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抗菌肽調(diào)節(jié)動(dòng)物腸道健康研究進(jìn)展

2024-04-02 14:45宋志恒劉揚(yáng)科李洪宇文開新郭柑彤
中國飼料 2024年3期
關(guān)鍵詞:抗菌肽屏障斷奶

宋志恒, 劉揚(yáng)科,2, 李洪宇,2, 文開新,2, 郭柑彤

(1.中農(nóng)穎泰林州生物科園有限公司,河南 林州 456550;2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部飼用抗生素替代技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河南 林州 456550)

動(dòng)物對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收主要是在腸道內(nèi)完成的,日糧中的葡萄糖、氨基酸、脂肪酸和甘油等被腸道消化吸收,與機(jī)體進(jìn)行營養(yǎng)交換,同時(shí)腸道還發(fā)揮著重要的免疫屏障功能, 這對(duì)維持動(dòng)物機(jī)體健康和穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要。 動(dòng)物的腸道屏障由物理、化學(xué)、微生物和免疫屏障構(gòu)成。 腸道黏膜上皮細(xì)胞和細(xì)胞間的緊密連接蛋白構(gòu)成腸道的物理屏障, 可有效抵御有害物質(zhì)通過腸道對(duì)機(jī)體造成侵害。 腸道緊密連接蛋白的主要功能是調(diào)節(jié)動(dòng)物腸道上皮細(xì)胞的通透性和緊密連接的形成、維持、加強(qiáng), 其分布和表達(dá)能夠間接反映腸道的屏障功能(Bennett 等,2014)。 化學(xué)屏障主要是由胃腸道分泌的胃酸、溶菌酶、糖蛋白和黏多糖等組成,具有稀釋毒素,抑制病原菌在腸道內(nèi)增殖的作用(Linden 等,2008)。 腸道免疫屏障主要由淋巴細(xì)胞、分泌型IgA、黏蛋白2(MUC2)等免疫相關(guān)物質(zhì)所構(gòu)成, 分泌型IgA 是胃腸道和黏膜表面的主要免疫球蛋白, 能夠抵御各種內(nèi)源共生菌及外源病原體的入侵;黏蛋白2(MUC2)參與傳遞免疫調(diào)節(jié)信號(hào)來限制腸道抗原的免疫原性, 保護(hù)腸上皮細(xì)胞免受病原侵襲,增強(qiáng)腸道穩(wěn)態(tài)。腸道微生物屏障是腸道共生菌通過競(jìng)爭(zhēng)腸黏膜上的黏附、 分泌乳酸和短鏈脂肪酸、 增加黏液分泌來抑制致病菌的定植和生長(孫永波等,2017)。 腸道的形態(tài)結(jié)構(gòu)、通透性、免疫功能、微生物群落以及緊密連接蛋白的表達(dá)等均能從一定程度上反映腸道的健康程度。

1 影響腸道健康的因素

1.1 應(yīng)激因素 動(dòng)物無時(shí)無刻都在經(jīng)受著各種各樣應(yīng)激因素的影響,適度的應(yīng)激是有利的,但是超過動(dòng)物承受范圍的應(yīng)激, 就會(huì)導(dǎo)致機(jī)體出現(xiàn)應(yīng)激反應(yīng)。有研究發(fā)現(xiàn),慢性熱應(yīng)激會(huì)破壞機(jī)體能量代謝,下調(diào)胰島素樣生長因子1(IGF-I)和生長激素受體(GHR)mRNA 的表達(dá),引起腸道發(fā)生氧化損傷, 導(dǎo)致小腸絨毛發(fā)育受損(Cui 等,2015;Del Vesco 等,2014)。 熱應(yīng)激還會(huì)降低腸道黏膜免疫功能,導(dǎo)致有害菌數(shù)量增加,有益菌數(shù)量減少,破壞腸道菌群平衡, 沙門氏菌等有害菌更易突破腸道黏膜屏障,引發(fā)炎癥(李永洙等,2015)。 Morales等(2016)研究發(fā)現(xiàn),熱應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致育肥豬腸道上皮組織的完整性受損, 腸道內(nèi)源精氨酸和蘇氨酸的流失。 熱應(yīng)激還會(huì)破壞腸道黏膜上皮細(xì)胞緊密連接蛋白,導(dǎo)致對(duì)管腔內(nèi)毒素的通透性增加(Zuhl等,2014)。 斷奶應(yīng)激是影響仔豬腸道健康的主要因素,仔豬由于消化系統(tǒng)發(fā)育還不夠完善,采食量和飼料利用率較低, 斷奶后仔豬容易出現(xiàn)消化不良和腹瀉的癥狀,而且由于仔豬免疫力低,自身抵抗力差,對(duì)外界刺激敏感,更易受各種病原菌的入侵和各種應(yīng)激因素的影響。 Xiong 等(2015)和Wu等(2017)研究發(fā)現(xiàn),仔豬在斷奶后,腸道絨毛高度、消化酶活性及腸黏膜的相對(duì)重量均顯著降低,而且隨著腸絨毛萎縮和隱窩增生, 會(huì)進(jìn)一步損害仔豬的消化吸收功能和生長性能。Wang 等(2016)研究發(fā)現(xiàn),仔豬斷奶后,空腸和回腸中上皮細(xì)胞鈣黏蛋白(E-cadherin)和緊密連接蛋白(Occludin)mRNA 及Occludin 和ZO-1 緊密連接蛋白豐度降低,表明斷奶應(yīng)激損傷了仔豬腸道屏障功能。應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物腸道屏障功能受損, 同時(shí)會(huì)進(jìn)一步激活與腸道功能相關(guān)的信號(hào)通路, 造成腸道功能的繼發(fā)性損傷和功能紊亂, 給動(dòng)物腸道健康帶來巨大的負(fù)面影響。

1.2 營養(yǎng)因素 日糧在提供營養(yǎng)的同時(shí)也在影響著動(dòng)物腸道健康, 尤其是幼齡動(dòng)物更易受日糧的影響,飼料的組成成分、加工工藝、消化率和飼喂方式都有可能影響腸道生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。 有研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)日糧營養(yǎng)水平降低時(shí),蛋雞空腸的絨毛高度、絨隱比和腸道菌群多樣性均顯著下降(劉攀等,2019)。 通過調(diào)整低蛋白質(zhì)日糧氨基酸平衡可以提高腸道絨毛高度增加隱窩深度, 改善腸道的消化吸收功能, 說明蛋白質(zhì)攝入不足導(dǎo)致腸道發(fā)育受損可能是由于氨基酸不平衡所引起的(張麗明,2017)。 但是過高的蛋白質(zhì)水平會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物機(jī)體消化不完全, 未消化蛋白會(huì)進(jìn)入腸道發(fā)酵產(chǎn)生對(duì)宿主不利的產(chǎn)物,導(dǎo)致致病菌數(shù)量增加,腸道完整性被破壞。 奚雨萌等(2019)研究報(bào)道,與16%蛋白質(zhì)水平組相比,22%蛋白質(zhì)水平組雛鵝腸道中腸球菌屬、 變形桿菌屬等有害菌群豐度顯著增高。官麗輝等(2017)研究發(fā)現(xiàn),日糧中添加16.5%蛋白質(zhì),烏骨肉雞十二指腸、空腸重顯著高于日糧中添加15.5%、16%、17.0%和20.7%蛋白質(zhì),且從降低腸道菌群、 提高法氏囊指數(shù)和改善腸道pH等方面來看, 日糧中添加16.5%蛋白質(zhì)同樣比添加15.5%、16%、17.0%和20.7%蛋白質(zhì)效果要好,這些結(jié)果表明在日糧中添加適宜的蛋白質(zhì)水平對(duì)于改善烏骨肉雞腸道形態(tài)以及維持腸道菌群平衡非常重要。 大量攝入動(dòng)物蛋白、飽和脂肪、糖和鹽還會(huì)刺激病原菌的生長,損害有益菌,導(dǎo)致腸道營養(yǎng)不良。 而攝入植物蛋白如豌豆蛋白可以增加腸道內(nèi)雙歧桿菌和乳酸桿菌的豐度, 減少產(chǎn)氣莢膜梭菌的數(shù)量, 其中多酚和微量營養(yǎng)素可能也具有調(diào)節(jié)腸道菌群的能力(Rinninella 等,2019)。

韓俊英(2018)研究發(fā)現(xiàn),6000 ~15000 IU/kg的維生素A 可以提高肉雞小腸中胰蛋白酶、糜蛋白酶、淀粉酶以及脂肪酶的活性,并提高小腸絨毛高度和絨隱比,而較低劑量(3000 IU/kg)和較高劑量(30000 IU/kg 和45000 IU/kg)的維生素A 會(huì)降低小腸消化酶活性,抑制絨毛發(fā)育。微量元素在生產(chǎn)上作為營養(yǎng)性添加劑額外補(bǔ)充, 適量的添加有利于維持動(dòng)物腸道健康, 但過度添加也會(huì)引起負(fù)面效應(yīng)。陳娜娜等(2017)研究報(bào)道,日糧中添加70、140 mg/kg 蛋氨酸鋅會(huì)顯著提高蛋雞腸道絨毛高度和絨隱比,增加有益菌數(shù)量,改善腸道菌群組成,而日糧中添加1400 mg/kg 蛋氨酸鋅則會(huì)出現(xiàn)相反的效果,損傷腸道。膳食纖維對(duì)于預(yù)防動(dòng)物腸道疾病和改善腸道健康是有利的, 但是不同來源的纖維對(duì)仔豬腸道消化酶的活性、 生產(chǎn)性能和腹瀉率也會(huì)有不同程度的影響(Chen 等,2015)。 胰高血糖素樣肽2 (GLP-2)、 胰島素樣生長因子1(IGF-1)是調(diào)節(jié)動(dòng)物胃腸道完整性和功能的重要因子,高直鏈淀粉/支鏈淀粉比率的豌豆淀粉可以通過升高空腸和回腸中GLP-2、IGF-1 的mRNA水平促進(jìn)斷奶仔豬胃腸道的發(fā)育, 而木薯淀粉與豌豆淀粉相比卻顯著降低了空腸和回腸中GLP-2、IGF-1 的mRNA 水平,說明不同來源淀粉對(duì)胃腸道發(fā)育的影響也會(huì)有較大的差異 (Han 等,2012)。 日糧中的脂肪來源不同也會(huì)對(duì)大腸桿菌(E.coli)攻毒仔豬的生長、代謝及腸道菌群平衡產(chǎn)生影響,椰子油、魚油、豬油均能增加仔豬空腸絨毛高度、絨隱比及黏膜厚度,改善腸道菌群結(jié)構(gòu),但從結(jié)果來看, 椰子油比魚油和豬油具有更好的效果;且相對(duì)于10%豬油,椰子油和魚油有降低腸道相關(guān)炎癥因子表達(dá)的趨勢(shì)(劉忠臣,2011)。

綜上, 營養(yǎng)成分的來源和添加量是影響動(dòng)物腸道健康的重要因素, 即使沒有病原微生物、毒素、抗原因子等,也可能會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物腸道消化吸收功能不良和腹瀉。

1.3 腸道菌群因素 動(dòng)物腸道內(nèi)大約有1×1014個(gè)菌群, 腸道菌群的組成能影響宿主腸道免疫功能和新陳代謝, 有益菌與致病菌之間的動(dòng)態(tài)平衡對(duì)于維持腸道的健康穩(wěn)定起著重要作用。 沙門氏菌、大腸桿菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌等都可以引起畜禽卡他性和壞死性腸炎, 細(xì)菌感染造成的腸道損傷會(huì)導(dǎo)致畜禽疾病發(fā)生率和死亡率大幅上升。 菌群失衡引起的腹瀉和腸炎多表現(xiàn)為菌群多樣性降低,專性厭氧菌數(shù)量減少,兼性厭氧菌豐度增加?;加袧冃越Y(jié)腸炎會(huì)引起腸道菌群失調(diào), 條件性致病菌的數(shù)量增加,生理性優(yōu)勢(shì)菌群豐度降低,從而激活腸道炎癥反應(yīng)及免疫應(yīng)答的紊亂 (鄒艷等,2017)。 由腸粘連和腫瘤等引起的腸梗阻會(huì)引起腸道屏障功能受損、 菌群失衡紊亂又會(huì)加重腸道屏障功能的損傷 (莫佳麗等,2020)。 米海峰等(2015)和孫敬鋒等(2016)研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)環(huán)境和餌料等外界條件發(fā)生改變時(shí), 可能會(huì)導(dǎo)致魚類出現(xiàn)應(yīng)激反應(yīng),條件致病菌增多,菌群失調(diào),危害魚類健康。 腸道菌群失衡是誘發(fā)很多疾病的病因,機(jī)體在健康狀態(tài)下, 腸道菌群中有益菌和致病菌相互制衡;一旦腸道內(nèi)環(huán)境發(fā)生變化時(shí),致病菌數(shù)量激增,就會(huì)導(dǎo)致腸道菌群移位和失衡,從而誘發(fā)疾病或者加重病情。

1.4 其他因素 由于胃腸道與外界環(huán)境相通,與各種潛在有害物質(zhì)、病原等直接接觸,導(dǎo)致感染疾病的風(fēng)險(xiǎn)增加。 飼料中的霉菌毒素和生物胺會(huì)引起畜禽急性中毒, 導(dǎo)致腸道上皮出血、 壞死和炎癥,嚴(yán)重刺激和損壞腸道黏膜,導(dǎo)致腸道免疫屏障功能減退,大大增加其他病原菌入侵腸道的機(jī)會(huì),繼而引發(fā)腸道疾病及感染其他疾病。 日糧中存在的抗?fàn)I養(yǎng)因子會(huì)導(dǎo)致腸道的過敏反應(yīng), 同時(shí)也會(huì)影響消化酶活性, 降低營養(yǎng)消化率及飼料轉(zhuǎn)化效率, 影響腸道對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收及動(dòng)物的生長發(fā)育和生產(chǎn)性能(李德發(fā),2019)。腸道寄生蟲會(huì)在腸道不同部位定植并繁殖, 破壞腸道黏膜和腸絨毛結(jié)構(gòu), 導(dǎo)致腸道對(duì)養(yǎng)分和水分的吸收能力下降,出現(xiàn)腹瀉。球蟲在腸道上皮細(xì)胞內(nèi)寄生并大量繁殖, 破壞腸道上皮細(xì)胞導(dǎo)致腸道黏膜增厚壞死(辜新貴等,2010);絳蟲會(huì)阻塞腸道,與宿主競(jìng)爭(zhēng)營養(yǎng)物質(zhì),代謝出大量有害物質(zhì)刺激腸道,誘發(fā)腸炎(王新愛,2010)。呼腸孤病毒、腺病毒、輪狀病毒和冠狀病毒等感染會(huì)引起動(dòng)物腸道炎癥出血、甚至死亡(Zhang 等,2019;Bouwman 等,2019)。 各種誘發(fā)腸道疾病的因素相互作用, 會(huì)加劇病害程度, 同時(shí)引發(fā)其他一些疾病, 對(duì)動(dòng)物健康危害巨大。

2 抗菌肽對(duì)動(dòng)物腸道健康的影響

2.1 抗菌肽對(duì)動(dòng)物腸道炎癥損傷的影響 Yu 等(2017)研究發(fā)現(xiàn),腸桿菌肽和人工合成抗菌肽能夠降低斷奶仔豬血清、 腸道中炎癥因子腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白細(xì)胞介素1β(IL-1β)和白細(xì)胞介素6(IL-6)的含量。 冀鳳杰等(2021)研究發(fā)現(xiàn),在斷奶仔豬飼料中添加抗菌肽,可修復(fù)斷奶應(yīng)激造成的腸道損傷,增加腸道絨毛長度,提高腸道屏障功能。豬源腸道抗菌肽可減輕肉雞腸道損傷,保護(hù)肉雞在熱應(yīng)激下正常的腸道結(jié)構(gòu), 增強(qiáng)腸道吸收功能(Hu 等,2017)。 在斷奶仔豬日糧中添加0.4%的抗菌肽CAP 還可以緩解由嘔吐毒素導(dǎo)致的氧化損傷, 降低血清過氧化氫和血漿丙二醛水平。 此外,翟少偉等(2016)、王自蕊等(2014)、Lin等(2015)均有研究報(bào)道,飼料中添加適量天蠶素可以提高魚腸道抗氧化能力及非特異免疫性能。表明抗菌肽能夠通過調(diào)節(jié)免疫, 增強(qiáng)腸道屏障功能, 提高抗氧化酶活性等緩解應(yīng)激導(dǎo)致的腸道功能紊亂,減輕腸道的炎癥損傷。

2.2 抗菌肽對(duì)動(dòng)物腸道菌群的影響 抗菌肽的一個(gè)重要功能是建立宿主-微生物體內(nèi)平衡,菌群在動(dòng)物腸道內(nèi)經(jīng)過長期進(jìn)化形成一種競(jìng)爭(zhēng)性排斥的關(guān)系,抗菌肽能顯著降低腸道有害菌數(shù)量,為腸道有益菌的生長創(chuàng)造有利環(huán)境, 改善腸道菌群結(jié)構(gòu), 維持腸道微生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定。 劉莉如等(2012)研究發(fā)現(xiàn),在雞飼糧中添加不同水平抗菌肽,可以增加腸道雙歧桿菌和乳酸桿菌的數(shù)量,并降低大腸桿菌數(shù)量。 盧俊鑫等(2014) 和Wu 等(2012)研究發(fā)現(xiàn),天蠶素和PR39 抗菌肽可以降低斷奶仔豬盲腸、直腸和結(jié)腸中的大腸桿菌數(shù)量,提高腸道中雙歧桿菌的數(shù)量,降低仔豬腹瀉率,改善斷奶仔豬的生產(chǎn)性能。 Zhang 等(2022)研究報(bào)道, 腸桿菌肽能夠提高肉雞盲腸乳酸菌科物種豐度。 重組的腸桿菌肽對(duì)不同生長時(shí)期的大腸桿菌和沙門氏菌具有很強(qiáng)的殺菌活性, 而且穩(wěn)定性極強(qiáng),能夠耐受121 ℃高溫、pH 2 ~9 及胃蛋白酶的降解,依然保持較強(qiáng)的抑菌活性(Yu 等,2019)??莶萑唠目梢酝ㄟ^增加小鼠的非特異性免疫反應(yīng),增加回腸乳酸桿菌的豐度,減少葡萄球菌和假單胞菌的豐度, 防止耐甲氧西林葡萄球菌的感染(Li 等,2021)。 枯草三十七肽還可以顯著降低肉雞盲腸中產(chǎn)氣莢膜梭菌數(shù)量,增加乳酸菌數(shù)量,增加絨毛高度和絨隱比(Wang 等,2015)。 添加適量抗菌肽能提高育成期母貂腸道中厚壁菌門、 乳酸菌屬相對(duì)豐度,降低變形菌門、梭菌屬相對(duì)豐度,改善腸道內(nèi)環(huán)境(宇曉軍等,2022)。 此外,抗菌肽應(yīng)用于水產(chǎn)也有很好的殺菌效果。 天蠶素可以顯著增加石斑魚腸道乳酸菌數(shù)和總菌數(shù), 顯著降低條件致病菌弧菌數(shù)(蘇保元,2017)。長期投喂基因工程抗菌肽Pc-pchc 能夠降低黑鯛腸道梭菌綱的相對(duì)豐度,一定程度上抑制腸道有害菌,益生菌可以獲取更多的營養(yǎng)物質(zhì)及生存繁殖空間 (熊明,2016)。而譚鳳霞等(2020)研究抗菌肽對(duì)黃鱔腸道菌群的影響發(fā)現(xiàn),當(dāng)抗菌肽添加過量時(shí),腸道條件致病菌的組成比例有所增加, 有益菌的組成比例下降,菌群多樣性水平下降,這可能是由于不同菌種對(duì)抗菌肽敏感度不同。 飼料中添加抗菌肽能夠改善動(dòng)物腸道菌群結(jié)構(gòu),抑制有害菌的生長,為有益菌提供有利的的增殖環(huán)境,改善腸道健康,但是也有部分研究表明,抗菌肽存在劑量限制,關(guān)于抗菌肽最適添加量的問題還有待進(jìn)一步研究證實(shí)。

2.3 抗菌肽對(duì)動(dòng)物腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響 皺襞、絨毛高度及隱窩深度等是評(píng)價(jià)腸道發(fā)育及消化吸收功能的重要組織形態(tài)學(xué)指標(biāo)。抗菌肽能夠促進(jìn)腸上皮細(xì)胞增殖,改善腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)。 趙麗紅等(2014)和安利民等(2021)研究發(fā)現(xiàn),抗菌肽可以提高蛋雞、肉雞空腸腸絨毛高度,提高絨隱比。在斷奶仔豬飼料中添加抗菌肽-A3、 抗菌肽-P5可以顯著增加仔豬十二指腸和空腸絨毛高度和隱窩深度(Yoon 等,2014)。 添加抗菌肽CWA 也可以改善仔豬小腸形態(tài),提高空腸緊密連接蛋白ZO-1 和Occludin 的表達(dá), 顯著降低斷奶仔豬腹瀉率(易宏波,2016)。翟少偉等(2016)研究發(fā)現(xiàn),飼料中添加50、100、200 mg/kg 天蠶素均能顯著升高吉富羅非魚腸道皺襞高度,但是對(duì)腸道肌層厚度沒有影響。 而蘇保元(2017)則研究發(fā)現(xiàn),飼料中添加天蠶素可增加斜帶石斑魚腸道黏膜皺襞高度和肌層厚度。飼料中添加抗菌肽可以改善畜禽、水產(chǎn)動(dòng)物腸道形態(tài)結(jié)構(gòu),增強(qiáng)腸道屏障功能,增加絨隱比,進(jìn)而提高對(duì)飼料的消化吸收率。

2.4 抗菌肽對(duì)動(dòng)物腸道消化吸收功能的影響抗菌肽可以改善腸道菌群組成,提高腸道絨隱比及消化酶活性,提高畜禽的消化吸收功能。 消化酶活性是評(píng)價(jià)畜禽消化吸收功能的重要指標(biāo),除了肝臟、胰臟等的消化腺能分泌消化酶外,腸道內(nèi)的某些菌株也能分泌纖維素酶、淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶等,消化酶活性直接影響著畜禽對(duì)營養(yǎng)成分的消化吸收和利用率。腸道細(xì)菌分泌的消化酶主要由有益菌分泌,抗菌肽在促進(jìn)腸道有益菌增殖的同時(shí)也促進(jìn)了消化酶的分泌,提高了腸道消化酶的活性,有利于提高腸道消化吸收功能(史慶超等,2014)。董麗娜等(2018)研究發(fā)現(xiàn),含抗菌肽酵母工程菌可以改善腸道菌群結(jié)構(gòu),維持腸道健康, 促進(jìn)腸道對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收,提高肉雞生長性能。Ma 等(2020)研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加菌絲霉素能提高小鼠十二指腸脂肪酶和胰蛋白酶的活性,促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)吸收,改善腸道形態(tài),促進(jìn)腸道健康。還有研究發(fā)現(xiàn),在飼料中添加抗菌肽對(duì)提高魚類腸道蛋白酶和脂肪酶的活性也有作用,且與枯草芽孢桿菌等益生菌配合使用效果更好(王銅毅等,2016;劉翠玲,2015)。 腸道健康的改善有利于營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收,宇曉軍等(2022)的消化試驗(yàn)結(jié)果表明,水貂養(yǎng)分的消化吸收與腸道健康狀態(tài)關(guān)系密切,由于抗菌肽的抗逆性較強(qiáng), 使其更容易到達(dá)水貂腸道發(fā)揮作用,改善腸道菌群和形態(tài), 進(jìn)而提高養(yǎng)分表觀消化率。 此外,腸道黏膜上皮杯狀細(xì)胞和成熟吸收細(xì)胞數(shù)量的增加也能提高消化酶活性,抗菌肽可以通過促進(jìn)腸道發(fā)育,增加腸道黏膜上皮杯狀細(xì)胞及成熟吸收細(xì)胞數(shù)量, 進(jìn)而提高消化酶活性,改善動(dòng)物腸道的消化吸收功能。

2.5 抗菌肽對(duì)動(dòng)物腸道免疫屏障功能的影響抗菌肽可以通過提高動(dòng)物腸道黏膜上皮細(xì)胞緊密連接蛋白、腸道免疫相關(guān)因子、改善腸道菌群結(jié)構(gòu)等提升動(dòng)物腸道屏障功能。 據(jù)報(bào)道,抗菌肽可以通過Toll 樣受體 (TLRs) 發(fā)揮免疫調(diào)控作用,TLRs 是動(dòng)物先天性免疫系統(tǒng)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子,能激活核轉(zhuǎn)錄因子κB(NF-κB)信號(hào)(Zhang等,2021)。 抗菌肽CWA 可以通過下調(diào)TLR4-MyD88-NF-κB 信號(hào)通路和增強(qiáng)巨噬細(xì)胞功能來緩解腸道炎癥,同時(shí)通過Rac1 途徑的調(diào)控來提高豬空腸上皮細(xì)胞緊密連接蛋Occludin 和ZO-1 表達(dá), 改善腸道上皮屏障功能 (易宏波,2016)。 Dai 等(2020)研究報(bào)道,飼料中添加天蠶素能夠顯著增加大菱鲆遠(yuǎn)端小腸中溶菌酶的活性和補(bǔ)體3 水平, 增加免疫球蛋白M 含量。Wang 等(2018)和Wang 等(2019)研究發(fā)現(xiàn),枯草三十七肽可通過激活TLR4、NF-κB 和絲裂原活化蛋白激酶 (MAPK) 信號(hào)通路進(jìn)而增強(qiáng)RAW264.7 細(xì)胞和小鼠腹腔巨噬細(xì)胞的吞噬能力及對(duì)耐甲氧西林金黃色葡萄球菌的殺傷活性, 灌服枯草三十七肽還可以增加腸系膜淋巴結(jié)中CD4+和CD8+T 細(xì)胞的含量,給小鼠灌服枯草三十七肽可以加速解除環(huán)磷酰胺導(dǎo)致的小鼠免疫抑制。 豬源抗菌肽(BABP)還可以增加肉雞腸道黏膜的深度和厚度, 增加分泌型IgA 含量,提升雞體免疫力(Bao 等,2009)。蛇源抗菌肽(CBF) 可以通過MAPK 信號(hào)通路提高豬小腸上皮細(xì)胞(IPEC-J2)緊密連接蛋白ZO-1、Occuludin的表達(dá),緩解脂多糖(LPS)導(dǎo)致的IPEC-J2 屏障功能破壞, 保護(hù)腸道屏障結(jié)構(gòu)的完整性 (劉倚帆,2012)。 腸桿菌肽可以通過MAPK 信號(hào)通路激活轉(zhuǎn)錄因子Cdx-2,通過增強(qiáng)緊密連接相關(guān)蛋白的表達(dá),從而改善腸上皮屏障功能,抵御腸道炎癥和上皮屏障損傷(Yu 等,2019)??咕倪€能夠通過提高斷奶仔豬糞便中短鏈脂肪酸(SCFAs)濃度,調(diào)節(jié)宿主能量代謝、腸道形態(tài)及免疫功能,提高黏蛋白-2(MUC-2)和ZO-1 的表達(dá),促進(jìn)腸道上皮細(xì)胞的修復(fù), 降低仔豬腸道通透性,提升腸道免疫屏障功能(于海濤等,2019;Ma等,2012)。 此外,抗菌肽還能通過抑制有害菌數(shù)量,為有益菌提供有利的增殖環(huán)境,提升腸道的微生物屏障。 腸道屏障能夠抵御病原體的入侵,維持腸道穩(wěn)態(tài),對(duì)于維護(hù)動(dòng)物的整體健康和生產(chǎn)性能都起著不可替代的作用。

3 小結(jié)

近年來,由于新冠疫情和國際貿(mào)易摩擦,飼料原料價(jià)格上漲,國家大力推行禁抗減抗政策,很多飼料養(yǎng)殖企業(yè)都面臨著巨大的成本壓力, 如何降本增效成為迫切需要解決的現(xiàn)實(shí)問題。 腸道健康水平關(guān)系著動(dòng)物機(jī)體的整體健康和生產(chǎn)性能,動(dòng)物腸道與外界環(huán)境相通,感染疾病的風(fēng)險(xiǎn)較大,如何解決動(dòng)物腸道健康問題,提高飼料轉(zhuǎn)化率,改善飼料報(bào)酬越來越引起人們的關(guān)注。近年來,抗菌肽做為替抗減抗產(chǎn)品,研究和應(yīng)用越來越廣泛,抗菌肽能夠從減輕腸道炎癥損傷、 改善菌群組成及形態(tài)結(jié)構(gòu)、促進(jìn)消化吸收、提高免疫屏障等方面改善動(dòng)物腸道健康, 這對(duì)于提高動(dòng)物機(jī)體健康和生產(chǎn)水平具有重要意義。

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