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國(guó)內(nèi)要聞

尚無(wú)任何單一一種飼料添加劑可替抗

發(fā)布時(shí)間:2018-06-04
咼于明教授,博導(dǎo) 
(中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院院長(zhǎng),動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任,國(guó)家肉雞產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系飼料營(yíng)養(yǎng)研究室主任)
 
飼用抗生素替代物
1、抑殺病原菌類:
(1)酸化劑(有機(jī)酸、生酸物質(zhì)、產(chǎn)酸微生物)、植物提取物(揮發(fā)油、生物堿等)
(2)破壞病菌細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和通透性,改變細(xì)胞內(nèi)環(huán)境,導(dǎo)致生化代謝異常、或DNA復(fù)制或轉(zhuǎn)錄異常,結(jié)構(gòu)性和功能性物質(zhì)合成受阻。
 
2、競(jìng)爭(zhēng)性排除病原菌
(1)競(jìng)爭(zhēng)宿主腸粘膜結(jié)合位點(diǎn);
(2)競(jìng)爭(zhēng)微生物自身所需養(yǎng)分;
(3)代謝產(chǎn)物對(duì)病原菌的抑制。
 
3、微生態(tài)營(yíng)養(yǎng)調(diào)控
(1)營(yíng)養(yǎng)性寡糖、有機(jī)酸、酶制劑
(2)消除非淀粉多糖的“籠子”效應(yīng);
(3)釋放更多動(dòng)物可利用營(yíng)養(yǎng)素;
(4)產(chǎn)生益生元自養(yǎng)有益菌;
(5)減少病原菌可利用物質(zhì)。
 
4、阻斷病原菌黏附
(1)菌毛或纖毛上凝集素(粘附素):識(shí)別D-甘露糖、2-乙酰氨基-2脫氧-D-半乳糖、L-巖藻糖、唾液酸等單糖或寡糖。
(2)病原菌黏附機(jī)制:腸上皮細(xì)胞膜糖蛋白或糖脂含有以上單糖或寡糖類黏附位點(diǎn)。
 
5、增強(qiáng)動(dòng)物免疫機(jī)能
(1)維生素微量元素等營(yíng)養(yǎng)素:適宜劑量;
(2)免疫多糖、黃酮類:激活免疫系統(tǒng)、促進(jìn)內(nèi)源防御肽表達(dá),抑菌抗炎。
 
談禁抗,就是怎么對(duì)付好微生物
抗生素的應(yīng)用效果主要有兩點(diǎn):1.抗菌、保健,提高存活率;2.促生長(zhǎng)、增產(chǎn)量、提高飼料轉(zhuǎn)換效率。這些都是與我們經(jīng)濟(jì)效益密切相關(guān)的指標(biāo),作為飼料添加劑有非常重要的意義。試驗(yàn)研究表明,在無(wú)菌的飼養(yǎng)條件下,抗生素是無(wú)效的。如果沒(méi)有病原菌,我們就不需要抗生素。
 
那么我總結(jié)了一句話:我們談抗生素,就離不開(kāi)病原菌或微生物,我們談禁抗,就是怎么對(duì)付好微生物。
 

 

對(duì)蛋白結(jié)構(gòu)的解析,讓對(duì)付超級(jí)細(xì)菌成為可能
抗生素的使用最令人擔(dān)憂的就是耐藥性的問(wèn)題,2010年就報(bào)道了耐藥基因的存在。去年,美國(guó)報(bào)道我們的王牌抗菌素——粘菌素的耐藥基因:mcr-1,引起了我們的恐慌。在醫(yī)療上,粘菌素是在其他抗生素都無(wú)效的情況下,才使用的抗生素。如果細(xì)菌對(duì)王牌抗菌素都產(chǎn)生耐藥性的話,我們很多病都沒(méi)法治療了。為什么這個(gè)耐藥基因這么厲害?因?yàn)樗幋a一種蛋白叫磷酸乙醇胺轉(zhuǎn)移酶,這種蛋白降低了粘菌素和脂多糖(存在與革蘭氏隱形細(xì)菌細(xì)胞壁中)親和性從而導(dǎo)致細(xì)菌對(duì)粘菌素不敏感。澳大利亞的專家對(duì)耐藥基因編碼的蛋白進(jìn)行了結(jié)構(gòu)解析,今年二月份就有一篇雜志上有報(bào)道。如果可以改變蛋白結(jié)構(gòu),這個(gè)酶(即耐藥基因編碼的蛋白)就會(huì)失活,所以結(jié)構(gòu)的解析對(duì)未來(lái)開(kāi)發(fā)有效的對(duì)抗這種耐藥性基因的藥物意義重大,這就是新一代的超級(jí)抗菌素產(chǎn)生的科學(xué)基礎(chǔ)。
 

 

替抗產(chǎn)品作用機(jī)制
我們努力尋找的抗生素的潛在替代物,可大致分為三大類,一類就是益生菌及其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),二類就是針對(duì)病原菌粘附的阻斷劑或者抑殺物質(zhì),第三類就是增強(qiáng)宿主免疫功能的物質(zhì)。都跟微生物有關(guān),下面主要介紹作用機(jī)制。

 

 

 
首先介紹益生菌競(jìng)爭(zhēng)性排斥病原菌的機(jī)制,主要有三種模式,第一種就是搶地盤,競(jìng)爭(zhēng)宿主腸黏膜結(jié)構(gòu)位點(diǎn),在空間產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì);第二點(diǎn)是競(jìng)爭(zhēng)微生物所需的養(yǎng)分;第三點(diǎn)是微生物產(chǎn)生代謝產(chǎn)物,如有機(jī)酸、細(xì)菌素、抗菌肽,這些代謝產(chǎn)物會(huì)對(duì)其他的菌產(chǎn)生抑制作用。從益生菌的使用情況來(lái)看,通過(guò)這三種模式都可以構(gòu)建益生菌優(yōu)勢(shì)菌群。
 
我們都知道獅子是吃牛和羊的,但是在非洲廣袤的土地上,有不少獅子被牛踩死了,就是力量的對(duì)比,看誰(shuí)多。
 
比如說(shuō)發(fā)酵乳桿菌,在家禽中最常見(jiàn)的病是壞死性腸炎,如果飼料中添加發(fā)酵乳桿菌,即使它存在壞死性腸炎的罪魁禍?zhǔn)?mdash;—產(chǎn)氣莢膜梭菌,它的腸道也是相對(duì)健康的。從微觀上看腸道結(jié)構(gòu),在壞死性腸炎組飼喂乳酸菌,腸細(xì)胞之間的緊密連接蛋白的表達(dá)量是正常,所以發(fā)酵乳桿菌保證腸道最基本的物理結(jié)構(gòu)。緊密連接蛋白反映了腸道上皮的通透性,通透性太大,一些毒素、有害物質(zhì)會(huì)穿過(guò)腸黏膜進(jìn)入血液,繼而產(chǎn)生敗血癥等,導(dǎo)致較高的死亡率。用了益生菌后,電阻值增大,通透性減小,屏障功能增強(qiáng),對(duì)外源有害物質(zhì)的阻斷能力增強(qiáng)了。有研究報(bào)道,腸道微生物對(duì)于溫度是有感知能力的,高溫條件下腸道微生物的變化趨勢(shì)是,有害菌增加,有益菌減少。這種情況我們有必要使用益生菌,減少對(duì)抗生素的依賴,矯正腸道微生物的紊亂。
 
第二種機(jī)制就是粘附阻斷排除病原體機(jī)制。在細(xì)菌或者病原菌的纖毛上都存在一個(gè)化學(xué)物質(zhì),叫凝集素,它由一些糖組成的,是病原菌能夠跟動(dòng)物產(chǎn)生互作的物質(zhì)基礎(chǔ)。我們研究營(yíng)養(yǎng)或者其他的什么也好 ,物質(zhì)基礎(chǔ)就最重要的。通過(guò)研究,病原菌沒(méi)有粘附就不會(huì)產(chǎn)生互作,也不會(huì)致病,如果不讓它粘附,有害微生物即使在腸道中存在那也是安全的。如果存在一個(gè)物質(zhì),跟凝集素上的糖的結(jié)構(gòu)相同,那么病原微生物就可能跟這個(gè)物質(zhì)結(jié)合,從而剝奪了它動(dòng)物腸黏膜結(jié)合的機(jī)會(huì),然后就被排出體外了。比如說(shuō)甘露寡糖,它跟抗生素效果相當(dāng),而且它能夠跟抗生素 聯(lián)用還有加強(qiáng)效應(yīng)。
 
第三種是抑殺病原菌的機(jī)制。這個(gè)就比較多了,有酸化劑、植物提取物(揮發(fā)油、生物堿等等),主要機(jī)制就是破壞病菌細(xì)胞膜的通透性,改變細(xì)胞內(nèi)環(huán)境,導(dǎo)致生化代謝異常,或者DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄異常,結(jié)構(gòu)性和功能性物質(zhì)合成受阻,病原菌無(wú)法增殖,甚至死亡。我舉幾個(gè)例子, 比如說(shuō)丁酸及其相關(guān)產(chǎn)品,它的作用就是短鏈脂肪酸供能和酸化劑抑殺病原菌。在加了丁酸后,特別是包被的丁酸后,腸道里沙門氏菌的數(shù)量減少了。
 
我們開(kāi)發(fā)的最基礎(chǔ)的原則是學(xué)習(xí)大自然,它本來(lái)在什么地方呆著的,我們就要把它送到那個(gè)地方去。
 
這類產(chǎn)品很講究它在哪個(gè)位點(diǎn)發(fā)生作用,因?yàn)槎∷嵩谖改c道里的作用位點(diǎn)在后腸道,所以要把丁酸送到后腸道,才能產(chǎn)生抑菌作用,所以丁酸的產(chǎn)品必須是包被的或者是緩釋的,因?yàn)樗谖咐锘蛘呤改c里會(huì)被很快吸收掉。它除了作為酸化劑抑殺病原微生物以外,它還有一個(gè)很重要的作用,它可以促進(jìn)內(nèi)源防御肽的生成。所以丁酸除了殺菌,還可以增強(qiáng)動(dòng)物本身的防御能力。植物精油種類很多,我就說(shuō)說(shuō)我們實(shí)驗(yàn)室的,比如說(shuō)香芹酚和麝香草酚,在體外試驗(yàn)中已經(jīng)證明,它有廣泛的殺菌作用,即便是產(chǎn)氣莢膜梭菌也能被有效抑制,只是抑菌濃度有差異。
 
第四個(gè)方面是增強(qiáng)動(dòng)物免疫功能的機(jī)制,主要是免疫多糖和黃酮類這兩大類,作用機(jī)制比較復(fù)雜,籠統(tǒng)的講就是激活免疫系統(tǒng),促進(jìn)內(nèi)源防御肽的表達(dá)。15年前,我在美國(guó)做了一個(gè)研究:β-1,3/1,6葡聚糖它能夠促進(jìn)肉雞小腸粘膜的T淋巴亞群:CD4、CD8的發(fā)育分化,這是對(duì)粘膜免疫非常重要的一個(gè)指標(biāo),對(duì)動(dòng)物機(jī)體內(nèi)巨噬細(xì)胞的活性有很強(qiáng)的激活作用。但免疫功能上調(diào)得太多,要消耗養(yǎng)分,會(huì)出現(xiàn)生長(zhǎng)性能的下降,產(chǎn)蛋率、產(chǎn)奶率下降,這就是氧消耗太多。
 
所以,激活免疫系統(tǒng)不能太強(qiáng),適度的把握非常關(guān)鍵。
 
第五點(diǎn)是架構(gòu)腸道機(jī)械屏障。它不屬于抗生素替代物,但是是抗生素增效劑。腸道細(xì)胞有雙向滲透的作用,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可以穿透,有害物質(zhì)必須隔在外面,這都是靠機(jī)體主動(dòng)調(diào)節(jié),靠一些蛋白來(lái)控制。這個(gè)蛋白叫緊密連接蛋白,這個(gè)蛋白表達(dá)量多少,會(huì)影響通透性的強(qiáng)弱,通透性太大,這種屏障功能就沒(méi)有了,所以病原菌就會(huì)穿透,導(dǎo)致動(dòng)物產(chǎn)生疾病。
 
我們?cè)谟靡恍┛股靥娲锏臅r(shí)候,需要和微量元素、功能性氨基酸、營(yíng)養(yǎng)性益生元、益生菌代謝產(chǎn)物、酶制劑等配套使用。因?yàn)樗鼈兛梢詮?qiáng)化這個(gè)機(jī)械屏障。
 
比如說(shuō)鋅元素,它的缺乏會(huì)導(dǎo)致炎性因子容易表達(dá),基因容易啟動(dòng)。炎性因子表達(dá)后會(huì)抑制緊密連接蛋白的表達(dá)量。在我們的試驗(yàn)研究中,從種雞開(kāi)始使用鋅,它的作用可以一直延續(xù)到下一代,而且有機(jī)鋅的效果要比無(wú)機(jī)鋅的效果好。還比如說(shuō)有一種緊密連接蛋白就會(huì)隨著鋅的添加而表達(dá)量上升,內(nèi)毒素的表達(dá)量與緊密連接蛋白呈負(fù)相關(guān)。還有精氨酸的免疫調(diào)節(jié)作用大家可能聽(tīng)說(shuō)過(guò),它是一氧化氮的前體物,在免疫系統(tǒng)中充當(dāng)非常重要的作用。另外還有谷氨酰胺,通過(guò)調(diào)節(jié)信號(hào)通路調(diào)節(jié)腸道機(jī)械屏障。
 
酶制劑是西方科學(xué)家認(rèn)為是替代抗生素比較理想的物質(zhì),使用條件是飼養(yǎng)環(huán)境是相對(duì)清潔的。
最基本的功能:
一、釋放養(yǎng)分,供動(dòng)物利用,提高飼料轉(zhuǎn)化效率;
二、減少細(xì)菌或者病原菌能夠利用到的養(yǎng)分,特別是產(chǎn)氣莢膜梭菌,有些氨基酸它自己不能合成,必須依靠腸道食物供給,如果食品中氨基酸含量少,這個(gè)病原菌就不能增殖。我們用了酶制劑后,更多的養(yǎng)分給動(dòng)物吸收了。
三、酶制劑可以釋放一些益生元,供內(nèi)源有益菌的利用,比如說(shuō)寡糖。
四、有一些酶制劑可以轉(zhuǎn)化一些有機(jī)酸或者其他殺菌的物質(zhì),比如說(shuō)葡萄糖氧化酶,它就可以轉(zhuǎn)化生成葡萄糖醛酸和雙氧水,都具有殺菌功能。
 
總結(jié)

 

 

 
1、尚無(wú)任何單一一種飼料添加劑可替代飼用抗生素;
2、系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)技術(shù)方案可有效替代抗生素改善腸道健康;
3、空氣、飼料、飲水、環(huán)境清潔是無(wú)抗養(yǎng)殖的關(guān)鍵保障。

(來(lái)源: 改變飼屆)