肠道是集消化、吸收、内分泌、免疫和防御功能于一体的器官,是将有害物质与机体内环境隔开的屏障。然而热应激会导致畜禽肠道黏膜形态损伤,黏膜结构的完整性遭到破坏,黏膜免疫功能降低,微生物结构失衡,严重危害畜禽健康,且导致严重的养殖经济损失。
1肠黏膜的四大屏障
完整的肠道屏障对提高营养物质的利用效率和维持动物体生长发育至关重要。肠道有四大屏障:
①机械屏障
由肠黏膜上皮细胞、侧面的细胞连接和上皮下的固有膜组成。
②化学屏障
由胃肠道分泌的胃酸、胆汁、各种消化酶、溶菌酶、黏多糖、糖蛋白和糖脂等化学物质组成。
③免疫屏障
由肠道黏膜上皮的免疫相关组织、细胞、和分子所组成。
④生物屏障
肠黏膜的生物屏障主要由正常的肠道菌群构成,正常菌群各种菌种之间彼此互相依赖又相互制约。
2热应激对肠道黏膜屏障的影响
①对机械屏障的影响
畜禽在高温环境下,血液更多的流向外周组织散热,导致肠道供血量减少和供氧降低。肠道摄取和利用氧的能力代偿性提高,耗氧量显著增加,导致缺氧代谢。肠道局部将产生大量酸性产物,组织pH下降,肠道黏膜上皮细胞损伤水肿,细胞膜及细胞间连接断裂,上皮从绒毛顶端开始脱落甚至黏膜完全脱落形成溃疡。
②对化学屏障的影响
肠道内有一种单细胞腺—杯状细胞,其分泌的黏蛋白与水结合成一种“润滑剂”,同时黏液层含有分泌性蛋白A可以起到润滑和保护肠道、维持肠道横向pH值梯度、阻碍酸和蛋白酶对肠黏膜的侵蚀、阻止肠道微生物对黏膜的侵蚀等作用。热应激使猪肠道绒毛高度变短,黏膜单位面积内杯状细胞数量减少,柱状上皮细胞脱落,导致黏蛋白的分泌量降低,进而影响化学屏障功能。肠道黏膜上皮碱性磷酸酶可以清除肠道内微生物产生的毒素,高温环境会导致蛋鸡肠道的ALP活性显著下降。
③对免疫屏障的影响
肠道黏膜中的免疫细胞分泌的slgA,是黏膜表面抵御病原体的首要防御因子,它可以防御病菌在肠道黏膜附和定植,也能抗炎症反应维持肠道黏膜完整。其免疫机制是sIgA与肠道病原微生物结合阻断了病原表面的特异结合位点,使其不能附和定植于黏膜,另外sIgA与病原结合形成的复合物可以阻碍微生物黏附。热应激会降低sIgA的含量,使体内炎症因子水平增高,降低免疫功能。热应激会损伤肠道的非特异性免疫应答,降低了肠道GCs的数量,破坏了黏膜和肠上皮细胞的完整性,降低小肠黏膜的免疫功能。另外,高温使细胞因子受体的反应性降低、JAK?STAT信号转导反应减弱,进而改变抗原呈递降低热应激后肠道免疫功能。
④对微生物屏障的影响
正常情况下,肠道菌群是稳定的,肠道生理性细菌与肠黏膜紧密黏附而产生定植抵抗力,形成肠道生物屏障。肠道菌群通过分泌毒素、短链脂肪酸、抑菌肽促进肠蠕动,并且与致病菌争夺营养素等防止有害细菌的侵入,致使致病因子与肠黏膜屏障维持相对平衡。而热应激会导致小肠菌群中罗伊氏乳酸杆菌、螺旋链霉菌、嗜酸乳酸杆菌数量降低,导致肠道优势菌群与致病菌失衡。
综上所述,畜禽在高温环境下,肠道黏膜结构损伤,肠道黏膜化学屏障活性成分下降,肠道免疫功能降低,菌群结构失衡。通过添加缓解肠道损伤营养性添加剂可一定程度改善热应激对肠道黏膜造成的损伤。
参考文献
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