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猪营养抗病的途径

微量元素与动物免疫的关系十分密切,是动物不可缺少的营养,直接参与动物机体的细胞免疫和体液免疫,对于维持动物中枢免疫器官和外周免疫器官的结构和功能起着重要的作用。微量元素作为动物机体必需的营养组分已得到广泛的认可。近年来的研究结果表明,微量元素对于动物机体的免疫机能也具有十分重要的作用。微量元素不仅直接影响动物免疫器官的发育,影响动物的特异性和非特异性免疫功能。而且对于机体内微生物的生长、繁殖、代谢及毒素的产生也具有十分重要的调控作用。当动物体内缺乏微量元素时,会出现免疫机能减弱,抗病力下降的等一系列问题。

宝马娱乐在线,1.不饱和脂肪酸与免疫
饮食中的脂肪成分和含量通过改变细胞膜脂质成分直接影响免疫细胞的功能,尤其是饮食中的多不饱和脂肪酸(polyunsaturatedfattyacid,PUFA)的变化可直接影响细胞膜磷脂组成,并间接影响免疫细胞的功能。细胞膜中的ω-3PUFA和ω-6PUFA的比例是影响细胞免疫机能的关键。一般来说,当膜磷脂中ω-6PUFA的比例升高时,通过增加花生四稀酸合成,提高细胞内前列腺素浓度,可导致机体免疫细胞功能的抑制,即lL-2生成减少和抑制淋巴细胞对丝裂原的增殖反应,并使T细胞和NK细胞的功能低下。
临床和实验研究表明,给予鱼油或营养液中添加ω-3PUFA具有抗炎作用,可避免由创伤、感染等应激反应引起的免疫机能的损伤,增加机体抗应急和抗干扰的能力。这是因为与休克、感染、器官功能障碍有关的炎症介质主要是ω-6PUFA的代谢产物,外源性补充ω-3PUFA,可竞争性抑制花生四烯酸的代谢,改变代谢产物的类型,进而减轻机体的炎症反应,保护免疫系统不受损害。此外,在应激状态下,机体常存在代谢紊乱,补充ω-3PUFA可有利于减轻胰岛素阻抗、高脂血症及维持氮平衡。

猪营养抗病的途径。营养抗病的途径有:影响免疫系统发育与功能、影响肠道发育与健康、影响抗病基因的表达、影响传染性疾病的发生发展、缓解ROS的危害、缓解霉菌毒素的危害等六大途径。

铜作为动物体内一系列酶的辅基(如超氧化物歧化酶、细胞色素C氧化酶和血浆铜蓝蛋白),对于这些酶的生物活性有着重要的调控作用。铜通过由它构成的酶组成机体防御系统,增加细胞抗炎症和抗氧化能力,增强机体免疫机能。

2.维生素与免疫
维生素影响免疫系统的发育,在免疫调节过程中起着重要的作用。
2.1
在粘膜免疫中维生素A起着重要作用,它可以保持呼吸道和胃肠道上皮细胞和腺细胞的正常分化,避免其受传染。在抗体合成、T细胞增殖、单核细胞吞噬机能方面,维生素A不可缺少。
2.2
维生素E有利于淋巴细胞特别是辅助性T淋巴细胞增殖和T、B淋巴细胞协同作用以及巨噬细胞增殖。维生素E对提高动物体液免疫水平具有重要作用,母鸡日粮中补充维生素E,可使子代鸡在1日龄及7日龄时的抗体水平显著高于对照组。维生素E还可通过抑制前列腺素-I和皮质酮的生物合成,促进体液、细胞免疫和细胞吞噬作用并提高IL-1含量来增强整体免疫机能。
2.3
维生素C能保护生物膜免受脂过氧化物的损害。有抗应激、抗感染的作用。维生素C的免疫调控主要表现为:可以保护生物膜免受脂质过氧化作用的损害,可以对抗超氧阴离子,过氧化物自由基,提高机体免疫力。通过减少生育酚自由基,恢复维生素E的自由基净化活性,可以降低一些应激因子产生的免疫抑制作用。此外,维生素C还能刺激干扰素产生,保护细胞免受病毒侵袭,对白细胞的吞噬活性、网状内皮系统功能和抗体形成具有刺激作用,能增加胶原蛋白和钙醇的生物合成,提高机体的免疫力。
2.4
维生素D能提高巨噬细胞的吞噬能力,对免疫有增强作用。维生素D可刺激单核细胞的增殖,使其获得吞噬活性,成为成熟巨噬细胞。
2.5
维生素B对免疫机能的影响很大。缺乏维生素B对免疫系统有明显的改变:胸腺的影响最大,胸腺激素显著减少,淋巴细胞少;细胞诱导免疫受损,表现在迟发性皮肤超敏反应减弱甚至消失,胸腺素分泌减少,进一步使T细胞功能受损及植皮排斥反应延迟;体液免疫的损害,表现在抗原诱导的特异性抗体反应减弱,首次或加强免疫注射后抗体产生差,体外给抗原或致丝裂素刺激后,T及B淋巴细胞增生反应受到抑制;PMN吞噬功能低下。

营养与疾病之间存在着非常密切的联系,动物的营养状况影响着机体的免疫功能和对疾病的抵抗力,机体的健康状况又影响着动物的营养需要模式。”营养免疫学”的诞生与发展为解决动物生产中的疾病问题提供了新的思路。国内外关于猪的营养与免疫研究的热点主要有两大部分:

锌可通过各种锌依赖酶参与并调节免疫功能。例如,锌是胸腺嘧啶核苷酸酶、DNA聚合酶、核苷磷酸化酶的激活因子,这些酶对淋巴细胞的有丝分裂,边周淋巴细胞的产生,维持T细胞的正常功能起着重要的作用。动物缺锌的共同特征是:生长发育缓慢,免疫器官萎缩,免疫系统被抑制
。胸腺作为动物的中枢免疫器官,对机体的免疫功能及免疫状态的调控具有及其重要的作用,锌缺乏可使胸腺严重受损。一些试验证实,锌具有促进离体奶牛外周血单核细胞增殖和Ig分泌的作用,有明显的增奶作用。

3.矿物质与免疫
矿物质与动物机体免疫功能调节之间有着密切的联系,一定剂量范围内硒对细胞免疫和体液免疫以及非特异性免疫都有重要的促进作用,它能提高肺泡中谷胱甘肽过氧化物酶的活性,促进吞噬细胞功能。锌可以提高机体抵抗力、淋巴细胞转化率、外周血淋巴细胞ANAE的阳性率,并有促进巨噬细胞吞噬的功能。机体内的锌也是许多酶的构成组分和部分酶的激活剂,还广泛参与DNA、RNA、蛋白质、糖类和脂类的代谢,它能通过影响机体内其它组织和其它营养素的营养代谢间接影响动物机体免疫。铁是一种造血元素,是血红蛋白的重要组成成分,又是核糖核酸还原酶和生物氧化过程中某些酶所必需的元素。铁缺乏时白细胞杀菌能力降低,感染性疾病的患病率增加,机体死亡率升高,淋巴细胞转化受损,血清中免疫球蛋白数量下降,自然杀伤细胞、巨噬细胞活力明显降低,干扰素活性及白细胞介素产量下降。Svoboda等发现,缺铁导致仔猪淋巴细胞转化率下降,外周B淋巴细胞数量明显减少,免疫活性下降。铜对细胞免疫、体液免疫等产生不同程度的影响,它能刺激动物机体产生非特异性免疫具有提高保护机体免受自由基损伤的潜力,提高机体抗病力,提高血淋巴细胞非特异性脂酶阳性细胞比例,提高血液中嗜中性细胞和单核细胞比率,提高血液中IgG浓度,同时还可增高超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性。Bosi等研究发现,补铜能促进仔猪免疫器官发育,提高体液及细胞免疫功能。铬能使T淋巴细胞转化率、抗体效价提高。日粮中补充铬可以明显降低血清中的皮质醇含量,减弱糖皮质激素对免疫系统的抑制。钙是骨骼的重要组成部分,钙离子作为一种重要的信使物质,可调节淋巴细胞分裂,介导巨噬细胞吞噬功能。

1、营养对免疫机能的影响

铁是动物机体最重要的微量元素之一,是构成血红素、肌红蛋白、细胞素的组成成分。铁缺乏和过量都会引起免疫系统的受损,铁和锌一样,为机体内各种酶所必需,它对体组织和血液内的运铁蛋白和卵运铁蛋白有着重要地影响,铁不足时会影响机体内含球蛋白物质的免疫性能。铁对细胞免疫功能的发挥也有着巨大地影响,缺铁可导致巨噬细胞游走和抑制因子减少,吞噬细胞活性受损,外周淋巴细胞对抗原的反应下降,总补体活性和C3成分下降,干扰素活性及白细胞介素产量均下降。

4.氨基酸与免疫
氨基酸在动物机体免疫功能调节中起着十分重要的作用。谷氨酰胺的一个重要基本特性就是免疫调节,谷氨酰胺不仅是小肠黏膜细胞的重要能量物质,还是免疫细胞淋巴细胞和巨噬细胞的主要合成物质,为淋巴细胞和巨噬细胞合成新的DNA、RNA、mRNA及DNA修复提供氮。谷氨酰胺能促进分泌型IgA的合成和分泌,使肠腔分泌型IgA总量增加,细菌包被率上升,从第一环节减少细菌的粘附。巨噬细胞的吞噬作用,淋巴细胞增殖以及蛋白质合成都必须有充足的谷氨酰胺。谷氨酰胺对由淋巴因子激活的杀伤细胞(1ymphokineactivatedkillercells,LAK)有增强细胞增殖能力的作用。精氨酸是一种半必需氨基酸,但在代谢应激状态下属必需氨基酸,能对免疫系统产生影响,主要通过细胞免疫产生作用。精氨酸对细胞免疫的调节作用表现在,精氨酸能增加T淋巴细胞对刀豆蛋白A和植物凝集素的反应性,增加CD4细胞的数量,并能提高外周血中的NK细胞的数目和淋巴因子激活的杀伤细胞的活性,促进IL-2的产生,增加细胞毒性T淋巴细胞的功能及诱导IL-2的表达(Braga等,1998)。在玉米一豆粕型仔猪饲粮中,赖氨酸是第一限制性氨基酸。饲粮中缺乏赖氨酸会影响蛋白质的合成,从而影响仔猪的免疫功能。苏氨酸是合成免疫球蛋白所需要一种主要氨基酸。苏氨酸的缺乏会抑制免疫球蛋白的产生,进而影响仔猪的免疫功能。

(1)任何养分的严重缺乏,长期整体营养不良均损伤免疫系统的发育和免疫力;

二价锰在一定的剂量下可刺激免疫器官的细胞生成,从而增强细胞免疫功能。锰还可以增加体内干扰素的含量,从而增强巨噬细胞的吞噬能力。低浓度的锰是淋巴细胞增殖过程中必需的元素,而高浓度的锰可与Ca2+
发生竞争,从而抑制细胞增殖。有人发现,锰似乎选择性地影响T细胞增殖反应,而对B细胞增殖反应影响不大。

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(2)对大部分养分,保证最佳免疫力的需要量高于生产性能的需要量;

硒缺乏可阻碍法氏囊的发育,是淋巴器官结构变的疏松,巨噬细胞和淋巴细胞数量减少。商品肉饲料中添加适量硒,可延缓法氏囊滤泡的退化和萎缩,并可使雏鸡血清中淋巴细胞总数明显减少,雏鸡死亡率显着低于基础日粮组雏鸡死亡率,补硒后雏鸡的淋巴T细胞转化率比基础日粮组雏鸡明显提高。硒还能明显提高鸡抗柔嫩艾美尔球虫的能力,提高接种新城疫苗鸡凝集抗体效价,促进IgM生成数量增加和感染球虫病鸡的外周白血球数量增加。

(3)养分种类不同对免疫机能的影响模式不同。

许多学者对铬与畜禽免疫的关系进行了大量试验研究,证实了铬能有效地提高机体免疫水平。畜禽在应激源的作用下,血清皮质醇含量将升高,糖皮质激素的含量也随之升高。糖皮质激素可以抑制细胞分裂素和抗体的产生;抑制淋巴细胞功能;白细胞增殖。日粮中补充铬可以明显降低血清中的皮质醇含量,减弱糖皮质激素对免疫系统地抑制。

2、影响免疫反应的主要养分

微量元素在调节机体免疫功能方面起着极其重要的作用。它对动物的特异性免疫和非特异性免疫有着积极地影响。但目前仍有一些问题困扰着我们,如动物日粮中微量元素的适宜添加量;如何提高微量元素的吸收利用率;微量元素对免疫功能影响的更深层次机理;微量元素协同作用对免疫系统的影响。展望今后,微量元素有机化、综合应用分子生物学、分子免疫学等学科的知识是解决这些问题的必由之路。

影响免疫反应的主要养分有蛋白质、氨基酸、脂肪、维生素和微量元素等。

(1)蛋白质:在临床和试验方面,有关蛋白质营养与免疫的研究很广泛,得到较为一致的结论。蛋白质缺乏将会:降低机体抗感染能力和淋巴器官发育;降低细胞免疫功能;降低体液免疫功能;降低巨噬细胞的数量与活性。

(2)氨基酸:氨基酸与免疫功能关系的研究主要集中在赖氨酸、含硫氨基酸、苏氨酸和支链氨基酸等几种必需氨基酸和谷氨酰胺。氨基酸影响免疫机能的机制:①影响蛋白质的合成速率及类型、RNA合成和抗体形成过程;②氨基酸的药理作用;③氨基酸的代谢产物影响免疫功能;④氨基酸通过影响其它必需营养素的代谢间接影响免疫功能。

(3)多不饱和脂肪酸(PUFA):大多数的研究表明,日粮中添加ω-3PUFA降低了动物的淋巴细胞转化率、自然杀伤细胞的活性和炎性细胞因子(IL-1、IL-6、TNF)的产生,这可在一定程度上解释ω-3PUFA对心血管疾病、自动免疫疾病或炎症的缓解作用。这些疾病的特点是免疫反应失控,从而产生过多的炎性细胞因子,对机体造成损伤。ω-3和ω-6PUFA的平衡具有重要意义。

目前,有关对ω-3PUFA影响免疫的机理为:①影响了细胞膜的脂肪酸组成,从而影响了细胞的流动性;②改变了类二十烷酸的种类和数量;③改变了细胞的信号转导系统;④改变机体的脂质过氧化水平;⑤影响免疫细胞的关键基因的表达。如细胞因子,粘附分子等的表达。

(4)维生素:维生素影响免疫系统的发育,在免疫调节过程中起着重要的作用。研究较深入的维生素主要有:维生素A和β-胡萝卜素;维生素E;维生素D;维生素C。

维生素A是维持正常免疫功能的重要物质,严重缺乏或亚临床缺乏导致免疫功能紊乱。姜建阳(1999)研究表明,高剂量维生素可提高仔猪细胞免疫功能,但对体液免疫功能无显著影响。β-胡萝卜素除作为维生素A的前体物外,还具有自身独特的功能:①抗氧化功能;②促进辅助性T淋巴细胞增殖、NK细胞上IL-2受体的增加、诱导细胞毒性T细胞的活力。

VE是一种生物抗氧化剂,可增强动物机体的免疫功能,具有免疫佐剂的作用。VE在影响免疫功能方面与硒具有协同作用。饲料中添加VE可有效提高猪抗体生成量。向猪日粮中添加100IUVE提高了猪对大肠杆菌的血清学反应。

VE影响免疫的机制:①抗氧化功能;②影响花生四烯酸代谢产物的合成;

③抑制前列腺素和皮质酮的生物合成。

VC通过四个途径影响免疫功能:①影响免疫细胞的吞噬作用;②降低血清皮质醇,改善应激状态;③抗氧化功能;④增加干扰素的合成。

维生素D以活性形式1,25-(OH)2-D3参与调节免疫功能:①调节造血细胞、淋巴细胞生成细胞、骨细胞的增殖和分化,修饰T、B淋巴细胞活性;②通过调节IL-1、IL-2、IL-3、α-TNF以及免疫球蛋白修饰免疫反应;③调节单核细胞、多形核巨噬细胞以及淋巴细胞由胸腺和脾脏向血液转移;④调节体外单核白细胞的增殖和分化。

(5)微量元素

研究比较深入的是锌、硒,其次是铜、铁、锰等。这五种元素的共同特点是起着生物抗氧化的作用。

锌与免疫有关的功能:①是维持胸腺素活性的必需因子;②与巨噬细胞膜ATP酶、吞噬细胞中NADPH氧化酶等的活性有关;③细胞内的锌浓度对巨噬细胞的活力和噬中性白细胞的杀菌能力起决定性作用;④是超氧化物歧化酶的辅助因子,具有抗氧化功能。促进外周血单核细胞产生肿瘤坏死因子。

硒对免疫的影响主要在四个方面:①缺硒降低嗜中性白细胞和巨噬细胞谷胱甘肽过氧化物酶活性,降低细胞的抗氧化能力,从而降低免疫细胞活力;②硒通过影响谷胱甘肽过氧化物酶进一步调控5-脂氧合酶活性。5-脂氧化酶催化二十碳四烯酸氧化,其氧化产物影响淋巴细胞增殖;③硒通过激活NK细胞和靶细胞膜表面,促进二者结合从而增强NK细胞杀伤活力;④通过硒蛋白途径影响免疫功能。

铜在体内通过一些含铜蛋白(铜蓝蛋白和SOD)调节炎症反应和抗氧化能力或影响对炎症反应有调节功能的因子,增强机体的免疫反应。铜缺乏,T细胞依赖性抗体的产生受到抑制。此外,铜还参与补体的合成。

铁营养不良影响免疫力的机制可能为:①缺铁使DNA合成和细胞增殖所必须的含铁核糖核酸还原酶活性受损,影响了DNA和蛋白质合成以及细胞增殖;②铁结合蛋白如转铁蛋白和乳铁蛋白本身有直接杀菌作用。

铬是葡萄糖耐受因子(GTF)的组成成分。研究表明,铬也可影响机体的免疫功能。但到目前为止,补铬对猪免疫机能的影响的研究结果尚不一致。LeeDernan等(1997)试验表明,4周龄断奶仔猪日粮中添加400g/kg铬能提高仔猪伪狂犬病毒的抗体效价,提高淋巴细胞转化率。IgG和免疫球蛋白质总量增加。

3免疫状况对猪营养代谢、生产性能和营养需要的影响

免疫系统受外来抗原刺激后,通过神经-内分泌-免疫系统网络,引起动物一系列行为上和代谢上的改变,从而影响动物的生长和营养需要量。

(1)免疫系统激活导致动物机体代谢发生变化(2)免疫系统激活对猪生产性能的影响

(3)免疫系统激活对猪营养需要量的影响。