陳 欣 李元曉 吳秋玨 豆夢瑩

(河南科技大學(xué)動物科技學(xué)院，洛陽 471000)

當(dāng)前，為提高養(yǎng)殖效率，追求經(jīng)濟(jì)效益，養(yǎng)殖模式趨向集約化，導(dǎo)致家畜飼養(yǎng)密度過大，活動空間受限，使畜禽容易出現(xiàn)應(yīng)激反應(yīng)[1]。并且，隨著全球氣候變暖，熱應(yīng)激已成了危害家畜機(jī)體健康的重要因素之一，尤其是在夏季，家畜容易受到熱應(yīng)激[2]。當(dāng)家畜受到熱應(yīng)激時，其腸黏膜的結(jié)構(gòu)完整性受損，上皮細(xì)胞脫落，固有層裸露，腸絨毛縮短，腸黏膜屏障遭到嚴(yán)重破壞[3-5]，腸道內(nèi)菌群失衡，營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收受到影響，生產(chǎn)性能下降，免疫防御系統(tǒng)也遭到破壞。近些年來，小腸受到熱應(yīng)激后的損傷修復(fù)一直是國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)。

1 熱應(yīng)激及其對動物腸道的損傷

機(jī)體受到外界高溫刺激時會產(chǎn)生非特異性應(yīng)答反應(yīng)，稱之為熱應(yīng)激。對于恒溫動物來說，當(dāng)外界溫度高于動物的臨界溫度時，機(jī)體可通過增加散熱、減少產(chǎn)熱的方式來保持體溫恒定。然而，隨著外界溫度持續(xù)升高，機(jī)體的動態(tài)平衡被打破，往往引起嚴(yán)重的熱應(yīng)激。當(dāng)家畜處于高溫環(huán)境時，交感神經(jīng)興奮，去甲腎上腺素分泌增多，甲狀腺素分泌減少，胃動素分泌減少，致使胃腸道蠕動減慢，小腸排空延遲，影響家畜機(jī)體對食物的消化吸收。另外，在動物機(jī)體啟動散熱機(jī)制時，機(jī)體的血液重新分布，血液從溫度最高的身體中心流到能蒸發(fā)散熱的部位，當(dāng)皮膚等部位的血流量增大時，流經(jīng)內(nèi)臟、腸道等消化器官的血液減少[6-7]，導(dǎo)致腸道缺血、缺氧[8-11]；腸黏膜的微循環(huán)結(jié)構(gòu)特殊，對缺血、缺氧極其敏感，胃腸道黏膜上皮細(xì)胞受損后再生能力下降。熱應(yīng)激導(dǎo)致機(jī)體腸道黏膜形態(tài)破壞，上皮細(xì)胞脫落，固有層裸露，腸絨毛變短，腸道通透性增大，腸黏膜屏障機(jī)能破壞。熱應(yīng)激造成的動物腸道損傷不僅影響胃腸道對飼糧中營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，而且導(dǎo)致其采食量下降，生產(chǎn)性能降低[12-13]，還會致使有害物質(zhì)極易穿過腸道屏障進(jìn)入機(jī)體，誘發(fā)疾病[14-15]，嚴(yán)重破壞機(jī)體免疫防御系統(tǒng)，從而給畜牧養(yǎng)殖業(yè)造成巨大損失。

2 熱應(yīng)激造成家畜小腸損傷的修復(fù)及機(jī)理

熱應(yīng)激造成的小腸損傷的修復(fù)日益引起國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。近年來，國內(nèi)外學(xué)者采取不同的方法對因熱應(yīng)激造成家畜的腸道損傷進(jìn)行修復(fù)，本文主要從中草藥及其提取物、氨基酸、益生菌方面進(jìn)行總結(jié)。

2.1 中草藥及其提取物對熱應(yīng)激造成的家畜小腸損傷的修復(fù)及機(jī)理

由于中草藥中含有多種營養(yǎng)成分和天然化學(xué)成分，能防治疾病，還能促進(jìn)動物生長，增強(qiáng)免疫機(jī)能，提高機(jī)體抗病能力。中草藥種類繁多，可單獨(dú)使用，也可將不同種中草藥按一定比例配制成中草藥復(fù)方使用。部分中草藥對動物機(jī)體有增強(qiáng)免疫、抑制有害腸道菌群等作用，可用于熱應(yīng)激造成的損傷的修復(fù)。

腸黏膜是動物機(jī)體抵抗病原微生物進(jìn)入機(jī)體的第1道防線。王自力等[16]研究發(fā)現(xiàn)，熱應(yīng)激狀態(tài)下十二指腸和空腸黏膜遭到破壞，給熱應(yīng)激環(huán)境下的肉兔飼喂含有中藥復(fù)方的飼糧，由于中藥復(fù)方具有清熱解暑、維護(hù)機(jī)體的代償能力和抗氧化能力的功能，從而發(fā)揮了維持腸黏膜結(jié)構(gòu)正常的功效。徐光科等[17]研究發(fā)現(xiàn)，給熱應(yīng)激狀態(tài)下的公雞飼喂含有由石膏、藿香、蒼術(shù)、黃柏等比例組成的配方Ⅰ和由蒼術(shù)、黃柏、石膏、藿香按1.0∶1.0∶0.5∶1.0組成的配方Ⅱ的飼糧，發(fā)現(xiàn)配方Ⅰ和配方Ⅱ均能促進(jìn)高溫狀態(tài)下雞腸道杯狀細(xì)胞數(shù)量的增加，腸黏膜中的杯狀細(xì)胞可分泌黏蛋白，該蛋白與水形成的“黏液屏障”可起到機(jī)械保護(hù)作用，并且配方Ⅰ對雞小腸修復(fù)作用優(yōu)于配方Ⅱ。中草藥中的多糖成分具有免疫促進(jìn)作用，藿香含有多糖成分。沈萍等[18]在熱應(yīng)激狀態(tài)下的蛋雞飼糧中添加由藿香、薄荷、知母、紅景天等7種中草藥組成的方劑，發(fā)現(xiàn)可以反映小腸局部黏膜免疫防御功能完善程度的腸道上皮淋巴細(xì)胞數(shù)量和濃度均提高。白細(xì)胞介素-2(IL-2)是機(jī)體內(nèi)重要的淋巴因子，是評價(jià)機(jī)體細(xì)胞免疫的重要指標(biāo)。段美玲等[19]研究發(fā)現(xiàn)，小鼠十二指腸、空腸、回腸黏膜中IL-2水平在熱應(yīng)激狀態(tài)下均降低，給熱應(yīng)激狀態(tài)下小鼠服用中藥抗應(yīng)激沖劑后IL-2水平回升。Shi等[20]研究發(fā)現(xiàn)，灌服中草藥添加劑和同時灌服中草藥添加劑和維生素C均能促進(jìn)淋巴細(xì)胞和杯狀細(xì)胞的生成，但是同時灌服中草藥添加劑和維生素C對緩解蛋雞熱應(yīng)激有更好的效果。白藜蘆醇具有抗氧化、抗炎癥的作用。劉麗莉等[21]研究表明，熱應(yīng)激組與常溫組對比，空腸絨毛高度及其與隱窩深度比值、杯狀細(xì)胞和淋巴細(xì)胞數(shù)量降低，隱窩深度增加，在處于熱應(yīng)激狀態(tài)下的烏骨雞飼糧中添加400 mg/kg白藜蘆醇后，空腸絨毛高度及其與隱窩深度比值、杯狀細(xì)胞、淋巴細(xì)胞數(shù)量增加，隱窩深度變淺，同時還進(jìn)一步研究與熱應(yīng)激相關(guān)基因和蛋白的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)空腸黏膜熱休克蛋白70(HSP70)、熱休克蛋白90(HSP90)、核轉(zhuǎn)錄因子-κB(NF-κB)基因表達(dá)量升高，表皮生長因子(EGF)基因表達(dá)量降低，使用白藜蘆醇修復(fù)后發(fā)現(xiàn)HSP70、HSP90、NF-κB基因表達(dá)量降低，EGF表達(dá)量提高。厚樸酚是中藥厚樸提取物，具有抗菌、消炎作用。Mei[22]以小鼠小腸上皮細(xì)胞為研究對象，研究發(fā)現(xiàn)厚樸酚可緩解熱應(yīng)激造成的小腸上皮細(xì)胞G1期細(xì)胞周期阻滯，在厚樸酚濃度為20 μmol/L時效果最佳。阿魏酸是阿魏、川芎、當(dāng)歸等中草藥的有效成分。何莎莎[23]通過研究發(fā)現(xiàn)，阿魏酸可使絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)和NF-κB信號通路的激活受到抑制，炎性因子釋放減少，從而緩解熱應(yīng)激造成的大鼠小腸黏膜屏障的損傷，并能有效緩解熱應(yīng)激誘導(dǎo)的IEC-6細(xì)胞屏障功能損傷。中草藥在緩解奶牛熱應(yīng)激方面應(yīng)用比較廣泛。范彩云等[24]在熱應(yīng)激奶牛飼糧中添加柴胡提取物，其采食量、產(chǎn)奶量、乳蛋白含量升高，體細(xì)胞數(shù)量降低，說明添加柴胡提取物能夠緩解熱應(yīng)激。占今舜等[25]給熱應(yīng)激處理的奶牛乳腺上皮細(xì)胞培養(yǎng)基中添加不同劑量的苜蓿黃酮，發(fā)現(xiàn)苜蓿黃酮添加量為25 μg/mL時細(xì)胞活力最強(qiáng)，苜蓿黃酮添加量為50、75、100 μg/mL時，細(xì)胞的谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性升高，乳酸脫氫酶(LDH)活性和丙二醛(MDA)含量降低，但是，中草藥是否通過修復(fù)腸道損傷來緩解奶牛熱應(yīng)激還有待深入研究。由此可見，相關(guān)中草藥及中草藥提取物有修復(fù)熱應(yīng)激腸道組織形態(tài)、維持腸道屏障完整性、恢復(fù)動物機(jī)體免疫防御系統(tǒng)的功效。

2.2 氨基酸對熱應(yīng)激造成的家畜小腸損傷的修復(fù)及機(jī)理

早在20世紀(jì)70年代，Windmueller等[26]已經(jīng)研究證實(shí)小鼠小腸可分解代謝谷氨酰胺(Gln)、谷氨酸(Glu)及天冬氨酸(Asp)。大量研究表明，在豬、羊、奶牛上Gln可分解代謝產(chǎn)生精氨酸(Arg)、瓜氨酸(Cit)、丙氨酸(Ala)、Asp、鳥氨酸(Orn)等。現(xiàn)如今，越來越多的學(xué)者將氨基酸應(yīng)用于熱應(yīng)激造成的小腸損傷的修復(fù)。

高溫環(huán)境下，腸道受到損傷后，修復(fù)變慢，對營養(yǎng)物質(zhì)的主動吸收功能下降，家畜體內(nèi)合成的Gln不能滿足機(jī)體的需要，嚴(yán)重時，機(jī)體內(nèi)Gln甚至出現(xiàn)耗竭。Gln缺乏時家畜腸道腸黏膜固有層的功能和腸系膜淋巴細(xì)胞的增殖受到影響。Gln是腸道的主要能源物質(zhì)，可為腸道上皮細(xì)胞、淋巴細(xì)胞提供能源，從而促進(jìn)腸道損傷的修復(fù)[27-28]。戴四發(fā)等[29]給35日齡處于熱應(yīng)激狀態(tài)下的雞飼喂含有Gln的飼糧，發(fā)現(xiàn)Gln能將因熱應(yīng)激造成的十二指腸和空腸的相對重、絨毛高度、腸腺長度和肌層厚度、空腸絨毛寬度、回腸絨毛高度和腸腺長度的破壞恢復(fù)到正常狀態(tài)下的水平；康磊等[30]給不同日齡的肉雞以熱應(yīng)激環(huán)境，然后用含有不同水平Gln的飼糧進(jìn)行修復(fù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)肉雞十二指腸、空腸、回腸黏膜上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞的數(shù)量增加，改善了肉雞的腸道免疫功能。由此可見，家畜熱應(yīng)激后，給予家畜外源性Gln，可為腸黏膜上皮細(xì)胞和活化的淋巴細(xì)胞等提供能量，補(bǔ)充因熱應(yīng)激引起的Gln的缺乏，促進(jìn)腸道的修復(fù)。γ-氨基丁酸(GABA)是一種抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，對家畜有鎮(zhèn)定、改善焦慮、抵抗熱應(yīng)激的作用，并且GABA作為一種營養(yǎng)調(diào)控因子，可以間接轉(zhuǎn)化為Gln，而Gln是腸黏膜上皮細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的主要能源。梁臣等[31]為探究GABA的修復(fù)效果，使用不同濃度的GABA對熱應(yīng)激造成的雛雞腸道損傷進(jìn)行修復(fù)，通過測定雛雞小腸黏膜中的白細(xì)胞介素-7(IL-7)和分泌型免疫球蛋白A(sIgA)的含量得知熱應(yīng)激狀態(tài)下IL-7和sIgA的含量降低，添加50、100 mg/kg的GABA均能提高小腸黏膜中的IL-7和sIgA的含量，由此可知，GABA增強(qiáng)了熱應(yīng)激下雛雞的腸道功能，對熱應(yīng)激造成的雛雞腸道損傷有較好的修復(fù)作用。李錦春等[32]將GABA應(yīng)用于緩解荷斯坦奶牛熱應(yīng)激上，發(fā)現(xiàn)添加GABA提高了血液中超氧化物歧化酶(SOD)和GSH-Px活性，降低了MDA含量。韓兆玉等[33]給熱應(yīng)激奶牛飼喂過瘤胃蛋氨酸，奶牛產(chǎn)奶量、乳脂率、乳蛋白含量分別提高了3.69%、4.95%、2.66%，體細(xì)胞數(shù)量下降了33.73%，血液中LDH活性和MDA含量分別下降了10.37%、14.91%，SOD、GSH-Px活性分別提高了13.64%、6.87%，外周血液中淋巴細(xì)胞凋亡率降低了36.39%，過瘤胃蛋氨酸可提高奶牛機(jī)體的抗氧化能力，直接增加小腸可代謝蛋氨酸供應(yīng)，緩解熱應(yīng)激對奶牛的不利影響。一氧化氮(NO)可與自由基結(jié)合，阻滯羥自由基的形成及終止脂膜上的自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，具有抗氧化能力，添加外源性Arg可促進(jìn)NO的產(chǎn)生。張燦菲[34]研究發(fā)現(xiàn)，熱應(yīng)激狀態(tài)下十二指腸和空腸絨毛高度下降，淋巴細(xì)胞、上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞(IEL)的數(shù)量、sIgA分泌細(xì)胞平均光密度、T淋巴細(xì)胞陽性率、總抗氧化能力(T-AOC)、NO含量降低，給受到急性熱應(yīng)激的蛋用型公雞飼用含有不同水平Arg的飼糧，發(fā)現(xiàn)腸道絨毛高度、淋巴細(xì)胞、sIgA分泌細(xì)胞、IEL的數(shù)量及T淋巴細(xì)胞陽性率、T-AOC、NO含量均增加，由此可見，Arg具有促進(jìn)黏膜上皮生長分化、改善黏膜結(jié)構(gòu)、維持腸黏膜屏障完整性、促進(jìn)生長激素釋放、降低內(nèi)毒素的作用，對熱應(yīng)激造成的腸道黏膜免疫機(jī)械屏障和免疫屏障的損傷均有修復(fù)作用。

2.3 益生菌對熱應(yīng)激造成的家畜小腸損傷的修復(fù)及機(jī)理

益生菌是一種通過改善腸道菌群平衡而對動物產(chǎn)生有利影響的微生物或制劑[35]。1947年，Hallsen最早將乳酸桿菌用于飼料中，發(fā)現(xiàn)乳酸桿菌不僅增加了仔豬的體重，還改善了仔豬的健康狀況[36]。近些年越來越多的學(xué)者研究益生菌在腸道熱應(yīng)激方面的影響。

益生菌的修復(fù)作用主要體現(xiàn)在對熱應(yīng)激腸道微生物屏障和腸道菌群的影響方面。乳酸菌是雞腸道主要的益生菌之一。胡長慶等[37]給蛋用雞飼喂含巨大芽孢桿菌、凝結(jié)芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌4種益生芽孢桿菌的飼糧，再給予急性熱應(yīng)激處理，與未添加益生菌的對照組相比，好氧菌總數(shù)均下降，乳酸菌總數(shù)均升高，兩者比值均下降，好氧菌數(shù)量的減少有利于家畜健康生長，可見，4種益生芽孢桿菌可維持熱應(yīng)激下腸道的正常微生態(tài)環(huán)境。富硒益生菌具有硒和益生菌的雙重作用，可保護(hù)腸道內(nèi)的優(yōu)勢菌群，增強(qiáng)機(jī)體免疫力。呂晨輝[38]在熱應(yīng)激狀態(tài)下的仔豬飼糧中添加富硒益生菌，發(fā)現(xiàn)乳酸桿菌數(shù)量增加，腸桿菌數(shù)量降低，腸桿菌易引起菌群失調(diào)，可見，富硒益生菌亦可改善菌群區(qū)系。地衣芽孢桿菌也是益生菌的一種，具有調(diào)整腸道菌群失調(diào)、恢復(fù)腸道功能的作用。鄧文[39]研究發(fā)現(xiàn)，在飼糧中添加1 000 mg/kg的地衣芽孢桿菌不僅可修復(fù)熱應(yīng)激下蛋雞的微生物區(qū)系，還可提高熱應(yīng)激下腸道絨毛高度及其與隱窩深度比值、淋巴細(xì)胞數(shù)量、sIgA陽性面積，降低隱窩深度，減少肥大細(xì)胞數(shù)量。對熱應(yīng)激小腸損傷也可使用多種益生菌進(jìn)行修復(fù)。蔣加進(jìn)等[40]給熱應(yīng)激狀態(tài)下斷奶仔豬分別飼喂1%和3%復(fù)合益生菌的飼糧，發(fā)現(xiàn)腸道中乳酸桿菌數(shù)量顯著增高，大腸桿菌數(shù)量顯著降低，而含3%復(fù)合益生菌的飼糧可顯著降低HSP70和熱休克蛋白27(HSP27)基因表達(dá)量。張盼望[41]研究發(fā)現(xiàn)，100 g/t屎腸球菌+400 g/t枯草芽孢桿菌組成的復(fù)合益生菌不僅能修復(fù)因熱應(yīng)激造成的仔豬腸道菌群失衡，還能提高腸道絨毛高度及其與隱窩深度比值、腸道組織中緊密連接蛋白含量、腸黏膜修復(fù)基因EGF的表達(dá)量，維持了腸黏膜機(jī)械屏障的完整性。纖維寡糖具有調(diào)節(jié)動物胃腸道菌群、提高家畜機(jī)體免疫力的作用，使用益生菌與纖維寡糖共同對熱應(yīng)激造成的小腸損傷進(jìn)行修復(fù)亦有研究。宋娟[42]發(fā)現(xiàn)使用益生菌和纖維寡糖共同作用下不僅維持肉雞腸道菌群平衡，也能維護(hù)其腸道形態(tài)完整性，還能提高Occludin蛋白的表達(dá)量。酵母類物質(zhì)具有穩(wěn)定瘤胃pH作用[43]。王淑梅[44]研究發(fā)現(xiàn)，給熱應(yīng)激狀態(tài)下奶牛飼糧添加酵母培養(yǎng)物可降低呼吸頻率、直腸溫度、血清堿性磷酸酶活性和尿素氮含量，提高血清總蛋白含量。王立志[45]給熱應(yīng)激奶牛補(bǔ)飼酵母硒和酵母培養(yǎng)物發(fā)現(xiàn)兩者聯(lián)合使用相對于飼喂基礎(chǔ)飼糧，產(chǎn)奶量提高8.25%，乳蛋白率提高9.6%，血液中GSH-Px活性極顯著提高，MDA和內(nèi)毒素含量極顯著降低，酵母硒和酵母培養(yǎng)物的聯(lián)合使用提高了機(jī)體抗氧化能力，內(nèi)毒素吸收量的顯著降低，說明酵母類物質(zhì)能夠在一定程度上修復(fù)或者減緩熱應(yīng)激對奶牛腸道的損傷。由此可見，益生菌可維持熱應(yīng)激下家畜正常腸道菌群和黏膜結(jié)構(gòu)完整性，恢復(fù)腸道微生物屏障，提高家畜機(jī)體免疫力。

3 小 結(jié)

熱應(yīng)激狀態(tài)下，家畜腸道損傷是造成其生產(chǎn)性能下降的核心問題，通過修復(fù)腸道損傷可緩解熱應(yīng)激造成的負(fù)面影響。因此，越來越多的學(xué)者研究熱應(yīng)激造成的小腸損傷的修復(fù)，在飼糧中添加一定量的中草藥、氨基酸、益生菌修復(fù)腸道損傷，都取得了一定的成果，為實(shí)際生產(chǎn)提供了有效的依據(jù)。