探索豬的腸道微生態系統

2017-02-12 20:39:46 點擊：

豬的腸道內微生物種類繁多，數量龐大，這些微生物與宿主之間形成一個微生物系統，其中優勢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保持一定比例，處于一種動態平衡的狀態。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，抵御外來病原菌，提供營養等多重功效。這種動態平衡的微生物體系一旦被破壞，豬只就會出現消化功能紊亂，進而表現出生長不良、免疫力低下、腹瀉、便秘、脹氣等一系列問題。所以，維持腸道微生物系統的平衡與穩定，對動物健康，特別是對幼小動物的生長發育有著重要作用。

　　乳仔豬消化道微生物區系的建立

　　研究表明，動物出生前胃腸道是無菌的，但是出生后3~4h，腸道內可檢測出細菌。豬出生后1周，其腸道內可形成定型菌群，優勢菌為厭氧菌(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，而大腸內這一比例可達1000：1。到8~22日齡時，則以雙歧桿菌、類桿菌、乳桿菌、大腸桿菌和消化球菌占優勢。

　　仔豬消化道微生物首先來源于出生過程中母體的感染，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。厭氧菌在開始時之所以不能定植是因為生存環境中有許多氧，在需氧菌和兼性厭氧菌生長一段時間后，氧氣被大量消耗，厭氧菌才能生長和定植，并在數量上占據首位。

　　影響微生物區系建立的因素：

　　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格厭氧菌的數量，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，這樣的環境使一些種類的微生物能通過胃生態體系而快速定植于腸道的不同部位。

　　環境因素：如溫度和飼養環境的衛生狀況等均影響菌群的建立。

　　消化道不同的生態環境：一旦固有菌群成功建立，就很少發生變化，甚至在仔豬開始飼喂固體飼料時也如此。一些次級的固有菌群的定植發生在仔豬斷奶后。

　　消化道微生物的分布及生理作用：

　　動物消化道內存在著龐大的微生物體系，如：豬胃腸道微生物數量是體細胞的10倍，有30 多個屬、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路菌群，前者是指在消化道中占有特定區域的微生物，后者指那些不能在健康動物消化道內長時間滋生的微生物。

　　胃：因pH值過低，不適合多數微生物的生長，微生物的種類和數量都很少。只有乳桿菌、腸細菌、鏈球菌和芽孢桿菌等少數細菌可以存活。

　　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，是因為胃酸將來自口腔和食物中的微生物殺死，而且該段腸道蠕動快、飼料停留時間短、膽汁有殺菌作用等的緣故;從十二指腸到回腸末端，總菌數和活菌數是逐漸增加的，且發酵速度也加強;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。

　　小腸中分離出來的主要細菌包括乳桿菌、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：微生物數量最大，主要是嚴格厭氧菌，也有兼性厭氧菌。大腸細菌主要為革蘭氏陽性菌，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。豬大腸內的總菌數和活菌數在消化道生態系統中數量最大。

　　未消化的食物殘渣在大腸中流動速度慢，因而有相當數量的物質可被用來發酵。豬盲腸體積大，而且有大量食物停留，所以其中的細菌群落數量大、種類多。盲腸食糜中的細菌濃度估計為2.37?1010個/g，粘附于盲腸壁的細菌數量大約為2.67?107個/cm2組織表面積。盲腸內主要的革蘭氏陽性菌、瘤胃類桿菌和反芻月形單胞菌屬分別占35%和21%;結腸內容物細菌濃度估計為1.33?1011個/g，粘附于結腸壁的細菌數量大約為5.7?107個/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：維持相對穩定的腸道正常微生物體系，對于動物健康具有重要意義

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

　　生物拮抗：對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，預防細菌性腹瀉等腸道疾病。

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