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應(yīng)激對免疫功能、健康和生產(chǎn)力的影響
動物的機(jī)體和周圍的生態(tài)系統(tǒng)必須保持平衡。預(yù)防腸粘膜巨大表面的慢性炎癥過程(100公斤的育肥豬有大約300平方米)尤為重要。
圖1. 100公斤育肥豬的腸粘膜面積約為300平方米
腸道相關(guān)淋巴組織(GALT)位于胃腸道上皮下,是免疫系統(tǒng)最大的堡壘。作為GALT的一部分,免疫細(xì)胞的功能是對微生物或其毒素的入侵做出快速而強(qiáng)烈的反應(yīng),并限制對非致病因素的反應(yīng)范圍,以防止免疫系統(tǒng)過度活動,從而防止炎癥反應(yīng)對機(jī)體的過度損害(Burkey et al.,2009)。
圖2. 在GALT中,我們可以區(qū)分出幾個關(guān)鍵的群體:先天類淋巴細(xì)胞(ILL)位于小腸,在較小程度上位于大腸,作為細(xì)胞因子、細(xì)胞毒分子和抗菌肽的生產(chǎn)者發(fā)揮重要作用(Hepworth et al., 2013;Sch?fer等,2019;Wiarda等人,2020;Wiarda等人,2021;肖等人,2019) 當(dāng)免疫系統(tǒng)細(xì)胞識別病原體時,就會觸發(fā)免疫反應(yīng),病原體會導(dǎo)致促炎細(xì)胞因子、TGF β和其他介質(zhì)迅速釋放到周圍的組織和血液中。細(xì)胞因子向效應(yīng)細(xì)胞提供感染部位的信息,效應(yīng)細(xì)胞幫助清除病原體。 與動物環(huán)境相關(guān)的應(yīng)激,由于IL-10的上調(diào),導(dǎo)致腸道屏障受損,引起腸道免疫反應(yīng)的免疫抑制(Li et al.,2017),從而降低生產(chǎn)效率,增加疾病發(fā)病率(Peng et al.,2021)。 免疫應(yīng)激被定義為動物機(jī)體的長期免疫動員,與抵御來自不利環(huán)境條件(包括病原體)的持續(xù)應(yīng)激有關(guān)。長期免疫應(yīng)激對動物發(fā)育的負(fù)面影響,包括較高的發(fā)病率和死亡率,飼料轉(zhuǎn)化率(FCR)的降低,以及同年齡豬組之間的體重差異,其相關(guān)機(jī)制仍不完全了解。然而,眾所周知,先天免疫系統(tǒng)是宿主抗感染防御的第一道防線的一部分。表皮和粘膜上皮的屏障構(gòu)成了對致病因素的第一道屏障。 當(dāng)病原體致病性強(qiáng)或大量存在時,或當(dāng)屏障被破壞時,就有可能打破這些屏障并感染宿主。打破這種屏障的微生物通過來自細(xì)菌、病毒、真菌和原生動物的toll樣受體(TLRs)的病原體相關(guān)分子模式(PAMPs)被免疫系統(tǒng)細(xì)胞識別。TLRs在巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、肥大細(xì)胞、NK細(xì)胞以及T和B淋巴細(xì)胞上表達(dá),可將病原體與死亡和失活(碎片)元素區(qū)分開來(Mair et al.,2014)。TLRs的激活是激活先天和獲得性免疫反應(yīng)的關(guān)鍵信號,并伴隨著免疫細(xì)胞的大量增殖和免疫球蛋白、細(xì)胞因子、趨化因子、急性期蛋白和許多其他物質(zhì)的產(chǎn)生對抗病原體。
圖3. 長期警覺的另一個代價是食欲下降,因此,育肥時間延長。由于來自環(huán)境應(yīng)激源壓力對個體動物的影響不同,因此相同年齡的斷奶豬或育肥豬的體重會有差異。同齡動物之間的體重差異可能會產(chǎn)生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)后果。此外,特別是在幼齡動物中,不含有增強(qiáng)抗感染抵抗力所必需營養(yǎng)素的飼料可能會使動物更容易受到感染。 由于長期應(yīng)激對機(jī)體的影響而引起的任何內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)擾動都會削弱機(jī)體的免疫防御,增加機(jī)體對病原微生物的敏感性。動物喂養(yǎng)不當(dāng)也可能加重失衡的影響。特別是在幼齡動物中,不含有增強(qiáng)抗感染抵抗力所必需營養(yǎng)素的飼料可能使動物更容易受到病原微生物的感染。適當(dāng)?shù)娘暳峡梢灾С重i的免疫系統(tǒng),母豬甚至可以對仔豬的免疫系統(tǒng)產(chǎn)生積極影響(Werner et al.,2014;Rudar等人,2016)。另一方面,玉米中天然存在的霉菌毒素可能會導(dǎo)致免疫反應(yīng)的改變,導(dǎo)致全身炎癥和部分肝損傷,從而導(dǎo)致豬的生長減慢(Chaytor et al.,2011)。 過度的、持久的免疫警覺會導(dǎo)致腸道的炎癥變化,而高水平的促炎細(xì)胞因子可能會導(dǎo)致腸道菌群失調(diào)或生態(tài)失調(diào)(腸道中的微生物失衡)。這可能會導(dǎo)致影響整個身體的不良后果(Dobson et al.,2000)。微生物組組成的變化可以是定性的,如腸道菌群多樣性的減少,和/或定量的,如單一細(xì)菌數(shù)量的變化。 長期免疫警覺的另一個后果可能是食欲的周期性惡化,從而導(dǎo)致長時間的育肥時間。經(jīng)常觀察到FCR的惡化。由于來自環(huán)境應(yīng)激源的壓力對個體動物的影響不同,相同年齡的斷奶豬或育肥豬的體重會有差異,這可能會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)后果。
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