益生菌制剂对犊牛胃肠道健康和免疫功能的作用机理及研究进展

犊牛胃肠道的健康状况直接关系犊牛的生产性能及机体的健康状况。在犊牛非传染性疾病中，菌群失调等原因导致的胃肠道疾病最多。犊牛哺乳期和断奶后消化系统疾病发病率为46.8%和29.2%，犊牛腹泻发生率为33.5%~37.5%，消化系统疾病导致犊牛死亡率达2.45%~15.20%，给牧场带来巨大的经济损失。益生菌具有改善肠道内部微环境、提高机体免疫力等优点，可降低犊牛胃肠道疾病发病概率。研究发现，罗伊氏乳杆菌(BF-E7)、唾液乳杆菌(BF-17)可作为水牛犊牛生产性能、免疫力和肠道健康状况的潜在标记物。益生菌来源广泛，可从牛奶、剁椒、发酵食品中分离提取植物乳杆菌，且不同的益生菌在体内的定植存活率不同，不同益生菌对肠道菌群和宿主免疫系统调节情况也有差别，不同年龄阶段的动物胃肠道的优势菌群不同。本文主要综述了益生菌对犊牛胃肠道健康和免疫功能的作用机理及研究进展，以期为选择或者研发相应的益生菌制剂提供依据，提高牛场养殖的经济效益。

1 益生菌的定义及分离

(相关资料图)

2013年食品和农业组织/世界卫生组织(FAO/WHO)将益生菌定义为“活的微生物”。当益生菌摄入量足够时，其对宿主的健康有益。不同来源的益生菌作用不同，所以有选择性地进行益生菌的筛选分离很有必要。郭晓农等从成年的健康荷斯坦奶牛粪便中分离出嗜热链球菌、乳杆菌、芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、片球菌等5株长势良好、产酸多且适合机体代谢的益生菌。丁诗瑶发现，从牛奶中分离的植物乳杆菌和干酪乳杆菌可抑制大肠杆菌黏附Caco-2细胞。

2 益生菌制剂对犊牛胃肠道健康和免疫的作用机理

2.1 维持和调节犊牛胃肠道环境平衡

胃肠道菌群是一个复杂的微生态系统，不仅参与正常生理代谢，还与疾病发展存在密切联系。正常微生物群对肠道健康具有重要作用，有益菌进入机体后可黏附在肠壁，产生的短链脂肪酸可以维持肠道的pH值，改善肠道内部微环境。研究发现，补充益生菌可以稳定瘤胃优势细菌，这些细菌在瘤胃中能够消耗更多的乳酸，使犊牛具有稳定的瘤胃pH值(6.6~6.8)。另有研究发现，屎肠球菌可以增强益生元的效果，使12周龄犊牛瘤胃pH值处于较好的状态(6.1±0.38)，促进瘤胃乳头的发育。另外，益生菌还具有产生营养物质、生物夺氧等功能，可以抵抗致病菌的定植，促进有益菌的定植，保证胃肠道健康。

2.2 产生多种代谢产物，促进胃肠道发育

在犊牛饲粮中添加益生菌不仅可以促进纤维素、木质素等营养物质的消化吸收，还含有丰富的代谢产物，可以为动物机体提供营养，促进瘤胃发酵，提高蛋白消化率，进而提高犊牛的生长性能。益生菌还能够产生溶菌酶、过氧化氢、细菌素、蛋白质多肽类等抑菌物质，可以抑制有害菌的生长。饲喂添加益生菌制剂的饲粮能够促进动物生长，其中一个重要因素是益生菌能够产生淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等，并且能够降解植物性饲料中较复杂的营养成分，如甘油三酯、蛋白质、淀粉、果胶等，从而提高饲料转化率，提高犊牛的生产性能。Hosoi等认为，芽孢杆菌能够促进乳酸菌的生长或提高其活力，可能是由于产生了过氧化氢酶和枯草杆菌蛋白酶。

2.3 提高机体的免疫功能

益生菌通过增强或限制细胞因子的表达调节肾上皮细胞的免疫功能，提高机体免疫球蛋白含量，增强白细胞的吞噬能力，提高机体的免疫能力;通过减少黏膜浸润，减少嗜酸性粒细胞向BALF浸润，减少杯状细胞增生，控制白细胞介素-4(IL-4) 、白细胞介素-5(IL-5)、白细胞介素-13(IL-13) 、白细胞介素-25(IL-25)、 白细胞介素-33(IL-33)、白三烯(LT)、蛋白激酶B(AKT)、核因子-kB(NF-κB)、髓样分化子(MyD88)、黏糖蛋白5ac(MUC5ac)的基因表达和提高腐胺(PUT) 、精胺(SPM)、二氨基氧化酶(DAO)的含量，促进细胞生长和增殖，从而发挥抗炎症的作用。益生菌也可以改善受到沙门氏菌攻击的犊牛中性粒细胞/淋巴细胞比率，增加犊牛对疾病的抵抗能力，从而增强特异性的全身免疫反应。但不同益生菌的不同菌株免疫调节作用也不同。

3 益生菌制剂对犊牛胃肠道健康的影响

补充益生菌制剂可以为犊牛胃肠道发育提供营养，加强肠道屏障，缓解肠道损伤，调节肠道菌群，提高机体抗氧化能力和免疫力。地衣芽孢杆菌、植物乳杆菌、粪肠球菌等32种益生菌可被用于制作反刍动物颗粒饲料和青贮饲料，发酵乳杆菌和德氏乳杆菌可以提高青贮饲料的有氧稳定性。

3.1 益生菌制剂对犊牛胃肠道屏障的影响

肠道屏障是机体抵抗外界不良刺激的重要屏障。益生菌可以减轻抗生素导致的小肠黏膜损伤，缓解沙门氏菌造成的十二指肠和回肠损伤。刘彤研究发现，复合益生菌(嗜酸乳杆菌:枯草芽孢杆菌:酵母菌=1∶1：3)可以提高S-亚硝基谷胱甘肽(GSNO)的分泌，从而保护小肠黏膜，加强肠道屏障，缓解大肠杆菌(K99)造成的小肠结构损伤。李洵研究发现，在14~81日龄特牛日粮中添加枯草芽孢杆菌、酵母菌复合益生菌，犊牛十二指肠和回肠隐窝深度显著降低，绒毛高度显著提高。综上可知，在犊牛日粮中添加益生菌后，可以加强其肠道屏障，缓解肠道结构损伤。

3.2 益生菌制剂对犊牛胃肠道代谢物的影响

Nikolay等发现，乳酸菌产生的乳糖可以选择性刺激健康肠道去甲菌群的生长，抑制结肠致病菌的生长，减少氨、胺、亚硝胺、酚类、甲酚、吲哚等毒性代谢产物进入血液。李洵研究发现，在90~118日龄犊牛基础日粮中，每天添加枯草芽孢杆菌和酵母菌(1∶1)组成的复合益生菌制剂3g/头，可以显著提高犊牛血清中过氧化物酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性，显著降低丙二醛含量。季斌等也得到了相似的结果。短链脂肪酸可以为胃肠道发育提供能量，如丁酸是瘤胃上皮细胞和结肠细胞主要的能量来源，也是水和营养物质吸收的重要介质。何利娜等研究发现，为大肠杆菌型腹泻犊牛补充酸马奶源乳酸杆菌可以提高短链脂肪酸代谢物的含量(丙酸、乙酸、丁酸)，余中节也得到了相同的结果。综上可知，益生菌制剂可以促进营养物质的消化吸收，减少毒性代谢产物的产生，增加机体内抗氧化酶的数量，进而提高犊牛的生产性能。

3.3 益生菌制剂对犊牛胃肠道菌群的影响

来自母体的早期微生物(主要是兼性厌氧菌)消耗肠道内氧气，可以促进厌氧菌等有益微生物的定植，降低新生犊牛患肠道疾病的风险，而犊牛瘤胃微生物对粗饲料的降解受瘤胃环境的影响。饲粮组成、规格、瘤胃微生物数量等因素均可以改变消化酶的活性，牛瘤胃pH值是处于动态变化状态的，与食糜降解产生的短链脂肪酸含量密切相关，纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶的活性与非淀粉多糖的消化有关，长纤维饲粮影响这些酶的活性。牛肠道菌群是动态变化的过程，受多方面因素影响。健康动物体内的有益菌处于主导地位，益生菌补充剂可以促进犊牛胃肠道的发育。

厚壁菌门和拟杆菌门是健康犊牛肠道主要的微生物群。Liu等对新生犊牛饲喂乳酸菌和酵母组成的复合益生菌15d后，新生犊牛的肠道微生物多样性显著增加，厚壁菌门、放线菌门和拟杆菌门定植较多，双歧杆菌门数量最丰富，犊牛的腹泻率降低43.6%。Whon等发现，犊牛非产毒的自身肠杆菌科细菌，长期增加会导致犊牛胃肠道菌群失调(肠杆菌科成员及其裂解性噬菌体的丰度增加)和功能失调(有氧呼吸水平升高)等情况，引起肠道炎症反应，也会增加沙门氏菌入侵的风险，引起犊牛腹泻。吴妍妍等研究发现，嗜酸乳杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母配比为3∶3∶1时，不同体外胃肠液模拟条件下益生菌对大肠杆菌、沙门氏菌的体外抑菌活性最强。Khaziakhmetov等在犊牛(7~10日龄开始)牛奶或者饮水中添加不同的复合益生菌产品后，90日龄时犊牛粪便中乳杆菌增加27.0%~37.6%、双歧杆菌数增加17.6%~35.7%，大肠杆菌数减少21.3%~31.3%。补充益生菌制剂可以提高犊牛肠道中有益菌的数量，减少有害菌的数量，促进胃肠道菌群的健康发育。

4 益生菌制剂对犊牛免疫功能的影响

复合益生菌制剂可以提高犊牛血清中白蛋白和总蛋白含量。Liang等发现，干酪乳杆菌和粪肠球菌混合物可以调节局部和全身免疫，减少结合珠蛋白和血清尿素氮的产生。Chuang等对腹泻和健康的泌乳前期牛胃肠道进行分析，发现双歧杆菌与免疫球蛋白G水平呈显著正相关，长双歧杆菌(Subsp.Longum)具有特异性的抗菌作用和调节免疫作用，可以用于预防犊牛胃肠道疾病。Khaziakhmetov等在犊牛(7~10日龄开始)牛奶或水中添加不同的复合益生菌产品，结果表明，90日龄时犊牛γ-球蛋白增加31.7%~32.6%，血红蛋白增加5.5%~11.3%;吞噬能力提高4.4%~4.8%;蛋白质消化率提高3.1%~3.8%，每千克增重成本降低7.4%~8.1%。Victor等明在15~75日龄犊牛饲粮中添加intestevit益生菌后，发现犊牛免疫球蛋白含量提高8.4%，白细胞吞噬活性提高10.5%，血清溶菌酶活性提高20.1%，血清杀菌酶活性提高4.6%，T淋巴细胞含量提高14.1%。Renaud等发现，含有乳酸片球菌、屎肠球菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、双歧杆菌、肽提取物、混合酶、酵母提取物、干乳清和天然香精的益生菌丸能够降低犊牛腹泻的持续时间。Gandhar等发现，微囊化嗜酸乳杆菌可以提高免疫球蛋白水平，降低血清炎症参数。使由轮状病毒感染导致的犊牛腹泻恢复期缩短。马世鹏等研究发现，基础日粮中添加1.5%复合益生菌可以提高犊牛血清白细胞介素-2(IL-2)含量。Fukuda等发现，复合益生菌(肠系膜芽孢杆菌、丁酸梭菌、粪肠球菌)在治疗牛轮状病毒导致的腹泻时，可以替代抗生素(氨苄青霉素、硫酸卡那霉素)。因此，益生菌制剂可以提高犊牛的免疫能力，降低胃肠道疾病发病的严重程度，从而提高犊牛的生长性能。

5 结论

益生菌具有调节机体胃肠道菌群、提高机体抵抗力的作用，被广泛应用于动物养殖生产中。未来应在养殖动物的不同阶段中进行不同菌种(单一或者配伍)的试验，使研究更加精细化。

参考文献：略。