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益生菌对畜禽免疫机能影响
作者:河南畜牧…    成果来源:猪病新干线    点击数:1223    更新时间:2009/5/11

 摘要:益生菌是良好的免疫激活剂,可以提高内源宿主的防御机能,有效提高抗干扰素和巨噬细胞的活性,通过产生抗体和提高噬菌作用活性等刺激免疫激发机体体液免疫和细胞免疫,并增强宿主对病原的非特异性免疫,辅助免疫清除,调节宿主对潜在病原的免疫调节作用,减弱宿主对过敏原的过敏性反应,增强机体的免疫力和抗病力。

关键词:益生菌 免疫机能

益生菌的概念首先于1965年提出。1989年Fuller则把益生素定义为能够促进肠内菌群生态平衡,对宿主起有益作用的活微生物制剂。由于发现菌体碎片、成分、代谢产物等具有与活菌同样的生理效应,1996年后对益生素定义不再强调活菌,泛指含生理活菌或死细胞(包括代谢产物与细胞组成成分),摄取后可改善黏膜表面菌群或酶的平衡,或刺激机体的特异性或非特异性免疫力的微生物制剂。

1、机体的免疫系统: 家兔的免疫器官包括中枢免疫器官和外周免疫器官。中枢免疫器官包括骨髓、胸腺、腔上囊;外周淋巴器官有脾脏和分散的淋巴组织。如分布于消化道、呼吸道、泌尿生殖等不同部位的弥散淋巴组织(粘膜免疫系统),以及附着于 眼球旁的哈德氏腺和结肠派氏结(肠道集合淋巴结)参加免疫反应的细胞有B细胞、T细胞,K细胞NK细胞和单核吞噬细胞系统细胞以及粒细胞。机体参与免疫反应得分子有补体、干扰素、白细胞介素等。

2、益生菌对动物免疫力改善主要表现:

2.1 益生菌使动物免疫器官增重。 刘克琳等(1995)用微生物饲料添加剂饲喂肉鸡,结果表明,试验组鸡的免疫器官较对照组生长迅速而且成熟较快.6周龄时,试验组胸腺、法氏囊和脾脏的重量较对照组提高了83.15,4.46和74.83%。研究试验鸡的中枢免疫器官发现,饲喂蜡样芽孢杆菌的雏鸡免疫器官生长发育较对照组迅速,血中T淋巴细胞值较对照组高。用芽孢杆菌饲喂雏鸡后发现,试验鸡的中枢免疫器官发育比对照组快,胸腺内淋巴细胞密度增大,细胞数量增加,法氏囊黏膜形成皱襞数量增加,血液中T细胞值亦较高。[1]据报道,地衣芽孢杆菌饲喂家兔6周后试验组胸腺、脾脏和蚓突面积系数分别比对照组提高了。

[2]杜晋平等用含有乳酸杆菌、芽孢杆菌和酵母菌的微生物饲料添加剂—益生康饲料饲喂肉仔鸡,结果表明,益生康能明显刺激胸腺、脾和法氏囊的发育。[3]

2.2影响非特异性免疫: 特殊细胞吞噬、杀灭和消除已侵入的微生物的能力和消除毒素、诱变原和其他有毒物质的能力对健康是极其重要的。许多研究显示益生素可增强单核吞噬细胞(单核细胞和巨嗜细胞)、多形核白细胞(主要是嗜中性粒细胞)和自然杀伤细胞的活力,刺激活性氧、溶酶体酶和单核因子等因子的分泌,因而增强了机体非特异性防御机能及启动特异性免疫应答。国内外的学者都曾报道,双歧杆菌可以提高裸鼠腹腔巨噬细胞的吞噬活性和能量代谢水平。[4]如促进巨噬细胞对微生物细胞以及碳粒的吞噬作用;提高免疫系统抗体产生水平.一般为免疫球蛋白中的IgG和IgA,以及干扰素(一种非特异性的抗病毒物质)的产生水平;能提高如肠壁粘液细胞表面的局部抗体水平,通常是提高IgA水平.

2.3刺激机体特异性免疫应答 有些微生物是良好的免疫激活剂,能通过促进B细胞产生抗体和提高嗜菌作用活性等提高免疫力和抗病力。其中SIgA是黏膜免疫的主要效应因子,经肠黏膜上皮细胞释放到肠腔内与肠黏膜表面的正常菌群混合存在,可以降低致病性微生物在黏膜表面的附着,中和细菌毒素,限制细菌的繁殖,维持肠道内的正常菌群平衡,在局部抗感染过程中起关键作用[4];SIgA缺陷或不足时,肠腔内的多种抗原,如病原、食物大分子等易引起肠粘膜免疫性炎症[5]。动物口服益生菌后,调整肠道菌群,使肠道微生态系统处于最佳的平衡状态,活化肠粘膜内的相关淋巴组织,使SIgA抗体分泌增强,提高免疫识别力,并诱导T、B淋巴细胞和巨噬细胞等产生细胞因子,通过淋巴细胞再循环而活化全身免疫系统,从而增强机体的免疫功能[6]。柴家前等[7]试验证明,给1日龄雏鸡饲喂乳杆菌,在早期可以显著提高鸡消化道分泌型IgA抗体的滴度。刘克琳等报道,凝结芽胞杆菌试验组鸡的免疫器官生长发育角对照组迅速,血中T细胞值较对照组高。[8]潘康成等还发现地衣芽胞杆菌对兔体液免疫功能有促进作用。大量研究证明。乳酸杆菌可诱导机体产生干扰素,白细胞介素等细胞因子,通过淋巴循环活化全身的免疫防御系统,增强机体抑制癌细胞增殖。酵母菌细胞壁含有酵母多糖,其主要活性成分为葡萄朊、甘露聚糖、明角质,研究证明这些酵母菌细胞壁成分可提高动物的免疫力。[9][10]潘康成等综述认为动物口服益生菌后,调整肠道菌群使肠道为生态系统处于最佳的平衡状态,活化肠道粘膜内的相关淋巴组织,使SIgA抗体分泌增强,提高免疫细胞在循环而活化全身免疫系统,从而增强机体免疫功能。[11]张春杨等用产蛋白酶的益生菌制备成益生菌剂饲喂肉鸡,能明显促进免疫器官的生长发育,提高免疫器官指数(提高脾脏、法氏囊、胸腺指数分别可达18.47%、6.42%、41.46%(P<0.05);也能促进消化道的生长发育,提高消化道重量指数(消化道重/体重×100%)最高达27.55%(P<0.01)。[12] 3、益生菌免疫作用的途径: 益生菌是良好的免疫激活剂,很多试验表明,乳酸菌、双歧杆菌、芽胞杆菌等产生有机酸及其代谢产物对一些病原菌有抑制作用,并能激活免疫活性细胞,增强机体抵抗力。胃肠道中作为益生菌的微生物通过三条途径刺激动物的免疫系统.其一,它们能作为活细胞在动物胃肠道表面定植与繁殖,增殖到一定数目,刺激动物免疫系统;其二,由死细胞释放出来的抗源物质(包括脂多糖、肽聚糖和DNA等大分子物质)被动物吸收后直接刺激动物免疫系统.其三,乳杆菌(Lactobacillus)通过影响胃肠道中微生物菌群组成来间接影响免疫系统.目前来说这三种方法哪一种被广泛采用还没有定论,但显而易见的是某一菌株的定植繁殖能力以及其在动物胃肠道存在的数量同它的免疫刺激能力的强弱是相关联的. 动物每日摄取的食物都含有大量的微生物,其中也包括大量的病原微生物,但是在正常个体的肠道中总是保持正常的菌群状态,并不发生感染,从而维持肠道的正常结构和功能状态,肠黏膜免疫系统起着极其重要的作用。一般认为,肠道免疫作用的产生主要依赖原籍菌群,当微生物菌群在动物出生后发展并延续整个生命的时候,微生物与宿主免疫系统的相互作用也开始了。在啮齿类动物试验中发现,如果在其出生和幼年时期肠菌群减少,可以导致个体免疫系统成熟延迟。

另外,人们发现,给动物饲喂活的或者热灭活的乳杆菌,两者的免疫刺激效果基本上没有变化.因而从另一个角度证实,由热灭活的乳杆菌及其发酵代谢产物为主要有效成分的新一代益生素添加剂,其添加效果同活菌制剂一样有效.而且热灭活菌体制成的益生素产品其使用的方便性、热稳定性、效果的一致性、保存和贮运的便利性等都比活菌制剂更胜一筹. 益生素对动物的免疫刺激和影响作用在动物发病前是非常有效的,但如果在动物发病期间作治疗剂来使用,其效果可能不理想.这一现象并不难以理解,这主要是因为从免疫刺激到激活动物细胞免疫和体液免疫作用,并产生足够的抗体以抵抗致病菌的侵袭这一过程需要一定反应时间,时间长短差异很大,而这段反应时间对于患病动物而言是极其关键的.如果动物对该种抗源没有免疫记忆,或者说动物是第一次被该种致病菌感染,其免疫应答反应时间会更长,免疫应答产生的抗体量也可能远远不足以清除该致病菌.因此,经常性地给动物饲喂益生素添加剂,以刺激动物产生足够的抗体,比在动物患病时紧急大量添加其防病、治病效果将更加明显和可靠.另一方面,益生素对动物的免疫刺激效果还取决于饲喂剂量的多少。最适剂量并没有定论,这同诸多因素有关. 在一系列的动物试验中,人们发现联合接种比单独使用更有效.这说明,混合菌种将比单一菌种对免疫的刺激作用更大.因而我们可以推测,就益生菌对动物的免疫刺激作用而言,由混合菌种制成的益生素制剂,无论是活菌还是死菌制剂,其对动物的免疫刺激作用将比由单一菌种制成的制剂更好.[13]

 4、益生菌免疫作用机理: 益生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。益生菌对肠黏膜的黏附能力是考察菌株激活免疫性能的重要指标,其活菌的粘附特性乃诱导免疫的一个重要因素。因为它是益生菌在肠道定植的前提条件黏附性能与抗腹泻、免疫力、竞争排斥及其他有益作用密切相关。[14]益生素进入机体后,在肠道具有抗原识别部位的淋巴组织集合上发挥免疫佐剂作用,活化肠粘膜内的相关淋巴组织,使SIgA抗体分泌增强,提高免疫识别力,并诱导T、B淋巴细胞和巨噬细胞产生细胞因子,通过淋巴细胞再循环而活化全身免疫系统,从而增强机体的非特异性和特异性免疫功能。Ouwehand等[15]给出摄入益生素对免疫系统刺激作用的可能途径:一为微生物代谢产物或碎片作为小分子抗原直接通过普通上皮细胞或者透过上皮细胞间的紧密连接缝隙;二为微生物细胞本身由微褶细胞(M细胞)通过胞饮作用传送给位于M细胞包囊中的巨嗜细胞等。抗原进入淋巴组织后,或由抗原提呈细胞处理后或直接交给淋巴细胞,产生相应的免疫应答。有报道称,热杀死的双歧杆菌可以显著增强正常及免疫低下小鼠巨噬细胞分泌IL-1、TNF的活性,而且双歧杆菌表面的脂磷壁酸、肽聚糖、培养基液也具有同样的作用[16],这可能是双歧杆菌细胞壁上的肽聚糖刺激肠道的免疫细胞,从而激发机体产生免疫抗体,提高巨噬细胞活性,增强机体抗病力。因此,Kopp等[17]认为细菌脂多糖(LPS)和细菌肽聚糖(PG)可通过信号传导通路刺激巨噬细胞、内皮细胞、嗜中性粒细胞产生介质,如肿瘤坏死因子、IL-1、IL-6、IL-8、IL-12等,对介导非特异性免疫起重要作用。[18]王立升等研究证实,双歧杆菌的全肽聚糖可刺激小鼠腹腔巨噬细胞,使其胞内游离Ca2+离子浓度上升,从而介导重要的生理功能,使巨噬细胞具有吞噬作用、细胞毒作用和分泌活性因子的能力等。[19] 但是目前常用肠组织培养细胞和小肠黏膜作为基料进行试验,但这只能代表部分肠道的情况,用黏膜分泌型组织细胞培养更接近肠道的实际环境,但体外试验的结果能否直接反映出微生物在动物体内的真实情况,还有待于进一步研究。

5、结语: 动物机体的免疫系统直接影响动物的生产性能,维护和深入了解动物机体正常的免疫防御机能,是使动物达到正常生产水平或发挥潜在的最佳生产性能的前提。随着免疫学研究的深入,人们对益生菌免疫机理有了更深刻的理解,逐渐将重点由特异性免疫扩展到非特异性免疫。免疫生物学、中药免疫药理学、微生物学、动物营养学、分子生物学、胃肠道微生态学、动物生产学等各学科的相互融合及一些边缘学科的发展形成,使益生菌等无残留、无污染的微生态制剂产品将会逐渐取代抗生素而成为免疫增强剂。

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