仔猪肠道微生态的研究进展

        动物肠道中栖息着复杂多样的微生态区系。该区系对宿主的生长和健康意义重大。对仔猪而言,肠道中微生态菌群的组成及变化和仔猪腹泻息息相关,直接影响着仔猪的健康,而且仔猪生产是整个养猪生产过程中最重要的一个环节。仔猪往往会由于微生物感染或者营养失衡引起腹泻。猪出现脱水。体重下降,生产性能降低,并普遍出现病状,传统上预防这些最有效的方法是通过往饲料中添加低剂量的抗生素。被用作生长促进剂和治疗胃肠道感染。消除饲料中抗生素是一个专题领域的研究,因为饲料中使用抗生素对出现的耐抗生素性细菌对人类医学造成了压力,因此要求取消抗生素在猪饲料中的应用。然而,饲料使用抗生素的去除导致猪的消化道和呼吸道感染上升。使猪在生产过程中使用抗生素治疗的增加。因此,仅仅去除饲料使用抗生素是不够的,饲料添加剂需要有除抗生素外的具有抗菌活性的物质。

1 仔猪肠道微生物

        仔猪的胚胎处于无菌状态.分娩时由于仔猪受到母体产道、粪便及环境微生物的影响,在出生后的3~4 h,肠道内开始检出大肠杆菌和链球菌。兼性厌氧菌作为第一批在仔猪肠道定植的菌株是由于仔猪初生时肠道内环境中高溶解氧。高氧化还原电位等选择的结果。动物初生24 h之后,大肠杆菌和链球菌菌数达到108.48 h仔猪肠道内开始出现可以在微氧环境中生存的乳酸杆菌,72 h专性厌氧菌、拟杆菌开始在肠内定植。然而以上的描述只是一个理论模式,仔猪体内的菌群发育情况因个体差异而有所不同。Muralidhara(1977)的研究报告指出,仔猪出生后4 h粪便中可以检测出乳酸杆菌,而8 h之后才检测出大肠杆菌。Monghan(1992)发现乳酸杆菌和大肠杆菌最初出现在仔猪粪便中的时间,各仔猪明显不同,从25 h开始到出生后7 d都有发生。由表1可知,健康仔猪消化道内总菌数为1O.28,占优势的菌群分别为双歧杆菌10.22、梭菌8.95、乳酸杆菌8.9O、肠杆菌8.57、肠球菌8.37。不同部位总菌数差异不显著,十二指肠相对略高于其他部位2。优势菌群随着不同部位变化有所差异。不同部位优势菌群依次为.胃:双歧杆菌>乳酸杆菌>肠杆菌>/J-~梭菌>肠球菌>类球菌>韦荣氏球菌>葡萄球菌:十二指肠:双歧杆菌>乳酸杆菌>肠杆菌>小梭菌>肠球菌>类球菌>韦荣氏球菌>葡萄球菌;回肠:双歧杆菌>肠球菌>肠杆菌:小梭菌>乳酸杆菌>类球菌>韦荣氏球菌>葡萄球菌:盲肠:双歧杆菌>小梭菌>肠杆菌>肠球菌>乳酸杆菌>类球菌>韦荣氏球菌>葡萄球菌;直肠:双歧杆菌≥乳酸杆菌>小梭菌>肠球菌>肠杆菌>类球菌>韦荣氏球菌>葡萄球菌2。Katouli(1995,1997)用分子生物学的方法研究仔猪的肠道菌来源,发现母猪是仔猪前两周内肠道微生物的主要污染源。然丽对大肠杆菌基因型的分析却证明环境因素同样起了很大的作用。仔猪从出生到断奶后肠道菌的组成一直在发生连续的变化,一般认为直到育肥期才趋于平衡。通过对猪粪便中分离的DNA.纯化DNA后使用16rRNA的DNA引物进行扩增反应,扩增的DNA克隆和测序。得到384种不同微生物细菌。在小肠中估计有500种不同细菌。出生仔猪免疫系统不断发育.但到了4周龄甚至更久才能有较完整的主动免疫功能。如果4周龄前断奶.由于仔猪粘膜免疫系统发育还不健全.饲料中往往缺乏调节因子,易形成断奶综合征,如仔猪腹泻、生长缓慢等。Karput IM6等发现出生5 d的仔猪.每天饲喂1次芽孢杆菌或者乳酸杆菌,饲喂1个月.可以显著增加血液中免疫球蛋白的浓度,提高嗜中性粒细胞中过氧化物酶的活性及血清的杀菌力;粪中双歧杆菌和乳酸杆菌的数量增加,从而提高仔猪的健康水平。

 

2 肠道菌群与腹泻的关系

        大肠杆菌、韦氏梭菌、链球菌、乳杆菌、拟杆菌是仔猪胃肠道的主要菌群。仔猪腹泻通常与大肠杆菌增殖密切相关,大肠杆菌数量增加,破坏了仔猪胃肠道内微生物区系平衡。而大肠杆菌可利用肠道内的蛋白质和氨基酸产胺.胺刺激粘膜,导致肠道分泌。加速食糜通过,导致内毒素、外毒素的吸收,肠内渗透压升高,出现渗透性腹泻。当仔猪正常微生态平衡在外界影响下,由生理性组合转变为病理性组合的状态一动物微生态失调时,机体即会发生病变。一般认为,腹泻影响肠道菌群的构成.肠道菌群异常也容易引起腹泻。消化、吸收、分泌、免疫机能等均正常时,肠道菌群也维持平衡状态。但是,当外来病原菌等所致肠道感染或摄食量突变时,肠道菌群平衡被破坏,大肠里的细菌增加,或在小肠里增殖,形成异常菌群,生成的有害物质使肠蠕动和分泌发生异常,并导致免疫功能下降。这时,会很快出现腹泻和肠炎,结果肠道菌群进一步恶化。各种应激和摄人大量病原菌等情况下,胃肠道环境发生变化,pH值上升,大肠杆菌等病原微生物大量繁殖.胃蛋白酶活性下降,导致仔猪腹泻严重,生长停滞和健康受损.肠道微生物菌群变化主要表现在:断奶仔猪肠道内乳酸杆菌数量呈线性降低趋势,早期断奶后7~10 d.较哺乳仔猪降低14.3% ,断奶仔猪大肠杆菌数量呈线性增加趋势,早期断奶后1周,较哺乳仔猪增加5.4%。仔猪的腹泻及严重程度与大肠杆菌的增殖及增殖程度呈正比例关系。大肠杆菌分解蛋白质产生有毒物质胺, 自身增殖过程中产生内外毒素,刺激肠道分泌,加速吸收,产生渗透性、中毒性腹泻。胃肠内容物pH值变化。断奶仔猪胃内容物pH值升高一周后逐步回落。早期断奶后第二天,较哺乳仔猪pH值升高43.5% 。早期断奶后第6 d,pH值可达8.03,然后回落。断奶仔猪胃肠道pH值升高与乳酸杆菌减少互为因果,相互促进,导致恶性循环。大肠杆菌的增殖进一步起到抑制乳酸杆菌的作用。生产实际中,仔猪断奶5~7 d为腹泻高峰期。这与其胃肠道菌群和DH值变化规律是一致的。胃肠道消化酶活性降低,由于仔猪断奶后胃肠道内pH值升高,蛋白酶原等难以被激活或活性降低,影响饲料消化。断奶后1~2周内消化酶活性下降,这是仔猪同期消化不良、生长抑制的重要原因。黄、白痢是仔猪常发生的肠道传染病。发病率高,严重影响仔猪的生长发育,甚至引起死亡,给畜牧业造成了很大损失.病源性细菌感染是引起仔猪下痢的主要原因之一。在长期进化过程中,微生物与动物体及环境间形成了相互依赖、相互制约的微生态系,在微生态平衡状态下,动物肠道中的正常微生物群对肠道的结构和功能,对增强机体免疫能力、抵抗疾病有重要作用:当微生态平衡被破坏,肠道中某些致病菌和条件致病菌大量增殖时,动物便会发病。因此,研究仔猪肠道中的菌群及其变化规律.对于防治仔猪疾病、促进仔猪健康成长、提高生产性能具有重要意义。断奶是仔猪生长中的一个关键时期.由于食物状态、营养成分及生理状态的改变。必然引起肠道菌群大调整。以建立新的微生态平衡,此时易发生菌群失调,引起仔猪下痢或其他疾病。与健康仔猪相比,下痢仔猪肠道中肠球菌、梭菌和乳杆菌的数量明显低于健康仔猪。乳杆菌是猪肠道正常菌群中的重要优势菌,对其作用已非常肯定。有试验结果发现.下痢仔猪肠道中数量明显少于健康仔猪的菌群正好是仔猪肠道中占绝对优势的乳杆菌、肠球菌和梭菌,尤其在结肠中肠球菌及梭菌的差异已达到显著水平fP>o.05),而且在这3种细菌中以乳杆菌数量下降的幅度最大。这说明微生态失调不只是某一种微生物数量变化的结果,肠道内微生态平衡的维持也不只是某一种微生物的作用.而是整个优势菌群作用的结果,整个优势菌群的数量和比例对肠道内环境,对维持微生态平衡,保持仔猪的健康状态有着重要意义。

3 仔猪大肠杆菌病的防治

3.1 初生仔猪肠道接种益生菌

        仔猪阶段是大肠杆菌的重点防治阶段。若在仔猪阶段过多依赖抗生素。则不利于其正常微生物区系的建立.一旦产生了抗药性的有害菌株在肠道中定植下来,导致的结果是必须使用更大剂量的抗生素才能抑制或杀死这些菌株,而由此又会产生更强抗药性菌株,如此形成恶性循环。因此,在仔猪阶段使用好的活菌制剂。比使用抗生素更会产生较长远的有利影响。一般可在仔猪出生后抹嘴或灌服微生态制剂,从而使益生菌在消化道大量增殖。占据肠道粘膜上皮绒毛细胞上特异性受体,并调节肠道菌群的平衡,抑制肠道病原菌生长,从而达到防治新生仔猪大肠杆菌病的目的。研究者在哺乳l~7 d母猪的乳头涂抹益生菌。哺乳断奶全程添加0 75%加益生素。试验结果表明:试验组哺乳仔猪腹泻率低于对照组fP>0.05),断奶仔猪腹泻率比对照组低46.56%。研究表明。仔猪胃肠道微生物的定植规律为先需氧菌或兼性厌氧菌.随后才是厌氧菌。厌氧菌虽然后定植,在数量上却占99% 以上。为优势菌群,对保持肠道一定的生态平衡起到了较大作用,剩余的不到1%为兼性厌氧菌和需氧菌。所以在仔猪出生后给其服用含有需氧菌和厌氧菌的微生态制剂可以起到预防大肠杆菌的作用, 而且在时间上尽量靠前较好。

3,2 仔猪断奶后肠道菌群的维护

        大肠杆菌是存在于猪消化道内的常在菌。早期寄生在仔猪结肠内,哺乳期因母源抗体及乳中其他抑制物的存在抑制了该菌的繁殖.故此时的大肠杆菌无致病效果。当仔猪断奶后,仔猪本身肠道粘膜形态发生变化,消化酶水平下降.对饲料营养物质消化吸收减少,蛋白质在肠道后段腐败发酵增多.母源抗体供应中断。免疫力下降等,这些变化为致病大肠杆菌的大量繁殖提供了有利条件.因此断奶仔猪容易发生大肠杆菌性腹泻。据张振斌等(2000)试验,断奶第六天肠道内大肠杆菌较哺乳仔猪增加5.4% ,断奶第九天乳酸杆菌数量较哺乳仔猪降低14-3%。另据张国龙等(1994)报道,在35日龄断奶仔猪日粮中添加0.2%~0.4%的微生态活菌制剂一种蜡样芽孢杆菌产品),可使粪中大肠杆菌总数明显降低(P<0.05)。所以,在断奶仔猪阶段使用微生态饲料,对预防大肠杆菌病是至关重要的阶段.也得出了同样的结论,且长期使用效果更佳。

3.3 应激情况下调理肠道微生态平衡

        外界气温剧变.仔猪断奶、免疫、出售时捉拿及圈舍调换的刺激.饲料的突然改变, 由依附母猪的生活变成完全独立生活等因素都会引起仔猪应激反应。由于断奶仔猪体重小,体内神经调节机制还没有完全发育成熟,对外界因素的刺激适应性差。再加上胃肠道发育不完善。容易造成小肠机能紊乱,从而导致应激性腹泻。以拉未消化完全的稀粪为主要表现。一般对仔猪的精神影响不大。死亡率不高,但仔猪体重会急剧下降。乔宏宇(1993)研究发现。当仔猪处于应激期时是添加益生菌的最佳时期。且对处于应激条件下的动物发病有很好的预防效果。所以在进行造成猪应激的管理措施和剧烈天气变化前后使用微生态饲料,特别是在冬春季节。及时做好应激预防工作.对减少猪大肠杆菌感染诱因有较大意义。

3.4 通过饲喂母猪,降低大肠杆菌感染机会

        母猪是仔猪前2个星期内肠道微生物的主要污染源.大肠杆菌由母猪粪便排出体外,污染饲料、水和环境,通过消化道感染仔猪。可见调节母猪肠道内菌群状态,降低母猪分泌物、排泄物中致病菌数量.可以减少新生仔猪对有害菌的接触,保持机体健康。所以给怀孕后期至哺乳结束的母猪饲喂微生态饲料,调节母猪体内有害菌的含量,可以降低仔猪感染大肠杆菌的机会。起到预防仔猪大肠杆菌病的作用。

3.5 用于疾病辅助治疗和病后恢复

        微生态制剂在治疗突发性疾病方面效果不理想.所以在动物发病期。可先选用针对性较强的抗生素杀灭或抑制致病微生物的繁殖,控制疾病的蔓延。但抗生素在杀灭致病菌的同时,动物体内的正常菌群也遭到破坏。此时应及时引入微生态制剂.通过其独特的益生作用,使紊乱的肠道菌群平衡得到恢复。但须注意微生态制剂是活的微生物,不要与抗生素同时使用,要有一定的间隔时间。此所谓微生态制剂与抗生素的协同作用。据杜贵兰等报道先用抗生素杀灭肠道病菌,清除障碍,扫清道路。可使微生态制剂比较容易地在肠道内建立全新的微生态体系。曹国JE(1997)m~毒芽孢杆菌治疗仔猪黄痢和白痢,均取得了明显疗效,前者的治愈率分别达96%和94%,后者分别为97%和94% 。朱万宝(1999)用包含腊样芽孢杆菌、粪链球菌等4种微生物的活菌制剂在治疗仔猪腹泻时也取得了相似效果。

3.6 净化养殖环境,降低大肠杆菌感染机会

        大肠杆菌广泛地存在于养猪环境中,如被粪便污染的地面、水源、饲料及其他物品中,仔猪拱食后极易感染。如果将微生态制剂喷洒到环境中,当这些存活的益生菌通过呼吸道或消化道进入猪体内后.就可以同时到达胃肠内,起到同大肠杆菌斗争的作用。所以使用微生态饲料添加剂对环境实施喷雾预防,是可以起到一定的预防效果的。需要指出的是微生态制剂中的益生菌一部分在环境中可长时间存活,一部分只能短时间存活,所以需要对猪舍,特另Il是仔猪舍要勤喷洒。另外,现在的微生态制剂产品中有的含有用于环境净化的益生菌菌种.在给仔猪接触物接种益生菌的同时.还可以减少养殖环境中有害菌数量。从而减少仔猪和大肠杆菌的接触机会。使用微生态饲料除把握以上使用时机外,还须注意:(1)建立数量优势。益生菌过少起不到抑制病源菌,改善肠道微生态平衡的作用。据马立安报道,活菌制剂以芽孢杆菌制剂为例,必须达到每克含有10亿个活菌,添加量占日粮的0.1%~2% 时方能发挥有效作用。(2)连续应用。现有产品中的益生菌在肠道粘膜的粘附定植性一般不是很好,需要连续应用。在肠道逐渐定植形成优势菌群后才能发挥作用。据张寿扬报道.用含蜡样芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌的微生态制剂作试验,连续添加组的效果明显优于另一组。通过查阅国内外仔猪肠道微生态研究相关文献.发现仔猪的微生态活菌主要有枯草芽孢杆菌、嗜酸乳酸杆菌、地衣芽孢杆菌、双歧乳杆菌、腊样芽孢杆菌、粪链球菌等能够预防仔猪腹泻,提高仔猪生产性能。国外研究有菊粉、马铃薯蛋白、马铃薯淀粉、葡糖酸、丁酸钠、甘露蜜寡糖和螯合锌、豆粕和菜籽粕非淀粉多糖水解产物等与仔猪胃肠道关系的研究。目前需要继续评估饲料添加剂对仔猪预防腹泻和营养改善方面的促进作用。推行仔猪早期断奶新技术,保障猪体健康及其生长潜力的发挥.并开发出一系列的具有不同作用效果的营养调控物质(也称营养代谢调节剂)来提高仔猪的生长性能.为后期的快速生长,提高经济效益打下良好的基础。

 

 

 

 

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