摘 要:家禽的腸道內存在大量的微生物群,構成了機體內至關重要的生態系統,它們在保持腸道平衡和遏制有害細菌的繁殖方面起著關鍵作用。這一生態系統對家禽的發育、健康和免疫反應具有顯著的影響,因此確保腸道微生物群落的穩定是保障宿主健康的核心。隨著微生物組學領域的深入研究,人們對于腸道微生物與免疫系統功能的相互關系有了更為深刻的理解。本研究旨在深入分析家禽腸道微生物群對機體免疫功能的作用,為腸道菌群與抗病之間的研究提供新思路,為家禽養殖提供實用的指導與借鑒。
關鍵詞:腸道菌群;微生物;家禽;免疫功能;抗病
中圖分類號:S858.3 文獻標識碼:C 文章編號:1673-1085(2025)03-0114-04
腸道不僅是消化系統的重要組成部分,同時也是家禽體內最關鍵的免疫器官,對機體保持正常的營養轉換和維持免疫防護功能至關重要。微生物群體是腸道內不可或缺的構成要素,擁有龐大的數量和豐富的種類。腸道菌群不僅可以調節腸道微生態平衡,同時可以調節機體的生理活動,具有抗菌、消炎作用,進而為整體健康帶來益處[1]。腸道微生物群主要包括細菌,同時也涵蓋真菌、酵母、病毒及古菌等,這些微生物與宿主共同進化,形成互相依存的微觀生態系統。在飼用類抗生素被禁用的養殖環境下,家禽腸道內由細菌引發的病癥變得更加普遍,其中有些疾病還能夠傳給人類,主要包括彎曲桿菌、沙門氏菌以及大腸桿菌等[2]。但是,家禽腸內的微生物菌群不僅含有這些有害菌,更多含有益生菌等有益菌群,各個菌群之間存在錯綜復雜的相互作用。家禽在健康狀態下,腸道內的有益菌群可以有效抑制有害菌群的定植和增長,對宿主的免疫機能和機體健康發揮著關鍵的作用。本文主要概述家禽腸道微生物的構成,并探討了這些微生物及其代謝產物如何調節腸道的免疫功能,增強機體免疫力,為深入研究優化家禽腸道健康及增強機體免疫能力提供理論依據。
1" 家禽腸道微生物組成
家禽消化系統內的微生物群落主要由細菌、真菌、病毒及原生生物構成。這些微生物共同構建了腸內一個復雜的生態網絡,其中細菌群落處于核心地位。家禽腸道菌群的豐富度受飼料類型、性別、年齡和個體差異等因素的影響,并且在不同腸道區域,微生物的分布存在差異。腸道內的細菌類微生物主要有變形菌門、厚壁菌門、放線菌門和擬桿菌門等,其中擬桿菌門和厚壁菌門的豐度達到了80%以上,是最關鍵的細菌菌群,發揮著關鍵的生理作用[3]。腸道內的真菌類微生物以酵母和霉菌為主,雖然其數量沒有細菌多,但也是維持腸道健康和機體正常代謝的重要角色。腸道病毒組的主要成分是噬菌體,噬菌體可以改變微生物的群落結構,從而影響腸道健康和機體免疫。原生生物主要包括弓形蟲和隱孢子蟲,這些原生生物會引起腸道疾病,對家禽的免疫機能和健康造成不良影響。
嗉囊是家禽腸道的第一器官,其中含有大量微生物,以乳酸桿菌為主,能夠產生豐富的乳酸及短鏈脂肪酸。這些微生物對食物具有初步發酵作用,相當于食物的首次消化過程,并且生成的有機酸有助于抵御外界病原菌的侵襲。家禽肌胃對營養物質的分解,特別是蛋白質的分解至關重要,肌胃內聚集了較高濃度的乳酸桿菌、腸球菌以及具有乳糖調控功能的腸桿菌。家禽小腸中微生物的數量最多,主要包括大腸桿菌、梭狀芽孢桿菌、腸球菌和乳酸菌,每類菌的密度波動也比較大,相較之下,密度較低的微生物菌群更有利于家禽對飼料中營養物質的吸收利用,因為低密度菌群會減少宿主和微生物之間的競爭[4]。十二指腸是調控腸道內微生物密度的重要部位,是因為十二指腸內含有膽汁和胰腺分泌物,環境內pH值比較低。盲腸是腸道微生物定植的主要區域,微生物密度較高,屬于厭氧發酵較為活躍的場所,因此,該部位發酵消化家禽飼料的能力較強,發酵產生的短鏈脂肪酸也較多,主要包括乙酸、丙酸和丁酸。腸桿菌、梭菌科、鏈球菌科和乳桿菌科等微生物廣泛分布于家禽胃腸道的多個部位,它們的分布也遵循一定的規律,對于維持腸道微生物群、家禽免疫系統和代謝功能之間的穩定“生態平衡”方面發揮著至關重要的作用。以上這些微生物在腸道不同區域的有序分布,構成了家禽的胃腸消化免疫系統,對維護其腸道健康和家禽機體免疫至關重要。
2" 家禽腸道菌群的生理功能
2.1" 對小腸發育的影響
家禽的營養吸收主要依賴于小腸的功能,其中腸絨毛的高度與隱窩深度是評估其消化吸收功能的關鍵因素,二者比值增大意味著吸收效率的提高。研究表明,小腸內的益生菌發酵產生多糖,生成短鏈脂肪酸,可以促進腸上皮細胞的增值與分化,從而提升絨毛高度,增強小腸的消化吸收功能。腸道菌群還有助于小腸黏膜的生長發育,刺激黏膜細胞增殖,增加黏膜厚度,優化黏膜結構,改善腸道健康。腸道微生物能夠分泌多種消化酶,主要包括脂肪酶和蛋白酶等,這些酶有助于小腸對飼料中營養物質的消化吸收。這些微生物能夠激活腸道免疫細胞,提升機體的免疫能力。研究發現,腸道菌群能夠激發IgA的分泌,而IgA是家禽腸道免疫系統的主要抗體之一,可有效抵御病原微生物對腸道的侵害,微生物代謝產生抗菌肽和短鏈脂肪酸也是抗菌物質,與IgA共同對抗病原微生物[5]。腸道菌群與病原菌的競爭關系也可以有效抑制病原菌的生長繁殖,對小腸的正常發育起到至關重要的作用。
2.2" 對營養物質代謝的影響
腸道微生物群在家禽的能量轉換、蛋白質與脂肪的代謝過程中扮演重要角色。碳水化合物是能量的主要來源,可以直接被家禽消化利用,但是未消化吸收的部分,會在盲腸微生物的作用下發酵,生成短鏈脂肪酸,脂肪酸會通過過糖異生作用再次為腸道和機體提供能量。
同時,腸道微生物群通過優化腸道結構參與能量代謝,增強能量利用效率。腸道微生物的全基因組富含與氨基酸代謝有關的基因,可以通過調節基因表達來影響蛋白質的代謝。一些微生物還能直接代謝氨基酸,并分泌蛋白酶、肽酶等消化酶。此外,微生物發酵產生的短鏈脂肪酸還會參與甘油三酯的合成和脂肪的沉積,或通過調控脂肪代謝相關基因和蛋白的表達,進而影響脂肪合成和沉積[6]。
2.3" 對家禽生長性能的影響
腸道微生物群對家禽生長性能的影響表現在其促進腸道成長、提升營養素的消化與吸收能力及強化免疫防御機制等方面。其中,乳酸菌屬能夠有效遏制脫硫弧菌的繁衍,有效預防腸道疾病,有助于幼雞的正常生長發育。此外,雙歧桿菌和乳球菌在腸道中的增加有助于提高家禽的體重。然而,一個失衡的微生物環境會導致有害微生物的增加,它們產生的代謝廢物和分解的膽汁酸將對家禽的成長及脂肪的代謝產生不利影響。同時,腸道微生物群與家禽的器官發育也存在一定聯系,如胸腺、卵巢、脾臟等關鍵器官的發育與腸道菌群密切相關[5]。
3" 腸道微生物菌群與致病菌的作用關系
3.1" 直接殺死病原菌
益生菌在腸道內能夠直接殺死某些病原菌,阻止其在腸道中的定植和繁衍。主要是因為益生菌可以分泌細菌素,它是一種具有廣譜抗菌特性的堿性多肽物質,對真菌類和革蘭氏陽性菌具有一定的殺滅效果。其主要作用機理是破壞目標細菌的細胞膜,導致內部物質泄漏,進而引發細胞死亡,直接抑制目標病原菌的生長繁殖[7]。
3.2" 與病原菌競爭營養和生態位
家禽腸道中寄居著眾多微生物,形成腸道微生物群的過程被認為主要受腸道營養生態位的影響。其中,營養底物的限制是影響細菌間競爭的關鍵因素。部分微生物能夠高效地利用特定的營養源,使它們在腸道內成功定植。只有當外來的病原微生物能夠占據可以利用的營養生態位時,它們才能在腸道中定居。家禽腸道的穩定微生物群落如果已經占據了腸道內所有的營養生態位,那么病原微生物在沒有生態位的環境條件下無法存活[8]。
3.3" 產生抑菌代謝物
腸道微生物生成的某些代謝產物能夠對腸道內的病原微生物起到抑制作用。在這些代謝產物中,短鏈脂肪酸被視作是抑制病原體的關鍵成分,短鏈脂肪酸中的乙酸、丙酸以及丁酸等具備抑制多種細菌的能力,能夠對抗如彎曲桿菌、沙門氏菌及大腸桿菌等有害細菌。這些短鏈脂肪酸主要是通過腸道微生物的發酵過程自然合成,尤其是厚壁菌門的菌株在產生短鏈脂肪酸方面展現出較高的物種多樣性,而放線菌門、擬桿菌門和變形菌門等也能產生一定量的短鏈脂肪酸[9]。
4" 腸道菌群對宿主免疫的影響
初生家禽的免疫系統尚處于發展階段,在其成長過程中,受日齡、飼料、養殖環境等多條件的作用,外部微生物進入腸道并逐步建立起一個繁雜而穩定的微生物環境。當腸內微生態達到成熟狀態后,它能夠有效地防御外界病原體的侵襲,并將之排出。家禽的腸道菌群有助于宿主全身免疫系統的構建,其調節免疫功能主要依賴以下途徑。首先,微生物可以改變腸道內淋巴細胞中的免疫細胞布局。其次,微生物通過調整其菌落構成及腸道黏膜相關的基因活性,對宿主的免疫應答產生影響。微生物作為抗原物質,能夠激發家禽局部或全身的機體特異性免疫應答。腸道菌群還能促進免疫器官的生長,增加家禽脾臟、胸腺和法氏囊指數,增強機體抵抗力[10-11]。除了腸道菌群的直接作用外,微生物代謝產生的小分子代謝產物可以被免疫系統識別,也會影響機體的免疫能力,比如正丁酸,作為腸道微生物的代謝產物,可以有效抑制腸道的炎癥反應,具有消炎抗菌作用,并且可以調節T細胞功能,影響機體免疫[5]。
5" 小結
綜合以上分析表明,宿主的抵抗力與腸道微生物功能緊密相連。腸道菌群對于調控家禽的免疫系統起著至關重要的作用,尤其是腸道菌群與腸道免疫系統間的相互影響。為了更高效地發揮腸道菌群在免疫功能上的潛力,研究人員還需深入研究特定腸道菌群如何促進機體免疫反應的強化,進而有效激發腸道非特異性免疫的活力。確保家禽的健康成長和生產效率,進而提升養殖的經濟效益。
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通信作者:陳小琴(1990—),女,主要從事畜牧技術推廣工作,E-mail:1150669379@qq.com