【編者按】2015年10月29日，由百奧明公司組織的“2015亞洲營養(yǎng)論壇（長沙站）”，在長沙隆華國際酒店隆重舉行?！秶庑竽翆W(xué)—豬與禽》第35卷（2015）第12期刊登了倫敦帝國學(xué)院食品營銷系榮譽教授及英國皇家農(nóng)業(yè)大學(xué)客座教授David Hughes博士演講的《動物蛋白全球消費現(xiàn)狀及趨勢展望》和澳大利亞動物營養(yǎng)專家Tony Edwards先生演講的《最佳腸道健康是良好生產(chǎn)能的基礎(chǔ)》，本期將介紹另三位演講嘉賓的精彩內(nèi)容。

今天我要講的是腸道微生物及其健康。

1 消化道的重要性

1.1 物理屏障

腸道被行業(yè)界認(rèn)為是一個體外環(huán)境，因為腸道兩端是通向體外的。腸道上皮細(xì)胞只有3 μm～5 μm，這道屏障非常脆弱。腸道有三種結(jié)構(gòu)：管狀、指狀、絨毛。正常情況下管狀結(jié)構(gòu)大約可增加3倍吸收面積，絨毛可增加25倍吸收面積，微絨毛可增加60倍消化吸收面積。據(jù)估計，一個正常成年人的腸道消化面積約300 m2，相當(dāng)于兩個籃球場和一個足球場。豬腸道相比人的要長一些，面積約400 m2，雞腸道面積約20 m2～30 m2，這表明腸道面積更大更有利于消化吸收。但有一個問題，腸道內(nèi)和外只有一層3 μm～5 μm的細(xì)胞隔離。不要著急，進(jìn)化是一個很強(qiáng)大的功能，通過進(jìn)化給動物腸道配了許多輔助功能，保障這種整體健康。

1.2 營養(yǎng)物質(zhì)消化和吸收的器官

首先，腸道上皮細(xì)胞是動物體內(nèi)分泌速度最快的一類細(xì)胞。第二，黏膜屏障，在腸道上皮細(xì)胞上覆蓋一層厚厚的黏液，好處是隔離，隔離腸道中的微生物，跟腸道上皮細(xì)胞接觸起到潤滑作用，本身還可以給腸道微生物提供營養(yǎng)物質(zhì)。其實黏液層分兩層，里面是濃稠黏液，上面是稀薄黏液，有益微生物主要在濃稠黏液這層，由黏液素等提供營養(yǎng)成分。

1.3 腸道是動物體內(nèi)最大的免疫器官

腸道大約含機(jī)體65 %的免疫組織和免疫細(xì)胞，產(chǎn)生80 %左右的抗體。這是它的一個進(jìn)化，因為很薄，本身很脆弱，一旦一些有害有毒的物質(zhì)進(jìn)入腸道，可以在最短時間內(nèi)把危害物減到最小。腸道細(xì)胞下方是各種各樣的免疫細(xì)胞。如發(fā)現(xiàn)病毒或細(xì)菌，會產(chǎn)生一些抗體，T細(xì)胞變成TH2細(xì)胞，提前進(jìn)行預(yù)防來保護(hù)身體健康。

1.4 腸道是第二大腦

為什么說它能夠思考呢？因為它有物理基礎(chǔ)，首先腸道中的神經(jīng)元數(shù)量是動物體內(nèi)最原始的神經(jīng)元。很早就有關(guān)于腸道神經(jīng)元的研究，并且大腦神經(jīng)元跟腸道神經(jīng)元在干細(xì)胞中的發(fā)育區(qū)位是一樣的，只是量變質(zhì)不變。只不過大腦太強(qiáng)大，把它忽略了。通過腦傳遞信息交流，告訴大腦腸道發(fā)生了什么，如何進(jìn)行防御，這就是我們平常說的條件反射。如吃或不吃是通過神經(jīng)元收集的信息告訴大腦的行為。

五羥色胺多巴胺分泌過多會讓你感覺特別興奮。當(dāng)你看到好吃的，該物質(zhì)分泌的量就比較多。這種物質(zhì)80 %產(chǎn)生于腸道，所以腸道一旦出現(xiàn)問題，人就會感覺不舒服。

1.5 內(nèi)分泌器官和最大維持需要的器官

腸道是一個非常大的分泌器官，分泌一些消化類的物質(zhì)，如酶、調(diào)節(jié)食欲的激素。分泌功能、免疫功能等導(dǎo)致腸道是體內(nèi)最大的維持需要器官。一個動物的維持量占采食量的60 %。其中50 %提供給腸道，一旦腸道出現(xiàn)問題，動物的生長性能就會出現(xiàn)很大程度的損傷。

上皮細(xì)胞、免疫屏障、黏液層和微生物屏障共同維持著腸道的平衡。

2 腸道微生物與腸道功能

2.1 腸道微生物的分布

一個成年人大約有1 013個體細(xì)胞，腸道微生物數(shù)量為1 014個，如果一個正常人沒有微生物，體重將減 20 %～25 %。微生物可以給我們提供一些有益物質(zhì)。想想看，一個體細(xì)胞外包圍著10個微生物，你還能說這個微生物跟我們的生活和生活質(zhì)量沒有關(guān)系嗎？從數(shù)量這塊就告訴我們不可能。通過生物探針檢測發(fā)現(xiàn)，豬和雞的腸道微生物數(shù)量將近500種。

圖2是在雞上做的試驗，左上角布滿了密密麻麻的桿狀微生物，會對飼料的消化產(chǎn)生極大影響。左下角這張說明微生物之間是能夠進(jìn)行信息交流。

2.2 基因的互相影響

動物機(jī)體中微生物細(xì)胞數(shù)是動物體細(xì)胞數(shù)的10倍，但能夠提供100倍基因庫。微生物提供這么大的基因庫是否會對動物的進(jìn)化和潛在性能產(chǎn)生影響？最近十幾年中在很多人都在思考這個問題。動物體內(nèi)有兩套基因，一套在細(xì)胞核中，一套在線粒體中。線粒體是給細(xì)胞提供能量非常重要的器官。線粒體的密碼子跟正常哺乳動物的密碼子完全不一樣，而與器官微生物一致。很多人猜測線粒體原來有可能是細(xì)胞，然后通過長期的進(jìn)化在特殊時間整合到細(xì)胞，變成細(xì)胞器官。據(jù)一項調(diào)查發(fā)現(xiàn)線粒體的密碼子隨母親傳遞給后代，而不隨父親傳遞。

2.3 微生物與營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收

圖3是在食道中采集食物的圖片，發(fā)現(xiàn)剛吃進(jìn)去的食物表面布滿了微生物，說明微生物對食物和飼料等有很大影響。

在1996年發(fā)現(xiàn)腸道微生物的代謝產(chǎn)物會直接影響宿主的腸道功能。

2.4 微生物與能量平衡

把胖老鼠體內(nèi)微生物取出來喂給瘦老鼠，發(fā)現(xiàn)瘦老鼠也變胖，這說明胖老鼠體內(nèi)的這些微生物更善于消化吸收飼料中的營養(yǎng)物質(zhì)，且存儲能量（表1）。

能量代謝與微生物息息相關(guān)，直接影響動物體內(nèi)脂肪的沉積代謝。

2.5 微生物與免疫功能

腸道微生物可促進(jìn)免疫系統(tǒng)的發(fā)育，其比例對免疫系統(tǒng)具有極大的相關(guān)性。

現(xiàn)在很多人都有過敏反應(yīng)，這其實是一個問題，社會進(jìn)步導(dǎo)致?，F(xiàn)在最流行是衛(wèi)生學(xué)說，現(xiàn)在很多人都喜歡宅在家里，很少接觸大自然，還有一些人怕一些病原體的傷害，經(jīng)常用酒精消毒，導(dǎo)致本身在正常的生活中接觸的一些細(xì)菌就變少，當(dāng)你殺死一些有害菌的同時也殺死一些有益的細(xì)菌，有可能因為這種原因?qū)е履c道免疫系統(tǒng)出現(xiàn)缺陷。

2.6 微生物與腸道健康

微生物可以把動物不能吸收的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成丁酸。丁酸可以給腸道細(xì)胞或上皮細(xì)胞提供能量，代謝成酮體或二氧化碳。盲腸上皮細(xì)胞60 %～70 %的能量來自于微生物發(fā)酵的丁酸。

腸道微生物能夠刺激黏液分泌。為什么使用抗生素后動物腸道會變薄？因為黏液成分少。腸道微生物能夠增加腸道上皮細(xì)胞的周轉(zhuǎn)率。

3 腸道微生物區(qū)系是如何自我調(diào)控的

微生物本身之間互相競爭抑制，宿主細(xì)胞也會有一定影響，如抵御素——先天免疫系統(tǒng)的常規(guī)武器，以及分泌型IgA，還有就是黏液——分泌黏液蛋白、黏液素、多糖，可以提高免疫素，自我調(diào)節(jié)功能。

4 影響腸道微生物組成的因素

4.1 日糧NSP對腸道微生物的影響

NSP能顯著影響腸道的菌群結(jié)構(gòu)，特別是增加大腸桿菌的腸毒性和腸聚集性大腸桿菌的數(shù)量。NSP能顯著減少后腸道丁酸的數(shù)量。

4.2 應(yīng)激與腸道健康

應(yīng)激激素（腎上激素）可以增加腸道上皮的通透性。上皮細(xì)胞通透性增加會提高脂質(zhì)多糖（LPS）的吸收。LPS危害：增加TNF-α和白介素IL1-α分泌（Hack等，1989）。應(yīng)激會改變腸道pH，影響腸道微環(huán)境從而影響微生物組成。

4.3 應(yīng)激及后果

疾病、免疫應(yīng)激、環(huán)境因素和日糧因素等，不管產(chǎn)生怎樣的結(jié)果，中間都會通過自由基進(jìn)行反應(yīng)，來攻擊細(xì)胞、攻擊細(xì)胞膜，導(dǎo)致細(xì)胞死亡和功能喪失。如果通過一定措施把體內(nèi)的自由基消除，可以延緩疾病的有害影響，減少負(fù)面效果。

應(yīng)激有兩個途徑：1）應(yīng)激激素，影響上皮細(xì)胞通透性；2）通過氧自由基，導(dǎo)致上皮細(xì)胞死亡。

5 如何調(diào)控腸道微生物

5.1 抗生素的使用

作用機(jī)理：腸道變薄，減少目標(biāo)機(jī)會性病原菌的數(shù)量，減少炎癥反應(yīng)?？股氐淖饔镁褪窍?，炎癥本身是免疫系統(tǒng)消炎，經(jīng)常消炎免疫系統(tǒng)就會失去基本的功能，甚至是發(fā)育遲緩?？股貢ㄟ^微生物和體內(nèi)黏液免疫系統(tǒng)影響其他免疫體系。

5.2 酸化劑

酸化劑的功能有：降低動物消化道pH，提高消化酶活性，抑制有害菌生長，促進(jìn)有益菌繁殖，預(yù)防腹瀉；提高日糧適口性，減緩胃的排空速度，提高生產(chǎn)性能；提高礦物質(zhì)和維生素的生物學(xué)利用率；與抗生素協(xié)同作用，減少耐藥菌株的產(chǎn)生，利于疾病的防制。

5.3 酶制劑

主要品種：植酸酶、NSP酶、蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、α-半乳糖苷酶、纖維素酶。酶制劑的作用：提高消化率，減少營養(yǎng)物質(zhì)流失到后腸，減少機(jī)會性病原菌的培養(yǎng)基；減少腸道黏度。使用酶制劑一定要有明確的目標(biāo)。在幼齡動物上使用酶制劑比成年動物效果要好很多，同時在家禽上使用比豬上使用效果要好。雞的消化道只有正常體長的5～6倍，而豬的是10～15倍，相對來說豬食物的消化時間比雞的長。

5.4 益生元

不被腸道消化，并能夠提高某類腸道有益微生物生長的日糧成分，含果寡糖、低聚半乳糖、乳糖醇。

5.5 益生素

有針對性地提高某類有益微生物的數(shù)量。

主要功能：把有害的物質(zhì)競爭出去，其次是提高免疫力，最后提高腸道完整性。不是每個益生菌、每個細(xì)菌都有這個功能。

益生素在使用上也存在一定問題：在動物體內(nèi)是否能夠存留，存留時間多長；活的，死的；添加數(shù)量，如果極大地增加有益菌就有可能打破了這個平衡；如何鑒定？不是所有的微生物都是益生素；主要功能；適用動物。

結(jié)果并不是所有的乳酸菌都是益生菌（英國營養(yǎng)雜志，2010）。

5.6 合生素

益生菌和益生元組合在一起為合生素。如雙岐桿菌+FOS、乳酸菌+乳糖醇、施百科狄都含有合生素。

5.7 植物提取物

這是一個非常復(fù)雜、數(shù)量很多的物質(zhì)，可以促生長，減少炎癥，刺激采食，刺激內(nèi)源酶活性。要明白你的目標(biāo)是什么，需要什么，它提供的是否就是我需要的，而不應(yīng)拿來就用。

應(yīng)用概括：其他發(fā)達(dá)國家如歐盟等普遍使用，發(fā)展中國家逐漸普遍使用。腸道菌群：明確抑制病原性細(xì)菌生長；選擇性殺滅腸道病原菌；體外研究：很多；體內(nèi)研究：不多。營養(yǎng)消化吸收：有限研究結(jié)果報道，提高母豬和仔豬自身免疫能力；適口性好，提高采食量；消化吸收改善，尤其在肉雞上較明顯。

6 結(jié)論

6.1 調(diào)控與影響腸道菌群與免疫添加劑（表2）。

6.2 保證腸道健康總策略

盡量減少對后腸細(xì)菌的營養(yǎng)供給。減少疾病，提高管理水平。輪換使用抗生素——將來會沒有作用。合理的球蟲控制措施。使用飼料添加劑調(diào)整腸道健康。

腸道健康程度決定動物養(yǎng)殖的成敗，腸道微生物平衡與動物健康息息相關(guān)，相輔相成，共生關(guān)系。任何影響腸道微生物平衡的因素均會嚴(yán)重影響到動物健康狀況和生產(chǎn)性能。

營養(yǎng)學(xué)真意：產(chǎn)出=（遺傳+環(huán)境+營養(yǎng)）×管理。