保障仔猪肠道健康到底有多重要?氨基酸又是如何调控仔猪肠道健康的?!

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一、肠道健康的重要性

(1)仔猪阶段的死亡率占猪一生死亡率的50%-70%,其中肠道健康问题是主要诱因;

(2)肠道是营养物质消化吸收的场所,也是机体防御体系的第一道屏障和应激反应中心;

(3)肠道健康有利于仔猪早期断奶,可提高仔猪存活率和养猪生产效率;

肠道健康调控关键技术研发意义重大,调控关键技术的研发整体思路见下图:

1、仔猪肠黏膜形态结构发育和断奶适应性变化规律

(1)哺乳仔猪从1日龄到21日龄绒毛由细长、稀疏逐渐变得浓密短粗且褶皱增多;14日龄断奶导致空肠微绒毛变稀疏且褶皱减少,至断奶后一周有所恢复;

(2)断奶应激对肠道组织形态影响:断奶应激使仔猪肠道绒毛高度与隐窝深度比下降,并且为绒毛表面褶皱减少,微绒毛变稀疏;在14日龄断奶后第3天,肠道形态损伤最严重;

(3)断奶后氧化应激指标显著增加,同时抗氧化系统受到抑制。肠道是氧化应激的一个主要target;作用于肠道微生物区系,造成肠道微生物紊乱,诱发腹泻,炎症等;自由基能够直接作用于肠道上皮细胞,造成肠道功能性紊乱。

2、仔猪肠上皮隐窝绒毛轴发育分化和蛋白质代谢

(1)与哺乳仔猪相比,断奶仔猪绒毛上皮细胞中与碳水化合物、脂肪、维生素、蛋白糖基化等相关的蛋白下调的数目显著多于上调数目,而隐窝上皮细胞中与碳水化合物和氨基酸代谢相关的蛋白质数目显著多于下调数目。断奶对绒毛和隐窝上皮细胞的影响在一定程度上是不同的;

(2)糖酵解:与哺乳仔猪相比,断奶仔猪绒毛上皮细胞中与糖酵解相关的蛋白主要下调,而隐窝上皮细胞中与糖酵解相关蛋白主要上调;

(3)Beta-氧化:与哺乳仔猪相比,断奶仔猪小肠上皮细胞中与beta-氧化相关蛋白主要下调;

(4)断奶下调绒毛隐窝轴三羧酸循环蛋白;

(5)断奶下调类固醇代谢相关蛋白。

二、氨基酸调控肠道健康的机制

1、肠道氨基酸转运利用机制(见下图)

揭示mTOR信号通路在调控氨基酸转运过程中发挥重要作用:抑制肠上皮细胞mTOR信号通路负反馈地促进氨基酸的摄取,但碱性氨基酸转运载体y+CAT1和y+CAT2以及感受体PAT1的蛋白表达水平显著降低(P<0.05)。

研究发现氨基酸饥饿状态下,精氨酸、谷氨酸或亮氨酸能诱导肠上皮细胞SNAT2的表达,而谷氨酰胺则抑制其表达;肠道微生物和宿主通过代谢感应互作调控GAGA信号。

2、精氨酸调控仔猪肠道结构和功能的机制

(1)精氨酸不足是影响仔猪肠道黏膜发育的主要原因,而仔猪肠道黏膜N-乙酰谷氨酸合成酶(NAGS)基因表达水平低是限制精氨酸合成的关键因素;

(2)精氨酸通过激活Mtor通路显著促进仔猪肠道黏膜合成蛋白质,通过提高肠血管内皮生长因子表达促进血管生长,有效改善肠道黏膜结构;

(3)精氨酸调控小肠黏膜中与氧化应激和免疫相关蛋白,调控甘油磷脂胆碱和肌醇等信号分子,增强肠道屏障功能。

3、谷氨酸调控仔猪肠道结构和功能的机制

(1)谷氨酸缺乏或添加EAAT3特异性抑制剂PDC可以改变IPEC-1细胞周期分布,通过下调EAAT3蛋白表达和Mtor/s6K1信号,抑制IPEC-1细胞增殖;

(2)谷氨酸钠的添加能够增加空肠的绒毛高度和隐窝深度,增强肠道对营养物质的吸收能力;

(3)谷氨酸钠能促进上部肠道形态,促进营养(能量和铁)的吸收;

(4)谷氨酰胺增加小肠内容物中SIGA的含量,减少肠系膜淋巴组织中细菌的含量。

三、氨基酸调控肠道健康的应用

1、精氨酸家族类物质

在美国NRC仔猪氨基酸需要量基础上,添加0.8%精氨酸可使仔猪肠道绒毛高度增加40%,显著提高空肠绒毛黏膜免疫因子表达,增强肠道吸收与黏膜免疫功能。

2、阿尔法-酮戊二酸(AKG)、柠檬酸

在美国NRC仔猪氨基酸需要量基础上,添加1%阿尔法-酮戊二酸能显著提高应急条件下肠黏膜ATP能量水平和能量储备,延缓肠道黏膜细胞凋亡和肠道功能受损。

3、精氨酸生素(NCG)、谷氨酰胺二肽

日粮中添加0.125%新产品谷氨酰胺二肽和0.08%NCG能提高断奶仔猪血清精氨酸浓度20-25%,日粮增加15-18%,腹泻率减少20-25%。

4、牛磺酸:牛磺酸促进仔猪肠道黏膜发育,抗断奶应激

随着我们对猪能量代谢的理解加深,我们可以将这些知识运用到实际中来改善猪场的饲料效率。

文章来源/大帝汉克--DDC

原标题/印遇龙:氨基酸调控仔猪肠道健康技术

作者/王仁杰 王银星