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猪肠道中的乳酸菌


  众所周知,猪肠道内存在着大量的微生物群系,既有有害菌又有有益菌,这些微生物与宿主(猪)之间既有偏利共生、相生和互惠现象等正向关系,又有像竞争、偏害现象等负向关系,这样复杂的关系维持着猪肠道微生态的平衡。其中,有益菌中的乳酸菌是一类可发酵碳水化合物产大量乳酸的革兰氏阳性菌的通称,它是猪肠道的正常定居者,在猪体健康的情况下,在消化道内占有优势,对猪肠道微生态调控起着举足轻重的作用。

  1.猪肠道菌群的建立及分布

  仔猪出生时肠道内是无菌的,从分娩到体外环境的几个小时之内,一个庞大的微生物群落迅速在仔猪肠道中形成。分娩时由于受到母体产道、粪便及环境微生物的影响,在出生后的3~4h,乳猪肠道内开始检测出肠杆菌和链球菌,24h之后,回肠、盲肠和直肠内就分别出现并定居了双歧杆菌、大肠杆菌、乳酸杆菌、消化球菌、肠球菌、小梭菌、真细菌和酵母菌等,其中肠杆菌和链球菌菌数达到108cfu/mL,48h仔猪肠道内开始出现乳酸杆菌,72h专性厌氧菌、拟杆菌开始在肠内定植。到8~22天时,双歧杆菌、拟杆菌、乳酸杆菌、大肠杆菌和消化球菌成为优势菌。一般认为,仔猪从出生到断奶后肠道菌群的组成一直在发生变化,直到育肥期才趋于平衡。在育肥期猪的肠道内至少发现30多个属、100多种细菌。

  细菌在肠道的定植顺序依次是需氧菌、兼性厌氧菌和专性厌氧菌,其原因主要在于需氧茵和兼性厌氧菌能够消耗周围环境中的氧气,为专性厌氧菌的生存和定植提供条件。乳酸菌是猪肠道内极为重要的厌氧菌群,无毒、无副作用,担负着猪体重要的生理功能。其中,乳酸杆菌属、双歧杆菌属、肠球菌属与猪体关系密切,它们是猪肠道中占优势的菌群。

  1.1猪肠道中乳酸杆菌的数量与分布

  乳酸杆菌在猪肠道定植部位上以盲肠和直肠定植较多,直肠为每克内容物含109.4个。其生理作用比较明显。可作为益生菌定植于猪肠道,首先,能调节肠道微生态,帮助建立和维持正常的肠道优势种群,通过生物夺氧、黏附机制和竞争排斥作用阻止病原菌的繁殖,通过产生代谢产物和生理活性物质杀害病原微生物。其次,能为猪体提供营养、促进生长并产生多少消化酶。其次,能为猪体提供营养、促进生长,能产生多种消化酶、提高饲料利用率,产生有机酸、促进营养物质吸取和酶原激活,菌体本身还能为猪体提供营养,合成和消耗维生素,影响氮元素、糖类物质和脂类物质代谢。再次,能增强猪体免疫系统功能,促进幼畜消化道发育和结构优化。据研究,乳酸杆菌活菌的抑菌作用主要是通过乳酸杆菌所产生的细菌素,而不是通过降低病原菌在肠粘膜上的粘附实现的。

  乳酸杆菌分布广泛,动物从口腔到直肠始终有该菌存在。在猪的肠道生境内,据报道每克肠内容物(湿重)所含乳酸杆菌菌数的对数值是:直肠(9.4士0.2)、空肠(7.34士0.6)、回肠(7.4士0.6)、盲肠(8.0士O.9)。另据报道,猪的粪便菌群,细菌总数为(10.8士0.4),占优势的菌群中乳酸杆菌为(9.9士0.4)。乳酸杆菌以猪直肠定居较多。盲肠次之。随着猪日龄的增长,乳酸菌在猪小肠和大肠中总体呈递减趋势,但差异不大。Robinson等报道猪盲肠内容物中革兰氏阳性菌的优势菌为嗜酸乳杆菌占7.6%,发酵乳杆菌占2.5%。秦云等对初生仔猪(1日龄)、断乳仔猪(60日龄)及育成猪(180日龄)五个肠段(十二指肠、空肠、回肠、盲肠、结肠)内乳酸杆菌的自然分布进行了定量分析。结果发现,三个不同日龄组中五个肠段每克内容物内乳酸杆菌数量,随十二指肠向结肠后移呈下降趋势,但无显著差异。断乳仔猪各肠段内乳酸杆菌数明显低于初生仔猪各肠段内乳酸杆菌数,差异显著,而育成猪比断乳仔猪各肠段内乳酸杆菌数尽管有所下降,但差异不显著。上述研究表明,乳酸杆菌在不同日龄猪不同肠段中均有定植,并以盲肠和直肠定植较多,随着日龄增长乳酸杆菌均有下降,其原因可能与猪的营养和食物结构的变化有关,有待于进一步深入研究。

  1.2猪肠道中双歧杆菌的数量与分布

  双歧杆菌属,双歧杆菌为革兰氏阳性专性厌氧菌,细胞呈杆状,细菌多态性及分枝或分又是本菌属的重要特征。温度生长范围为25~45℃,较适生长温度为37~41℃,初代培养适宜pH 6.5~7.0,双歧杆菌主要栖息于猪肠道,在小肠上部数量较少,小肠上部数量达103~105CFU/g,小肠下部数量可达103~105 CFU/g,大肠粪便中高达106~1012CFU/g。中主要存在于猪肠道的益生双歧杆菌有:球双歧杆菌、小猪双歧杆菌、嗜热双歧杆菌、猪双歧杆菌和假长歧杆菌等。首先,双歧杆菌对猪肠道病原体具有生物拮抗作用,其可能原因是双歧杆菌在生长过程中产生有机酸,使肠道PH值降低,同时又产生抗菌物质,阻止了致病菌在肠道的生长和繁殖,并能黏附于肠道细胞上,起到占位性保护作用。其次,双歧杆菌可以合成多种消化酶类和B族维生素,参与机体的能量产生与维生素代谢,提高饲料转化率,加强动物体的营养代谢。另外,双歧杆菌与其它厌氧菌产生的有机酸能使肠道环境的pH和下降,有利于某些矿物质如钙、铁、镁、锌等的吸取作用,从而起到促进猪生长和提高生长性能的作用。再次,双歧杆菌细胞壁中的某些成分,如粘肽和多糖,具有刺激机体免疫功能、非特异性的提高动物免疫细胞功能的作用,可以直接通过动物的肠粘膜或由肠粘膜上皮中的吞噬细胞吞噬后进入机体,发挥免疫作用。据报道,双歧杆菌能产生非特异性免疫调节因子,刺激肠道局部免疫反应。因此双歧杆菌微生态制剂可治疗动物的肠浆、腹泻以及肠内异常发酵等肠道疾病和阴道、乳房炎。据研究,胃肠道中的双歧杆菌对巨噬细胞有明显的激活作用,其在肠道的定植在一定程度上相当于自然自动免疫,可以诱发机体的特异反应双歧杆菌在肠道原生境中迅速生长和繁殖,保持数量上的优势地位,对于维持菌群平衡、防止潜在致病菌的入侵和定植起到重要作用。此外,谭支良报道,肠道中的双歧杆菌不仅具有降解致癌因子抑制肿瘤发生的能力,而且还对已经形成的肿瘤具有抑制作用。

  双歧杆菌作为肠道内正常菌系存在,与肠道中其他正常菌群各成员间的关系既相互依赖又相互制约。新生仔猪肠道是无菌的,出生后数小时至24h时后大肠杆菌占优势,达到每克108~l010个(湿便)。生后第2天检出的双歧杆菌数量不高,但增长十分迅速;第4~5天开始占优势,出现的肠杆菌数量逐渐下降,到第6天,减少到每克106~l07个,建立了以双歧杆菌占优势的菌群,可达每克109~1011个。Robinson等在对7~9周龄的同一头猪的结肠粘膜中微生物区系的研究中发现,结肠粘膜上皮粘附的微生物主要是革兰氏阳性菌(71%以上),其中青春双歧杆菌占15%。Russell通过对4头20~25周龄大白猪结肠内容物中分离出的224个菌的鉴定发现,双歧杆菌数量较少约占1.56%。在对断奶仔猪肠道菌群的研究中,也涉及到了双歧杆菌在猪肠道内的分布,其在健康仔猪不同肠段中变化对数值为,十二指肠(4.94士0.36)、空肠(5.99士0.49)、回肠(6.44士0.61)、盲肠(6.62士0.56)、结肠(7.72士0.35)。据报道,猪粪便中的细菌总数对数值为10.8士0.4),优势菌群之一的双歧杆菌为(9.0士0.5)。上述研究表明,双歧杆菌在猪的回肠与盲肠中定植较多,是猪肠道内的优势菌群。

  1.3猪肠道中肠球菌的数量与分布

  肠球菌属肠球菌是革兰氏阳性菌,大多数成对排列或成短链,肠球菌为化能异养菌,专性厌氧或兼性厌氧。其多数在温度为10℃~45℃,6.5% Nacl培养液和pH9.6条件下生长。肠球菌主要栖息于动物肠道,为肠道中需氧菌群,在猪中仅次于大肠杆菌占第二位,在空肠中含量为每克内容物10(4)~10(6)个菌,在直肠及粪便中含量为每克内容物10(6)~10(8)个菌。目前肠球菌用于生态防治应用较多,主要有粪肠球菌和屎肠球菌,肠道球菌制剂能有效地维护肠道菌群平衡,拮抗病原菌。还可以通过增加肠道中的肠球菌数量来促进双歧杆菌、乳酸杆菌的增殖,进而使肠道有益菌保持优势地位。有人从健康母猪阴道中分离的粪肠球菌,治疗大肠杆菌引起的母猪子宫疾病疗效显著。

  从仔猪肠道菌群分布来看,胃内优势菌主要为耐酸菌和兼性厌氧菌,十二指肠内胆盐的存在使得其中细菌数目较少,空肠和回肠内数目和种类逐渐增多,肠道食糜的内容物中以乳酸杆菌和双歧杆菌为优势菌群,其次是消化球菌、肠球菌、小梭菌和葡萄球菌。大肠是猪消化道微生物活动的主要场所,其中盲肠和结肠是细菌定植的主要部位,主要由厌氧菌组成,如拟杆菌以及大量的革兰氏阳性菌。严格厌氧菌包括真杆菌、双歧杆菌、链球菌、消化链球菌、消化球菌等无芽孢菌和梭菌、槌形菌等产芽孢菌。

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