猪肠道微生态环境的建立及影响因素
动物消化道内存在大量的微生物,每克肠道内容物中大约含1×1010个以上微生物,它们大部分与机体细胞亲密接触,对于促进机体物质能量交换、信息传递、宿主营养、免疫及促生长方面起到非常重要的作用。在与其宿主的长期生物进化的过程中形成一个相互依赖、相互制约、协调发展的生态系统,是动物肠道生态系统的组成成员,其他包括肠道上皮细胞及食源性非生物成分、以及来自胃、肝和胰的分泌物(如激素、酶类、黏液和胆酸盐。这些微生物群与其宿主之间构成一个统一整体,我们称之为动物正常微生物菌群。构成肠道微生物菌群的各个细菌成员保持的种类和数量的动态平衡,就是我们平常所说的微生态平衡。
这种平衡是在长期的历史进化过程中形成的正常微生物群与宿主在不同发育阶段的动态的生理性组合,该组合在共同的宏观环境条件影响下,正常微生物群的各级生态组织结构与其宿主相应的生态空间结构正常的相互作用而形成的生理性统一体。是微生物群与其宿主在长期进化过程中形成的一种相对、有条件的动态平衡,这种平衡受外界环境因素、宿主本身和体内微生物菌群相互作用的影响。外界环境首先影响宿主生存条件,同时也对微生态环境产生直接或间接的影响。外环境因素对微生物菌群的影响主要是间接的影响,即通过对宿主影响而发挥作用。宿主对微生态平衡的影响因素也很多,动物的种类与品系、系统和器官、生理功能、发育阶段、遗传、免疫对微生态平衡都有一定的影响。动物的种类不同,其微生态区系不同,这是历史进化过程中,长期形成的一种适应状态。同样,动物系统和器官、生理功能、不同生长发育阶段以及遗传和免疫都对微生态平衡有很大的影响。在一定的外界条件下,宿主处于一定的健康状态时,各微生物菌群之间以相应的比例组成一个复杂的群体,它们之间相互依赖而又相互竞争的组成一个动态平衡。由此,在外界环境因素、宿主本身和体内微生物菌群之间形成了实时变化而又相对稳定的平衡状态。
体内正常微生物菌群在宿主营养、健康、防病、免疫等方面发挥着重要作用。但宿主营养状态、健康情况、躯体结构等也会影响其正常微生物群的组成与功能。正常情况下,这一生态系统中的微生物区系随外界环境和动物食物的变化,而在一定的生理范围内变动,当外界环境发生变化或饲料发生变更等应激状态时,这种理想的微生物区系平衡会受到冲击而产生一定的波动,如果波动超出生理适应范围,就会引起病理过程,即所谓的生态失调。猪是杂食动物,再加上特殊的生存环境和生活习性,消化道内微生物种群更复杂,所经历上述过程建立起的微生态环境更为复杂,同样也随时发生复杂的微生态调整变化,受很多因素的影响,当这一微生态平衡遭到破坏时,猪的机体发生异常,其自身一时难以调整平衡,影响其正常的生理功能。
1猪消化道微生态环境的建立
出生之前胚胎期的猪在子宫内始终处于无菌状态,仔猪出生时胃肠道几乎没有微生物,在分娩过程中通过母体产道感染获得母体微生物,继而是母猪奶头、皮肤和粪便。由于仔猪或多或少采食母猪粪便,因此通常认为母猪粪便是新生仔猪消化道微生物菌群的主要来源,这些微生物具有从富含母体微生物环境中获得胃肠道菌系种的特异性。从分娩到体外环境的几个小时内,一个庞大的微生物群落可迅速在仔猪胃肠道中形成,出生3日龄仔猪肠道内的微生物区系与母猪肠道微生物区系非常类似,而到7日龄时仔猪肠道内会发展出一个新的和母猪肠道完全不同的微生物区系,但同窝仔猪间的微生物区系还是很类似,到8~22日龄时,仔猪已经建立起以双歧杆菌、类杆菌、乳酸杆菌、大肠杆菌和消化球菌为优势的微生物菌系,并很快稳定地定居下来,这一微生物群系的组成决定于微生物之间及微生物和母体肠道环境的相互作用。一部分细菌可以在肠道内生存并大量增殖,大多的微生物不能在肠道内定居和繁殖。
在肠道内不同位置定殖的微生物菌类,必须要耐受住消化道酶类、抗体物质甚或外源性抗生素、抗菌剂等种种逆境的考验,同时还必须能在动物胃肠道生长繁殖保持一定的数量和比例以补偿因死亡和肠管蠕动而排出体外的活菌数量,并维持猪肠道内环境的平衡和稳定。细菌在消化道内的定殖和消长变化与仔猪的哺乳有关,也因生理和环境因素以及消化道的不同生态环境而异。细菌在消化道定殖的顺序依次为:需氧菌→兼性厌氧菌→专性厌氧菌。专性厌氧菌之所以最后定殖,是因为开始环境中有许多氧,只有在需氧菌和兼性厌氧菌生长一段时间后,其周围环境中的氧气被大量消耗,才能给厌氧菌的生长和定殖创造条件。因此,在大肠后端厌氧菌在数量上一直占据绝对优势。猪整个肠道微生物处于动态平衡,只有双歧杆菌、乳酸杆菌始终占主要优势,机体才能维持正常的生理状态。
2影响消化道微生态环境的因素
随着猪的生长发育,在猪体内建立的微生物群系逐渐趋于稳定,但它仍受很多如日粮或环境因素的影响。主要有以下因素。
2.1猪传统饲养方式的改变
猪传统饲养方式的改变,使环境过度的卫生,猪生存的环境变得简单,有些微生物减少或消失,长期下去不利于猪获得肠道保护性微生物群系。如现代化养猪设备限制了新生仔猪与母体、粪便和泥土的接触;消毒的严格,良好的环境卫生,因而妨碍其肠道内特定完整的微生物群系的建立和维持;生态养殖方法使猪生长环境只有有限的几种细菌,这些都减少了猪与环境微生物接触的机会和时间,影响了建立复杂多样的肠道微生态环境,使猪肠道微生物种群简单。而传统散养或舍饲状态下的新生仔猪直接或间接从母体获得其肠道微生物群系,更主要的是从生长环境中获取更多的、多种类微生物,建立复杂的微生态环境,这些猪往往更适应环境的变化、机体抵抗力更强。
2.2抗菌药物的使用
抗菌药物不仅对有害菌有杀灭作用,同时对有益菌的生长也有一定影响,口服抗生素使已建立的完整微生物群系遭到破坏,如果不合理的长期大量使用抗生素,尤其是饲料中添加抗菌素,肠道微生物群系得不到及时、有效地调整,肠道微生态环境严重失衡。
2.3应激反应
应激可引起机体激素水平的变化,有些激素影响肠绒毛分泌物的产生,从而影响附着在肠绒毛上的微生物。在应激情形下,乳酸杆菌减少,而大肠杆菌数量增加,破坏已建立的肠道保护性微生物群系,微生态环境发生改变,影响猪正常消化道微生态环境的建立。
2.4疾病
某些疾病导致机体抵抗力降低,肠道有益菌生长缓慢,有害菌繁殖加快;或某些疾病引起肠道有益菌数量减少,原有的微生态失衡,影响消化道正常的微生态环境。
(黑龙江省兽医科学研究所,周庆民,冯万宇,侯美如,徐馨,黄健)
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