重，而且胰腺、小肠和肾的重量亦增加（B urrin等，1995a;Xu等1994
）。这些研究结果表明，在仔猪断奶后或在母乳中这些激素的浓降低时用注射外
源激素的办法来继续使肠道结构和功能得到快速发育，以克服断奶后生长迟滞。
（3）多胺（腐胺、亚精胺和精胺）及控制多胺合成的关键酶对新生仔猪细胞增
殖和分化至关重要（Kelly等，1994），它们在乳和肠道组织中的含量很高
（Kelly等，1991d），它是小肠粘膜生长、发育、成熟、适应恢复受到创伤所必
需的物质（Luk，1980；Luk和Baylin，1982，1983;Yang，1984）。（4）谷氨
酰胺（Gln）。近年最新研究结果表明，小肠粘膜主要是利用氨基酸而不是葡萄
糖为燃料来供能的（Wu，1998），而Gln扮演了极其重要的角色。小肠粘膜的G
ln代谢在调控肠道的完整性和功能方面起到重要作用。其机制可能是：A.Gln是
小肠粘膜的主要“燃料”，通过脱氨基作用后，作为主要的能量来源为肠粘膜细
胞提供能量（Reeds，1996;Wu，1998）。B.在谷氨酰胺酶的作用下转化为谷氨酸
（Glu），然后合成鸟氨酸、瓜氨酸和精氨酸（Souba，1988;Wu，1998）。鸟氨
酸是合成多胺的直接前体，而多胺是小肠上皮细胞分化、增殖和修复所必需的一
种重要物质（Luk等，1980）。C.精氨酸是一氧化氮（NO）的生物前体，而NO在
调控小肠血流、完整性、分泌及小肠上皮细胞的迁移中起重要作用（Alican和
Kubes，1996），D.Glu、Gly和Cys是合成谷胱甘肽的前体，使小肠粘膜抵抗毒素
和过氧化物损害（Rerds，1997）。断奶后母源性Gln的供应停止，同时此时仔猪
小肠上皮中来自血浆和肌肉中的内源性Gln很少而无法维持上皮完整性。故在断
奶日粮中补充人工合成Gln是提高断奶后肠道功能的重要途径（Pluske等，1997
）。在玉米－豆粕日粮中添加1％的Gln可防止断奶后7天小肠绒毛高度的降低
（Wu等，1996）。
5.饲用抗生素
在饲用抗生素促生长机制的研究方面，以前人们多从微生物角度出发，认为
是抗生素对肠道微生物的抑制作用。然而，通过分析从前的研究结果，结论并非
如此。佟建明等（2000）采用多次屠宰连续采样的方法对金霉素影响肠微生物的
结果以及在动物不同生长阶段的变化情况进行研究，提出了饲用抗生素、动物免
疫系统和肠道微生物的三元平衡的理论假设。研究表明，饲用抗生素以小剂量
长时间添加于饲料中。与大剂量治疗用抗生素有很大差别，对微生物数量可能只
起调节作用。另外，Porter（1989）研究发现，无菌条件下，5周龄猪肠壁组织
中几乎没有淋巴组织发现。当单独用大肠杆菌进行攻毒，10d内肠壁组织结构就
与常规猪的相同。由此说明，动物肠道中的微生物与宿主之间有相互适应的过程
，自然条件下，动物可以依靠免疫系统的保护，使自身不受微生物侵害。因此，
微生物与宿主的适应过程实际上是与宿主免疫系统产生平衡的过程。佟建明等
（2000）认为饲用抗生素、免疫系统和微生物（以及其它抗原物质）通过一定时
间的相互影响会逐渐建立一个三元平衡，而且这个三元平衡影响着抗生素是否具
有促生长作用生物以及饲料中抗原物质的刺激，机体的免疫系统开始产生免疫反
应，饲用抗生素对微生物产生一定的抑制作用，同时有的抗生素还可以对免疫系
统起直接的抑制作用。两种作用之和形成免疫屏障，减缓和降低动物机体的免疫
反应。饲用抗生素在此期间以此对动物产生相对明显的促生长作用；二是平衡期
，在这个时期，肠道微生物的数量增加到正常情况下的最高水平，抗生素与免疫
系统联合作用使微生物的数量和免疫反应水平不再增加，三者的正反作用在此时
形成相对平衡。此时抗生素对动物不产生相对明显的促生长作用。因此，在实际
生产中，作为饲料添加剂的抗生素水平宜以预防和促生长作用的剂量而不宜以治
疗剂量长期添加。
6.动物微生态制剂
动物
体表和体内存在着大量的正常微生物，这些微生物大部分与机体细胞密切接触，
交换能量物质，相互传递遗传信息，对宿主具有营养、免疫、生长刺激、生物拮
抗等作用。微生物的致病性与非致病性是相对的，与其所处的内环境密切相关，
正常微生物群因定位转移和宿主转换都可能引起致病。正常情况下，宿主的正常
微生物群在定性、定量、定位等方面保持平衡状态，形成微生态平衡。这个平衡
会因药物、同位素、激素以及其它应激因素等的影响而遭到破坏，导致微生态失
调，从而引起病症的发生。微生态制剂（microecologics）正是根据微生态学
原理，利用正常微生物群成员或其促进物质制成的，调节机体微生态平衡的活的
微生物制剂。美国学者Rarker（1974）将其命名为Probiotics，其含义是“使肠
道微生物达到平衡的微生物和物质”；Fuler(1989)则将其定义为“一种可通过
改善肠道菌群平衡而对动物施加有利影响的活的微生物饲料添加剂”。总之，它
可调节、促进微生态平衡，抑制有害微生物的生长，促进有益微生物生长，达到
防病助长的目的。目前，关于动物微生态制剂的作用机理方面的假设主要有以
下五种理论：a.微生物夺氧说；b.生物拮抗说；c.御菌群屏障说；d.三流运转说
；e.营养物质合成理论。Probiotics在肠道微生态平衡方面的作用已有详细报道
和研究。现在研究较多的是它们对动物免疫机能的影响。Bogdanov等（1962）首
次观察并报道了保加利亚乳酸杆菌产生一些物质能抑制肿瘤的生长。随后，
Reddy等（1983）、Kato等（1984）、Matsuzaki等（1985）证实乳酸杆菌具有促
进机体的免疫活性的作用。Perdigon等（1990）还报道了口服干酪乳酸杆菌能增
强宿主肠道粘膜的免疫反应。1991年进一步证实了干酪乳酸杆菌能促进肠道分泌
型免疫球蛋白SIgA的分泌，增强宿主的肠道粘膜免疫反应，即使饲喂低剂量的干
酪乳酸杆菌也能引起SIgA的分泌。Yamazaki等（1985）报道长双歧杆菌可以增强
宿主的免疫反应。还有其它益生菌亦有类似报道。现在认为，正常菌群对动物
的免疫增强作用，主要是与正常菌群菌体的抗原位点有关。动物口服益生菌后，
调整肠道菌群，使肠道微生态系统处于最佳的平衡状态。同时各正常菌群包括口
服的益生菌在肠道具有抗原识别部位的淋巴组织集合上发挥免疫佐剂作用，活化
肠粘膜内的相关淋巴组织，使SIgA抗体分泌增强，提高免疫识别力，并诱导T、B
淋巴细胞和巨噬细胞产生细胞因子。通过淋巴细胞再循环而活化全身免疫系统，
从而增强机体的非特异性和特异性免疫功能。
7.酸化剂　
早期断奶仔猪日粮中添加酸化剂，对断奶后两周胃蛋白酶可能有增强作用。
有许多资料表明，断奶后两周使用酸化剂最有效（蒋宗勇，1994），这与仔猪断
奶后胃内酸度的变化规律相吻合。从断奶日龄分析，28日龄及之后断奶，则断奶
一周后添加酸制剂可能最有效（张宏福等，1998）。 90年代的研究发现，酸化
剂的作用机理，并非仅在于对日粮pH值的降低，如添加正磷酸能降低日粮pH值，
但对断奶仔猪的生产性能没有影响，而甲酸钙能够提高断奶仔猪的日增重和饲料
转化率，却并不显著改善日粮的pH值。所以目前多采用复合酸制剂，一方面降低
日粮和胃肠道pH值，同时能有效抑制病原菌，调整肠道微生态，提高动物的生长
性能。酸化剂还有一些其它的作用，例如提高日粮的适口性，而柠檬酸还是三羧
循环的成员之一，提供能源的途径比葡萄糖短，因此能有效缓解应激状态。另外
，它们还延长了饲料在消化道的停留时间，提高了饲料的消化率。酸化剂的使
用效果受很多因素的影响，如（1）猪的日龄和体重，酸化剂应用的首要前提是
胃肠道酸度不足。猪胃中pH值随年龄增长而下降，到10～12周龄趋于稳定。仔猪
因胃内盐酸分泌不足，其pH高于成年猪。
研究表明断奶后1～2周使用效果最好。（2）日粮蛋白质来源和乳糖含量。日
粮中不同的蛋白质来源要求胃肠道中有不同的酸度条件，才能获得最佳的消化效
果。另外，乳糖由于经发酵产生乳酸，能减少对酸的需要。（3）酸化剂的种类
及使用量。不同酸化剂分子量大小、酸性强弱、水溶性高低、热稳定性和与金属
离子的配位体、气味等物理化学性质各异。因此，不同酸化剂的使用效果和适宜
使用量不同。酸添加量不足，达不到把消化道pH值降到适宜程度的效果，特别是
一般酸化剂酸度将无法到达小肠，无法在小肠部位继续发挥作用，这也是添加酸
化剂后还是会发生下痢的一个重要原因，所以适宜添加量和种类及剂型十分重要
。（4）饲料原料的酸结合力。它是影响胃内游离酸量的主要因素，一般以100
g有机物pH值降至4.0时需盐酸的毫摩尔数表示。饲料的酸结合力越大，能吸附胃
中的游离酸就越多，使得采食后胃中pH值上升很高，消化时需用较多的酸，因而
饲料的酸结合力的高低对饲粮酸化的效果产生重要影响。断奶仔猪全价配合饲料
的酸结合力约为35。若能保证酸结合力调整在20左右，28日龄仔猪采食100g饲料
就有足够的胃酸（资料来源：Bayer公司），不会发生下痢。因此，在仔猪断奶
前后的日粮中应考虑饲料原料及饲料的酸结合力。
8.酶制剂
从胃、胰腺和肠道中各种蛋白酶的活性在不同日龄断奶后的变化规律分析，
早期断奶仔猪断奶日粮添加蛋白酶是十分必要的。断奶后胰腺中淀粉酶浓度会很
高，而在肠道中淀粉酶浓度很低（张宏福等，1998）。因此，断奶仔猪需补充淀
粉酶。另外，随着日粮向玉米－豆粕型转变，纤维素含量增加，这将降低仔猪蛋
白质的回肠消化率（Jergensen和Just，1988）。同时大豆富含胶和半纤维素，
为分解这些纤维成分，仔猪需要具有果胶酶、半纤维素酶和纤维素酶活性的酶制
剂。实践证明，含有蛋白酶、淀粉酶、果胶酶和纤维素酶的复合酶制剂可显著提
高断奶后两周内的增重和饲料转化率。但实际生产过程中，能否耐受制粒加工过
程和猪胃肠道的酸碱环境是影响酶制剂发挥作用的关键因素。
9.高锌与高铜
高锌在断奶阶段能明显抑制腹泻，提高机体免疫水平，促进仔猪健康生长。
锌对中性粒细胞、巨噬细胞、自然杀伤细胞以及T、B淋巴细胞的生长发育及功能
维持起重要作用（Shankar和Prasad，1998）。目前，对高锌的这一作用机理正
在研究之中。现已知高锌能提高猪采食量。高锌主要通过影响唾液内一种含有两
个锌离子的唾液蛋白——味觉素作介质从而影响味觉及提高食欲。Rekas（1985
）指出，采食量的增量不仅会提高生长速度，而且还会提高饲料的利用效率，因
为额外的养分不必用来提供维持能量的需要而可以全部被用来促进生长。生产中
采用3000ppm锌水平（ZnO形式）添加于断奶日粮中，有良好效果。高铜有类似
抗生素的作用S.V.Radecki等（1991）在试验中发现高铜（250ppm，CuSO4形式）
饲粮可以使肠粘膜细胞的更替速度减缓30%。这项研究指出，细胞转换率降低的
主要原因是细胞生命周期的延长。这样，高剂量铜可通过降低消化道的能量需要
从而减少整个机体的维持能量需要。而且，高铜还通过提高仔猪小肠脂肪酶和磷
酯酶A的活性(Sun等，1996)从而提高了脂肪的消化率。另外，Burnell等，
(1988)指出高铜与酸化剂及抗生素合用有很好的协同效果。另外，已经知道，铁
影响细胞免疫功能，机体缺铁时，T细胞诱导的细胞免疫反应下降(DeSousa等，
1988、1991；Brock，1994)。需要注意的是，高锌与高铜的添加在肠道竞争铁的
结合位点，降低了铁的吸收。因此，日粮中有必要添加生物利用率高的铁源如氨
基酸铁等有机形式的铁。它们能改善机体的免疫状态，提高新陈代谢速率，从而
促进养分的消化吸收。
10.小结
早期断奶仔猪严重的应激反应(仔猪早期断奶综合征)往往给实际生产带来极
大危害，营养学家已在仔猪消化生理方面进行了系统研究，如(1)消化器官的发
育；(2)消化道酸度和各种消化酶的发育；(3)消化道组织形态的变化；(4)消化
生理活动的神经和内分泌调控；(5)消化道微生物区系的建立；(6)消化道吸收能
力的研究等。在实际生产中，我们应从宏观和微观两方面对仔猪的生理变化(消
化道的生理变化和免疫状态)进行调控，不但要尽粮的消化率，降低酸结合力，
而且兼顾仔猪的消化生理、肠道环境和免疫状态的变化，采取多种营养手段，使
猪处于低应激反应和低免疫状态的环境中，才能更多地使饲料养分用于猪的生长
发育，而不是用于免疫和抵抗应激。