探索猪的肠道微生态系统

2017-02-12 20:39:46 点击：

猪的肠道内微生物种类繁多，数量庞大，这些微生物与宿主之间形成一个微生物系统，其中优势菌为乳酸菌等厌氧菌(有益菌)占99%以上，而需氧菌和兼性厌氧菌(有害菌)只占1%左右。有益菌和致病菌在肠道内保持一定比例，处于一种动态平衡的状态。肠道菌群与宿主的肠道免疫功能密不可分，健康的肠道菌群，具有抗感染，抵御外来病原菌，提供营养等多重功效。这种动态平衡的微生物体系一旦被破坏，猪只就会出现消化功能紊乱，进而表现出生长不良、免疫力低下、腹泻、便秘、胀气等一系列问题。所以，维持肠道微生物系统的平衡与稳定，对动物健康，特别是对幼小动物的生长发育有着重要作用。

　　乳仔猪消化道微生物区系的建立

　　研究表明，动物出生前胃肠道是无菌的，但是出生后3~4h，肠道内可检测出细菌。猪出生后1周，其肠道内可形成定型菌群，优势菌为厌氧菌(有益菌)占99%以上，而需氧菌和兼性厌氧菌(有害菌)只占1%，其比例为100：1，而大肠内这一比例可达1000：1。到8~22日龄时，则以双歧杆菌、类杆菌、乳杆菌、大肠杆菌和消化球菌占优势。

　　仔猪消化道微生物首先来源于出生过程中母体的感染，继而是皮肤、奶头和母猪的粪便。需氧菌先在消化道定植，然后是兼性厌氧菌，最后是厌氧菌。厌氧菌在开始时之所以不能定植是因为生存环境中有许多氧，在需氧菌和兼性厌氧菌生长一段时间后，氧气被大量消耗，厌氧菌才能生长和定植，并在数量上占据首位。

　　影响微生物区系建立的因素：

　　仔猪的哺乳：母乳具有杀菌特征，可降低大肠杆菌的数量，促使固有菌群更快定植。人工乳可降低小肠近端乳杆菌类和提高大肠杆菌和严格厌氧菌的数量，所以，母乳更有利于肠道健康菌群的建立。

　　生理因素：初生仔猪胃肠道因盐酸分泌不足而pH值偏高，这样的环境使一些种类的微生物能通过胃生态体系而快速定植于肠道的不同部位。

　　环境因素：如温度和饲养环境的卫生状况等均影响菌群的建立。

　　消化道不同的生态环境：一旦固有菌群成功建立，就很少发生变化，甚至在仔猪开始饲喂固体饲料时也如此。一些次级的固有菌群的定植发生在仔猪断奶后。

　　消化道微生物的分布及生理作用：

　　动物消化道内存在着庞大的微生物体系，如：猪胃肠道微生物数量是体细胞的10倍，有30 多个属、500多种微生物。这些微生物遍布胃、小肠及大肠。不同部位微生物的种类、数量也大不相同。

　　1、消化道微生物的分布：消化道微生物可分为固定菌群和过路菌群，前者是指在消化道中占有特定区域的微生物，后者指那些不能在健康动物消化道内长时间滋生的微生物。

　　胃：因pH值过低，不适合多数微生物的生长，微生物的种类和数量都很少。只有乳杆菌、肠细菌、链球菌和芽孢杆菌等少数细菌可以存活。

　　小肠：上部微生物较少，回肠末段微生物最多。十二指肠和空小肠上部微生物较少，是因为胃酸将来自口腔和食物中的微生物杀死，而且该段肠道蠕动快、饲料停留时间短、胆汁有杀菌作用等的缘故;从十二指肠到回肠末端，总菌数和活菌数是逐渐增加的，且发酵速度也加强;在回肠末段，pH值仍较低，氧化还原电位为阴性，有利于专性厌氧菌繁殖，因而此处微生物最多，并且95%以上为厌氧菌。

　　小肠中分离出来的主要细菌包括乳杆菌、双歧杆菌、消化球菌、肠梭菌和肠球菌等。另外，从小肠后段还分离出酵母菌。

　　大肠：微生物数量最大，主要是严格厌氧菌，也有兼性厌氧菌。大肠细菌主要为革兰氏阳性菌，包括链球菌属、乳杆菌属、真菌属和梭菌属等，革兰氏阴性菌有类菌体属、醋酸弧菌属和月形单胞菌属等。猪大肠内的总菌数和活菌数在消化道生态系统中数量最大。

　　未消化的食物残渣在大肠中流动速度慢，因而有相当数量的物质可被用来发酵。猪盲肠体积大，而且有大量食物停留，所以其中的细菌群落数量大、种类多。盲肠食糜中的细菌浓度估计为2.37?1010个/g，粘附于盲肠壁的细菌数量大约为2.67?107个/cm2组织表面积。盲肠内主要的革兰氏阳性菌、瘤胃类杆菌和反刍月形单胞菌属分别占35%和21%;结肠内容物细菌浓度估计为1.33?1011个/g，粘附于结肠壁的细菌数量大约为5.7?107个/cm2组织表面积。

　　猪粪便菌群与大肠菌群相似，粪便重量的40%是微生物，而且其中90%以上为活的微生物。

　　2、消化道微生物的生理作用：维持相对稳定的肠道正常微生物体系，对于动物健康具有重要意义

　　免疫作用：影响体液免疫、细胞免疫和局部免疫，尤其是局部免疫;大量实验表明，猪的消化道粘膜的固有层中广泛分布有淋巴细胞，这些淋巴细胞在肠道正常菌群(大肠杆菌、链球菌、肠球菌等)的刺激下可转化为浆细胞，产生IgA，当IgA通过粘膜上皮细胞到粘膜表面时成为分泌型IgA。IgA集中于粘膜表面，所以抗感染能力很强。IgA可以控制外袭菌的活动，保护固有菌，而固有菌可以保护分泌型IgA免受降解。固有菌和外袭菌都能刺激淋巴细胞产生IgA，但IgA只抑制外袭菌，不抑制固有菌，其作用机理尚不清楚。

　　生物拮抗：对外袭菌入侵有拮抗作用。消化道正常微生物体系有助于宿主抑制外源入侵的病原微生物，预防细菌性腹泻等肠道疾病。

　　营养作用：肠道微生物有助于消化所采食的营养物质，提高消化率;微生物发酵产生的挥发性脂肪酸(VFA)，合成的B族维生素及维生素K等，这些营养可被猪利用;微生物可以利用肠道中的内源性氮合成自身的菌体蛋白，为动物提供微生物蛋白质;微生物还参与脂类代谢、糖代谢，产生消化酶，如淀粉酶等。