腸道的免疫功能及有機酸對腸道健康的影響

趙勤輝，殷穎珊

(1.意大利亞士可化工大藥廠,上海 201100；2.中山市農業科技推廣中心，廣東 中山 528400)

生豬生產的最終目標是將各種飼料轉化為豬肉供人類食用。因此，提高飼料的生物轉化效率，是提高生豬生產效益和維持生豬生產可持續性的保障。豬采食飼料后在其生物轉化過程中，兩個初始步驟是飼料消化和營養吸收，主要發生在豬的胃腸道（Gastrointestinal Tract GIT）。除了飼料消化和營養吸收外，豬腸道還包含許多其他生理生化功能，包括中間營養代謝和能量的生成。此外，腸道也是豬機體最大的免疫器官，其防御機制包括屏障功能和黏膜免疫。下面就來談談腸道的免疫功能和影響腸道健康的一些因素。

1 腸道的免疫功能

一個發育良好的免疫系統具有最佳的免疫反應性，對動物的整體健康和生產性能表現非常重要。豬腸道免疫系統由三道防線組成：屏障（barriers）、非特異性免疫(nonspecific immunity)和特異性免疫(specific immunity)，共同保護GIT和全身免受疾病的侵害。屏障系統包括黏液和黏蛋白、抗菌蛋白和分泌型IgA（SIgA）。在豬體內，屏障系統通常能消除99.9%的感染，這就是為什么胃腸道屏障系統也被稱為“殺戮區”。任何對于屏障功能破壞，或在致病性、抗原或過敏原挑戰的情況下，腸道免疫系統必須迅速和強烈地做出反應，以調動其非特異性免疫和特異性免疫功能，這對于防止炎癥和系統性感染的擴散至關重要。常駐免疫細胞（如T、B和漿細胞）、淋巴細胞（用于特異性免疫）、巨噬細胞和細胞因子（促炎或抗炎）、樹突狀細胞（用于非特異性免疫）以及與GIT相關的淋巴組織共同構成了體內最大的免疫器官。事實上，GIT擁有超過70%的宿主免疫細胞。

在動物喉頭黏膜中存在許多免疫活性細胞和淋巴組織，在這些淋巴組織中合成的免疫球蛋白主要是SIgA，尤其是呼吸道的上部，SIgA通過與黏液層的結合，從而增強對被黏附病原的清除。所以，增強黏膜免疫能力，有助于黏膜附近接觸病原的免疫清除。目前國內養豬行業正遭受非洲豬瘟（ASF）困擾，非洲豬瘟病毒（ASFV）經口感染時，病毒首先在扁桃體和下頜淋巴結的單核細胞和巨噬細胞中進行復制，然后經血液或者淋巴轉移至病毒二次復制的場所—淋巴結、骨髓、脾、肺、肝和腎。但是由于ASFV本身的免疫特性，目前關于腸道黏膜免疫與ASFV相關性方面的研究報道不多，但是在臨床案例與非正式報告中，出現了許多維持和提高腸道健康有利于ASF防控相關的趨勢，其具體的機制尚不清楚。

SIgA存在于腸道、呼吸道、鼻腔等表面黏膜，是分泌型免疫球蛋白，對機體局部免疫及保護呼吸道黏膜有重要作用。可阻止或抑制病原微生物黏附，可與溶菌酶共同作用溶解細菌、中和病毒以及免疫排除作用。SIgA和微褶皺細胞(M細胞)在局部免疫中發揮重要作用。M細胞是散布于腸道黏膜上皮細胞間的特化的抗原運轉細胞，其作用是通過運輸抗原和微生物至基底淋巴細胞組織而激發免疫反應。M細胞將抗原傳給巨噬細胞，然后提呈給T細胞和SIgA—B細胞，引起免疫反應。腸道細菌能通過黏膜屏障與免疫細胞相互接觸，激活穿越上皮細胞的運輸通路和持續刺激黏膜免疫系統。M細胞和SIgA的產生依賴豬自身健康的腸道菌群和黏膜組織。

腸道免疫反應可導致炎癥反應和抗體分泌。炎癥反應是一種重要的天然免疫過程，它包括感染、激活免疫、修復受損組織和恢復免疫穩態。免疫細胞之間以及與非免疫細胞之間有很多的相互作用，這些相互作用有助于提供腸道保護、耐受和內環境穩定，所有這些相關要素以協調的方式協同工作，以預防疾病、維持內環境穩定和最大限度地獲取營養。在豬傳染病的預防措施方面，獸醫從業人員已做出了許多實際努力，如環境衛生工作、消毒隔離和疫苗接種。然而，免疫應答不能僅僅依靠動物衛生和疫苗來維持，還需要充分的營養干預和支持。此外，腸道的免疫警覺性和反應性可通過營養成分（如膳食氨基酸）進行調節（定向或改善）。此外，腸道微生物群在腸道免疫系統的發展，特別是特異性免疫中發揮著重要作用。

腸道具有免疫作用和吸收作用。母豬的腸道免疫功能與下代有遺傳聯系，即使胎兒階段其腸道是無菌的，但后天建立的腸道菌群取決于胚胎時期腸道健康的形成。早期斷奶仔豬不可避免地面臨著許多外部和內部因素造成的健康挑戰或應激（壓力），如飼料的突然改變，復雜的飼料成分，抗營養化合物、病原體、潛在毒素和抗原分子。盡管在過去進行了大量的研究，但仔豬斷奶后的問題，如斷奶后生長停滯、腹瀉的發生以及常常伴隨神經癥狀的死亡，仍然在全球養豬業中廣泛出現。盡管成年豬的腸道免疫系統通過許多分子機制受到嚴格的調節，以防止對內部應激源的過度激活和炎癥反應，但仔豬的腸道免疫系統在解剖學和功能上是不成熟的。所以在未來，將會有更多相關性的研究，以克服上述與仔豬未成熟腸道有關的一系列問題。

2 有機酸與腸道健康

多年來，有機酸被認為是很強的抗菌劑。它們對微生物的活性傳統上用于食品保存，但今天它們在動物營養中的作用已具有同樣的重要性。有機酸廣泛地成功應用，歸功于其抗菌、抗病毒、抗真菌和抗衰老的特性。

有機酸抗菌的機理是未離解的有機酸可以在細菌細胞膜上擴散并在細胞內解離，釋放H+離子并降低細胞內pH。為了克服pH的降低，微生物激活質子泵消耗能量，同時，陰離子RCOO-抑制DNA復制，破壞菌體的代謝功能，增加滲透壓。這2種作用相結合抑制細菌的復制和生長，導致抑菌或殺菌作用。革蘭氏陽性菌（即產氣莢膜梭菌、腸球菌屬、鏈球菌屬）主要對MCFA(medium chain fatty acid;中鏈脂肪酸，碳原子數為6～12的脂肪酸)敏感，而革蘭氏陰性菌（即大腸桿菌、空腸彎曲菌、沙門氏菌屬）對SCFA (short chain fatty acid；短鏈脂肪酸,碳原子數為1～6的脂肪酸)更敏感。這是因為MCFA具有親脂性，使其具有更強的抗菌活性，主要針對革蘭氏陽性菌，而在革蘭氏陰性細胞壁中存在的脂多糖（LPS），使這些菌對MCFA有一定的抵抗力。

為了驗證有機酸的抑菌效果，荷蘭有學者做了一個保育仔豬飼喂有機酸挑戰沙門氏菌的研究。保育仔豬在斷奶后10 d連續7 d，每天進行109個單位的沙門氏菌單位攻毒，然后收集仔豬的體溫變化和對糞便進行沙門氏菌的定量監測。結果顯示之前飼喂了有機酸的試驗組仔豬能夠降低糞便中沙門氏菌含量的平均值和提升保育仔豬的生產性能。同時，也有學者的研究顯示富馬酸對仔豬盲腸總大腸菌群和大腸埃希菌群的生長也有抑制作用。

國內學者李馬成等人報道有機酸能夠提升豬免疫功能，飼喂有機酸組仔豬均能顯著提高保育豬血清IgM含量，提高機體免疫力。李鵬等研究表明，飼料中添加乳酸型和磷酸型有機酸都可以顯著提高仔豬血清中IgA和IgG的濃度。晏家友等研究結果表明，在斷奶仔豬飼糧中單獨添加釋緩復合有機酸以及同時添加釋緩復合有機酸和抗生素，均有提高仔豬小腸黏膜抗體SIgA分泌量的趨勢。

有機酸促進腸道健康的條件是，有機酸能夠以完整的分子形式到達腸道，因為一般沒有經緩釋處理的有機酸一方面在胃里很大一部分被解離和中和，另一方面殘留的酸性成分又被膽汁等堿性消化液中和掉，所以能到達腸道的有機酸就非常有限，很難達到理想的功效。而包被是使有機酸到達腸道最優的方法，包被工藝的有機酸已經在市場上有商品化生產。

3 結論

腸道是機體最大的營養消化、吸收器官，更是機體最大的免疫器官。良好的腸道健康穩態不僅有利于飼料的轉化，更有利于維持豬在一個良好的免疫狀態下，增強豬機體對疾病的抵抗能力。有機酸對腸道健康的研究已經較為深入，在飼料營養領域，有機酸作為豬飼料添加劑的應用已經非常普遍。大量的研究表明，有機酸可以改善腸道結構，維持腸道菌群平衡和提升機體與免疫力相關的生理生化指標，是維持豬腸道健康和機體健康的策略之一。

參考文獻略。