在不解剖猪的情况下评估肠道健康,如何做到?
肠道完整性是指上皮结构的维持程度。在不解剖的情况下,在活猪中建立肠道完整性的可能性越来越大。应用该方法,有可能确定β-甘露聚糖酶对断奶仔猪肠道完整性的影响。
肠道包含上皮、免疫和神经组织,它们调节上皮屏障的完整性以及消化系统的不同功能(饲料降解和营养吸收)。
断奶是仔猪生命中的关键时期,肠道屏障的完整性经常受到损害,这通常会导致胃肠道疾病,不同病原体和抗营养因子会加剧这种疾病,并进一步破坏肠道上皮及其吸收养分的能力。这些形态和功能上的变化会产生长期后果,从而降低动物健康和生产性能。
紧密连接是肠上皮细胞的重要组成部分,因为它们调节上皮细胞之间的空间以允许某些营养物质通过,而微生物和其他肠内容物则被阻止。肠道完整性是指上皮结构的维持程度。健康或完整的上皮细胞通常意味着上皮细胞彼此牢固地附着在一起,营养物质被有效吸收,并且其作为抵抗感染的屏障的关键功能是有效的。
本文讨论了基于对普通健康的猪的粪便样本中肠道生物标志物进行分析的无创监测系统的使用,以获取有关肠道完整性和免疫活性/炎症水平的信息。将讨论使用β-甘露聚糖酶进行的仔猪试验的结果,该系统用于评估对肠道完整性和炎症的影响。
在21日龄断奶的仔猪中进行的试验表明,添加β-甘露聚糖酶可导致更好的体重增加和饲料效率。照片:伯特·詹森
如何评估肠道完整性状态
可以使用不同的方法来调查肠道完整性,但是关于使用它们的最佳方法还有很多要学习的知识。此处选择的方法是专注于基因表达分析,该技术可测量编码与肠道健康相关的不同标记的mRNA的量,因为该技术已经建立并且相对经济。
尽管可以考虑许多不同的标记物,但选择的标记物可以通过直肠粪便样本进行评估。具体而言,进行了针对闭合蛋白,连蛋白,干扰素-γ(IFN-γ),转化生长因子β(TGF-β)和钙卫蛋白的mRNA表达的分析(图1)。
闭合蛋白和连蛋白(Zonulin、occludin)是紧密连接的蛋白质,简单地说,可以被认为是保持肠上皮细胞连接的胶水的一部分。因此,粪便样品中闭合蛋白和连蛋白的表达减少表明肠完整性降低,炎症和通透性增加。
IFN-γ是重要的促炎细胞因子,在免疫反应和炎症中也起调节作用。
TGF-β是一种多功能细胞因子,在调节通常被认为是抗炎的炎症过程中发挥重要作用,尽管它也可能具有促炎特性。
钙卫蛋白是肠道炎症的标志物,因为粪便中的钙卫蛋白值升高表明白细胞(中性粒细胞)已经泄漏到肠腔内容物中。
闭合蛋白和连蛋白是紧密连接状态和肠道完整性的指标。钙卫蛋白、IFN-γ和TGF-β是免疫激活和炎症过程的指标。当肠道炎症减轻时,钙卫蛋白和IFN-γ的水平预计会降低,而TGF-β、闭合蛋白和连蛋白的水平可能更难解释。
图1 –肠道健康标志物的表达。
用于评估肠道完整性的生物标志物
Hemicell HT(Elanco)是一种β-甘露聚糖酶,可降解大多数蔬菜饲料成分中的高度抗营养的β-甘露聚糖纤维。它们中的大多数含量很低,远低于1%,因此典型的猪日粮中不可能含有超过0.2-0.4%的可溶性β-甘露聚糖。但是,它们在普通饮食中的存在已引起广泛的不良反应。通常,这些可能与β-甘露聚糖引发浪费性免疫反应的能力有关,后者导致肠道炎症和渗漏,从而增加了对疾病挑战的易感性。
在法国由MG2Mix在法国进行的一项最新的仔猪试验中,该产品在21天龄断奶的仔猪中用于评估肠道健康(表1)。将标准对照日粮与300g /吨β-甘露聚糖酶的日粮进行比较,其中在阶段1的6–10kg中,将2%的大豆浓缩蛋白替换为2.7%的豆粕,并在饲料中配制该酶以替代第2阶段的能量为63kcal / kg NE,10–25kg。在断奶后41天的第二批结束时,总共从每种处理中收集了15份粪便样品。
与对照组相比,接受β-甘露聚糖酶的仔猪具有更好的增重和饲料效率以及更高的采食量。同样重要的是,在健康,粪便评分或死亡率方面均未观察到差异,并且在试验期间无需抗生素治疗。知道改善的肠道完整性通常会带来更高的性能,因此观察五种标记物的分析结果很有趣。
表1-总体结果,仔猪试验–仅第2批。
免疫活性水平
与对照组相比,半纤维素ht上钙卫蛋白和IFN-γ的表达明显降低(p <0.05),表明该酶可降低免疫活性和肠道炎症水平,这是预期的,因为它会降低酶的能力。β-甘露聚糖引起免疫反应。
TGF-β和两种紧密连接蛋白的表达在两种治疗方法中相似,可能更难以解释。但是,猪的良好健康状况可能起了作用,因此该方案的结果似乎支持了性能差异。
关于如何解释结果还有很多要学习的知识,并且该方案本身也可能会得到改进,但是初步结果非常有前途,因为它们表明该方案可能对评估仔猪的肠道健康很有用。
作者:埃兰科动物健康公司Pedro Jose Sanchez博士和Karl Poulsen博士,西班牙穆尔西亚大学Guillermo Ramis Vidal教授