摘 要：植物成分是飼料添加劑中最受關(guān)注的添加劑之一。它們能夠有效地抑制腸道微生物的致病性，并可預(yù)防和治療畜產(chǎn)動(dòng)物的傳染病。

關(guān)鍵詞：植物成分；飼料添加劑；抗氧化性能；抗炎作用

自2006年1月1日起，歐盟已禁止將抗生素用作動(dòng)物飼料中的生長(zhǎng)促進(jìn)劑。作為亞洲唯一實(shí)施此類禁令的國家——韓國，也于2011年開始仿效歐盟的做法。其他國家很可能在未來幾年內(nèi)出于公眾健康的原因也會(huì)取消飼用抗生素的使用。

然而，禁止抗生素在動(dòng)物飼料中的使用會(huì)給畜牧生產(chǎn)帶來挑戰(zhàn)，因此替代物應(yīng)該對(duì)畜產(chǎn)動(dòng)物的生產(chǎn)力和健康保護(hù)具有與抗生素相似的作用。

在抗生素的替代物中，植物性或植物源性物質(zhì)是一類更有應(yīng)用前景的飼料添加劑之一。含有高活性成分的可用植物在數(shù)量上幾乎是無限的。由植物源性化合物產(chǎn)生的藥效范圍還似乎相當(dāng)廣泛，因此本文將重點(diǎn)介紹植物源性物質(zhì)在干擾微生物通訊、抗氧化性和抗炎上的作用。

1 抑制作用

植物源性物質(zhì)，特別是精油及其化合物，經(jīng)常被認(rèn)為會(huì)產(chǎn)生殺菌作用。根據(jù)定義，術(shù)語“最低抑菌濃度（Minimum Inhibitory Concentration，MIC）”是指使微生物（Micro-organism，MO）存活率降低90 %以上時(shí)的濃度，“最小殺菌濃度（Minimum Bactericidal Concentration，MBC）”是指使微生物的存活率降低99 %以上時(shí)的濃度。表1和表2概述了所選精油和精油化合物對(duì)一些微生物的MIC值。

為了理解表1和表2所隱含的含義，每噸飼料需使用約 1 kg～10 kg的精油，以實(shí)現(xiàn)抗特定病原體（如大腸桿菌或鼠傷寒沙門氏菌）的抗菌作用。在生產(chǎn)實(shí)踐中，由于日糧中這種高含量的芳香物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的氣味而會(huì)影響日糧的適口性，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致采食量的急劇減少。然而，有證據(jù)表明植物性飼料添加劑對(duì)預(yù)防細(xì)菌感染具有有益的作用，這可以通過關(guān)注所謂的“群體感應(yīng)（quorum sensing）”發(fā)育來解釋。

2 群體感應(yīng)

許多細(xì)菌，包括與畜產(chǎn)動(dòng)物相關(guān)的致病菌，會(huì)利用它們的群體感應(yīng)（Quorum Sensing，QS）機(jī)制來進(jìn)行通訊。細(xì)菌會(huì)產(chǎn)生明確的信號(hào)代謝物（誘導(dǎo)劑），并將其分別分泌到它們的媒介和環(huán)境中。作為回應(yīng)，同一菌株的細(xì)菌能夠通過特定的受體吸收這些代謝物，從而獲得目前細(xì)菌群密度的信息。一旦誘導(dǎo)劑的濃度達(dá)到關(guān)鍵的臨界值時(shí)，細(xì)菌開始產(chǎn)生毒力因子（如：附著因子、菌毛、毒素），導(dǎo)致宿主暴發(fā)疾病。通過干擾QS，即產(chǎn)生群體感應(yīng)抑制作用（Quorum Sensing Inhibition，QSI），所選植物源性物質(zhì)就可以抑制細(xì)菌的毒力。

據(jù)報(bào)道，精油對(duì)豬源和雞源空腸彎曲菌和O157：H7型腸出血性大腸桿菌的QSI取得了滿意的效果。0.10 mmol/L香芹酚，相當(dāng)于15 mg/L香芹酚，已能夠明顯抑制空腸彎曲菌的運(yùn)動(dòng)，從而可抑制病原體產(chǎn)生嚴(yán)重的感染。

相比之下，香芹酚（牛至中主要的萜烯）對(duì)空腸彎曲菌的MIC值約為75 mg/L（相當(dāng)于75 g/t，圖1）。

香芹酚的該類有益作用的另一個(gè)實(shí)例在腸出血性大腸桿菌上得到了證明。約1 mmol/L（相當(dāng)于150 mg/L或150 g/t）的香芹酚已足以在這些細(xì)菌內(nèi)誘發(fā)強(qiáng)烈的熱休克反應(yīng)，并可抑制鞭毛蛋白的合成。相比之下，香芹酚對(duì)大腸桿菌的MIC濃度相當(dāng)于1 000 mg/L（相當(dāng)于1 kg/t）。

這些結(jié)果表明，植物源性物質(zhì)很可能具有干擾病原微生物的能力。在“后抗生素時(shí)代”，利用植物源性物質(zhì)干擾致病菌的QS將是一項(xiàng)能夠保護(hù)畜產(chǎn)動(dòng)物不發(fā)生腸道傳染病的核心戰(zhàn)略。

3 植物源性飼料添加劑

由于禁止在動(dòng)物飼料中使用抗生素生長(zhǎng)促進(jìn)劑，畜產(chǎn)動(dòng)物感染種屬特異性病原微生物會(huì)成為一個(gè)越來越嚴(yán)重的問題。在許多情況下，病原體的感染不會(huì)產(chǎn)生典型的臨床癥狀，但會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)性能大幅度的下降，進(jìn)而會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失。

在免疫反應(yīng)的早期階段，進(jìn)入受感染組織的巨噬細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的炎癥反應(yīng)。在隨后的階段中，T細(xì)胞也會(huì)參與促進(jìn)炎作用。能引發(fā)細(xì)胞炎癥的最重要的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子是所謂的被激活的B細(xì)胞核因子—— κ-輕鏈增強(qiáng)劑（kappa-light-chain-enchancer，NF-κB）。

一方面，NF-κB可以誘導(dǎo)細(xì)胞因子的合成，進(jìn)一步補(bǔ)充和附著免疫細(xì)胞（如白細(xì)胞介素-6、血管細(xì)胞粘附分子、細(xì)胞間粘附分子）和環(huán)氧化酶-2（COX2），產(chǎn)生促炎性前列腺素。

另一方面，NF-κB的作用是需要產(chǎn)生抗炎性細(xì)胞因子，消除炎癥（如白細(xì)胞介素-10）和抗氧化酶，最終使細(xì)胞存活，并有助于消除炎癥。具有抗炎作用的3大最具特征的抗氧化酶是谷胱甘肽過氧化物酶2（GPx2）、血紅素氧合酶（HO1）和醌氧化還原酶1（NQO1）。

一些內(nèi)源性抗氧化酶在消除炎癥方面特別有效。

由于另一種名為Nrf2（Nuclear Factor-like 2）的轉(zhuǎn)錄因子的釋放，內(nèi)源性抗氧化酶會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)錄和合成。

需要補(bǔ)充的是，除了NF-κB和氧化應(yīng)激以外，許多植物源性物質(zhì)可用作非常強(qiáng)效的Nrf2釋放劑。姜黃中的姜黃素和十字花科植物中的異硫氰酸蘿卜硫素（isothiocyante sulforaphane）是通過觸發(fā)Nrf2釋放的內(nèi)源性抗氧化酶的最具特征的誘導(dǎo)劑（圖2）。

內(nèi)源性抗氧化酶的誘導(dǎo)產(chǎn)生同時(shí)可降低炎癥的嚴(yán)重程度。

今后，對(duì)篩選具有抗炎作用的植物源性物質(zhì)進(jìn)行的研究應(yīng)集中在開發(fā)具有抗種屬特異性腸道疾病常規(guī)效應(yīng)的植物性產(chǎn)品上。此外，如果動(dòng)物發(fā)生急性腸道炎癥，開發(fā)含有高含量活性物質(zhì)的產(chǎn)品非常必要?！酢?/p>

原題名：Effects of phytogenic feed additives on animal health（英文）

原作者：Elisabeth Rohrer博士、Andreas Müller博士和Miriam Goerke碩士（Delacon和Biotechnik公司）