技術(shù)服務(wù)
作者:ghbt 來源: 本站原創(chuàng) 點擊數(shù):1630
【核心提示】
集約化養(yǎng)豬使得疫病增加,隨著獸藥技術(shù)的發(fā)展和對病原體的研究,疫苗在不斷產(chǎn)生,在大量使用,但是病非但不少,反而多了,逐漸我們發(fā)現(xiàn),保健只是一個外援,而營養(yǎng)才是豬免疫的物質(zhì)基礎(chǔ)。
由于中國養(yǎng)豬方式的變遷,豬的飼養(yǎng)密度增加,豬的遺傳潛力提高,豬的生存環(huán)境變劣,活豬的流通頻繁,大量添加抗生素和藥物等因素導(dǎo)致:一方面豬的免疫力下降 ,另一方面病原的毒力和變異增加。中國的養(yǎng)豬業(yè)面臨日益嚴重的疫病挑戰(zhàn),疫病導(dǎo)致的損失日益增加。我們從來沒有遇到如此嚴重的挑戰(zhàn)。這種挑戰(zhàn)看來不會消失,疫病會以不同的形式不斷襲擊我國的養(yǎng)豬業(yè),令人防不勝防。我們該怎么辦?靠更好的藥?更好的疫苗?改善豬的生存環(huán)境?選育出抗病力的品種?都很重要,但我們絕不能忽視營養(yǎng)在免疫方面的意義,營養(yǎng)才是豬免疫力的物質(zhì)基礎(chǔ)。
下面重點探討疫病挑戰(zhàn)對豬營養(yǎng)需要的影響,營養(yǎng)對豬免疫力的作用,為養(yǎng)豬同行在同疫病斗爭中提供一些新思路。文中借鑒了大量其他動物(包括人)的研究成果,因為營養(yǎng)對免疫的作用具有普遍意義。
1 疫病的挑戰(zhàn)及動物的反應(yīng)
病原微生物與動物在漫長的進化過程中不斷斗爭和適應(yīng)。動物在進化中發(fā)展出復(fù)雜的免疫系統(tǒng),在面臨疫病挑戰(zhàn)時,能快速動員起來,將侵入的病原壓制住直至消滅,動物在與疫病的戰(zhàn)斗中存活下來。而簡單的病原微生物在進化過程中也發(fā)展出一套對付動物的武器,并且可改變自己來突破動物的免疫防線,一部分動物在疫病的攻擊下敗下陣來。這種道高一尺,魔高一丈的斗爭會繼續(xù)下去。
根據(jù) Le Floc’h等(2004)研究,疫病的挑戰(zhàn)激活了動物的免疫系統(tǒng),產(chǎn)生大量的細胞因子(例如白細胞介素)和化學(xué)因子。這些免疫因子共同作用于機體,產(chǎn)生一系列代謝上的變化,養(yǎng)分,特別是氨基酸優(yōu)先供給與免疫反應(yīng)有關(guān)的組織。在疫病挑戰(zhàn)時,動物厭食現(xiàn)象非常明顯,這種情況下肌肉降解成為氨基酸的重要來源。
激活與免疫有關(guān)的代謝途徑導(dǎo)致某些特別氨基酸的需要量改變。
疫病挑戰(zhàn)導(dǎo)致動物生長減慢甚至停止。Sandberg 等(2007)認為,主要原因是病畜采食量的大幅降低,但疫病挑戰(zhàn)導(dǎo)致動物維持需要(免疫需要也歸于維持)的增加也是重要原因,這可通過pair-feeding試驗證明。不論是寄生蟲,病菌還是病毒的感染,動物的維持營養(yǎng)需要均大幅增加。疫病挑戰(zhàn),可導(dǎo)致所有養(yǎng)分的維持需要大幅增加。依據(jù)感染的嚴重程度,疫病挑戰(zhàn)增加的維持能量需要估計為5%~35%,增加的蛋白質(zhì)需要估計為每kg體重0.57~1.2 g(人),可見感染大幅增加蛋白質(zhì)的需要。
動物在疫病挑戰(zhàn)以后,由于免疫系統(tǒng)的激活,機體合成大量細胞因子、化學(xué)因子、急性期蛋白質(zhì)、免疫抗體等,代謝率明顯增強,產(chǎn)熱增加及體溫升高,需要大量的養(yǎng)分。首先需要大量的氨基酸合成急性期蛋白質(zhì)、抗體及其他活性物質(zhì),體蛋白質(zhì)損失、氮排出量增加。在疫病挑戰(zhàn)時,由于動物的食欲和采食量大幅減少,甚至絕食,氨基酸的供應(yīng)主要來源于體蛋白的降解。在疫病挑戰(zhàn)時動物代謝增強,必然增加維生素和微量元素的需要量。另一方面疫病挑戰(zhàn)導(dǎo)致動物氧化應(yīng)激,產(chǎn)生大量自由基,對抗氧化劑(VE,VC,Se等)消耗增加。
現(xiàn)在基本清楚,在疫病挑戰(zhàn)時,動物代謝增強,對養(yǎng)分的需要增加,動物的營養(yǎng)分配從生長轉(zhuǎn)向免疫。動物的這些代謝反應(yīng)是為了抗御疫病,盡可能存活下來,這是長期進化或自然選擇的結(jié)果。但是,在人工選擇下,豬在疫病挑戰(zhàn)時的代謝模式有一定的偏離自然選擇的軌道。近年來豬的育種進展使得豬的生長潛力大幅提高,瘦肉生長速度大幅增加。這樣的豬一旦受到感染,可利用養(yǎng)分的分配模式發(fā)生一定程度的改變:分配到免疫系統(tǒng)的養(yǎng)分減少,分配到生長的養(yǎng)分增加。在健康的條件下,這自然對提高生產(chǎn)性能有利(豬的選育是在非常健康條件下進行的),但在疫病挑戰(zhàn)時,這樣的豬免疫力較低,死亡率高于老品種(我國的地方豬生長緩慢,但抗病力遠遠高于現(xiàn)代外來豬)。持續(xù)地專注于提高生長性能的選擇,在基因上改變了養(yǎng)分的分配,必定犧牲生長以外的功能。因此,飼養(yǎng)高生長潛力瘦肉型豬,必須提供高的營養(yǎng)水平,特別在疫病挑戰(zhàn)時保證營養(yǎng)的供應(yīng)才能有足夠的養(yǎng)分用于免疫,豬才能戰(zhàn)勝疫病。
雖然動物遭受疫病挑戰(zhàn)營養(yǎng)的需要增加,但令人難以理解的是,動物的反應(yīng)正相反,采食量降低。其中的機理可能還得從進化的角度理解。這種反應(yīng)必定有進化基礎(chǔ),是編入動物的DNA遺傳中的,在自然條件下也有利于動物的生存。在進化中,自然界的豬生病后獲得營養(yǎng)的機會極小,而免疫需要的營養(yǎng)很高,唯一可靠的營養(yǎng)來源就是體儲備,大量動員體儲備就成為生病動物的必然。這可能由一系列神經(jīng)、內(nèi)分泌、活性物質(zhì)分泌導(dǎo)致的代謝改變引起。如皮質(zhì)激素上升,胰高血糖素升高,兒茶酚胺激素水平上升,胰島素水平下降。動物耗氧增加,糖原分解增強,線粒體氧化代謝產(chǎn)生大量ATP,可能反饋抑制了動物的食欲。這還是假設(shè),需要研究證實。在飼養(yǎng)條件下,即使發(fā)病,我們需要盡可能多讓豬從飼料獲得足夠養(yǎng)分(設(shè)法讓豬采食),特別是免疫所需要的養(yǎng)分,保證充分的養(yǎng)分用于免疫,盡量減少分解體組織,體組織一旦耗竭,死亡是必然的結(jié)局。
疫病挑戰(zhàn)導(dǎo)致動物生長降低甚至停止,這種采食和生長的下降不是病原本身對動物的傷害造成的,而是動物對疫病挑戰(zhàn)的免疫反應(yīng)造成的。免疫系統(tǒng)激活產(chǎn)生的一系列代謝變化和大量產(chǎn)生的炎性細胞因子在消滅病原的過程中也對動物的生產(chǎn)性能造成嚴重損傷。不僅病原,其他激活免疫反應(yīng)的,如疫苗接種,也在一定程度上降低動物的生長性能。雖然動物的免疫反應(yīng)是動物保持健康(或存活)的必須,但動物為此也付出了采食和生長下降的代價。免疫系統(tǒng)有時可能反應(yīng)過度,特別是在遭遇病毒感染后,產(chǎn)生過量的炎性細胞因子,損傷動物自身組織。免疫反應(yīng)失控,嚴重時導(dǎo)致動物死亡。例如導(dǎo)致SARS病人死亡主要是免疫反應(yīng)過度,這時適當抑制一下免疫反應(yīng)反而讓病人有機會活下來??磥砻庖呤且话央p刃劍。
2 疫病挑戰(zhàn)下動物的營養(yǎng)
現(xiàn)行的豬的營養(yǎng)需要和飼養(yǎng)標準均是以健康豬為基礎(chǔ)制定的。但在疫病挑戰(zhàn)時,豬的營養(yǎng)分配和代謝完全改變,免疫所需的養(yǎng)分與生長所需養(yǎng)分完全不同。根據(jù)Sandberg 等(2007)研究,疫病挑戰(zhàn)下合成大量的急性期蛋白和免疫球蛋白,其氨基酸組成不同于體組織。主要是苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、蘇氨酸、纈氨酸比例遠遠高于豬體組織。如果在疫病應(yīng)激下,豬依賴動員體組織滿足免疫的氨基酸需要,顯然這些氨基酸可能成為限制性氨基酸。
Bhargava(1970)用新城疫對肉雞的攻毒試驗表明,日糧蘇氨酸增加到0.6%以上,雞的增重不再增加,但蘇氨酸水平繼續(xù)提高到1.0%,抗新城疫抗體滴度直線升高(由212 提高到223 )。纈氨酸的情況也十分相似。顯然蘇氨酸和纈氨酸是免疫反應(yīng)的限制性氨基酸。對仔豬的研究顯示,免疫應(yīng)激時,缺乏色氨酸造成的氮負平衡最嚴重,說明疫病挑戰(zhàn)導(dǎo)致豬的色氨酸需要大幅增加。色氨酸需要量的增加一方面被用于合成急性期蛋白,另一方面色氨酸的降解也增加。
3 營養(yǎng)與免疫力
營養(yǎng)作為豬和其他動物免疫的物質(zhì)基礎(chǔ)。其實所有的營養(yǎng)都是免疫所必需的,一旦成為限制,就會抑制免疫功能。當動物遭受疫病挑戰(zhàn)時,最最限制的養(yǎng)分是我們關(guān)注的重點。
3.1 能量
能量的嚴重缺乏影響動物的免疫力。給8周齡小鼠足夠的蛋白質(zhì),但降低能量攝入37%,52周后發(fā)現(xiàn):與能量攝入充分的小鼠比,能量缺乏小鼠脾臟的重量降低83%,白血球的數(shù)量由8000降低到不足1000/mm3 ,脾樹狀細胞減少80%,可見能量缺乏嚴重降低了免疫組織。與能量充足的小鼠比,能量缺乏的小鼠在接種肝炎疫苗后,抗體的滴度降低94%,細胞免疫力降低70%(Niiya,等2007)??磥?,在能量嚴重缺乏的動物其免疫器官和免疫力明顯降低,一旦遭遇疫病挑戰(zhàn),動物的預(yù)后不良。對于現(xiàn)代瘦肉型豬的飼養(yǎng),在生長階段提供充分的能量,可保證豬保持較高的免疫力。如果在遇到養(yǎng)豬低潮,或豬場出現(xiàn)經(jīng)濟困境,降低豬 的飼料供給,一旦遭遇疫病來襲,后果很可能是災(zāi)難性的。
3.2 蛋白質(zhì)和氨基酸
蛋白質(zhì)和氨基酸對于豬的免疫力非常重要,氨基酸是合成抗體、淋巴細胞、細胞因子、急性期蛋白等等的基本原料;某些氨基酸是體內(nèi)抗氧化體系重要組成部分。現(xiàn)代豬瘦肉生長潛力非常高,高度選育的豬的代謝特征是可利用氨基酸較多分配給肌肉的生長,較少的分配給免疫器官和組織。所以一旦蛋白質(zhì)和氨基酸缺乏,就會犧牲豬的免疫力,而不是僅僅犧牲豬的生產(chǎn)性能。最近引進的豬種,瘦肉的生長潛力非常高。這些高生長潛力的豬需要較高的日糧蛋白質(zhì)和氨基酸供應(yīng)。這些豬在我國條件較差的豬場飼養(yǎng),疫病的壓力很大,健康水平明顯降低。疫病的挑戰(zhàn)導(dǎo)致高生長潛力的豬生長性能大幅降低,這是我國的普遍現(xiàn)象。但這種高瘦肉生長潛力豬由于疫病挑戰(zhàn)導(dǎo)致的生長低下不同于生長潛力很低的地方豬種的生長低下。高瘦肉生長潛力豬即使由于疫病挑戰(zhàn)而生長降低,我們也不應(yīng)降低日糧蛋白質(zhì)和氨基酸水平。如果認為其生長速度低就降低日糧蛋白質(zhì)和氨基酸水平,結(jié)果是豬的健康狀況和免疫力更加惡化,死亡增加。
有研究證明,色氨酸對豬的淋巴細胞和巨噬細胞活力非常重要(Kim等2006)。精氨酸促進豬小腸黏膜的完整性,提高豬的免疫力。根據(jù)Kim等的研究,妊娠母豬日糧添加1%精氨酸,在暴發(fā)血痢后全部康復(fù),而沒有添加精氨酸的妊娠母豬全部死亡,充分說明精氨酸對于血痢免疫的作用。
免疫需要較高水平的蘇氨酸和色氨酸,蘇氨酸增加動物免疫球蛋白水平。
胱氨酸為體內(nèi)重要抗氧化體系的成分,而抗氧化-氧化的平衡對于保持動物免疫力、同時保護自身組織免受自由基的傷害非常重要。體內(nèi)抗氧化體系還與VE、VC、硒等有關(guān)。
妊娠期母豬蛋白質(zhì)缺乏,影響胎兒免疫器官的發(fā)育,降低仔豬胸腺和脾臟淋巴細胞的增值,降低脾臟NK細胞活力。妊娠期蛋白質(zhì)缺乏還改變仔豬下丘腦-垂體-腎上腺軸,仔豬的基礎(chǔ)腎上腺皮質(zhì)激素水平升高,免疫力低下,仔豬的死亡率增加。尤其在母豬妊娠后期,保證蛋白質(zhì)和氨基酸的供應(yīng)至關(guān)重要。
3.3 維生素
維生素對于豬的免疫力十分重要。水溶性維生素多是代謝酶的成分,在動物代謝強的情況下消耗和需要量增加。前面講到動物在疫病挑戰(zhàn)時代謝明顯增強,這必然增加水溶性維生素的需要。
脂溶性維生素VA主要與保持細胞膜結(jié)構(gòu)和功能的完整有關(guān)。膜結(jié)構(gòu)的完整是免疫發(fā)揮作用的基礎(chǔ)。因此,VA對于免疫非常重要。VE是十分強大的自由基清除劑,是體內(nèi)抗氧化體系的重要一環(huán)。VE主要存在于線粒體中,因為線粒體進行的氧化反應(yīng)不斷產(chǎn)生自由基,在疫病挑戰(zhàn)時自由基的產(chǎn)生突然大增,自由基對動物組織膜結(jié)構(gòu)的活性成分有強大損傷作用,線粒體中充足的VE可隨時清除產(chǎn)生的自由基。VE、VC、β-胡蘿卜素可增強細胞和體液免疫。當動物同時缺乏VE、VC、硒,動物的免疫力明顯降低,在此情況下,某些平時無害的病毒也可致病,某些致病力很弱的病原也可致死亡。
體內(nèi)充分的抗氧化儲備是免疫力的保證。抗氧化儲備可由于飼料中含高水平的鐵、銅、多不飽和脂肪酸、棉酚、酸敗的油脂,以及疫病挑戰(zhàn)而大量消耗,在此情況下有必要提高VE的水平。
3.4 微量元素
許多微量元素也是代謝酶的成分,在代謝增強時需要量增加。硒是動物抗氧化體系的重要成分,缺硒動物的免疫力明顯降低。缺硒時,病毒的毒力增強,致病力增加。據(jù)認為也與硒的抗氧化機制有關(guān)。鋅對于動物的免疫十分重要。鋅參與動物黏膜免疫、細胞免疫,鋅在白血球中含量非常高,鋅在疫病挑戰(zhàn)時需要量增加,缺鋅導(dǎo)致動物免疫抑制(T細胞和B細胞免疫抑制)。其他微量元素,鐵、錳、銅、碘的缺乏也降低動物的免疫力。
特別要關(guān)注鐵的狀況。鐵在動物的生物氧化供能中處于關(guān)鍵地位,缺鐵導(dǎo)致動物的免疫力降低已被無數(shù)研究證實。但我們也必須關(guān)注鐵的另一面,鐵過量導(dǎo)致不利后果。鐵的過量之所以必須引起重視,是因為豬飼料有普遍超劑量添加鐵的趨勢。鐵是一種十分活躍的過渡元素,鐵的氧化性很強,過量的鐵可導(dǎo)致動物氧化應(yīng)激,降低抗氧化酶的水平,減少抗氧化儲備,降低動物的免疫力。由于鐵的反應(yīng)性非常強,體內(nèi)正常的鐵均是與蛋白結(jié)合存在(如轉(zhuǎn)鐵蛋白),一旦鐵沒有完全被蛋白結(jié)合呈游離狀態(tài),鐵離子可攻擊細胞和活性分子,引起疾病。日糧添加過量的鐵可導(dǎo)致體內(nèi)鐵的聚集,超過了鐵結(jié)合蛋白的結(jié)合能力,就會導(dǎo)致嚴重不良后果。另一方面,鐵對病菌的增值是致關(guān)重要的限制因子。在動物感染細菌病后,體內(nèi)鐵越多,細菌增值越快,特別是游離的鐵大大加快細菌的增值,有機會戰(zhàn)勝動物的免疫系統(tǒng)。所以,鐵的超需要量添加可導(dǎo)致適得其反的不利后果。例如,豚鼠在感染E.Coli后,不加鐵死亡率為10%,添加鐵離子,死亡率增加到90%;給感染的病人補充鐵,導(dǎo)致預(yù)后不良;提高日糧鐵水平,腸道病菌的毒力增強;當鐵過量時,導(dǎo)致感染后毒血癥;鐵過量加快疫病的發(fā)展;鐵過量增加瘧疾病人病情,等等。
其他的微量元素,例如鋅和銅的超需要量添加同樣導(dǎo)致動物的氧化應(yīng)激,降低動物的免疫力,還污染環(huán)境。
在豬處于疫病挑戰(zhàn)時,適當提高微量元素的水平有利于提高豬的免疫力,降低豬的死亡損失。但微量元素不是多多益善,高鐵、高銅、高鋅日糧的長期不良后果不應(yīng)低估。養(yǎng)豬者不要僅僅看短期的效果,而忽略了長期后果!
4 小結(jié)
總之,現(xiàn)代瘦肉型豬的高生長潛力犧牲了豬的抗病力,在我國當前疫病壓力非常大的情況下,必須重視營養(yǎng)在保持豬群高抗病力的作用;豬在感染疫病后,代謝發(fā)生了改變,某些養(yǎng)分成為限制性因素,對發(fā)病的豬補充這些養(yǎng)分有助于降低死亡損失;為了短期的效果而超需要量添加微量元素和藥物,長期的結(jié)果適得其反。
上一頁1下一頁 |
2009-04-15
(Top) 返回頁面頂端