文/Dr. Clifford A. Adams

译/胡红莲

审/卢德勋

争夺控制权：动物胃肠道调控

文/Dr. Clifford A. Adams

译/胡红莲

审/卢德勋

胃肠道是机体最大的器官，代谢能的主要利用者，约占进食总能的20%左右（Cant等，1996）。对单胃动物而言，在所有体组织中，胃肠道蛋白质合成速率最高，可占到每日体蛋白总量的20%以上（Van Der Meulen和Jansman，1997）。胃肠道是体内最大的内分泌腺，可分泌至少20多种激素、调节肽及其受体。胃肠道是体内免疫系统的最大部位，也是肠道淋巴组织（GALT）内大多数淋巴细胞和其他免疫细胞作用的主要部位。

反刍动物和单胃动物的胃肠道逐渐形成了各自不同的结构，有着不同的作用模式，因此，胃肠道也是一个奇特的器官。对所有动物而言，胃肠道内存在两种主要的生物化学过程，即酶消化和微生物发酵。反刍动物食入的营养物质先是在瘤胃内经过微生物发酵，然后未被消化的营养物质在小肠和大肠被酶消化。而单胃动物食入的营养物质先是在胃内和小肠被酶消化，然后未被消化的营养物质进入大肠被微生物发酵。在为宿主动物供应营养物质方面，微生物发酵在反刍动物上发挥着重要的作用，而在单胃动物上仅起着次要的作用（Ewing和Cole，1994）。

胃肠道内栖息着数目庞大的微生物群落，其微生物细胞数量远远超出了宿主动物机体的总细胞数。人类结肠内的细菌占机体总细胞的90%以上（Glbson和 McCartney，1998）。Kleessen等（1997）报道，在大鼠盲肠和粪便中已鉴别出627种微生物菌落。

有些研究认为，微生物群落或微生态系统可能并不是动物生存和生长所必需的，如无菌小鸡要比普通鸡，甚至比用抗菌生长促进剂处理过的动物生长得要好。无菌动物与普通动物相比，其胃肠道具有不同的特点（Ewing和Cole，1994）。无菌动物小肠重量较低，其代谢能消耗较低和内源损失下降。一般来说，对于单胃动物，代谢消耗大和肠道疾病的发生对动物机体造成的不利影响已远远胜过了胃肠道内栖息微生物菌落对动物机体产生的有益作用。然而，反刍动物并非如此，其可以利用富含纤维的低质粗饲料为机体提供营养物质，主要得益于瘤胃微生物区系。

单胃动物胃肠道微生物群落经常以自主的方式发挥作用，而这种自主作用可能对动物是有害的。胃肠道内的一些微生物种可以被看作是经常与宿主动物有竞争的微生物。所以，动物胃肠道是否是动物的一个不可缺少的部分，或者仅仅是动物保护胃肠道内栖息着的微生物区系并给其提供营养物质的一个结构，是一个令人感兴趣的问题。

全方位营养的主要挑战之一是调控这种“竞争性生物”，以有利于宿主。任何动物的胃肠道都是一个很大的器官，其维持所需的能量和蛋白质较高，需要大量的营养物质用于维持、组织更新以及营养物质利用。促进胃肠道健康、提高其利用效率将会增强整个动物机体的健康、提高动物生产性能。事实上，各种胃肠道疾病是所有动物包括人类在内发病的根源。

动物胃肠道稳定的微生物发酵可以影响病原菌群的建立，因为肠道内稳定的发酵对病原菌的建立有抵制作用（Hil'man等，1994）。然而检测动物微生物发酵的稳定性有一定的难度，因此，很有必要研究肠道内容物的变化。肠道内的有些微生物能有效地抑制病原菌的大量繁殖，特别是乳酸菌。所以测定肠道内能抑制病原菌增殖的菌落的潜在有效能是基于肠道内容物中乳酸杆菌与大肠杆菌之间的比例。一般而言，如果有益菌乳酸杆菌的数量相对高于有害菌大肠杆菌类，则表明对病原菌有抑制作用的细菌数增加了，并且这可能是判断动物是否健康的一个实用的指标。

胃肠道病毒感染也是危害动物健康的主要因素。猪和家禽容易患有各种肠道病毒性疾病。其感染后果如何主要由各种因素所决定，如动物年龄、机体免疫状况、营养水平和环境等。另外，胃肠道病毒感染可能会引发其他疾病综合征。由病毒引起的胃肠道黏膜损伤就为其他病原菌如大肠杆菌或沙门氏菌侵入机体提供了通道；病毒对胃肠道的损害也将导致饲料消化率低和营养物质吸收不良，从而会产生营养缺乏，这样就会对动物健康和生长不利，对其他感染的抵抗力下降等一系列的级联效应。

日粮变化对肠上皮的分化和生长产生的影响在出生和断奶时特别明显。新生动物刚出生的前几周内会发生许多变化，如肠形态的变化、蛋白质从头合成增加以及由日龄和日粮引发的消化道功能的变化等。在这一时期内，肠道细菌群在快速变化的黏膜表面上交替建群。对于大多数动物来说，宿主本身、所采食的日粮以及胃肠道微生物区系三者之间保持动态平衡有利于建立稳定的微生物生态系统。这个微生物生态系统又是以维持和建立肠道健康的免疫系统发挥积极作用的共生微生物的存在为特征。然而在动物新生期和断奶早期经常会发生肠道微生态系统的紊乱，这也是这段时间发病率和死亡率最高的原因。营养不佳会引发肠道感染，从而导致黏膜损伤和仔猪及其他新生动物发生腹泻。这些疾病症状可以因以下两种方式恶化：一是黏膜免疫系统的相对不完善；二是条件性致病菌的毒性，条件性致病菌在肠道内定植快速改变了新生动物黏膜表面。

胃肠道消耗大量能量用于自身代谢，因此，肠道功能的改变可以影响动物的生产性能。小肠内存在一些微生物发酵，并且这些微生物也与宿主动物竞争易消化的营养物质，猪饲料净能有6%因小肠内的微生物发酵而损失（Mikkelsen和Jensen，2000）。调控小肠食糜流通效率将有可能改善家畜的生产性能。动物采食高能量浓度型日粮能够增加葡萄糖和其他营养物质的转运能力，这样可以降低葡萄糖进入大肠的数量（在大肠葡萄糖是不能被有效利用的）。■

（来源：选自《全方位营养》第五章第一节。转自：建明工业微信公众号）