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甄玉国
在整个动物生产的过程中，健康、疾病、生长状况和饲料效率仍是决定动物生产能否取得成效的重要因素。中国畜牧业养殖有其特殊性，尽管规模化养殖取得了很大发展，仍然以散养为主体。养殖环境复杂、饲养技术和水平参差不齐等问题仍是制约中国畜牧业和饲料工业发展的瓶颈。这就意味着，动物在其整个生产过程中要承受相当大的各种各样的应激。尤其是动物的幼龄阶段，其本身就是一个严重的应激期。由于此时动物的天然抵抗力通常很弱，甚至无抵抗力，非常容易受到病原体微生物或病菌的侵袭。饲料中不可避免地会含有细菌和其它可能有毒性的成分，这些都会通过引发疾病或对免疫系统的不良作用使动物产生额外的应激。而且还经常存在来自各种传染病的压力，由于动物群体相互间保持着极为接近的状态，因此传染病会在它们中间迅速传播。一些非传染病或代谢病，也会引起应激。使用范围甚广的各种预防药物和接种疫苗，也是产生应激的重要来源。因此，面对中国养殖业如此复杂的应激因素，对于中国饲料生产者而言确实极具挑战性。开发一个饲料产品，能让众多的养殖者都满意实属不易。为此很多生产者也在试图探讨能够全方位地解决动物生产中的应激问题的方案。为此，本文意在以动物为核心，探讨使动物产生应激的众多根源和理论解决途径，为总体解决方案的形成提供一定的思路。
1 细菌易位是引发动物健康和生长问题的根源
动物生产中的应激源是多种多样的，但其对动物的健康和生产的影响却基本是一致的。当机体处于应激等状态时，就可能导致肠道微生态的破坏，易出现菌群失调。菌群失调是指肠道正常菌群的种类、数量和比例发生异常变化，偏离正常的生理组合，转变为病理性组合状态。临床上以腹泻为明显症状，进而引发细菌易位增加。此时，机体就会产生一系列的免疫反应，降低细菌易位的发生率，减轻易位的细菌对脏器造成的损害。自1979年Berg成功建立易位动物模型以来，国外学者经研究证明，肠粘膜屏障功能障碍、肠道细菌微生态平衡的破坏及机体免疫功能的损害，是导致肠道细菌易位的三个基本要素。当机体所受的应激刺激造成肠道细菌微生态的破坏和肠粘膜屏障功能障碍，同时机体免疫功能损害超过其免疫反应负荷时，就会发生细菌易位，从而导致动物的健康问题和生产性能受阻。
在我国现阶段养殖过程中，动物在承受环境、管理和饲料等一系列复杂而多变的应激因素的同时，饲料行业多年来所沿袭下来的一系列迎合养殖市场的非营养性添加剂的使用误区，无疑使本来多变的应激变得更加复杂。其中极具代表性的就是为解决乳仔猪腹泻问题，而长期大量使用多种配伍抗生素，以及高锌、高铜的乳仔猪料。其最终的结果不仅仅是后期生长抑制的问题，其所造成的肠道细菌微生态平衡的破坏及机体免疫功能的损害，更给动物健康问题埋下了隐患。
2 肠道微生态平衡是确保动物健康的第一道屏障
胃肠道是动物体内的最大器官，需要有大量的营养素用来维持其生存和健康。胃肠道还拥有一个由不同微生物组成的庞大群体。其中只有少数几种微生物占优势，其余的只占很小的一部分。我们称占优势的细菌种类为有益细菌，如乳杆菌和双歧杆菌。有些是病菌，如沙门氏杆菌、大肠杆菌和梭状芽胞杆菌。所以，把这个群体调整为对动物有益是至关重要的。正常机体肠道细菌绝大多数为厌氧性细菌，其总数是潜在致病的G-细菌的100~10 000倍，而专性厌氧菌是定植抗体的主要成分，它们与肠道上皮紧密连接，形成一道天然屏障，通过细菌拮抗作用维持相互之间的稳定平衡，限制潜在致病菌与粘膜的直接接触，避免细菌易位的发生。但是，非致病性的这些厌氧菌相对防御力较差，在外因诱发微生态平衡紊乱，特别是大量抗生素滥用或长时间使用高锌、高铜日粮时，这些敏感的细菌就会被杀死，失去定植抗性，导致潜在致病的G-细菌直接与肠上皮细胞粘附与定植，引起细菌的易位。另外，在严重应激条件下定植在肠上皮细胞表面的专性厌氧菌可以随着上皮细胞的脱落而脱落，使得肠道内的优势非致病性菌的数量相对或绝对减少，潜在的致病菌大量生长繁殖，增加了细菌易位发生的可能。微生物学家还认为，一旦某些可刺激动物产生抵抗力和防疫疾病作用的肠道细菌被消灭后，猪对慢性感染病的抵抗力会下降。另外，对动物而言，饲料不可避免地会是病原体的来源，而这些病原体自然是要受控于胃肠道内所含的有益菌。如果病原体不能被控制住，它们就会引发出一系列的损害，其中包括对胃肠道的损害和减少对营养素的吸引，最终导致生长不良。
动物胃肠道中的微生物区系的平衡，不仅仅是数量上的平衡，其中代谢平衡更直接而有效。换言之，就是微生物在其生存过程中，会通过其代谢活动产生的特定代谢产物来调节其周边的微生物种类和代谢活动。抗生素作为一种微生物的特定代谢物质，来直接有效地控制微生物的菌群也正说明了这一点。益生素是可直接饲喂动物的在动物消化道内起有益作用的微生物制剂，它以活的形式在动物消化道中与病原菌通过竞争性抑制，并直接参与胃肠道微生物的平衡，达到胃肠道功能正常化的。但在实际生产应用过程中，活菌制剂稳定性较差，易在饲料生产工艺中被破坏；产品种类单一，应用范围有限；效果不稳定等弊病。因此，采用某些有益微生物产生的代谢产物来调节动物胃肠道微生物区系的平衡，不失为一种简便可行的方法。
3 肠粘膜的完整与运动是确保动物健康的第二道屏障
肠粘膜不仅具有消化和吸收功能，同时还具有重要的防御性功能。肠道粘膜的机械屏障即是通过正常的肠蠕动清除潜在致病菌，防止肠内潜在致病菌过度增殖和粘附。在肠道蠕动的功能主要与肠绒毛机械运动的清除能力有关，在肠道细菌易位的过程中，其肠道粘膜机械屏障的损伤主要体现在肠道绒毛形态学发生变化，因此肠道绒毛形态学改变可以作为肠道粘膜机械屏障破坏，继而导致细菌易位发生的指示因子之一。多种原因可能引起肠粘膜损伤，甚至导致上皮结构被破坏，进而损害肠壁屏障功能。临床上普遍认为肠粘膜屏障损害是肠道功能障碍的病理生理学基础之一。从动物生产的角度来分析，多数情况下是以肠道微生态失衡为前提的。比如各种应激、摄取了毒素、突然更换饲料、饲喂抗生素等。这些都有可能造成有害菌取代有益菌而获得优势地位。有害菌数量过多会导致肠壁发炎和受到侵蚀，使细菌或内毒素进入动物的体内循环系统，从而发生细菌易位，最终导致动物生长不良或健康问题。
肠粘膜的完整与运动是确保动物健康屏障的同时，也是确保动物高生产性能的一个重要前提。为使动物保持健康并有效地发挥其生产性能，必须时刻保持胃肠道内微生物区系的适宜数量和平衡。其中有效而迅速地消化并吸收各种营养素是至关重要的。如果营养素不能被迅速消化，或已消化的营养素不能被胃肠道迅速地吸收，它们就将在肠道内被细菌所利用并导致消化紊乱。在严重的应激条件下，导致动物胃肠蠕动减缓，食糜流通速度减缓，致使食糜在胃肠道内的滞留时间增加，也会造成消化代谢的紊乱。另外，由于食物在胃肠道内消化吸收的过程中，食物在胃肠道细菌、寄生虫等微生物的发酵腐败作用下，会产生许多种内毒素，如果不能在一定时间内迅速将毒素和有害微生物排除体外，也会影响动物的健康和对养分的消化利用。
4 机体免疫功能是确保动物健康的第三道屏障
近来研究表明，损伤机体免疫防护能力可促进细菌和内毒素易位的发生过程，而细菌易位也可促进全身免疫功能障碍。有报道，实验性腹膜炎模型促进细菌易位的机制之一是小肠内细菌过度增长，介导全身免疫抑制。创伤、应激和使用免疫抑制剂等都会损害全身和肠道的免疫防御功能，是机体不能有效的消除和抑制易位的细菌和内毒素，是触发细菌易位最重要的因素。肠道免疫屏障是指肠道相关淋巴样组织包括上皮内淋巴细胞、淋巴滤泡和肠系膜淋巴结等，它们共同调节对肠内可溶性和颗粒性抗原的局部免疫反应。而在免疫过程中起重要作用的是由淋巴细胞和浆细胞产生的分泌型免疫球蛋白A（sIgA）。以sIgA作为主要防御因子的肠道粘膜免疫系统，含有特异的淋巴组织，它和环境中的抗原接触并吞噬抗原，诱导胸腺依赖性淋巴细胞反应。sIgA大部分是经受体依赖机制，由肠细胞分泌而进入豁膜的分泌液，它是勃膜免疫系统的主要体液防御因子，其通过与细菌结合防止其与上皮细胞连接，进而阻止细菌与肠细胞结合，避免肠源性细菌易位的发生。
需要指出的是，在健康人体的肠系膜淋巴结，有5%～10%的概率可以检测到肠道细菌易位，这些少量易位的细菌可能是全身免疫功能得以正常维持的重要刺激源。这种自发性细菌易位是人体免疫系统对来自肠腔抗原进行加工，以调节机体免疫应答的生理性反应。在早期动物日粮大量使用抗生素，能够很容易地将胃肠道内的微生物群体加以调整，暂时解决腹泻和促生长问题的同时，也是以牺牲机体免疫防御功能为前提的。在现有生产状况下，一旦动物应激突然增加，超过抗生素所能调控的范围时，疾病发病率迅速增加和生长受阻也就不足为奇了。因此，如何合理使用抗生素，并借助其它非抗生素类非营养性添加剂的组合和应用，来实现对胃肠道内的微生物群体的调整和控制，确保动物肠道的粘膜完整与正常蠕动，更重要的是要确保动物的免疫屏障的功能完整，解决生产中的各种应激问题，才是动物生产中的当务之急。
5 动物生产应激解决方案之初探
随着人们对生活质量和食品安全意识的不断增强，在过去的集约化动物生产中，曾经非常有效地单一依靠抗生素和其它药物的解决方案如今在世界上的许多地方经变得站不住脚了。在20世纪，抗生素在提高动物生产性能和确保动物健康上发挥了巨大的作用，但人们逐渐认识到药物残留和抗药性问题的同时，却很少有人意识到，抗生素在轻松控制胃肠道内的微生物数量的同时，也对胃肠道内的有益微生物造成了极大的破坏，并大大降低了动物的免疫能力。部分饲料生产者为解决消化紊乱问题，超量使用大量的抗生素和药物以及长时间使用高锌、高铜，这固然能减少猪只腹泻问题的发生，但越来越多的生产者发现，使用此种饲料的仔猪在后续的生长阶段，生长速度受到了很大的抑制，并且饲料报酬大大降低。而饲料生产者也渐渐发现，其后续产品的表现也愈渐不理想。传统的观念认为，动物需要营养是为了维持其正常的生长和发育。但随着科学的不断发展，人们发现营养在维持保健和防病中发挥着重大的作用。因此，在平衡动物所需的必需营养素的前提下，如何应用除抗生素以外的其它非营养性添加剂来解决动物生产中所面临的各种应激问题，变得尤为重要。这既是未来动物营养学的发展方向，也是未来动物营养研究的巨大挑战。
在消化比较理想的情况下，很少需要调控胃肠道中微生物的数量，例如在外界环境应激较小、日粮中以优质蛋白和能量来源为主、日粮加工调制较好等情况下，由于对胃肠道中微生物的调控压力较小，因此日粮配方中对非营养性添加剂的添加量和设计要求相对也就相对较低。但在消化变差的时候，消化道中大量的微生物增加对宿主动物产生巨大的压力。因此，在日粮营养解决方案中，对非营养性添加剂的使用也提出了较高的要求，例如，在动物幼龄应激较大的阶段、在为高产动物配制高营养水平的日粮时、在环境应激较大时、在日粮原料频繁变化时等情况下，对非营养性添加剂的使用量和配伍组合上也增加相当的难度。
非营养性添加剂种类繁多，其中不乏具有一些应用价值的产品，但在产品应用方面存在较大困难，如酶制剂和活菌制剂稳定性较差，易在饲料生产工艺中被破坏；产品种类单一，应用范围有限；效果不稳定等。大量的科学研究和生产应用实践证明，酵母培养物中所含有的细胞外代谢产物可通过调节动物胃肠道中微生物区系的数量和平衡，改善动物肠道结构，提高饲料的消化和利用效率，增强动物的免疫能力，最终起到抗应激、维持动物健康和提高动物生产性能的作用。同时，酵母培养物中的活性成分具有良好的稳定性，不受饲料加工调制、贮藏运输等条件的影响，因此酵母培养物在动物生产中具有广阔的应用前景。由于微生态系统极其复杂，试图用一二种非营养性添加剂来解决十几种抗生素尚未能解决的问题是不可能的，因此非营养性添加剂的开发与应用要针对不同饲养环境、不同动物种类、不同生理状态的动物，其使用也要在充分了解动物健康状况、微生态生理结构的前提下进行，才能有的放矢，解决现实生产过程中的各种应激难题。
（编辑：王 芳，）
甄玉国，达农威生物发酵工程技术（深圳）有限公司技术部，518038，深圳。
收稿日期：2008-06-27
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