免疫應(yīng)激對營養(yǎng)代謝的影響

1、第三節(jié) 免疫應(yīng)激對營養(yǎng)代謝的影響,主要內(nèi)容,一、免疫應(yīng)激下機(jī)體的總體代謝變化趨勢二、免疫應(yīng)激下采食量的變化三、免疫應(yīng)激對營養(yǎng)代謝的影響四、免疫應(yīng)激對生產(chǎn)性能和營養(yǎng)需要影響五、營養(yǎng)與免疫需要深入研究的問題,一、免疫應(yīng)激下機(jī)體的總體代謝變化趨勢,1.細(xì)胞因子通過對靶組織的直接作用或通過改變胰島素、胰高血糖素和皮質(zhì)類固醇等激素的水平，在免疫應(yīng)答過程中引起代謝變化。2.代謝改變使得日糧中的部分養(yǎng)分不再用于動物生長和骨骼肌中的沉積，而用

2、于支撐免疫應(yīng)答和防御疾病，從而影響動物生長和飼料效率，并改變動物對各種養(yǎng)分的需要量 。,二、采食量的變化,1.采食量下降：免疫應(yīng)激導(dǎo)致動物厭食2.機(jī)制： 免疫原刺激激發(fā)機(jī)體免疫反應(yīng)，攻擊腸道組織，引起組織損傷，消化能力減弱而厭食。,三、免疫應(yīng)激對營養(yǎng)代謝的影響,（一）能量代謝（二）葡萄糖代謝（三）脂肪代謝（四）蛋白質(zhì)代謝（五）礦物質(zhì)代謝（六）激素調(diào)控,表48 細(xì)胞因子對代謝的影響,（一）能量代謝,1

3、. 靜止能消耗增加2. 體溫升高*機(jī)制：前列腺素以較快的速度作用于下丘腦內(nèi)溫度敏感神經(jīng)元而引起發(fā)燒，導(dǎo)致基礎(chǔ)代謝速率提高（體溫每升高1℃，基礎(chǔ)代謝速率就會上升10%~15%）。,（二）糖代謝,1. 肝糖原的異生和糖原分解過程加速，葡萄糖生成增加；2.肝外組織葡萄糖氧化、葡萄糖轉(zhuǎn)化為乳酸鹽以及葡萄糖乳酸鹽循環(huán)增加，滿足特異性細(xì)胞增殖的能量需要；3. 以葡萄糖作為燃料的供應(yīng)增加 。,（三）脂肪代謝,免疫應(yīng)激期中用作熱能的脂肪酸利用降

4、低，表現(xiàn)為血脂增高。機(jī)制：1.增加肝臟脂肪酸的從頭合成，使肝細(xì)胞中甘油三酯合成增加，造成極低密度脂蛋白的增加。2.降低脂肪組織中脂蛋白脂酶的活性，降低甘油三酯的清除率。,（四）蛋白質(zhì)代謝,1.免疫急性期中整個機(jī)體的蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn)速度提高，氮的排出增加，外周蛋白的分解加速，骨骼肌蛋白沉積降低，但肝急性蛋白合成增加。2. 用于糖原異生的氨基酸和白細(xì)胞蛋白質(zhì)合成的氨基酸的增加，以及應(yīng)激期采食量的下降，導(dǎo)致骨骼肌蛋白質(zhì)降解的加速和合成的減慢

5、。,（五）礦物質(zhì)代謝,*免疫急性期礦物元素代謝發(fā)生改變，表現(xiàn)為血清銅的含量上升和血清鐵和鋅的含量下降 ，其機(jī)制為：1. 促進(jìn)血漿銅藍(lán)蛋白合成，使血清中銅含量升高；2. 肝和其他組織中金屬硫因蛋白合成增加，使鋅從循環(huán)池消失；3. 血清鐵濃度下降（粒細(xì)胞釋放的脫鐵乳酰鐵蛋白從轉(zhuǎn)鐵蛋白上將鐵脫去）。,（六）激素調(diào)控,1.皮質(zhì)類固醇的釋放增加2. 甲狀腺素釋放降低3. 胰島素和胰高血糖素的釋放增加,四、免疫應(yīng)激對生產(chǎn)性能和營養(yǎng)需要的影

6、響,（一）免疫反應(yīng)對動物生產(chǎn)性能的影響（二）免疫應(yīng)激前后的營養(yǎng)需求變化：1.免疫應(yīng)激潛伏期2.免疫應(yīng)激期3.免疫應(yīng)激后的補(bǔ)充期（三）日糧能量來源的重要性,（一）免疫反應(yīng)對動物生產(chǎn)性能的影響,免疫反應(yīng)會1.降低動物的生長速度2.降低飼料轉(zhuǎn)化效率3.改變胴體組成,表50 免疫應(yīng)答程度與豬的生產(chǎn)性能,（二）免疫應(yīng)激前后的營養(yǎng)需求變化,免疫應(yīng)激誘發(fā)的慢速生長階段其養(yǎng)分需要量可分為三個階段：1.免疫應(yīng)激潛伏期，此階段氨基酸實際

7、需要量與NRC推薦量相當(dāng)；2.免疫應(yīng)激期，此階段動物采食量和生長速度均降低，對氨基酸需要量低于NRC推薦量；3.應(yīng)激后的補(bǔ)償生長期，此期機(jī)體補(bǔ)償生長，對氨基酸需要量比NRC推薦量高。,表53 家禽微量營養(yǎng)素營養(yǎng)與免疫反應(yīng),（三）日糧能量來源的重要性,1.脂肪作為能量來源時，會增強(qiáng)因應(yīng)激造成的生長抑制；2.用玉米淀粉作為能源時，效果好于玉米油。*因此，應(yīng)激動物的合理飼養(yǎng)不但涉及飼糧營養(yǎng)水平的調(diào)整，也包括飼料原料選擇。,五、營養(yǎng)

8、與免疫需要深入研究的問題,營養(yǎng)與免疫屬于動物營養(yǎng)學(xué)的新領(lǐng)域，大部分研究仍處于探索階段，距成熟的實用技術(shù)尚有很大差距。下列問題需要深入研究：（1）養(yǎng)分缺乏或過量的免疫機(jī)能異常機(jī)制；（2）免疫反應(yīng)對營養(yǎng)代謝和營養(yǎng)需要量的影響；（3）確保機(jī)體最佳免疫機(jī)能及免疫應(yīng)激期和應(yīng)激結(jié)束后的營養(yǎng)需要模式。,小專題：營養(yǎng)對免疫應(yīng)答的調(diào)控機(jī)制,一、影響免疫系統(tǒng)的發(fā)育（亞麻酸，F(xiàn)e，VA）二、為免疫系統(tǒng)提供底物營養(yǎng)（所有養(yǎng)分）三、宿主與病原競爭營養(yǎng)素

9、（Fe，生物素）四、改變激素反應(yīng)的條件（能量與蛋白）五、營養(yǎng)素對免疫系統(tǒng)的直接調(diào)節(jié)作用（VA,D,E,PUFA）六、構(gòu)筑宿主屏障，減輕病理損害（VE，Se，F(xiàn)e，Zn，Cu）七、飼料在消化道內(nèi)的物理化學(xué)作用（寡糖，氧化的脂肪）,一、影響免疫系統(tǒng)的發(fā)育,1.胚胎期淋巴器官開始發(fā)育，白細(xì)胞群體迅速擴(kuò)增，并且出現(xiàn)淋巴細(xì)胞特異性克隆（為將來介導(dǎo)免疫所必需），是免疫系統(tǒng)發(fā)育關(guān)鍵時期；2.長期嚴(yán)重缺乏微量養(yǎng)分比缺乏常量養(yǎng)分（如能量和蛋白質(zhì)

10、）更能削弱免疫系統(tǒng)的發(fā)育；3.亞油酸、維生素A、鐵、硒和一些B族維生素的缺乏對免疫系統(tǒng)發(fā)育特別有害 。,二、為免疫系統(tǒng)提供底物營養(yǎng),1.從營養(yǎng)角度考慮，機(jī)體為支持抗原驅(qū)動的免疫細(xì)胞與補(bǔ)充、效應(yīng)物分子（如免疫球蛋白、一氧化氮、溶菌酶、補(bǔ)體）和傳遞物（類花生酸、細(xì)胞活素）的合成等，均需要底物（如氨基酸、能量、酶輔助因子）。2.免疫應(yīng)激期間免疫細(xì)胞及其產(chǎn)物的周轉(zhuǎn)率提高。3.感染期典型特征是急性期間蛋白合成、發(fā)熱、體蛋白周轉(zhuǎn)加快和肝糖原異

11、生速度提高 。,二、為免疫系統(tǒng)提供底物營養(yǎng),計算表明，機(jī)體中略超過體重0.42%的部分是由白細(xì)胞及其前體構(gòu)成的，加上血清抗體總量和具有免疫監(jiān)視功能的結(jié)締組織及淋巴器官的細(xì)胞外液、膠原蛋白等結(jié)構(gòu)，免疫系統(tǒng)的重量不足體重的3~4%。,表55 動物免疫細(xì)胞和免疫球蛋白重量的定量評估,三、宿主與病原競爭營養(yǎng)素,免疫系統(tǒng)會協(xié)調(diào)一些養(yǎng)分快速流出體液并進(jìn)入胞內(nèi)存儲庫，從而從營養(yǎng)上使某些病原體處于饑餓狀態(tài)，如 肝臟中轉(zhuǎn)鐵蛋白生成量大幅度增加，介導(dǎo)鐵

12、從血漿中進(jìn)入肝臟中。在急性反應(yīng)期肝臟中金屬硫蛋白合成量增加。體內(nèi)受到刺激的巨噬細(xì)胞可分泌抗生物素蛋白。,四、改變激素反應(yīng)的條件,1.免疫系統(tǒng)的細(xì)胞對于通常由日糧調(diào)控的激素，如胰島素、類胰島素生長因子、胰高血糖素、甲狀腺素、兒茶酚胺、皮質(zhì)酮）等，都具有受體。2.內(nèi)分泌系統(tǒng)有調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答強(qiáng)度和類型的急性作用，也有影響免疫系統(tǒng)重要發(fā)育過程的慢性作用。3.營養(yǎng)反應(yīng)性激素很可能既可調(diào)節(jié)不采食飼料或過度采食飼料引起的急性免疫作用，也可調(diào)節(jié)養(yǎng)

13、分水平對動物易感性產(chǎn)生的慢性免疫作用 。,五、減輕病理損害,1.免疫系統(tǒng)細(xì)胞成分（如細(xì)胞毒性T細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和異嗜細(xì)胞）的激活可導(dǎo)致多種具破壞性的分子進(jìn)入周圍的微環(huán)境中，這些防御因子具細(xì)胞毒性，既能殺死細(xì)菌、寄生蟲和受侵染的宿主細(xì)胞，也可損害鄰近的未受侵染的宿主細(xì)胞 。2.細(xì)胞膜中足量的維生素E和細(xì)胞液中高水平的維生素C有利于局部的抗氧化防御。,六、飼料的物理和化學(xué)作用,1.腸腔中存在大量致病性微生物和非致病性微生物（每

14、千克體重含15×1013個）2.腸道密集分布著宿主防御體系（腸道相關(guān)淋巴組織）。3.所有動物腸道傳染病的發(fā)生率都很高。4.腸道上皮為防止病原大量進(jìn)入體內(nèi)必須保持極高的組織完整性，但它又必須足夠薄以便于養(yǎng)分的有效轉(zhuǎn)運(yùn)。5.日糧的物理和化學(xué)特性能調(diào)節(jié)胃腸道微生物群落、病原附著于腸細(xì)胞的能力及腸道上皮的完整性（NSP、寡糖、酸敗脂肪 ）。,七、利用營養(yǎng)措施提高斷奶仔豬的免疫功能,早期(3～4周齡)斷奶可以提高母豬的繁殖性能并

15、阻斷一些疾病由母豬向仔豬的傳播。但是早期斷奶仔豬消化系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)發(fā)育不完全，再加上早期斷奶引起的心理、環(huán)境和營養(yǎng)應(yīng)激，容易使斷奶仔豬出現(xiàn)免疫功能降低和斷奶后腹瀉等一系列問題，甚至造成仔豬死亡，影響?zhàn)B豬經(jīng)濟(jì)效益。,,因此，提高早期斷奶仔豬免疫功能，改善其健康狀況，是提高養(yǎng)豬生產(chǎn)水平的重要一環(huán)。大量研究表明，合理的營養(yǎng)可提高早期斷奶仔豬的免疫功能和健康水平。,1、減少飼糧蛋白質(zhì)的不利作用,1．1 對飼糧中豆類進(jìn)行膨化處理對豆類進(jìn)行膨

16、化處理可以減少豆類中的抗原物質(zhì)，還可以破壞其細(xì)胞壁，增加豆類物質(zhì)的消化率。1．2 添加合成氨基酸來配制低蛋白飼料通過添加合成氨基酸來配制低蛋白質(zhì)氨基酸平衡飼糧可減少飼糧抗原物質(zhì)，也可使大腸內(nèi)蛋白質(zhì)的腐敗作用降低，有利于降低腸道內(nèi)有毒細(xì)菌的代謝而保持腸道健康，有效地提高仔豬的健康水平。,1．3用優(yōu)質(zhì)動物性蛋白質(zhì)飼料代替部分豆粕動物性蛋白質(zhì)飼料(如脫脂奶粉、魚粉、噴霧干燥血漿蛋白粉和腸膜蛋白粉等)具有較高的可消化性，是優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)飼

17、料。血漿蛋白粉含有豐富的免疫球蛋白(占蛋白總量的20％～26％)，是一種天然抗體源。,1.4 添加脂肪,仔豬斷奶后頭幾天采食量較少，?？蓪?dǎo)致攝入代謝能不足。添加脂肪可提高飼糧能量濃度，延緩食物在胃腸道中的排空時間，增加碳水化合物和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)在消化道的消化吸收時間，減少因蛋白質(zhì)在大腸內(nèi)腐敗而導(dǎo)致的仔豬腹瀉。共軛亞油酸(CLA)有改善斷奶仔豬生長性能和增強(qiáng)免疫功能的作用，添加CLA可降低早期斷奶仔豬因腸炎引起的腸道粘膜損傷，維持

18、細(xì)胞因子水平，CLA的最佳添加劑量為2％。,3 控制飼糧纖維水平,長期以來，由于粗纖維能降低仔豬的采食量和飼料的消化率，被認(rèn)為是一種抗?fàn)I養(yǎng)因子。飼糧中粗纖維含量過高容易使胃腸道粘膜發(fā)生機(jī)械損傷，使仔豬對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收減弱，從而導(dǎo)致仔豬腹瀉。,但是大量研究表明，適當(dāng)增加飼糧中的粗纖維水平不會影響早期斷奶仔豬的生產(chǎn)性能，但可有效地降低仔豬腹瀉率。一方面，粗纖維有利于仔豬消化系統(tǒng)的發(fā)育，尤其是粗纖維分解產(chǎn)生的丁酸，是腸上皮細(xì)胞不可缺少

19、的能源，還可以減少大腸內(nèi)有毒胺類(如尸胺、腐胺、組胺和色胺等)的生成，從而減少腹瀉；,,另一方面，纖維可通過促進(jìn)胃腸蠕動和食糜流動，加快病原菌的排出，減少仔豬發(fā)生病原性腹瀉。,4 使用添加劑,4．1微量元素與維生素大多數(shù)微量元素和維生素作為酶的重要協(xié)同因子，以輔酶形式在淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞功能和活性上發(fā)揮重要作用。,4．1 微量元素與維生素,在飼糧中添加鋅和維生素C能夠增加豬的抗體水平和生產(chǎn)性能。在早期斷奶仔豬飼糧中添加250mg／k

20、g的銅，可降低仔豬腹瀉發(fā)生率，提高十二指腸脂肪酶活力和脂肪表觀消化率，減少結(jié)腸內(nèi)大腸桿菌數(shù)量。,4．2 酶制劑,早期斷奶仔豬由于消化系統(tǒng)發(fā)育不完全，再加上斷奶應(yīng)激，使消化道中的酶活性降低，使早期斷奶仔豬的消化能力較弱。添加外源性酶制劑可彌補(bǔ)早期斷奶仔豬體內(nèi)各種酶的不足，減輕胃腸負(fù)擔(dān)，維持正常的消化吸收功能，從而幫助仔豬消化、吸收各種營養(yǎng)物質(zhì)，達(dá)到促生長、維持腸道健康的作用。,4．3 酸化劑,早期斷奶仔豬胃內(nèi)鹽酸分泌不足，消化道pH值

21、較高，不足以促進(jìn)胃蛋白酶原轉(zhuǎn)化為胃蛋白酶。因此，可通過在仔豬日糧中添加酸化劑來降低胃腸道pH值，促進(jìn)胃蛋白酶原向胃蛋白酶的轉(zhuǎn)化，提高蛋白質(zhì)的消化率。,4．3 酸化劑,低酸環(huán)境可以有效地抑制病原菌的生長繁殖，保護(hù)有益菌。添加鹽酸、檸檬酸、復(fù)合酸均可促進(jìn)仔豬生長，降低腹瀉發(fā)生率。添加1.5％檸檬酸對降低結(jié)腸大腸桿菌數(shù)量，減少腹瀉發(fā)生率效果明顯。,4．3 酸化劑,添加0.25％復(fù)合酸可刺激胃酸和胃蛋白酶分泌，提高十二指腸胰蛋白酶和淀粉

22、酶活性；鹽酸的作用效果不及檸檬酸和復(fù)合酸。,4．4 寡糖,寡糖是由2～10個單糖組成的糖類，由于其穩(wěn)定性高、毒性低，在作為飼料添加劑等用途上顯示了良好的應(yīng)用價值，也是目前研究綠色飼用添加劑的熱點。,4．4 寡糖,寡糖難以被動物腸道吸收，能調(diào)節(jié)腸道微生物區(qū)系，擴(kuò)大有益菌群并減少有害菌群。飼糧中添加適宜的寡糖能顯著提高斷奶仔豬血清中的IgG水平，部分替代抗生素。,4．5 益生素,益生素是一類活菌制劑，可以刺激有益菌的生長繁殖并通過產(chǎn)生有

23、機(jī)酸等抑制致病性細(xì)菌的生長，從而改善仔豬胃腸道的微生態(tài)環(huán)境，減少早期斷奶仔豬腹瀉。,4．5 益生素,在控制仔豬腹瀉方面，將益生素和檸檬酸配伍使用比單獨(dú)添加益生素或檸檬酸的效果好。早期斷奶仔豬飼糧中添加耐高溫活性酵母可提高仔豬的生產(chǎn)性能和機(jī)體細(xì)胞免疫水平，降低腹瀉率。,5 其它營養(yǎng)措施,斷奶前補(bǔ)飼技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化的養(yǎng)豬生產(chǎn)中。斷奶前充分補(bǔ)飼可以使仔豬減少斷奶后飼糧抗原物質(zhì)引起的超敏發(fā)應(yīng)。有助于讓仔豬盡快適應(yīng)固體飼糧，刺激消化道