猪的胃肠道(GIT)在将食物消化成身体维持和生产所需的可吸收营养物质方面至关重要,除了消化和吸收功能外,猪的GIT在维持免疫稳态方面至关重要,其中肠道是体内最大的免疫器官,占体内免疫细胞的70%以上。
肠道中有许多微生物对黏膜免疫有贡献,两者相互作用,后者通过分泌各种免疫效应因子来调节肠道微生物的分布和组成以及肠道微生物群的稳态;肠道微生物也可以通过其特定成分或代谢产物促进免疫细胞的分化,包括调节T细胞。
因此,功能齐全、健康的GIT对猪各个阶段的生产效率至关重要。
一、健康的胃肠道
1.胃的正常功能
口腔是胃肠道起始,其唾液含有保护食道的上皮生长因子、粘蛋白和前列腺素;同时其电解质和水分对体温调节和身体稳态也有重要作用。
胃液pH值和饲料酸化对病原微生物的防御机制中起着重要作用。
2.健康的小肠
大量和微量营养消化和吸收的主要部位是小肠。
小肠的第一个也是最短的部分被称为十二指肠,它通过从含有消化酶的胰腺和胃分泌物中接收部分消化的食物,在食物消化中发挥着至关重要的作用。
空肠占猪小肠的近80%,它有圆形褶皱和绒毛,以增加表面积,吸收十二指肠中消化的小营养颗粒。
回肠负责吸收维生素B12、结合胆汁盐的再吸收以及空肠没有吸收的其他营养素。
主要的消化酶是淀粉酶(将淀粉和碳水化合物分解为糖)、脂肪酶(将脂质(即脂肪和油)分解为甘油和脂肪酸)和蛋白酶(将蛋白质分解为氨基酸)。
胰蛋白酶和糜蛋白酶是肠道中两种最重要的蛋白质消化酶:胰蛋白酶通过识别精氨酸和赖氨酸羧基片段形成的肽键,将蛋白质分解成肽;糜蛋白酶主要将蛋白质和多肽降解为小肽和氨基酸。
3.肠神经系统(ENS)
肠神经系统(ENS)及其主要成分(肌间和黏膜下神经丛)调节肠道中的主要肠道过程,如检测营养物质、免疫反应、运动性、微血管循环、肠道屏障功能、液体和生物活性肽的上皮分泌物。
ENS还与肠道微生物群协同作用,维持稳定的肠道微环境。肠道粘液层通过在肠上皮和管腔内容物之间形成屏障来防止病原微生物入侵,从而成为抵御病原微生物渗入循环的第一道防线;这种屏障还可以防止共生微生物群与肠道相互作用。
4. 健康的大肠
大肠是消化系统中的一根长而连续的管子,包括盲肠、结肠和直肠。
猪的大肠执行生理任务,如吸收液体和电解质(水、维生素和矿物质),并作为抵御微生物入侵的物理屏障。
健康的大肠不仅有助于吸收营养,且有助于消除体内的毒素和废物。
有益的微生物群落表示健康的大肠,同时健康的大肠依赖于平衡的微生物群或健康的微生态系统。
微生物在大肠中发酵内源性分泌物和未消化的膳食成分,主要是膳食纤维(DF)、脂质和不溶性蛋白质;短链脂肪酸(SCFA)和一些维生素可以在这一部分被吸收,这有助于猪提供营养。
二、干扰胃肠道健康的因素
1.胃的干扰因素
胃功能的主要问题胃液酸度不够,这会损害蛋白质的消化和有害微生物的清除。这种情况主要发生在断奶前后,此时胃的腺体部分仍未完全发挥作用。
高蛋白饲料的较高缓冲能力会降低酸度。
颗粒大小。粗饲料增加了平均停留时间,改善胃内容物的分级。
2. 小肠紊乱
肠道氧化应激(OS)
肠道暴露于异物和病原体是活性氧(ROS)的关键来源,ROS的过度产生会导致动物抗氧化系统失衡,导致肠道氧化应激(OS)。
肠道氧化应激是影响肠道损伤的早期阶段,并作为肠道屏障功能障碍的激活因子,导致免疫失衡和炎症。
断奶应激
断奶和随后的一段时间是对猪的应激最大事件。它们会导致肠道和免疫系统功能障碍,导致猪的健康、生长和饲料摄入量下降,尤其是在断奶后的第一周。
肠道免疫系统还未成熟,使之极易受到肠道形态、炎症和肠上皮通透性变化的影响。
破坏仔猪的肠道形态和组织学,小肠长度和绒毛高度减少;另一方面由于紧密连接(TJ)蛋白(闭塞带蛋白-1(ZO-1),闭塞蛋白)的松动,有害物质(如细菌)极容易从管腔进入血流。
真菌毒素
镰刀菌产生的伏马菌毒素,特别是伏马菌素FB1(FB1)和毛胶烯,特别是脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON),是对肠道损坏最大的真菌毒素。
玉米常见病原镰刀菌和增殖镰刀菌产生FB1,仔猪摄入FB1会导致绒毛融合和萎缩,影响肠道对营养物质的吸收;它还导致细胞因子谱的改变和抗体反应的减少。
禾谷镰刀菌和禾秆镰刀菌主要在小麦、大麦和玉米中产生的DON在各种细胞系统中引起毒性和免疫毒性作用。
环境应激
温度、管理和病原体等环境因素都影响猪的肠道健康:不利的环境条件,如高环境温度,超过育肥猪的热舒适(15-25℃),损害其控制内部温度的能力,导致热应激(HS)。HS诱导的肠道缺氧、炎症和OS 会对猪的肠道完整性和功能产生负面影响。
致病性应激源
肠道疾病是病原体感染的结果。
胞内梭菌感染小肠和大肠,可引起猪增生性肠病(回肠炎);它引起回肠和结肠近端炎症和增厚,减少营养吸收。
受应激影响的肠道通透性可导致致病菌进入,导致肠道病变和功能受损,从而降低猪只生产性能。