膳食纤维对断奶仔猪营养性腹泻及肠道健康的影响

时间：2024-07-28

徐广鹤

（丹东市农业农村发展服务中心，辽宁丹东 118000）

断奶仔猪腹泻一直是制约养猪业生产性能提升的瓶颈，它能够严重影响断奶仔猪的生长性能和成活率，最终影响养猪场的经济效益。引起断奶仔猪腹泻的因素有很多，分为病原性、营养性及应激性等因素。调整饲料营养状况是防控营养性断奶仔猪腹泻的关键，而膳食纤维对改善断奶仔猪肠道健康、降低营养性腹泻有积极的作用。

1 营养性腹泻

仔猪断奶时期由于环境和日粮变化带来的应激以及消化道和免疫系统不成熟，导致仔猪采食量下降、消化紊乱等，损害肠道健康，增加了断奶仔猪营养性腹泻的发生率[1]。断奶仔猪发生断奶应激后，有可能引起大肠杆菌和轮状病毒生长繁殖，使肠上皮损伤进一步恶化，导致营养吸收受阻，最终造成腹泻时间持久，从而造成较高的死亡率和较低的生长性能，严重影响着养猪业的生产效益[2]。仔猪营养性腹泻与肠道健康状况密切相关。肠道健康包括有效的营养物质吸收、稳定的肠道微生态及健全的免疫功能等多个方面。肠道微生态由多种微生物组成，结构复杂，其中细菌数量最多，对其研究也最为深入。寄居在肠道内的微生物种类及活性受多种因素影响，最重要的是日粮因素[3]。肠道健康的维持依赖于日粮、共生微生物和黏膜之间的微妙平衡。日粮的组成要在肠道、微生物群和肠道环境之间建立平衡，并防止肠道中的紊乱，因此日粮与黏膜和微生物群相互作用在肠道健康控制中具有重要意义。

研究发现，某些B族维生素中缺乏会引起断奶仔猪腹泻，如泛酸与碳水化合物的代谢有关，其主要作用为维持消化道正常功能、提高机体抗病能力，缺乏时会出现胃肠道疾病，引起腹泻[4]。矿物元素生理功能很多，参与其他组织多种多样的理化调节，可以提高动物对蛋白质和能量的利用效率[5]，若矿物元素缺乏也会引起仔猪营养性腹泻。研究发现，高剂量的锌可通过促进胃分泌胃饥饿素以刺激采食，同时提高数种胰酶的活力，以增加大肠黏液面积，改变小肠上皮形态[6-7]。缺锌可造成肠细胞的超微结构退行性改变，微绒毛损害，绒毛变平变薄，固有层炎性浸润，引起腹泻。由于蛋白质在胃里有较强的酸结合能力，如果日粮蛋白质含量较高，会使溶血性肠毒素大肠杆菌能够逃离胃内微弱的酸性环境而寄居在小肠，通过释放特有的肠毒素引起高分泌性的腹泻。由于仔猪断奶后特异性免疫系统功能尚未发育完善，日粮中的抗原物质通常可激发系统的免疫反应，其中以植物性蛋白为主是引起仔猪肠道发生过敏反应的重要抗原物。仔猪消化道内的酸度是维持消化酶分泌和活性的主要因子之一，并且是微生物生存的重要环境因素。断奶仔猪胃壁泌酸功能不完善，因此胃内pH值较高。日粮类型是影响消化道pH值的主要外源性因素。如果日粮中pH值过高，则会中和仔猪本身的消化道内的酸度，吸附消化道的游离酸，导致胃内酸度下降，这样就为适宜病原菌提供适宜的生存环境并大量繁殖，进而引起肠壁发炎、水肿，大量水分和营养物质被排出肠腔，最终造成仔猪腹泻、脱水，甚至死亡[8]。也有研究分现，断奶仔猪可能由于乳糖酶分泌不足而引起营养性腹泻，并通过分子标记辅助育种，可避免后代因乳糖酶缺乏而出现仔猪营养性腹泻[9]。近年来研究表明，膳食纤维本身及其代谢产物具有调节肠道营养吸收和加强免疫功能等作用[10-11]。

2 膳食纤维

膳食纤维通常定义为，在单胃动物中不被小肠内源酶降解的低聚糖（3～9个聚合度）和非淀粉多糖的一类碳水化合物，它们在小肠内不能被消化酶消化或者消化率很低，但可被肠道微生物部分或全部发酵[12]。其中的非淀粉多糖根据其可溶性分为可溶性非淀粉多糖和不溶性非淀粉多糖。断奶仔猪日粮中最常见的不溶性纤维来源为谷物糠麸、苜蓿粉、燕麦壳、大麦壳等；最常见的可溶性纤维来源为甜菜粕、柑橘粕和菊糖等。大豆皮既含有较高含量的可发酵寡糖和可溶性非淀粉多糖，也含有较高含量的不溶性淀粉多糖。猪对日粮中的纤维消化率有很大差异性，研究发现这主要是与构成细胞壁的多糖化学组成有密切关系[13]。膳食纤维对肠道作用的效果也取决于所添加日粮纤维的理化特性，或间接取决于其对肠道发酵和菌群调控的影响。日粮纤维的理化特性和可发酵性与其溶解度、粘度、物理结构和持水性能相关性很大[14]。断奶仔猪日粮添加膳食纤维可否带来正面作用，取决于这些原料是否可以帮助仔猪解决肠道功能不成熟的问题，从而达到仔猪最大的生长性能。

3 膳食纤维对断奶仔猪营养性腹泻及肠道健康的影响

3.1 对营养性腹泻的调节膳食纤维对改善营养性腹泻的作用主要与其能够改变食糜的理化特性有关。不溶性纤维可减少食糜在仔猪肠道停留时间，进而减少病原菌在小肠的增殖。Gerritsen等[15]报道，与对照组相比，在基础日粮中添加50 g/kg小麦秸和100 g/kg燕麦壳，在断奶后前14 d，仔猪胃的重量和小肠刷状缘淀粉酶活性均增加，回肠和结肠食糜中大肠杆菌数量下降，推测膳食纤维可能加速了肠道成熟，恢复肠道食糜通过时间，最终防止断奶后14 d感染的发生，降低了营养性腹泻。研究发现，早期断奶仔猪对日粮中蛋白过量非常敏感，未消化蛋白质易发酵产生毒胺等有毒代谢物引发腹泻，而在日粮中添加膳食纤维可降低肠道蛋白的发酵。刘伯帅等[16]研究发现，与对照组相比，饲粮中添加苜蓿草粉显著提高回肠中糜蛋白酶的活性，能促进蛋白质的消化和吸收，降低仔猪的腹泻率。

3.2 对断奶仔猪肠道功能的调节肠黏膜屏障主要由机械屏障、生物屏障、化学屏障及免疫屏障组成。机械屏障又称物理屏障，肠道机械屏障由肠黏膜上皮细胞及其紧密连接蛋白等组成。黏液层减少有害菌对肠上皮细胞的黏附，紧密连接蛋白对仔猪肠道屏障完整性起着至关重要的作用[17]。而细菌的入侵会影响肠屏障功能的完整性。不溶性纤维可以阻断大肠杆菌粘附到小肠的受体，这样会减少小肠大肠杆菌的数量，进而保证肠屏障功能的完整性。另外，小肠是营养物质消化吸收的重要部位，小肠绒毛高度、隐窝深度以及绒毛高度与隐窝深度的比值综合反映了小肠的功能状态[18]。Chen等[19]报道，在断奶仔猪日粮中添加10%麦麸纤维，能显著提高仔猪肠道的绒毛高度与隐窝深度的比值。陈瑾等[20]研究发现，与6.7%中性洗涤纤维组相比，7.7%中性洗涤纤维组有提高仔猪肠道的绒毛高度与隐窝深度比值的趋势。研究也发现，不同来源的纤维对猪肠道形态的影响并不一致，与对照组相比，玉米纤维组的绒毛高度与隐窝深度比值显著降低，但小麦纤维组并未发现这一结果[21]。饲粮纤维刺激肠道生长发育可能是由于饲粮纤维会破坏黏膜细胞表面结构，增加细胞脱落率，进而导致细胞代偿性增殖，或者饲粮纤维发酵产生的短链脂肪酸会降低肠道内pH值，从而有利于刺激细胞分裂而促进细胞的增殖[22]。

3.3 对断奶仔猪肠道微生态的调节在动物日粮中添加可发酵纤维，可以促使肠道内能产生短链脂肪酸等有益微生物的增殖，以降低动物肠道的pH值，进而使病原菌数量减少。Hermes等[23]报道，给仔猪饲喂含有40 g/kg小麦麸和20 g/kg甜菜粕的日粮后，发现较对照组，处理组断奶后 15 d的肠道大肠杆菌数降低，且乳酸菌与肠杆菌比值提高。另有研究发现，给大鼠分别饲喂低聚半乳糖与无纤维日粮，饲喂半乳糖组的肠道双歧杆菌和乳酸杆菌的数量较高[24]。在仔猪日粮中添加适量纤维，有利于维护仔猪肠道正常的微生物区系和微生态环境，防止消化功能紊乱和腹泻的发生。