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营养才是猪免疫力的物质基础和根本

作者:赵克斌来源:互联网时间:2009-03-02 10:25点击:

          由于中国养猪方式的变迁,猪的饲养密度增加,猪的遗传潜力提高,猪的生存环境变劣,活猪的流通频繁,大量添加抗生素和药物等因素导致:一方面猪的免疫力下降,另一方而病原的毒力和变异增加。中国的养猪业面临日益严重的疫病挑战,疫病导致的损失日益增加。我们从来没有遇到如此严重的挑战。这种挑战看来不会消失,疫病会以不同的形式不断袭击我国的养猪业,令人防不胜防。我们该怎么办?靠更好的药?更好的疫苗?改善猪的生仔环境?选育出抗病力的品种?都很重要,但我们绝不能忽视营养在免疫方面的意义,营养才足猪免疫力的物质基础。

   下面重点探讨疫病挑战对猪营养需要的影响,营养对猪免疫力的作用,为养猪同行往同疫病斗争中提供一些新思路。文中借鉴了大量其他动物(包括人)的研究成果,因为营养对免疫的作用具有普遍意义。

1  疫病的挑战及动物的反应

    病原微生物与动物在漫长的进化过程中不断斗争和适应。动物在进化中发展出复杂的免疫系统,在面临疫病挑战时,能快速动员起来,将侵入的病原压制住直至消灭,动物在与疫病的战斗中存活下来。而简单的病原微生物在进化过程中也发展出一套对付动物的武器,并且可改变自己来突破动物的免疫防线,一部分动物征疫病的攻击下败下阵来。这种道高一尺,魔高一丈的斗争会继续下去。

    根据Ie Floc’h等(2004)研究,疫病的挑战激活了动物的免疫系统,产生大量的细胞冈子(例如白细胞介素)和化学因子。这些免疫因子共同作用于机体,产生一系列代谢上的变化,养分,特别是氨基酸优先供给与免疫反应有关的组织。在疫病挑战时,动物厌食现象非常明显,这种情况下肌肉降解成为氨基酸的重要来源。激活与免疫有关的代谢途径导致某些特别氨基酸的需要量改变。

    疫病挑战导致动物生长减慢甚至停止。Sandberg等(2007)认为,主要原凶是病畜采食量的大幅降低,但疫病挑战导致动物维持需要(免疫需要也归于维持)的增加也是重要原因,这可通过pair-feecling试验证明。不论是寄生虫,病菌还是病毒的感染,动物的维持营养需要均大幅增加。疫病挑战,可导致所有养分的维持需要大幅增加。依据感染的严重程度,疫病挑战增加的维持能量需要估计为5%~35%,增加的蛋白质需要估计为每kg体重0.57~1.2 g(人),可见感染大幅增加蛋白质的需要。

    动物在疫病挑战以后,由于免疫系统的激活,机体合成大量细胞因子、化学因子、急性期蛋白质、免疫抗体等,代谢率明显增强,产热增加及体温升高,需要大量的养分。首先需要大量的氨基酸合成急性期蛋白质、抗体及其他活性物质,体蛋白质损失、氮排出量增加。在疫病挑战时,由于动物的食欲和采食量大幅减少,甚至绝食,氯基酸的供应主要来源于体蛋白的降解。在疫病挑战时动物代谢增强,必然增加维生素和微量元素的需要量。另一方而疫病挑战导致动物氧化应激,产生大量自由基,

对抗氧化剂(VE,VC,Se等)消耗增加。

    现在基本清楚,在疫病挑战时,动物代谢增强,对养分的需要增加,动物的营养分配从生长转向免疫。动物的这些代谢反应是为了抗御疫病,尽可能存活下来,这是长期进化或自然选择的结果。但是,在人工选择下,猪在疫病挑战时的代谢模式有一定的偏离自然选择的轨道。近年来猪的育种进展使得猪的生长潜力大幅提高,瘦肉生长速度大幅增加。这样的猪·旦受到感染,可利用养分的分配模式发生一定程度的改变:分配到免疫系统的养分减少,分配到生长的养分增加。在健康的条件下,这自然对提高生产性能有利(猪的选育是在非常健康条件下进行的),但在疫病挑战时,这样的猪免疫力较低,死亡率高于老品种(我国的地方猪生长缓慢,但抗病力远远高于现代外来猪)。持续地专注于提高生长性能的选择,在基因上改变了养分的分配,必定牺牲生长以外的功能。因此,饲养高生长潜力瘦肉型猪,必须提供高的营养水平,特别在疫病挑战时保证营养的供应才能有足够的养分用于免疫,猪才能战胜疫病。


虽然动物遭受疫病挑战营养的需要增加,但令人难以理解的是,动物的反应正相反,采食量降低。其中的机理可能还得从进化的角度理解。这种反应必定有进化基础,是编入动物的DNA遗传中的,在自然条件下也有利于动物的生存。在进化中,自然界的猪生病后获得营养的机会极小,而免疫需要的营养很高,唯一可靠的营养来源就是体储备,大量动员体储备就成为生病动物的必然。这可能由一系列神经、内分泌、活性物质分泌导敛的代谢改变引起。如皮质激素上升,胰高血糖素升高,儿茶酚胺激素水平上升,胰岛素水平下降。动物耗氧增加,糖原分解增强,线粒体氧化代谢产生大量ATP,可能反馈抑制了动物的食欲。这还是假设,需要研究证实。在 饲养条件下,即使发病,我们需要尽可能多让猪从饲料获得足够养分(设法让猪采食),特别是免疫所需要的养分,保证充分的养分用千免

疫,尽量减少分解体组织,体组织一旦耗竭,死亡是必然的结局。

    疫病挑战导致动物生长降低甚至停止,这种采食和生长的下降不是病原本身对动物的伤害造成的,而是动物对疫病挑战的免疫反应造成的。免疫系统激活产生的一系列代谢变化和大量产生的炎性细胞因子在消灭病原的过程中也对动物的生产性能造成严重损伤。不仅病原,其他激活免疫反应的,如疫苗接种,也在一定程度上降低动物的生长性能。虽然动物的免疫反应是动物保持健康(或存活)的必须,但动物为此也付出了采食和生长下降的代价。免疫系统有时可能反应过度,特别是在遭遇病毒感染后,产生过量的炎性细胞因子,损伤动物自身组织。免疫反应失控,严重时导致动物死亡。例如导致SARS病人死亡主要是免疫反应过度,这时适当抑制一下免疫反应反而让病人有机会活下来。看来免疫是一把双刃剑。

2  疫病挑战下动物的营养

现行的猪的营养需要和饲养标准均是以健康猪为基础制定的。但在疫病挑战时,猪的营养分配和代谢完全改变,免疫所需的养分与生长所需养分完全不同。根据Sandberg等(2007)研究,疫病挑战下合成大量的急性期蛋白和免疫球蛋白,其氨基酸组成不同于体组织。主要是苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、苏氨酸、缬氨酸比例远远高于猪体组织。如果在疫病应激下,猪依赖动员体组织满足免疫的氨基酸需要,显然这些氨基酸可能成为限制性氨基酸。

    Bhargava(1970)用新城疫对肉鸡的攻毒试验表明,日粮苏氨酸增加到0.6%以上,鸡的增重不再增加,但苏氦酸水平继续提高到1.0%,抗新城疫抗体滴度直线升高(由212提高到223)。缬氨酸的情况也十分相似。显然苏氨酸和缬氨酸是免疫反应的限制性氨基酸。对仔猪的研究显示,免疫应激时,缺乏色氨酸造成的氮负平衡最严重,说明疫病挑战导致猪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。

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