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國內(nèi)要聞

尚無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) 
(中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院院長,動物營養(yǎng)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任,國家肉雞產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系飼料營養(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、競爭性排除病原菌
(1)競爭宿主腸粘膜結(jié)合位點(diǎn);
(2)競爭微生物自身所需養(yǎng)分;
(3)代謝產(chǎn)物對病原菌的抑制。
 
3、微生態(tài)營養(yǎng)調(diào)控
(1)營養(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)釋放更多動物可利用營養(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)動物免疫機(jī)能
(1)維生素微量元素等營養(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、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,在無菌的飼養(yǎng)條件下,抗生素是無效的。如果沒有病原菌,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,就離不開病原菌或微生物,我們談禁抗,就是怎么對付好微生物。
 

 

對蛋白結(jié)構(gòu)的解析,讓對付超級細(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題,2010年就報(bào)道了耐藥基因的存在。去年,美國報(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效的情況下,才使用的抗生素。如果細(xì)菌對王牌抗菌素都產(chǎn)生耐藥性的話,我們很多病都沒法治療了。為什么這個耐藥基因這么厲害?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)菌對粘菌素不敏感。澳大利亞的專家對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),這個酶(即耐藥基因編碼的蛋白)就會失活,所以結(jié)構(gòu)的解析對未來開發(fā)有效的對抗這種耐藥性基因的藥物意義重大,這就是新一代的超級抗菌素產(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養(yǎng)物質(zhì),二類就是針對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。

 

 

 
首先介紹益生菌競爭性排斥病原菌的機(jī)制,主要有三種模式,第一種就是搶地盤,競爭宿主腸黏膜結(jié)構(gòu)位點(diǎn),在空間產(chǎn)生競爭優(yōu)勢;第二點(diǎn)是競爭微生物所需的養(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)物會對其他的菌產(chǎn)生抑制作用。從益生菌的使用情況來看,通過這三種模式都可以構(gòu)建益生菌優(yōu)勢菌群。
 
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,就是力量的對比,看誰多。
 
比如說發(fā)酵乳桿菌,在家禽中最常見的病是壞死性腸炎,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)會穿過腸黏膜進(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,是病原菌能夠跟動物產(chǎn)生互作的物質(zhì)基礎(chǔ)。我們研究營養(yǎng)或者其他的什么也好 ,物質(zhì)基礎(chǔ)就最重要的。通過研究,病原菌沒有粘附就不會產(chǎn)生互作,也不會致病,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物質(zhì)結(jié)合,從而剝奪了它動物腸黏膜結(jié)合的機(jī)會,然后就被排出體外了。比如說甘露寡糖,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,病原菌無法增殖,甚至死亡。我舉幾個例子, 比如說丁酸及其相關(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。
 
我們開發(fā)的最基礎(chǔ)的原則是學(xué)習(xí)大自然,它本來在什么地方呆著的,我們就要把它送到那個地方去。
 
這類產(chǎn)品很講究它在哪個位點(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)動物本身的防御能力。植物精油種類很多,我就說說我們實(shí)驗(yàn)室的,比如說香芹酚和麝香草酚,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。
 
第四個方面是增強(qiáng)動物免疫功能的機(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,我在美國做了一個研究: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,這是對粘膜免疫非常重要的一個指標(biāo),對動物機(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,會出現(xiàn)生長性能的下降,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)體主動調(diào)節(jié),靠一些蛋白來控制。這個蛋白叫緊密連接蛋白,這個蛋白表達(dá)量多少,會影響通透性的強(qiáng)弱,通透性太大,這種屏障功能就沒有了,所以病原菌就會穿透,導(dǎo)致動物產(chǎn)生疾病。
 
我們在用一些抗生素替代物的時(shí)候,需要和微量元素、功能性氨基酸、營養(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)化這個機(jī)械屏障。
 
比如說鋅元素,它的缺乏會導(dǎo)致炎性因子容易表達(dá),基因容易啟動。炎性因子表達(dá)后會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)鋅的效果要比無機(jī)鋅的效果好。還比如說有一種緊密連接蛋白就會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)作用大家可能聽說過,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,通過調(diào)節(jié)信號通路調(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)境是相對清潔的。
最基本的功能:
一、釋放養(yǎng)分,供動物利用,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,這個病原菌就不能增殖。我們用了酶制劑后,更多的養(yǎng)分給動物吸收了。
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、尚無任何單一一種飼料添加劑可替代飼用抗生素;
2、系統(tǒng)營養(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)境清潔是無抗養(yǎng)殖的關(guān)鍵保障。

(來源: 改變飼屆)