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畜牧人

標題: 仔豬斷奶的生物學應激及其營養調控策略 [打印本頁]

作者: IMCTT 時間: 2017-8-10 09:20
標題: 仔豬斷奶的生物學應激及其營養調控策略

(, 下載次數: 45)

　　斷奶是豬一生中最大的應激，斷奶應激導致腸道以及免疫系統機能障礙，引起仔豬健康、生長和采食量的下降（特別是斷奶后第一周）。改善克服斷奶應激營養策略的應用效果，需要更深入了解斷奶應激的生物學影響。本綜述的主要簡述斷奶應激如何影響腸道形態、結構、生理學和腸道免疫反應，以及隨后的生產效率如生長、采食、發病率和死亡率。就緩解斷奶應激相關營養策略進行探討。

　　斷奶期間的應激因子

　　仔豬斷奶經歷顯著的生理、環境和社會學的挑戰。從而容易導致小豬患病以及其他的生產損失。斷奶是豬一生中經歷最大的應激之一，會導致腸道、免疫以及行為的改變。在這期間，仔豬面臨許多應激因子，例如：與母豬的突然分離，轉群及處理應激，不同的食物來源，社會等級的壓力，與其他窩仔豬的混群，不同的生活環境（豬舍、飲水等），病原的接觸增加以及日糧抗原等。小豬必須快速適應所有這些應激因子，順利渡過斷奶關，才能實現生產高效，當斷奶應激過大，超過仔豬的承受能力時，就會導致生產性能的下降以及死亡率增加。

　　斷奶與采食量

　　當小豬斷奶時，小豬從高可消化和適口性好的液體奶轉換成較低消化率和適口性的固態干料，因此斷奶后采食量通常會下降，小豬因為營養不良而生長滯緩。根據Le Dividich and Sève（2000）綜述報道，不同豬采食量的下降程度和持續時間不同。斷奶后第一周末的代謝能進食量只有斷奶前母乳采食的60-70%，大約到斷奶2周后才能完全恢復到斷奶前的水平。Spreeuwenberg等（2001）評估了不同日糧組成（乳糖/蛋白比例）低采食量與小腸屏障功能的關系，發現斷奶后前4天，日糧組成對維持小腸屏障功能并不特別重要，但持續的低采食更容易誘發腸道屏障功能障礙。McCracken等（1999）報道斷奶后的低采食量容易引起腸道炎癥，對絨毛高度和隱窩深度產生不利影響。

　　隨著采食量的下降，生長性能也會降低。一般來說，不管是多少天斷奶，斷奶后第1天，仔豬體重損失大約100-250g。直到斷奶后第4天才能恢復這種損失的體重（Le Dividich andSève，2000）。Tokach等（1992）報道斷奶后第1周的增重影響總的上市（大約110kg）天數。斷奶后第1周的日增重超過227g/天與增重0-150g/天的仔豬相比，上市天數減少6-10天！

　　斷奶與腸道結構和功能的改變

　　胃腸道系統具有多種功能，如養分和電解質的消化吸收，維持體液平衡，分泌消化酶、粘液素、免疫球蛋白等多種物質，作為機體防御有害病原和抗原的屏障。

　　經歷低采食量的同時，斷奶仔豬還經歷腸道結構和功能（酶活性和吸收或分泌）的生理學改變。如Pluske等(1997)在綜述中報道，這些生理學改變影響小腸吸收能力，進而可能影響飼料轉化效率。Pluske等（1997）和Boudry等（2004）報道，斷奶不僅誘導小腸急性和長期的結構和功能的改變，包括斷奶后絨毛縮短（絨毛萎縮）以及隱窩高度增加（隱窩增生）。Hampson等（1986）研究證明，21日齡斷奶仔豬在斷奶后24小時內絨毛高度快速下降達斷奶前的25-35%。絨毛高度的這種下降一直持續到斷奶后5天，此時絨毛高度大致只有斷奶前的一半。斷奶后11天內，隱窩也發生緩慢增生。斷奶后，仔豬還經歷刷狀緣消化酶活性的下降（Pluske等，1997）。Lalles等（2004）報道，斷奶后2-15天，乳糖酶和氨基肽酶的活性下降，而麥芽糖酶在斷奶后2天活性開始下降，然后在斷奶后8-15天，酶的活性才有增加。另外斷奶后15天，在胰蛋白酶和淀粉酶活性開始增加之前，胰腺分泌有一個短暫的下降。斷奶仔豬堿性磷酸酶的活性也會下降（Lackeyram 等，2010），堿性磷酸酶是一種對病原菌脂多糖內毒素具有脫毒作用并影響腸道炎癥的酶（Lalles 等，2010）。這些改變能影響小腸消化吸收能力和分泌能力最終影響腸道的屏障功能，導致斷奶后腹瀉。

　　與斷奶有關的炎癥

　　除了消化吸收能力受損外，斷奶最終也會對腸道屏障功能產生有害影響（ Spreeuwenberg等，2001；Boudry 等，2004；Moeser等，2007）。腸腔上皮層作為機體的第一道防線，保護豬免受小腸腔內各種有害微生物、毒素或抗原的侵害。當小腸屏障破化后，通透性就會增加，從而使毒素、細菌或飼料中的抗原穿過腸上皮導致炎癥、吸收不良、腹瀉以及增重和生產性能下降。

　　Nabuurs等（1994）評估了斷奶和大腸桿菌感染對仔豬小腸吸收能力的影響。作者得出結論，斷奶后液體和電解質凈吸收的短暫下降，導致腹瀉的增加。北卡州立大學做的研究調查了斷奶應激模型引起腸道應激性損傷的情況。Moeser等（2007）評估了19日齡斷奶仔豬相對于非斷奶仔豬的腸道紊亂情況：斷奶后24小時，通過空腸和結腸跨膜分泌活性（TER）和甘露醇腸道通透性評估仔豬腸道的屏障功能。與未斷奶仔豬相比，斷奶仔豬的空腸和結腸均具有較強的分泌活性和腸道通透性。這一研究結果與Boudry（2004）的一致，Boudry證實斷奶使空腸的跨膜電阻（TER）下降。Moeser等（2007）還評估了斷奶后7天的應激激素和腸道屏障功能，發現斷奶仔豬血清促腎上腺皮質激素釋放因子（CRF）和皮質醇升高，表明斷奶誘導了應激信號通路的激活，從而引起腸道功能的紊亂。Moeser等（2006）隨后的研究證實斷奶日齡可以影響仔豬腸道應激反應。Smith等（2009）利用斷奶應激模型評估早期斷奶應激對腸道屏障功和腸道健康的影響。使用5個不同斷奶日齡（15、18、21、23天），35日齡時，評估了所有仔豬空腸的分泌活性和腸道通透性，結果表明隨著斷奶日齡的增加，腸道屏障功能改善（TER增加以及甘露醇和菊粉通量降低）。評估腸道功能紊亂是否持續，采用15或28日齡斷奶仔豬評估9周齡后的情況，結果與以前的研究相似：越早斷奶的仔豬TER越小，腸道通透性越大。因此，研究證明由于斷奶應激誘導的與通透性增加和粘膜炎癥反應相關的腸道屏障功能下降，斷奶日齡會影響當前和未來的粘膜屏障功能（Moeser等2007；Moeser等2006；Smith等，2009）

　　斷奶過程中發生的其他免疫學反應是促炎細胞因子的改變。促炎細胞因子對腸道完整性和上皮細胞功能具有影響，這與通透性和營養物質的轉運有關(McKay 等，1999）。Pie等（2004）測定了斷奶期間促炎細胞因子如IL-1β、IL-6和TNF-α的基因表達，他們用28d斷奶仔豬，測定了斷奶后8天的基因表達，研究發現斷奶導致促炎細胞因子表達的增加，Pie等報道，斷奶第1天，小腸近段和中段TNF-α表達增加，而斷奶后2-8天，小腸遠段和近段結腸TNF-α表達量增加。因此表明，斷奶與早期促炎細胞因子的表達上調有關，這些細胞因子導致腸道功能紊亂，從而降低以后的生產性能，并在斷奶后腹瀉中發揮作用。

　　斷奶會導致由于促炎細胞因子表達的增加有關的炎癥反應，代謝調節也可能發生改變。促炎細胞因子不僅調節免疫功能還對生長和代謝過程具有調節作用（Johnson 等1997；Spurlock等1997）。因此斷奶應激不僅導致腸道結構的改變，而且影響主動免疫反應。腸道是氨基酸氧化、合成以及氨基酸合成蛋白的主要部位。斷奶后氨基酸代謝發生改變從而影響蛋白質的合成以及隨后的組織沉積。Williams等（1997a，b，c）證實，當免疫系統激活后，生長、采食量、飼料效率以及瘦肉組織的沉積均會下降。因此減少或減輕斷奶后應激和腸道結構變化和炎癥免疫反應的后續影響，對于提高仔豬斷奶到市場的性能至關重要。

　　為了對抗或減少與斷奶和促炎細胞因子激活有關的負面影響，熱休克蛋白可能起到重要的減輕作用。熱休克蛋白對各種應激反應具有多種細胞保護功能（Feder等，1999）。熱休克蛋白在熱應激反應時由上皮細胞產生，幫助在應激條件下保護細胞。David等（2002）用21或28日齡仔豬評價斷奶對熱休克蛋白譜的影響，發現斷奶后6-12小時，胃和十二指腸中，斷奶后24-48小時，空腸中段、回腸和結腸熱休克蛋白27和70出現短暫增加。而回腸中的熱休克蛋白在斷奶后36-38小時則出現短暫下降。而在未斷奶仔豬中熱休克蛋白在腸道各段的表達是相似的。影響熱休克蛋白的這種空間調控的因素尚不清楚。然而斷奶增加熱休克蛋白通過其細胞保護的機制（抑制促炎細胞因子和細胞的增殖），有助于降低炎癥和斷奶應激的負面作用。了解熱休克蛋白的調控機理及其對腸道有益作用還需要進一步研究。

　　提高采食量的策略

　　斷奶應激最大且最明顯的反應是仔豬采食量的降低（特別是斷奶后第一周），因此如何提高斷奶后仔豬采食量無疑成為營養師首要考慮。提高采食量可以從仔豬的偏食性和原料適口性以及飼料可消化性三方面考慮：

　　1.解決偏食性的技術手段

　　增強飼料的偏食性以刺激仔豬的嗅覺為主。以下技術手段可以選擇：A.是增強小豬熟悉的氣味，如奶香味，因為仔豬熟悉母乳的氣味，因此添加奶香料及使用乳制品如乳清粉和乳清蛋白等可以有效提高仔豬對飼料的偏好性；B.是使用小豬好奇的氣味，如腥香味（子宮和妊娠時的血腥味），因此仔豬飼料添加血制品如血漿蛋白及具有魚腥味的魚加工產品，也可有效提高仔豬的偏食性；C.應該避免小豬反感和擔心的氣味，如霉味、哈味及其他刺激性氣味。

　　2.解決適口性的技術手段

　　改善飼料適口性應以刺激味蕾和改善咀嚼感受為主。刺激味蕾主要包括刺激5種味覺即酸、甜、苦、咸、鮮。

　　小豬跟小孩一樣偏好酸性食物，如酸性飲料、可樂、酸奶等，因此酸化劑、發酵飼料原料是常用技術手段。小豬偏好甜食，甜味劑也是常用的技術手段，但研究表明，豬的甜味受體和人的甜味受體是存在差異的，因此選擇甜味劑時應該謹慎，切忌用人的甜味感受代替豬。小豬對鮮味（UMAMI）感興趣。酵母內容物（含呈味核苷酸）、富含風味物質的魚分離肽等是對于提高飼料的適口性很有幫助。小豬有鮮味味蕾，適應微咸的食物（魚粉），但對過咸的食物也很反感，控制適當的鹽分和灰分水平對于改善飼料的適口性也非常重要。小豬不喜歡苦味，因此盡量使用新鮮原料，避免使用劣質、變質原料及味苦的添加劑和微量元素（如硫酸鹽）。使用可溶性原料，有助于風味物質在口腔中快速釋放、刺激味蕾、增加誘食性。如小麥可溶性蛋白、魚可溶性分離肽、酵母可溶性蛋白等。另外提高飼料的粉碎粒度，對于改善飼料的適口性也很有幫助。小豬唾液中含有淀粉酶，可初步消化淀粉，產生甜味。將玉米等原料粉碎得更細一點（如采用1mm及以下的篩片），便于口腔消化、釋放甜味，增加誘食性。

　　改善飼料顆粒的質量，改善顆粒料的松脆度，改善仔豬的咀嚼感受，對于提高飼料的適口性有非常重要的意義，讓小豬在咀嚼時候有良好的牙齒感受和聽覺感受（脆聲）可以提高仔豬采食的欲望。這方面有以下幾個方面的技術手段可以采用：A.控制飼料水分。15-16%是飼料理想的水分含量，小豬最愛吃，因此在飼料安全（不發霉）的前提下，應盡量接近此水分含量。可以使用具有保水功能的有機酸防霉劑，盡可能提高飼料水分（目前教保料的水分含量普遍偏低）。另外在飼喂過程中保證充足干凈的飲水以及使用濕拌料對提高采食量均很有幫助；B.提高熟化程度。改善熟化，便于咀嚼，便于風味物質的釋放；C.控制顆粒硬度。小豬牙齒脆弱，不適宜過硬的飼料，增加顆粒的松脆度（通常教槽顆粒料太硬），小豬喜歡吃；D.減少粉塵。粉塵容易被小豬吸入呼吸道，刺激鼻腔粘膜，小豬比較擔心，因此應減少顆粒飼料的粉化率，盡量不使用粉料；E.增加蓬松度。可使用少量高濃度的纖維原料，增加顆粒的蓬松度。

　　另外最新研究發現的Imprinting技術對于提高飼料的適口性似乎很有意義。這種技術是在母豬料中添加某種特殊的成分（如精油、小肽等），使仔豬在妊娠階段就熟悉這種成分，當在教保料中添加這種成分時，仔豬易于識別并選擇性采食。

　　3.提高飼料的可消化性

　　提高飼料可消化性主要包括選擇易消化的飼料原料或對飼料原料進行預處理提高原料的可消化性，減輕消化負擔。

　　動物源性飼料原料通常不具有細胞壁結構，不含抗營養因子，往往較植物性原料具有更高的可消化性。因此通過添加魚粉、血漿蛋白、乳清蛋白、乳清粉、昆蟲蛋白等動物性原料可以提高飼料整體的可消化性，有利于提高采食量。

　　由于飼料成本等原因，飼料中使用植物性原料也是不可避免。然而這些原料的使用無疑會增加仔豬腸道的消化壓力，導致消化不良甚至腹瀉從而影響采食量。對植物性蛋白在使用前進行預先加工處理，可以降低抗營養因子的含量提高可消化性。這些處理方法包括熱處理（膨化大豆、速爆大豆）、浸提（如大豆濃縮蛋白）、生物發酵（如發酵豆粕，發酵糖漿、發酵米糊）和酶解（如酶解豆粕，水解小麥蛋白）。特別是一些酶解和發酵生產的小肽產品，在消化吸收利用方面具有高效性，且某些小肽還具有特殊的生理功能。

　　促進腸道發育的策略

　　如前所述斷奶應激導致腸道形態和結構發生改變，降低腸道的消化、吸收、分泌及屏障功能。因此在教保料的營養策略中，不能回避腸道的發育以及腸道損傷之后的修復。良好的腸道發育以及損傷之后的快速修復，不僅對提高仔豬本身對飼料的消化吸收能力，增強屏障功能，而且對于持續提高采食量以及之后甚至全期的生產性能具有重要的意義。

　　1.  胃腸道發育提供營養基質

　　谷氨酰胺作為腸上皮細胞重要的能量來源以及合成其他重要氨基酸（如精氨酸）的前體物質，對于促進腸道發育，減少斷奶后腸道損傷，加快腸道損傷后的修復具有重要的作用。因此富含以肽形式存在的谷氨酰胺的水解小麥蛋白，在斷奶前后仔豬飼料中使用具有重要的價值。丁酸對于腸絨毛的發育也具有重要作用，飼料添加足量且避免前腸被吸收的丁酸制劑對于改善腸道發育也是一個不錯的選擇。

　　2.  加強腸道的“鍛煉”

　　仔豬采食高消化率低纖維的常規日糧，仔豬腸道蠕動慢，腸道缺乏足夠的鍛煉，腸道發育緩慢。研究表明膳食纖維可以促進胃腸蠕動，促進腸道發育，斷奶仔豬增加纖維可以增加消化器官的重量和容積，提高絨毛高度，降低隱窩深度。膳食纖維可以通過改變腸上皮的形態，改善腸道的消化吸收功能。膳食纖維還可以促進粘蛋白的合成與分泌，調節腸道粘膜的屏障功能。但Pluske等專家建議教保料中應避免使用高粘性的可溶性纖維，因為仔豬日糧添加可溶性纖維會增加食糜粘度，損傷腸道，降低絨毛高度，增加隱窩深度（Ngoc等，2012）。

　　降低腸道免疫反應的策略

　　斷奶應激不僅引起仔豬采食量下降，腸道損傷，而且會導致炎癥等免疫反應的增加，并改變代謝調節，從而影響仔豬的生長、采食、及飼料效率。

　　1.  減少日糧抗原

　　研究表明大豆抗原引起的過敏反應造成的腸道損傷是大腸桿菌感染引起斷奶仔豬腹瀉的先決條件。因此在日糧配制及原料選擇時注意日糧抗原的含量。大豆抗原通常具有熱穩定性且含量高，占大豆蛋白的70-80%。加熱和浸提的處理辦法無法消除大豆抗原，而對大豆蛋白進行發酵，特別是深度酶解可以有效地清除大豆抗原。因此斷奶仔豬日糧應避免使用高比例的豆粕或未能很好消除抗原的大豆蛋白原料，而低抗原的酶解發酵豆粕（速習肽）是比較好的選擇。

　　2.  減少病原菌及毒素的侵擾

　　胃酸是病原菌進入腸道天然阻斷屏障。降低飼料的酸結合力（ABC），減少飼料對胃酸的中和作用，不僅可以改善飼料的消化（特別是蛋白的消化），而且可以阻止病原菌進入小腸。酸化劑是營養師通常的選擇，但僅僅使用酸化劑是遠遠不夠的，重要的是盡量減少飼料配方中堿性物質的使用量，如石粉、磷酸氫鈣、藥理劑量的氧化鋅，而使用甲酸鈣、磷酸二氫鈣和高活性低添加量的多孔性氧化鋅（如HiZox，匯鋅）。另外蛋白質原料的系酸力也是較高的，而且通常在配方中添加量較高。使用發酵酸化的蛋白原料（如高有機酸含量的發酵豆粕）對于降低飼料的酸結合力非常有益。

　　甘露寡糖具有與粘附病原菌（如大腸桿菌和沙門氏菌）的作用，可以阻止這些病原菌在腸上皮細胞的定殖，使這些病原菌失去致病作用，可以減少炎癥反應，因此飼料添加高活性甘露寡糖（酵母細胞壁）可以減少病原菌及其內毒素的侵襲；

　　病原菌侵入小腸的另外一個途徑是后腸病原菌的逆行。加速腸道蠕動的不溶性膳食纖維，可以減少這種病原菌的逆行。益生元或具有益生作用的纖維（如OptiCell，萬利纖）可以促進腸道有益菌（如乳酸菌）的增殖，也可以間接抑制病原菌。然而對于腸道正常的微生物區系尚未完全建立的斷奶仔豬來說，使用外源的益生菌（益生素），其風險是極大的。

　　3.  抗炎和護腸

　　為對抗與斷奶應激引起的炎癥反應產生的負面作用，使用抗炎劑是一種有效的選擇。有專家介紹在斷奶仔豬飼料中添加阿司匹林，可以快速消除炎癥，對緩解炎癥，加快斷奶應激之后的康復非常有效，但阿司匹林在飼料中添加是法規所不允許的。然而最近國內已有企業開發的某種水楊酸制劑已獲得相關批文，可以起到類似阿司匹林的抗炎作用。又如前文所述，熱休克蛋白對于應激情況下的腸道細胞具有保護作用，可以抑制促炎細胞因子的表達及炎癥細胞的增殖。盡管，促炎細胞因子表達的調控機制目前尚不清楚，但在實驗動物的研究中已經證實，添加谷氨酰胺可以增加腸道組織熱休克蛋白的表達量，減少內毒素引起的腸道損傷（Wischmeyer等，2001）。因此飼料添加富含谷氨酰胺的水解小麥蛋白對于減少斷奶應激引起的腸道損傷具有保護作用。

　　小結

　　無論斷奶日齡如何，斷奶及斷奶后代謝、免疫及腸道功能發生的生物學變化，對豬的生長和健康既產生短期的影響，也可能產生更長期的影響。飼料配制和生產中利用恰當的營養策略可以將斷奶應激的不利影響降到最低，并改善從斷奶到上市的各項生產指標。

　　來源：北京九州互聯成廷水博士

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