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猪肠道乳酸菌的微生态学研究进展

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-07-15  浏览次数:375
核心提示:猪肠道内存在着大量的微生物群系, 类型不同, 含量多少不一。这些微生物与宿主之间既有正向关系 (偏利共生、相生和互惠现象),也
 猪肠道内存在着大量的微生物群系, 类型不同, 含量多少不一。这些微生物与宿主之间既有正向关系 (偏利共生、相生和互惠现象),也有负向关系 (竞争、偏害现象), 共同维持着微生态平衡。其中,乳酸菌作为猪消化道内优势菌群,在国内外已受到了广泛的关注和研究。研究表明,乳酸菌能够调节肠道内正常菌群的共性比例,维持肠道生态系统的平衡。


猪肠道菌群的建立及分布


仔猪出生时肠道内是无菌的,分娩时由于受到母体产道、粪便及环境微生物的影响,在出生后的3~4 h,肠道内开始检测出肠杆菌和链球菌,在出生 24 h之后,肠杆菌和链球菌菌数达到108cfu/mL,48 h仔猪肠道内开始出现乳酸杆菌,72 h专性厌氧菌、拟杆菌开始在肠内定植。一般认为 , 仔猪从出生到断奶后肠道菌群的组成一直在发生变化,直到育肥期才趋于平衡。在育肥期猪的肠道内至少发现30多个属、100多种细菌。从仔猪肠道菌群分布来看,胃内优势菌主要为耐酸菌和兼性厌氧菌,十二指肠内胆盐的存在使得其中细菌数目较少,空肠和回肠内数目和种类逐渐增多,其内容物中以乳酸杆菌和双歧杆菌为最优势菌群,其次是消化球菌、肠球菌、小梭菌和葡萄球菌。大肠是猪消化道微生物活动的主要场所,其中盲肠和结肠是细菌定植的最主要部位,主要由厌氧菌组成,如拟杆菌以及大量的革兰氏阳性菌。严格厌氧菌包括真杆菌、双歧杆菌、链球菌、消化链球菌、消化球菌等无芽孢菌和梭菌、槌形菌等产芽孢菌,而兼性厌氧菌比厌氧菌少 10~100 倍,常见的兼性厌氧菌有链球菌和乳酸杆菌。


乳酸菌维持猪肠道微生态平衡的作用机制



1
与致病菌竞争黏附位点和营养


黏附能力通常被认为是病原菌的一种重要的毒性因子,致病菌与肠道黏膜表面受体结合粘附于肠道黏膜,是其定植并产生临床症状的前提条件。研究表明,乳酸菌可与致病菌竞争肠上皮微绒毛上的脂质和蛋白质上的相同复合糖受体来阻止致病菌定植,与致病菌竞争生存与繁殖空间、定居部位以及营养,限制致病菌群的生存繁殖。不同的乳酸菌菌种其黏附方式不同,如格式乳杆菌(L.gasseri)通过糖类和糖蛋白来黏附,而且其黏附力最强;嗜酸性乳杆菌依靠糖类、二价钙离子来黏附。


2
抑制致病菌生长


乳酸菌能够产生抑制病原菌的代谢产物,主要表现在以下几个方面:①产生酸性物质:肠道内乳酸菌可产生一些酸性代谢产物 ( 如乙酸、乳酸、短链脂肪酸) 能够降低局部 PH 值,可抑制大肠杆菌及梭菌类的生长,抑菌率高达80%以上;②产生细菌素(bactericin):细菌素是一类选择性作用于细菌靶细胞的抗菌物质, 它们大多属多肽类且具水溶性。如乳酸乳球菌产生的 Nisin 细菌素、嗜酸乳杆菌产生的细菌素、双歧杆菌以及 Bifidin 菌素,都能够起到抑菌或杀菌作用;③产生过氧化氢 (H2O2):嗜酸乳杆菌、乳酸乳杆菌、肠球菌等在动物体内可产生过氧化氢,激活动物大肠内的过氧化物酶-硫氰酸盐反应系统,在此系统中,过氧化物酶与过氧化氢结合,然后将硫氰酸盐氧化成氧化性中间产物,抑制葡萄球菌等致病菌的生长繁殖;④产生诱导酶:双歧杆菌和某些乳杆菌产生胞外糖苷酶,可降解肠粘膜上皮细胞的复杂多糖,由于这些糖是致病菌和细菌毒素的潜在受体,通过酶的作用,可以阻止毒素对上皮细胞的粘附和侵入 ;⑤产生双乙酰 ( 丁二酮 ) :乳酸菌的各个属在糖代谢时都可产生双乙酰,这种化合物对许多病原菌有抑制作用。另外,乳酸菌本身还具有抑制病原体复制作用。


3
营养作用


乳酸菌能把结构复杂、分子量较大的蛋白质部分降解为小分子肽和游离氨基酸,利于胃肠消化吸收。它还能合成动物所需要的多种维生素 ( 如 B1、B2、B6、Bl2、烟酸、泛酸、叶酸等 ) 和有机酸,有机酸能加强肠的蠕动,促进常量及微量元素如钙、铁、锌等的吸收,近而为宿主提供必需营养物质,增强动物的营养代谢,直接促其生长。乳酸菌还可以分解食物中的蛋白质、糖类,使部分脂肪少量降解,增加乳中游离脂肪酸和挥发性脂肪酸含量。另外,它还可利用本身所特有的某些酶类补宿主在消化酶上的不足,帮助分解消化道中未被充分水解吸收的营养物质,有利于宿主进一步吸收利用。另有研究表明,乳酸菌能够降低一些具有致癌性质的结肠酶(如葡萄糖苷酸酶、葡萄糖苷酶、硝基还原酶、氮基还原酶、类固醇-7-脱氢羟化酶)活性。


4
免疫防御作用


乳酸菌对动物的免疫增强作用,主要是其菌体或代谢产物对肠道黏膜免疫的作用。其中,在细胞免疫方面,乳酸菌能够使抗原物质通过 M 细胞进入回肠派伊尔结 (Payer’s Patch), 激活Th2 细胞,生成有效的IgA产生因子,使 B 细胞转化为浆细胞,在生产Ig 的过程中向IgA 转化,增强SIgA抗体分泌。SIgA 在外分泌液中以双链和四链的形式存在,具有多链性、粘膜亲和性与抵抗蛋白酶作用的特性,比单链IgA 更具有抗原结合力,与IgA和IgG 相比,SIgA可以从空间构象上阻止病毒的附着,从而中和细菌毒素,限制细菌的繁殖,维持肠道内正常菌群平衡,在局部抗感染过程中起关键作用。乳酸菌对体液免疫的调节主要表现在其能够激活巨噬细胞、B 淋巴细胞和NK细胞,增加IL-1、IL-2、IL-6、IL-5、TNF-a 等细胞因子的产生量。其中 IL-6和 TNF-a是被激活的巨噬细胞分泌的两种重要细胞因子,IL-6可以促进淋巴细胞的增殖并参与T淋巴细胞、CTL、NK细胞和 LAK 细胞的活化。
 
 
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