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刘作华:肠道微生物的作用及调控方法

  图/文 农牧前沿
  9月7日-9日,第六届中国生物饲料科技大会在广西桂林召开。9月8日为本次会议的主题报告会,会上饲料业、畜牧业知名的院士专家学者、企业技术总监和重量级嘉宾们700余人齐聚一堂,见证全面开启生物饲料新时代的大幕开启。除此之外,还有2万5千余人次观看了会议网上直播。本次论坛为中国生物饲料企业提供了一个深入交流,共谋发展的高端平台。
 
  生物饲料开发国家工程研究中心(重庆)分中心、重庆市畜牧科学院院长刘作华研究员在会上给我们带来了《肠道健康与畜禽高效安全生产》的报告。
 

刘作华:肠道微生物的作用及调控方法

 
  肠道微生物对动物的影响
 
  肠道微生物的菌群会影响肠道健康,进而影响动物的安全,当然也会影响生产性能,影响肉蛋奶的品质。肠道菌群直接影响肠道结构和肠道的免疫系统,间接影响脑、神经、肌肉和脂肪等其他组织器官,对人和动物的健康生长发育具有不可估量的调控作用,肠道微生物的研究已经是当前最大的热点。
 
  肠道微生物重要的生理功能
 
  肠道菌群可以促进养分吸收,提高免疫力,促进生长和器官发育,抵御疾病、延缓衰老,改善畜产品品质。失衡的状态下会导致致病菌增多,免疫林下降,消化不良、肠道疾病、肥胖症、糖尿病、抑郁症等等。
 
  这里有两个按照案例,案例一直肠癌的形成,正常情况下,人的肠道中有害菌群丰度比较低,整个情况都比较正常。当生活方式或者饮食习惯发生改变,比如微生物含量摄入比较少,水果吃的比较少,纤维比吃的情况,粘膜产生了明显的变化,肠道菌群产生了混乱,导致了肠道屏障功能的受损,使肠道上底细胞暴露在微生物或其代谢物中的机会增加,这些就会导致癌变。
 
  案例二,肠道菌群影响肥胖,最近根据不同试验指出,肠道菌群与人和动物的肥胖密切相关。将肥胖小鼠的菌群移植给无菌小鼠,肥胖表现得到复制。表明微生物群可以引起肥胖。将同卵双细胞肥胖女孩和瘦女孩的肠道细菌分别移植给无菌小鼠里,喂同样健康的低脂肪,接受了胖女孩菌群的小鼠变成了胖老鼠,而接收瘦女孩菌群的小老鼠保持瘦老鼠的形状。
 
  肠道菌群是一个动态变化的过程
 
  在动物的整个生命周期,不同动物甚至同一动物不同品种之间都有明显的微生物组成差异。把同一动物分成不同的肠型,其消化吸收和生长性能都有明显的区别。微生物的早期定植非常重要,影响后期生长发育,母代的肠道菌群会影响子代肠道菌群。
 
  早期研究认为,仔猪的胚胎时期在母体内处于一种无菌状态,在分娩过程中由于受母体产道、粪便以及周围环境微生物的影响,仔猪的肠道开始定植微生物。猪肠道微生物区系建立的整个过程中,肠道经历了从无菌到需氧菌到兼性厌氧菌到专性厌氧的定植过程。不同部位微生物菌群的组成也存在差异,最终形成了双歧杆菌、乳酸菌为主的肠道比较平均的一个区系。
 
  不同的发育阶段的菌群也有差异,右边的肠道前肠与后肠的菌群也有差异。
 
  肠道微生物的调控方法
 
  影响肠道微生物的变化和平衡的因素,几乎包括动物的所有方面。包括药物、饮食营养、饲养环境、年龄、动物品种、应激和生理阶段。
 
  当前,改变或调控肠道微生物的方法主要有育种、药物、饮食干预、益生菌和益生元(菌群的移植等等措施。
 
  营养调控肠道微生物是畜牧生产中的主要应用措施,各种营养素的种类、水平、比例都影响肠道菌群的稳定和平衡。不同营养素在动物肠道中并不是简单独立地存在,而是在各自发挥作用的同时还会相互影响。
 
  试验发现在猪上,饲喂高纤维水平日粮,猪的胃肠道的生物活性明显高于饲喂低纤维水平的日粮。不溶性纤维会增加肠道的通过率,而可溶性纤维会增加消化膜的粘性和水溶性,对动物的消化吸收也有很大的影响。
 
  菌群移植是一种高效的肠道菌群重塑的方法。
 
  研究表明,受体能够完全或部分获得供给的菌群特征特性,菌群移植与单一的益生菌相比,它的效果好得多。目前粪菌移植是用的最多的方法。
 
  四川大学做了很多类似的试验,他们发现藏猪、荣昌猪、约克夏三种不同猪的肠道菌群组成存在巨大差别。将三种肠道微生物通过不同方法移植给无菌小鼠,也产生了明显的分型区别。这些研究有力的证明粪菌移植可以改变肠道菌群。
 
  同时也发现,尽管粪菌移植有便利性和有效性,但是这个方法也存在很多垢病,很多人认为这个方法存在安全性和可靠性方面的问题,所以在粪菌移植的时候,一定要注意供体动物的健康,包括便菌制剂的制备、安全性评价、移植的方式、移植的窗口期和对应的饲养管理。
 
  重庆市畜牧科学院在猪肠道健康方面主要做了以下几个方面的工作:
 
  第一是肠道微生物定职和代谢产物释放规律。
 
  第二是基于无菌猪的菌群移植和肠道健康评价。
 
  第三是发酵饲料开发挤兑猪肠道健康的影响。
 
  第四是益生菌的开发与评价。
 
  展望
 
  目前肠道微生物和肠道健康研究方向,还要在以下几个方面进行:
 
  第一、基于组学技术进一步掌握不同动物肠道菌群组成和变化特点。
 
  第二、针对性的挖掘、鉴定与动物生产性密切相关的肠道菌和代谢物。
 
  第三、通过不同营养物质或者药物在特定生理阶段针对性控制货币改变肠道菌群。
 
  第四、将健康高产动物的道菌群整体移植给幼龄或亚健康动物身上,研究它们的特性。
 
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