豬消化生理與胃腸道發(fā)育

1、第九章 豬消化生理與胃腸道發(fā)育D. Kelly and T.P. King英國羅維特（Rowett）研究所前言腸道是動(dòng)物和外界環(huán)境發(fā)生復(fù)雜相互作用的一個(gè)復(fù)雜界面，它必須適應(yīng)出生和斷奶時(shí)日糧的突然改變。研究斷奶前后腸道內(nèi)的營養(yǎng)互作關(guān)系、動(dòng)物生理狀態(tài)和免疫狀態(tài)對(duì)機(jī)體功能和健康的影響，可以為解決日糧變化對(duì)豬的應(yīng)激和斷奶后豬生長性能下降等問題提供理論依據(jù)。在出生和斷奶時(shí)，日糧變化對(duì)腸道上皮細(xì)胞分化和生長的影響最為顯著。新生動(dòng)物出生后的幾周內(nèi)，腸道形態(tài)發(fā)生了很大變化，細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)的效率持續(xù)提高，腸道周轉(zhuǎn)蛋白質(zhì)合成能力不斷增加，隨著日齡的增長和日糧的變更，腸粘膜細(xì)胞刷狀緣表面的消化和轉(zhuǎn)運(yùn)功能也逐漸提高。

2、與此同時(shí)，腸道粘膜結(jié)構(gòu)所發(fā)生的變化也促使腸道菌群的快速棲息和繁殖，也迅速改變了腸粘膜表面形態(tài)。對(duì)于大多數(shù)仔豬來說，宿主生理狀況、日糧因素和胃腸道微生物區(qū)系之間的動(dòng)態(tài)平衡可以建立一個(gè)穩(wěn)定的胃腸道微生態(tài)環(huán)境，宿主和腸道微生物之間的共生關(guān)系，在建立和維持一個(gè)正常的腸道免疫系統(tǒng)方面發(fā)揮著積極作用。然而，在動(dòng)物新生和早期斷奶時(shí)期，腸道生態(tài)系統(tǒng)的平衡常常發(fā)生紊亂，導(dǎo)致此時(shí)豬的發(fā)病率和死亡率均較高。日糧組分和腸道微生物區(qū)系之間的互作深刻影響新生仔豬消化道的生長、發(fā)育和內(nèi)部的分化。初乳和常乳中含有高水平的促生長因子，它們可以加速腸道細(xì)胞的增生和成熟。在哺乳期，母乳成分的變化與刷狀緣水解酶的合成和細(xì)胞內(nèi)加工能力

3、的變化是一致的，動(dòng)物腸道內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)養(yǎng)分和電解質(zhì)的能力加強(qiáng)。另外，由日糧因素引起的動(dòng)物基因表達(dá)和基因產(chǎn)物加工處理的變化在出生后就開始了，日糧因素和基因表達(dá)的互作加強(qiáng)了新生動(dòng)物對(duì)斷奶日糧中固體、低脂肪、高碳水化合物等組分的適應(yīng)能力。豬胚胎期腸道發(fā)育狀況功能概況哺乳動(dòng)物的小腸對(duì)來自內(nèi)外環(huán)境的各種不同的刺激因素比較敏感，并有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，小腸內(nèi)表面的上皮細(xì)胞不斷進(jìn)行再生和分化是小腸適應(yīng)刺激能力至關(guān)重要的因素。胚胎發(fā)育早期，細(xì)胞增殖主要發(fā)生在初生腸絨毛及微絨毛表面的上皮細(xì)胞區(qū)域，當(dāng)腸絨毛形成后，細(xì)胞分裂加快，明顯出現(xiàn)早期微絨毛腺窩，豬胎兒時(shí)期腸道中首次觀察到腸腺窩區(qū)形成大約是在母豬妊娠后的60天左右（De

4、kaney 等,1997）。腸腺區(qū)的分化形成在胎兒腸道上皮細(xì)胞發(fā)育過程中是很重要的，標(biāo)志著動(dòng)物生命過程中腸道上皮細(xì)胞中各種調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分化和更新的機(jī)制的形成和完善。胚胎期腸道的形態(tài)學(xué)發(fā)育豬的妊娠期是1152天。在胚胎發(fā)育期間，小腸從一個(gè)由假復(fù)層上皮細(xì)胞構(gòu)成的簡(jiǎn)單管道發(fā)育成由單層柱狀細(xì)胞構(gòu)成具有腸絨毛和微絨毛結(jié)構(gòu)的消化道。早期的腸道形態(tài)發(fā)育形成一個(gè)由近端向遠(yuǎn)端的細(xì)胞分化生長波。進(jìn)化中的上皮細(xì)胞形態(tài)上出現(xiàn)幾個(gè)典型特征，首先可以在胎兒的十二指腸和空腸上段區(qū)域觀察到，Dekaney等（1997）分析了發(fā)育中的豬胎兒腸道結(jié)構(gòu)和超微結(jié)構(gòu)的發(fā)育變化順序，指出在母豬妊娠30日齡時(shí)，胎兒腸道是由一層間質(zhì)細(xì)胞包

5、裹著的上皮細(xì)胞組成的簡(jiǎn)單管道，胎兒發(fā)育到35天出現(xiàn)原始腸絨毛；妊娠的第40天進(jìn)一步的細(xì)胞分化出現(xiàn)，在胎兒的腸道近端開始出現(xiàn)杯狀細(xì)胞和內(nèi)分泌腺細(xì)胞。胎兒發(fā)育過程中假復(fù)層上皮細(xì)胞向單層柱狀細(xì)胞的轉(zhuǎn)化包括清晰的游離面和基底面的分化，上皮細(xì)胞之間以緊密連接方式進(jìn)行連接。個(gè)體發(fā)育過程中，胞外基質(zhì)組成的變化和間充質(zhì)上皮的互作可以影響腸道上皮細(xì)胞的分化和遷移（Pacha,2000）。妊娠45天后，胎兒腸道由近端向遠(yuǎn)端的細(xì)胞分化梯度逐漸不明顯，在發(fā)育過程中，微絨毛變長，妊娠60天時(shí)，就存在頂端內(nèi)吞復(fù)合體的雛形。細(xì)胞器系統(tǒng)的發(fā)育表現(xiàn)為游離面細(xì)胞膜內(nèi)陷和頂部微管、泡囊系統(tǒng)的形成。在其他種類動(dòng)物體內(nèi)，內(nèi)吞復(fù)合體起著

6、溶酶體的作用，篩選、吸收營養(yǎng)物質(zhì)、分解妊娠期內(nèi)胎兒機(jī)體吸收的激素、生長因子和其他大分子物質(zhì)（Wilson等，1991；Trahair,1993；Trahair等，1995）。在妊娠期第110天，腸絨毛已發(fā)育，十二指腸和空腸前段的吸收細(xì)胞中已無空泡結(jié)構(gòu)，空腸后段存在大量的溶酶體細(xì)胞，消化吸收能力大大增強(qiáng)。胚胎期腸道的功能發(fā)育隨著胎兒腸道結(jié)構(gòu)的發(fā)育變化，腸道的功能也開始分化。腸道刷狀緣膜由頂端微絨毛緣和外被的多糖-蛋白質(zhì)復(fù)合物組成。膜區(qū)功能的分化，尤其是出生前刷狀緣水解酶的發(fā)育，對(duì)胎兒出生后生命機(jī)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)和營養(yǎng)物質(zhì)的吸收是很重要的（Trahair和Sangild,1997）。然而，比較斷奶前后動(dòng)

7、物腸道酶發(fā)育的狀況，發(fā)現(xiàn)胎兒腸道中刷狀緣的酶活水平相當(dāng)?shù)停―anielsen等，1995）。在出生前，動(dòng)物腸道各主要消化酶中，只有乳糖酶-根皮苷水解酶和N-氨基肽酶的活性達(dá)到較高水平（Buddington和Malo,1996;Trahair和Sangild,1997）。早期豬胎兒體內(nèi)檢測(cè)到N-氨基肽酶的基因表達(dá)在時(shí)間上與新生的腸絨毛形成是一致的（Perozzi等，1993）。對(duì)妊娠中期豬胎兒酶活性的細(xì)胞化學(xué)分析表明，N-氨基肽酶存在于細(xì)胞頂端內(nèi)吞復(fù)合體的微管和液泡中，該復(fù)合體在細(xì)胞組成上占了很大的比例，有人認(rèn)為在胞內(nèi)它的主要功能是分解胎糞（Danielsen等，1995）。在胎兒早期生命活動(dòng)中

8、，腸道轉(zhuǎn)運(yùn)離子和養(yǎng)分能力和對(duì)某些特殊組分的吸收能力在出生時(shí)最大，隨后開始下降（Buddingon和Diamond,1989; Buddington等，2001）。在妊娠早期，胎兒就開始吞咽羊水，因此養(yǎng)分可能會(huì)隨著羊水成分的吸收而轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)體內(nèi)（Trahair和Sangild,1997）。 豬胎兒時(shí)期，腸道有吸收蛋白質(zhì)大分子的能力，Sangild等（1999）研究了母體內(nèi)豬胎兒灌輸初乳后的腸道對(duì)大分子物質(zhì)的吸收機(jī)理，結(jié)果表明，出生前仔豬的腸道對(duì)于初乳的刺激與新生仔豬的腸道是很相似的，包括腸道內(nèi)大分子物質(zhì)的吸收和吸收終止。在妊娠期的90%（102天）仔豬腸道大部分發(fā)育完成，但并沒有完全發(fā)育成熟（Bud

9、dington等，2001）。 哺乳期仔豬的腸道發(fā)育功能概況人們注意到，仔畜在圍產(chǎn)期能量代謝發(fā)生了很大變化（Girard等，1992）。在母體內(nèi)，胎兒不斷接受通過靜脈傳輸而來的供機(jī)體生長和氧化代謝的營養(yǎng)物質(zhì)，胎兒出生后，由母體供給的此類物質(zhì)突然終止，在間斷性飼喂含低碳水化合物和高脂肪的初乳或常乳之前，新生的仔畜必須經(jīng)受住一個(gè)短暫的饑餓期（Koletzko等，1998）。因此，新生仔畜胃腸道內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的供應(yīng)必須適應(yīng)從母體營養(yǎng)到依靠胃腸道自己吸收養(yǎng)分（小腸營養(yǎng)）這樣一個(gè)過程的轉(zhuǎn)變。此時(shí)，腸道的吸收功能成為維持動(dòng)物正常生理機(jī)能的關(guān)鍵因素（Stoll等，2000）。在圍產(chǎn)期，機(jī)體局部的、系統(tǒng)的和腸內(nèi)因

10、素等復(fù)雜的相互作用，對(duì)促進(jìn)腸道上皮細(xì)胞發(fā)育成熟有很大的影響（Trahair和Sangild,1997）。腸道中棲息的各種各樣微生物對(duì)宿主的作用深刻影響著腸道消化生理和腸道的發(fā)育。產(chǎn)腸毒素的大腸桿菌和輪狀病毒等病原菌主要引起腸道粘膜疾病，導(dǎo)致哺乳期仔豬的腹瀉和下痢。另外，非病原微生物的棲息，也深刻影響著腸道結(jié)構(gòu)和功能的發(fā)育變化。這些刺激因素能引起腸道免疫系統(tǒng)發(fā)生輕微的炎癥反應(yīng)和腸上皮細(xì)胞的改變，這些變化對(duì)于新生仔畜養(yǎng)分和能量物質(zhì)的吸收具有消極的和積極的雙重影響（Gaskings,1997; Anderson等，2000；Kelly和King,2001）。初乳中生長因子對(duì)腸道結(jié)構(gòu)和功能的影響哺乳的

11、刺激，加速了新生仔豬腸道的生長，主要是機(jī)體蛋白質(zhì)合成效率大大提高（Burrin等，1992）。初乳的攝入促進(jìn)了腸道腺細(xì)胞的增殖（Zhang等，1997）。引起腸道生長加快的非營養(yǎng)性初乳因子包括免疫球蛋白和生物活性物質(zhì)，如胰島素樣生長因子I（IGF-I）(Xu和Wang,1996; Zhang等，1998)。已有研究表明，初乳和常乳可以促進(jìn)正處發(fā)育狀態(tài)的腸道上皮細(xì)胞的成熟（Kelly和King,1991; Burrin等，1992；Kelly等，1993；Wang和Xu,1996）。胰島素樣生長因子（IGF-I和IGF-II）以及它們的可溶性膜結(jié)合蛋白、胞外基質(zhì)結(jié)合蛋白及其受體，構(gòu)成了一個(gè)內(nèi)分泌

12、/自分泌/旁分泌系統(tǒng)，用來調(diào)節(jié)脊椎動(dòng)物細(xì)胞的生長、分化和凋亡（Simmen等，1998）。豬乳腺分泌物中存在高水平的胰島素樣生長因子及其結(jié)合蛋白（Donovan和Odle,1994; Donovan等，1994；Morgan等，1996）。由于在乳腺組織和腸道組織中都產(chǎn)生IGF結(jié)合蛋白及IGF受體，因此，胰島素樣生長因子很有可能促進(jìn)乳腺的發(fā)育和乳的生成，并在調(diào)節(jié)哺乳仔畜出生后的發(fā)育和胃腸道的成熟過程中發(fā)揮重要作用（Morgan等，1996；Shen和Xu,2000）。試驗(yàn)研究表明，飼喂仔畜含IGF-I的初乳可以增加腸道內(nèi)生長因子水平（Shen和Xu, 2000）。飼喂初乳也可以提高新生仔豬體內(nèi)

13、大分子物質(zhì)的吸收速率和IGF-I水平的循環(huán)速率（Wester等，1998；Sangild等，1999）。一些營養(yǎng)學(xué)研究表明，動(dòng)物食用生理劑量的IGF-I效果不顯著，僅僅對(duì)腸粘膜的生長有些作用（Burrin,1997; Houle等，1997, Alexander和Carey, 1999）。健康仔畜的小腸可以吸收充足的養(yǎng)分，可能已經(jīng)滿足動(dòng)物獲得最大生長速率的需要，這也許是為什么給動(dòng)物補(bǔ)充IGF-I并不能增加額外生長效果的原因（Alexander和Carey,1999）。盡管口服IGF-I對(duì)仔畜腸道生長和結(jié)構(gòu)發(fā)育影響不明顯，這些多肽仍能夠提高腸道上皮細(xì)胞對(duì)Na+和與Na+結(jié)合的營養(yǎng)物質(zhì)的吸收（Al

14、exander和Carey, 1999）。Houle等（2000）分別用33 nmol /l和65 nmol/ l及更高水平的IGF-I飼喂新生仔豬，結(jié)果表明可以顯著上調(diào)腸道乳糖酶-根皮苷水解酶mRNA的產(chǎn)量和酶活性。盡管給動(dòng)物服用的IGF-I提純物在劑量上和母豬初乳中的相當(dāng)（Donovan等，1994），但對(duì)乳糖酶活性的誘導(dǎo)作用可能是藥理上的而非生理上的，因?yàn)檫@樣的劑量一直服用了14天。攝食含較低水平IGF-I的常乳（13nmol/ l；Donovan等，1994）也許對(duì)腸道上皮細(xì)胞的分化并沒有與此類似的效果。在哺乳仔豬腸道中，生長轉(zhuǎn)化因子（TGF-）可能是表皮生長因子（EGF）受體外在的配

15、體（Kelly等，1992）。研究哺乳仔豬出生后前3周腸道腺窩中TGF-的分泌情況表明，這個(gè)生長因子參與了新生仔畜腸道粘膜的發(fā)育變化和成熟（Jaeger,1996）。人們已經(jīng)逐漸認(rèn)識(shí)到母體初乳所含的未知蛋白子因子的生物學(xué)功效和作用，并明確指出它們?yōu)榉菭I養(yǎng)性化合物（Burrin等，1995；Fiorotto等，2000）。一些這樣的蛋白質(zhì)因子已經(jīng)成功地從豬初乳中分離提取出來并測(cè)序，似乎它們對(duì)豬、人類、大鼠的腸道細(xì)胞都是很有效的刺激因子（Kelly和Coutts, 1997; Kelly, 1998）。哺乳后仔豬腸道對(duì)大分子物質(zhì)的吸收和“終止”過程在哺乳仔豬腸道中，增加的蛋白質(zhì)的量并不是都是新合成

16、的。很大部分粘膜蛋白來源于腸道細(xì)胞對(duì)初乳中免疫球蛋白的吸收（Kiriyama,1992）和對(duì)腸腔內(nèi)可溶性養(yǎng)分的非選擇性細(xì)胞內(nèi)吞作用（Ekstrom和Westrom, 1991）。當(dāng)初乳中存在蛋白酶抑制劑時(shí)，腸道對(duì)完整蛋白的吸收率會(huì)進(jìn)一步增加（Lindberg, 1982）。初乳的總蛋白中免疫球蛋白占了很大部分，剩余的是一些特有乳蛋白（酪蛋白、-乳球蛋白和-乳白蛋白）。在攝食初乳的最初幾個(gè)小時(shí)內(nèi)，新生仔豬腸道內(nèi)高水平的蛋白質(zhì)迅速轉(zhuǎn)入血液循環(huán)系統(tǒng)（Westrom等，1985；Sangild等，1997）。豬的免疫球蛋白是不經(jīng)胎盤轉(zhuǎn)運(yùn)的，新生仔豬靠吸收初乳中的免疫球蛋白來獲得被動(dòng)免疫。新生小豬1日齡

17、前，來自母體的抗體水平是相當(dāng)高，隨后開始下降，當(dāng)仔豬到3周齡時(shí)，來自母體的抗體水平已相當(dāng)?shù)土?。新生仔豬通過腸道上皮細(xì)胞內(nèi)吞作用可以從初乳中吸收大量的完整蛋白，這種大分子物質(zhì)的吸收過程是非特異性的，多種初乳組分，包括免疫球蛋白和多種營養(yǎng)因子可以通過腸道上皮細(xì)胞迅速吸收并被轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入體內(nèi)血液循環(huán)系統(tǒng)。仔豬腸道大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制的終止，大約開始于攝食初乳后的6-12小時(shí)，此后到24-36小時(shí)，這個(gè)過程就基本完成了（Westron等，1984；Sangild等，1999）。雖然這個(gè)所謂“終止程序”的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)還不是完全清楚，但有證據(jù)表明，初乳中的乳清部分存在調(diào)控腸道關(guān)閉的相關(guān)因子（Sangild等，19

18、99）。大分子物質(zhì)吸收轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入體內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)依賴于三個(gè)過程：具備吸收功能的腸細(xì)胞上表面對(duì)大分子物質(zhì)的胞吞作用；大分子物質(zhì)在胞內(nèi)的運(yùn)輸和在胞內(nèi)溶酶體系統(tǒng)中的消化作用；通過吸收細(xì)胞的基底外側(cè)表面對(duì)大分子物質(zhì)的胞吐和釋放作用。這些過程，共同構(gòu)成了細(xì)胞物的質(zhì)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)作用體系，在胚胎樣的腸細(xì)胞中不定地表現(xiàn)，并在動(dòng)物出生后1-2周內(nèi)腸絨毛細(xì)胞表面持續(xù)存在。腸道吸收的終止并不是因?yàn)槟c細(xì)胞吸收能力的下降，或在這些細(xì)胞中溶酶體有較高的降解率。有人認(rèn)為是由于腸道內(nèi)大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入血液的能力下降所致（Ekstrom和Westrom,1991）。 腸細(xì)胞間來自初乳的生物活性物質(zhì)水平的提高，可能使基底面外側(cè)膜產(chǎn)生一種信

19、號(hào)，調(diào)控其結(jié)構(gòu)和功能，從而導(dǎo)致胞外分泌大分子物質(zhì)減少，該假說還沒有被試驗(yàn)驗(yàn)證，不過有研究表明，在新生仔豬循環(huán)系統(tǒng)中，糖皮質(zhì)激素可能對(duì)大分子物質(zhì)的吸收有調(diào)節(jié)功能。Sangild等（1997）研究表明，同窩出生的仔豬中，相對(duì)于剖腹產(chǎn)的仔豬（血漿中含較低的皮質(zhì)醇），經(jīng)產(chǎn)道出生的仔豬（血漿中含較高的皮質(zhì)醇）對(duì)完整的蛋白質(zhì)（IgG,清蛋白）有更強(qiáng)的吸收能力，說明在豬圍產(chǎn)期，皮質(zhì)醇可以促進(jìn)仔畜腸道對(duì)大分子物質(zhì)的吸收。有人認(rèn)為新生仔豬腸道對(duì)大分子物質(zhì)吸收功能的終止過程，很大程度上是由循環(huán)交流中糖皮質(zhì)激素的減少來調(diào)控的（Bate等，1991）。在哺乳仔豬腸道大分子物質(zhì)終止過程完成后，一些大分子物質(zhì)也可以被吸收

20、進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)。例如，Xu和Wang（1996）報(bào)道，3日齡的仔豬可以主動(dòng)吸收IGF-I進(jìn)入血液，腸道關(guān)閉后吸收過程是通過受體應(yīng)答途徑來完成的。已有報(bào)道表明，新生仔豬小腸中確實(shí)存在特定的IGF-I受體（Schober等，1990；Morgan等，1996）。新生仔豬2周齡時(shí)，更多的成熟細(xì)胞替代了胚胎樣的腸細(xì)胞，更替后的腸細(xì)胞胞吞吸收能力相當(dāng)?shù)停⊿mith和Jarvis,1977;Smith和Peacock,1980）。細(xì)胞更替過程是沿腸道自前端向后端方向進(jìn)行的，仔豬6日齡時(shí)前段腸道的細(xì)胞更替過程已經(jīng)完成（Ekstrom和Westrom, 1991）,此時(shí)，后段腸道仍可吸收大分子物質(zhì)，當(dāng)仔豬生長到

21、4-8周齡時(shí)，腸道胚胎樣細(xì)胞被完全替代，整個(gè)腸道對(duì)大分子物質(zhì)的吸收功能也就隨之終止了。哺乳期仔豬腸道的結(jié)構(gòu)和功能新生仔豬出生后早期，尤其是哺乳后的6小時(shí)，腸道尺寸發(fā)育增長很快（Zhang等，1997）。哺乳后24小時(shí)的仔豬和未哺乳的新生仔豬相比，腸道長度增長29%，重量增加86%,粘膜面積增加130%（Buddington等，2001）。新生哺乳仔豬的小腸上皮細(xì)胞擁有復(fù)雜的頂端核仁系統(tǒng)，由胞內(nèi)小管和相關(guān)囊泡組成，廣泛參與吸收母體免疫球蛋白和其他初乳成分（Murata和Namioka,1977; Komuves和Heath,1992）。在腸道對(duì)大分子物質(zhì)的吸收功能終止時(shí)（產(chǎn)后1-2天），亞細(xì)胞核

22、顆粒內(nèi)出現(xiàn)大量晶體樣內(nèi)容物（Komuves等，1993；Ma等，1997）。用免疫金染細(xì)胞化學(xué)法分析表明，這些晶體樣的內(nèi)容物在母體免疫球蛋白中非常豐富（Komuves等，1993）。與未吃初乳的試驗(yàn)動(dòng)物對(duì)比發(fā)現(xiàn)，吃過初乳的仔豬，其乳糖酶根皮苷水解酶、用來水解乳糖的刷狀緣糖苷酶等酶的活性顯著降低（Kelly等，1991）。在哺乳期仔豬體內(nèi)檢測(cè)其腸道內(nèi)糖苷酶（蔗糖酶、麥芽糖酶）的活性，發(fā)現(xiàn)其活性也很低，說明仔豬對(duì)于除乳糖外的其他碳水化合物的消化利用能力很有限（Zhang等，1997）。仔豬剛出生不久的一段時(shí)期里，腸道內(nèi)各種離子和養(yǎng)分流通量的降低和日齡相關(guān)（Sangild等，1993）。然而，隨著日

23、齡的增長，腸道組織物質(zhì)大量增殖，其總的轉(zhuǎn)運(yùn)能力不斷增加（Pacha,2000）。因此，在第一次哺乳后的24小時(shí)內(nèi)，仔豬腸道內(nèi)大部分由載體介導(dǎo)的氨基酸吸收的減少，并不是由于轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的損失，而是因?yàn)槟c道組織物質(zhì)的快速增長，顯著稀釋了這些轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的有效濃度（Buddington等，2001）。顯然，仔豬出生后腸道胚胎樣細(xì)胞逐漸被更替，導(dǎo)致腺窩腸絨毛軸轉(zhuǎn)運(yùn)功能的重新分配，這與腸道由載體介導(dǎo)的氨基酸和葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)量的減少是一致的（Buddington等，2001）。哺乳期仔豬小腸微生物菌群的建立現(xiàn)已證明，哺乳期仔豬腸道的原生菌群包括數(shù)百種的微生物類別，分別來源于母體和環(huán)境（Finegold等，1983；C

24、onway, 1997）。仔豬腸道菌群建立的模式和大多數(shù)動(dòng)物相似，首先出現(xiàn)的是乳酸菌、腸細(xì)菌和鏈球菌，接著出現(xiàn)的是一些專一性厭氧菌（Conway,1997）。腸道微生物菌群的建立是一個(gè)自然選擇和生態(tài)演替的復(fù)雜過程（Rolfe,1996）,它受到來自細(xì)菌和宿主兩方面眾多調(diào)控因素的影響，包括細(xì)菌間的拮抗作用、動(dòng)物基因型及生理狀態(tài)，尤其是動(dòng)物營養(yǎng)狀況（Kelly等，1994; Conway, 1997）。腸道中存在的一些微生物小環(huán)境，可以對(duì)腸道微生物區(qū)系組成及其代謝活性施加一些選擇性影響。這些微生物區(qū)系一般存在于腸道的前段和后段，分布于腸絨毛表面、腺窩、上皮細(xì)胞粘液素和腸道粘液中。對(duì)腸道微生物區(qū)域組

25、成變化多樣性有影響的因素包括免疫應(yīng)答、腸道受體的存在、養(yǎng)分組成及其利用率、腸道食糜的流量、腸道pH和Eh（氧化/還原電位）及可利用的分子氧（Stewart等，1993）。細(xì)菌生長所需要的能量和養(yǎng)分，一部分來源于外源宿主日糧，一部分來源于內(nèi)源的腸道脫落上皮細(xì)胞和腸道內(nèi)表面細(xì)胞所分泌的粘液（Stewart等，1993）。對(duì)于養(yǎng)分的競(jìng)爭(zhēng)是影響腸道微生物菌群組成的決定性因素，日糧殘?jiān)梢杂绊懩c道微生物的組成和代謝活性（Gibson和McCartney,1998）。在仔豬出生后的發(fā)育時(shí)期，日糧的變化導(dǎo)致腸道微生物生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生相應(yīng)的演替變化（Conway,1997）。一般認(rèn)為，內(nèi)源養(yǎng)分來源是腸道微生物菌群

26、的重要調(diào)控因子（Stewart等，1993）。寡糖鏈（多聚糖）黏附在腸細(xì)胞表面，分泌蛋白質(zhì)和脂類物質(zhì)，調(diào)節(jié)許多重要的生物作用。大量觀測(cè)表明，由于被腸道微生物調(diào)節(jié)的外源選擇性壓力的影響，腸粘膜表面的多糖存在種內(nèi)和種間的多樣性（Gagneux和Varki,1999）。最近的研究表明，在腸道菌群演化期間，由微生物引起的競(jìng)爭(zhēng)壓力導(dǎo)致腸道多聚糖生成的多樣性，從而作為必要的養(yǎng)分來源來調(diào)節(jié)共生菌群。在哺乳仔豬中，產(chǎn)腸毒素大腸桿菌和輪狀病毒感染是引起仔豬下痢或腹瀉的主要原因。哺乳仔豬對(duì)這些感染的易感受性的最重要的致病因素，可能是因?yàn)樵诓溉樽畛醯膸讉€(gè)小時(shí)內(nèi)沒有吃到足夠的初乳。體弱、瘦小、受涼或受傷的仔豬往往很難

27、競(jìng)爭(zhēng)到泌乳正常的乳頭，患有乳房炎或其它感染或傷病的母豬，可能產(chǎn)生的初乳較少，從而不能有效地通過初乳對(duì)哺乳仔豬進(jìn)行被動(dòng)免疫。腸道感染的另一個(gè)比較重要的致病因素是哺乳期仔豬腸道表面病原菌結(jié)合位點(diǎn)的大量出現(xiàn)。腸道粘膜表面細(xì)菌和慮過性病毒結(jié)合位點(diǎn)的化學(xué)特性和分布，對(duì)于決定宿主和組織的易感受性和引發(fā)宿主反應(yīng)方面起重要作用，這在仔豬嬰兒時(shí)期尤其值得注意，因?yàn)槟c道上皮細(xì)胞的分化一直伴隨著有害微生物和有益微生物區(qū)系之間相互轉(zhuǎn)化（Kelly等，1992；Stewart等，1993）。根據(jù)各自菌毛黏附素或凝集素的不同，可以把引起哺乳仔豬腹瀉的腸道菌株大致分一下類，這些凝集素由蛋白樣的附屬物組成，突出于細(xì)菌表面，可

28、以識(shí)別腸道表面糖蛋白和糖脂類的糖鏈。蛋白樣附屬物的合成和腸毒素的產(chǎn)生，是保證病原菌在腸道成功競(jìng)爭(zhēng)到共生機(jī)會(huì)必要的毒性因子。哺乳期仔豬腸道糖生物學(xué)和微生物的致病機(jī)理在腸道粘膜和糖蛋白中發(fā)現(xiàn)的寡糖的結(jié)構(gòu)多樣性理論上而言是很龐大的。單糖能以各種各樣的方式進(jìn)行聯(lián)結(jié)，不但排列順序、鏈的長度可以不同，其構(gòu)像（和）、聯(lián)結(jié)位點(diǎn)和分支也可不同（Lis和Sharon,1993）。事實(shí)上，糖鏈局部結(jié)構(gòu)的變更往往是有限的，寡糖鏈的聯(lián)結(jié)組裝至少部分遵循一定的結(jié)構(gòu)規(guī)則,粘膜和分泌細(xì)胞產(chǎn)生的寡糖并不是它們最初的基因表達(dá)產(chǎn)物，而是利用由不同基因編碼產(chǎn)生的糖基轉(zhuǎn)移酶把單糖加在寡糖前體物上并對(duì)其進(jìn)行重構(gòu)（Roth,1997）。大

29、多數(shù)糖蛋白帶有寡糖側(cè)鏈，有的是通過N-糖苷鍵和天冬酰胺的酰胺基氮相連，有的是通過O-糖苷鍵與色氨酸或蘇胺酸的羥基相連。具有不同生物活性的寡糖也可以和脂類相聯(lián)接。許多腸道內(nèi)糖基化的模式與微生物的黏附是相聯(lián)系的，基本上只在寡糖鏈的末端發(fā)生很小的變化，如唾液酸、半乳糖、N乙酰半乳糖胺或海藻糖的修飾（King,1995），這些比較簡(jiǎn)單的糖基化變化可能足以產(chǎn)生或掩飾細(xì)菌菌毛的結(jié)合位點(diǎn)。豬群內(nèi)糖基化的變化意味著動(dòng)物個(gè)體可能對(duì)于某種感染有個(gè)體差異性，在野生狀態(tài)下，如果一些動(dòng)物個(gè)體從一場(chǎng)流行病中存活下來，那么這種機(jī)能對(duì)于整個(gè)獸群的生存是非常有利的。與此類似，對(duì)于養(yǎng)豬業(yè)來講，宿主動(dòng)物對(duì)于致病菌的感受性是不同的，

30、致病菌株和腸道共生生物脫落的排泄物對(duì)腸道感染的擴(kuò)散影響非常大。在新生仔畜和哺乳期仔豬中，所有的腸道糖蛋白和鞘糖脂末端一般都由半乳糖基構(gòu)成（King等，1995；King,1998）。在豬腸道中，一些產(chǎn)腸毒素菌株與豬腹瀉的發(fā)生是有關(guān)系的，包括E.coliK88和E.coli987P，它們產(chǎn)生的菌毛和熱易變性毒蛋白胨可以和腸粘膜表面半乳糖基結(jié)構(gòu)專一性結(jié)合發(fā)生相互作用（Kelly等，1994；King, 1998; Jeyasingham等，1999）。位于復(fù)合糖末端的唾液酸基團(tuán)越來越引起人們更多的注意，因?yàn)樗鼈儚V泛參與了正常狀態(tài)和病理狀態(tài)下細(xì)胞的生長和發(fā)育，這些糖類在細(xì)胞和分子識(shí)別過程中發(fā)揮著關(guān)鍵

31、的調(diào)控作用。在某些場(chǎng)合下它們可以作為識(shí)別的信號(hào)，在另外一些情況下，它們又可以掩飾細(xì)胞膜和分子上的識(shí)別位點(diǎn)（Schauer,1991）。許多微生物病原菌，包括病毒、支原體、細(xì)菌和原生生物，可以利用細(xì)胞表面的唾液酸黏附在它們各自宿主的細(xì)胞上（Schauer等，1995）。細(xì)胞化學(xué)和生物化學(xué)分析表明，在仔豬產(chǎn)后2周內(nèi)，其腸絨毛表面的膜上和粘液中含高水平的唾液酸粘液（King等，1995）。出生后1日齡仔豬腸道上皮細(xì)胞表面存在高水平的唾液酸可能會(huì)影響腸道微生物區(qū)系的建立。唾液酸能夠掩蓋一些微生物的附著位點(diǎn)，然而，一些病原菌和非病原菌菌株可以分泌唾液酸酶，這使它們能夠突破宿主腸道的防御機(jī)制，產(chǎn)生一些新的

32、結(jié)合位點(diǎn)棲息下來。另外一些豬腸道細(xì)菌可以與唾液酸受體產(chǎn)生機(jī)會(huì)性結(jié)合，如K99型產(chǎn)腸毒素大腸桿菌，能夠引起新生仔豬腹瀉但不能引起成年豬發(fā)病，它能夠表達(dá)一種菌毛黏附素，可以和唾液酸化的糖蛋白和糖脂類相結(jié)合（Mouricout和Julien,1987; Lindahl和Carlstedt, 1990），N羥乙酰神經(jīng)氨乳糖苷神經(jīng)酰胺已經(jīng)被確認(rèn)為是K99的主要受體。這種神經(jīng)節(jié)苷脂類膜物質(zhì)在新生仔豬腸道數(shù)量最大，在發(fā)育過程中逐漸減少（Yuyama等，1993）。輪狀病毒一般是引發(fā)哺乳仔豬嚴(yán)重腸胃炎的原因，病毒早期結(jié)合并進(jìn)入上皮細(xì)胞是輪狀病毒復(fù)制獲得細(xì)胞許可的關(guān)鍵決定因子（Willoughby,1993）。

33、許多動(dòng)物輪狀病毒的易感染性依賴于病毒刺突蛋白（血細(xì)胞凝集素 VP4二聚體）和含唾液酸的受體之間的相互作用。Kuhlenschmidt等（1997）用化學(xué)方法表現(xiàn)了A族豬輪狀病毒相應(yīng)的豬腸細(xì)胞受體的生物學(xué)特性，這種受體是一個(gè)家族的兩種GM3神經(jīng)節(jié)苷脂，一個(gè)包含Neu5Gc(Neu5GcGM3)，另一個(gè)為Neu5Ac(Neu5AcGM3)。值得注意的是，該研究者發(fā)現(xiàn)在仔豬出生后的1個(gè)月里，腸道粘膜上唾液酸受體的數(shù)量下降的非?？臁３擞行庖叻磻?yīng)的缺失，這樣的因素也許有助于解釋仔豬對(duì)于由輪狀病毒引起的嚴(yán)重腹瀉其易感受性隨年齡變化的原因。與此類似，動(dòng)物個(gè)體對(duì)K88大腸桿菌感染的易感受性與斷奶仔豬腸道半

34、乳糖苷受體的產(chǎn)生有關(guān)（Jeyasingham等，1999）。哺乳期仔豬腸道粘膜免疫的發(fā)育研究表明，新生仔豬對(duì)疾病感染有較高的易感性。大多數(shù)觀點(diǎn)認(rèn)為，和成年動(dòng)物相比較，幼齡動(dòng)物細(xì)胞免疫體系的發(fā)育是不完全的。在仔豬出生后的前幾周，細(xì)胞免疫系統(tǒng)應(yīng)答能力逐漸增強(qiáng)，哺乳期幼畜還可以從母體初乳和常乳中接受保護(hù)性的免疫球蛋白。在出生后的幾個(gè)小時(shí)里，胎兒吸收的高水平初乳免疫球蛋白參與了機(jī)體被動(dòng)免疫保護(hù)的最初階段。幼仔所能吸收和消耗初乳的量和初乳中抗體的質(zhì)量及數(shù)量限制著哺乳期幼畜所能獲得的保護(hù)水平。在出生后24小時(shí)內(nèi)，仔豬吸收最佳量的初乳免疫球蛋白，其血清抗體效價(jià)和母豬的相似（Holland,1990）。在免疫

35、球蛋白的同型物中，初乳中主要是IgG，盡管成熟的IgG對(duì)許多組織的病原菌有殺滅作用，但仔豬所攜帶的病原菌一般都在粘膜表面，在這些地方，IgG抗體非常稀少并且大部分不能發(fā)揮作用（Gaskins,1998）。接著，較長時(shí)期的被動(dòng)免疫發(fā)生在初乳形成的末期和哺乳期開始進(jìn)行的一段時(shí)間里，此時(shí)，隨著IgA成為母豬乳中主要的免疫球蛋白，IgG的濃度快速下降（Gaskins,1998）。成熟的IgA可以中和病毒、抑制細(xì)菌附著、使細(xì)菌易受調(diào)理素作用或產(chǎn)生溶菌作用，從而為動(dòng)物提供短期的腸道保護(hù)作用（Porter,1986; Gasking,1998）。盡管哺乳期仔豬可以從母豬發(fā)育完全的免疫系統(tǒng)中獲得局部的保護(hù)作用

36、來對(duì)抗病原菌的浸染，但對(duì)于豬舍中出現(xiàn)的新的致病性微生物，仔豬機(jī)體的免疫系統(tǒng)則很少或沒有抗菌保護(hù)作用。哺乳動(dòng)物產(chǎn)生的數(shù)量最大的免疫球蛋白是IgA，并主要是通過腸道粘膜分泌的。常規(guī)免疫反應(yīng)產(chǎn)生的IgA參與兩類主要效應(yīng)細(xì)胞的作用，分別是T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞。B淋巴細(xì)胞（B2型）可以合成IgA，其在腸系膜淋巴結(jié)Peyer氏結(jié)中首先和抗原結(jié)合。腸道內(nèi)的抗原可以被腸系膜淋巴結(jié)Peyer氏結(jié)上面的特殊上皮細(xì)胞（膜細(xì)胞或M-細(xì)胞）轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)濾泡間區(qū)，在濾泡間區(qū)常駐的抗原遞呈細(xì)胞（巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞）可以把這些抗原遞呈給輔助性T淋巴細(xì)胞（Th），隨后，Th細(xì)胞分泌細(xì)胞因子刺激B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生IgA。在離開淋巴集結(jié)

37、和通過機(jī)體循環(huán)后，IgA+淋巴細(xì)胞又遷移回腸道固有層，在這里它們分化為漿細(xì)胞，并可以分泌大量的抗體。當(dāng)抗原再次進(jìn)入機(jī)體的時(shí)候，漿細(xì)胞會(huì)分泌抗原專一性IgA，并轉(zhuǎn)運(yùn)回腸道內(nèi)腔（Gaskins,1997,1998）。一般然為，盡管新生仔畜和哺乳期仔豬擁有一些B細(xì)胞作用感受器來啟動(dòng)免疫反應(yīng)，但直到哺乳末期或早期斷奶前，它們才會(huì)具備發(fā)育完全的T細(xì)胞，這方面的研究數(shù)據(jù)現(xiàn)在還較少。仔豬出生前，脾、淋巴結(jié)、淋巴集結(jié)和胸腺中已可檢測(cè)到有可產(chǎn)生免疫球蛋白的細(xì)胞存在，出生后，IgM+ B淋巴細(xì)胞的作用范圍增加，并伴隨著IgG+或IgA+ B淋巴細(xì)胞的增加，且具有組織特異性（Bianchi等，1992）。至少在胸腺

38、組織中，B細(xì)胞的同型物轉(zhuǎn)化為IgG和IgA分泌細(xì)胞是不受常規(guī)微生物區(qū)系產(chǎn)生的外部抗原刺激影響的（Cukrowska等，1996）。在仔豬出生后的4周內(nèi)，小腸固有層內(nèi)存在的B淋巴細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞的數(shù)量翻了一番（Bianchi等，1992），在同一時(shí)期，T淋巴細(xì)胞群的分化也發(fā)生了顯著變化，在出生后的第1周，CD4+ T細(xì)胞的數(shù)量顯著增加，而出生后CD8+ T細(xì)胞的數(shù)量卻在下降，直到57周后才有適度的增加（Stokes等，1992；Gaskins, 1998）。盡管新生仔豬T細(xì)胞功能機(jī)制發(fā)育不完全，但幼畜可能會(huì)產(chǎn)生一些防御性的腸道IgA屏障。最近在大鼠上進(jìn)行的研究表明，針對(duì)共生細(xì)菌的蛋白質(zhì)和細(xì)胞壁抗

39、原產(chǎn)生的大量的腸道IgA，可以引起這些細(xì)菌生存的微生物區(qū)系發(fā)生特定的反應(yīng)，但T細(xì)胞或生發(fā)中心的形成與此無關(guān)（Macpherson等，2000）。在動(dòng)物腹膜腔和胸膜腔中發(fā)現(xiàn)了能夠產(chǎn)生IgA的細(xì)胞，即所謂的B1淋巴細(xì)胞。這些B1分化細(xì)胞能夠識(shí)別普遍存在的細(xì)菌抗原如磷酸膽堿及自身抗原如Ig、DNA、紅血球和胸腺細(xì)胞上的膜蛋白（Bao等，1998；Fagarasan和Honjo,2000）。B1細(xì)胞產(chǎn)生的IgA抗體，可以阻止腸道共生的細(xì)菌在全身組織的滲透（Fagarasa和Honjo,2000）。豬B1細(xì)胞有許多和其他哺乳動(dòng)物相同的特性，包括表達(dá)跨膜糖蛋白CD5，這種糖蛋白能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)傳輸（A

40、ppleyard和Wilkie,1998）。在T細(xì)胞依賴性B細(xì)胞（B2）系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化之前，B1體系被認(rèn)為是特異性免疫防御的原始形式。淋巴細(xì)胞的B1亞群出現(xiàn)在個(gè)體發(fā)育的早期，是初生B細(xì)胞體系的主要組成成分（Wuttke等，1997）。進(jìn)一步的工作要對(duì)哺乳期仔豬B1細(xì)胞的功能和特異性腸粘膜IgA對(duì)變化中的腸道共生微生物區(qū)系產(chǎn)生的抗原的感應(yīng)過程進(jìn)行深入研究。仔豬腸道微生物區(qū)系對(duì)腸道免疫功能發(fā)育的影響在母體子宮中胎兒是很少接觸到抗原的，因此，從免疫學(xué)角度來看，健康仔畜出生時(shí)其免疫系統(tǒng)是處于幼稚狀態(tài)的。在出生過程中和出生后仔畜生活早期階段，來自母體和周圍環(huán)境中的微生物開始在仔畜胃腸道棲息下來。在腸道免疫

41、系統(tǒng)解剖形態(tài)和功能擴(kuò)展發(fā)育的過程中，與胃腸道微生物群體的接觸感染是誘發(fā)疾病的主要因素。細(xì)菌抗原在腸道淋巴組織的增殖和發(fā)育過程中發(fā)揮著重要的作用（Brandtzaeg,1996; Helgeland等，1996）。上述發(fā)育特點(diǎn)，已經(jīng)在對(duì)無菌動(dòng)物和攜帶常見菌群動(dòng)物的比較研究中詳細(xì)闡述，值得注意的是，無菌動(dòng)物只能接觸到日糧抗原而不能接觸到細(xì)菌抗原，因此它們只擁有一個(gè)未發(fā)育的免疫系統(tǒng)。在新生仔畜體內(nèi)，一般認(rèn)為適當(dāng)免疫反應(yīng)的產(chǎn)生和免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)育依賴于對(duì)日糧抗原的接觸和最適或正常腸道菌群的發(fā)育（Brandtzaeg,1996）。此外，與抗原接觸后的免疫后果被許多變量所決定，包括動(dòng)物遺傳背景、本性、適當(dāng)

42、時(shí)間和抗原的劑量（Strobel和Mowat,1998）。在豬體內(nèi)，大約有30個(gè)彌散的腸道淋巴結(jié)Peyer氏結(jié)分布在空腸中和回腸上段，在回腸后段則有一條長的連續(xù)分布的結(jié)節(jié)（Binns,1982）?；啬c中這段長的Peyer氏結(jié)是刺激原始免疫球蛋白全部功能啟動(dòng)和隨之發(fā)生的機(jī)體B細(xì)胞庫產(chǎn)生的主要非依賴抗原性場(chǎng)所（Andersen等，1999）?？漳c和回腸上段Peyer氏結(jié)系統(tǒng)的有序生發(fā)中心，是抗原特異性B細(xì)胞產(chǎn)生的重要場(chǎng)所，在這里，通過與具有抗原提呈能力的上皮細(xì)胞的協(xié)作，淋巴細(xì)胞高度發(fā)育。出生后，仔畜腸道活的微生物抗原的存在，不定的影響著Peyer氏結(jié)這兩個(gè)組成部分的發(fā)育。和無菌動(dòng)物相比，無特定病原

43、菌豬（SPF）和普通豬的空腸淋巴結(jié)節(jié)面積顯著增大（Barman等，1997）。相同的研究表明，出生后的第1個(gè)月和第2個(gè)月，無菌豬回腸淋巴集結(jié)濾泡的尺寸增加，然而，在SPF豬和普通豬體內(nèi)，這樣的濾泡的尺寸是沒有變化的。微生物影響淋巴細(xì)胞的表型和功能的機(jī)制尚不清楚，但它們可能參與一些復(fù)雜的調(diào)節(jié)，從而引發(fā)抗原吸收和處理的正常通道的變化。共生的細(xì)菌和病原菌也能直接影響腸道細(xì)胞因子分布型（D.Kelly等，未發(fā)表，Wilson等，1998）這些信號(hào)傳輸分子能夠顯著影響一些免疫參量，如免疫反應(yīng)極化和Th細(xì)胞亞群的發(fā)育（Delespesse等，1998）?，F(xiàn)在的一個(gè)研究趨勢(shì)是，對(duì)新生仔畜腸道粘膜表面產(chǎn)生的不

44、同類型的IgA進(jìn)行區(qū)分。基于實(shí)驗(yàn)中能否檢測(cè)到IgA/抗原交互作用來對(duì)IgA進(jìn)行分類的方法是有些武斷的。抗原特異性IgA是很容易定義的，但使用術(shù)語“天然IgA”就會(huì)有很多混淆。事實(shí)上，天然IgA是指特異性不明的所有IgA，大多數(shù)天然IgA的產(chǎn)生是由一般的刺激引起的，并不需要一定數(shù)量的正常腸道菌群的特異性影響（Cebra,1999）。實(shí)際上，腸道微生物菌群的主要組成部分專一性厭氧微生物是很難（或當(dāng)前不可能）在體外培養(yǎng)的，這也說明完全定義天然IgA的反應(yīng)是很困難的。共生的腸道細(xì)菌在動(dòng)物腸道內(nèi)永久性棲息時(shí)，產(chǎn)生一種自身限制性體液粘膜免疫反應(yīng)。有報(bào)道認(rèn)為，盡管細(xì)菌持續(xù)在腸道存在，針對(duì)腸道共生的細(xì)菌分泌的

45、IgA可以削弱對(duì)Peyer氏結(jié)生發(fā)中心反應(yīng)的慢性刺激（Shroff等，1995；Talham等，1999）。腸道內(nèi)剩余的細(xì)菌不斷被IgA包被（Schroff等，1995），在哺乳期仔豬體內(nèi)，用來包被腸道共生細(xì)菌的IgA可能被來自母體的抗體所補(bǔ)充。確實(shí)，來自母體的IgA對(duì)細(xì)菌的包被也許會(huì)保護(hù)新生仔畜的免疫系統(tǒng)不受微生物抗原的危害，這樣一來，也延遲了天然IgA反應(yīng)的積極發(fā)育（Cebra,1999）。據(jù)初步推斷，維持針對(duì)共生細(xì)菌的低水平的粘膜IgA反應(yīng)，也許被許多原始的不依賴T細(xì)胞性途徑（不同于依賴T細(xì)胞的途徑）所推動(dòng)，通過這樣的途徑，位于自身限制性生發(fā)中心表面的特異性抗共生微生物IgA漿細(xì)胞不斷補(bǔ)

46、充到腸道固有層（MacPherson等，2000）。仔豬斷奶后的腸道發(fā)育功能概況在過去的50年里，仔豬的斷奶年齡已經(jīng)從1012周齡減少到當(dāng)前的35周齡（Nabuurs,1998）。斷奶在豬的生命過程中是個(gè)很大的應(yīng)激，斷奶后仔豬必須很快適應(yīng)周圍環(huán)境和日糧營養(yǎng)的變化。斷奶過渡時(shí)期一般伴隨著對(duì)腸道形態(tài)不利的變化，包括腸絨毛高度的降低、絨毛變寬、隱窩變深、吸收能力下降、刷狀緣酶活性降低等（McCrachen等，1999）。養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)的一個(gè)主要問題是制定出經(jīng)濟(jì)可行的促生長日糧，從而減輕仔豬從攝食母乳到代乳料過渡期間的不適（Thacker,1999）。除了滿足斷奶仔豬的營養(yǎng)需要，仔豬日糧日益注重對(duì)腸道微生物

47、演替的調(diào)節(jié)功能，使之能夠穩(wěn)定共生的微生物區(qū)系，改善機(jī)體免疫功能，提高仔豬對(duì)疾病的抵抗力。斷奶仔豬腸道結(jié)構(gòu)和功能一些不明因素可能參與了與斷奶有關(guān)的豬腸道形態(tài)的變化，盡管斷奶后腸絨毛萎縮部分是由于把仔豬和母豬分離和把仔豬移到新的圈舍造成的應(yīng)激所引起的，但越來越多的證據(jù)表明，在斷奶過渡期，腸絨毛萎縮程度和仔豬飼料采食量的減少程度是密切聯(lián)系的（Beers-Schreurs等，1998）。這些變化可能會(huì)引起斷奶仔豬發(fā)生營養(yǎng)吸收障礙，產(chǎn)生脫水、腹瀉和腸道感染（Cera等，1988；McCrachen等，1999；Zijlstra等，1999）。對(duì)斷奶前仔豬進(jìn)行誘食，使其采食適量的開食料對(duì)減少斷奶過渡期仔豬

48、腸道形態(tài)和功能發(fā)生的不利變化是有益的（Makinde等，1997）。已有研究表明，在哺乳期對(duì)仔豬進(jìn)行補(bǔ)料，可以減少斷奶后腸絨毛萎縮的程度（Nabuurs等，1993）。斷奶前后仔豬的生理特點(diǎn)，主要表現(xiàn)為主要器官的發(fā)育變化和由日糧改變引起的腸道刷狀緣酶表達(dá)的變化。因此，乳糖酶根皮苷水解酶、用來水解乳中乳糖的刷狀緣糖苷酶的比活性（單位組織物質(zhì)的酶活性）在仔豬3周齡時(shí)最高，但在斷奶期內(nèi)迅速降低。斷奶仔豬腸道生長可以補(bǔ)償乳糖酶比活性的損失，豬腸道總的消化能力可以勝任仔豬正常采食的日糧負(fù)荷（Kelly,1998）。和乳糖酶活性的降低形成對(duì)比，能夠消化谷物中碳水化合物的蔗糖酶和麥芽糖酶的活性在出生時(shí)很低，

49、隨著日齡增加其活性穩(wěn)定提高，幼年時(shí)這些酶的活性一般只有它們消化能力成熟后酶活效價(jià)的50%（Jensen等，1997）。豬腸道內(nèi)乳糖酶和其他微絨毛上的酶的轉(zhuǎn)錄水平調(diào)節(jié)機(jī)制還不是十分清楚，因此，在斷奶期觀察到的乳糖酶、蔗糖酶、異麥芽糖酶等的表達(dá)，其相應(yīng)的調(diào)控因素至今還沒有令人滿意的解釋。斷奶后配制的開食料中的組分，至少可以促進(jìn)胰腺和小腸中糖酶和蛋白酶酶活的發(fā)育（Kelly,1998; Aumaitre, 2000）。給蛋白質(zhì)營養(yǎng)不良的豬飼喂高碳水化合物的日糧，乳糖酶根皮苷水解酶mRNA的豐度會(huì)低于營養(yǎng)狀況良好的豬（Dudley等，1997）。人們提出了許多飼喂方法，來維持仔豬斷奶期間的日糧采食量和

50、小腸內(nèi)最適的結(jié)構(gòu)和功能。分階段飼養(yǎng)法的應(yīng)用使仔豬從斷奶前攝食高脂肪、高乳糖的液體母乳逐漸過渡到采食由谷物和大豆粉組成的低脂肪、低乳糖、高碳水化合物的日糧。在開食料中添加乳蛋白粉，可以使日糧營養(yǎng)平衡并具有較高的可消化性，幫助減輕由斷奶引起的食欲減退對(duì)仔豬的影響。給斷奶后的仔豬飼喂牛奶，可以保持腸道內(nèi)絨毛的高度和隱窩的深度，并提高二糖的消化率和單糖的吸收率（Pluske等，1996）。在美國和其他的一些地區(qū)，噴霧干燥動(dòng)物血漿被作為一種蛋白源應(yīng)用于斷奶仔豬日糧。應(yīng)用證明，豬血漿產(chǎn)品能夠顯著增加仔豬采食量、生長率，并間接地改善日糧轉(zhuǎn)化效率。在斷奶后的仔豬日糧中添加噴霧干燥血漿，也可以抑制和斷奶有關(guān)的局

51、部炎癥反應(yīng)，從而減少滲透到粘膜固有層的白細(xì)胞（Jiang等，2000）。普遍應(yīng)用動(dòng)物血清產(chǎn)品所帶來的危及人體健康的風(fēng)險(xiǎn)，還未被充分研究論證。斷奶后，豬食物中的乳糖被一些復(fù)雜的碳水化合物所取代，這就需要腸道有相應(yīng)的酶類對(duì)其進(jìn)行初步的水解，然后再由刷狀緣的水解酶水解余下的部分，并釋放出其單糖組分（Puchal和Buddington.1992）。斷奶后仔豬腸道中存在較高的蔗糖酶和麥芽糖酶活性，相應(yīng)地，腸細(xì)胞膜頂部對(duì)葡萄糖和果糖有較高的轉(zhuǎn)運(yùn)效率（Puchal和Buddington,1992）。斷奶后豬腸道內(nèi)載體介導(dǎo)的氨基酸的吸收顯著降低，這與育成豬日糧中低蛋白質(zhì)含量的轉(zhuǎn)換是一致的（Buddington

52、等，2001）。但斷奶后載體介導(dǎo)的賴氨酸的吸收的增加是個(gè)例外，或許是因?yàn)橘嚢彼崾窃缙跀嗄套胸i主要的限制性氨基酸，可顯著影響其生長性能的發(fā)揮（Thacker,1999）。在斷奶仔豬體內(nèi)，可能會(huì)對(duì)特殊的轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，以此來與日糧的攝入和機(jī)體對(duì)氨基酸的需要相適應(yīng)（Buddington等，2001）。斷奶后，豬小腸內(nèi)液體和電解質(zhì)的凈吸收會(huì)暫時(shí)減少（Nabuurs等，1994）。仔豬斷奶后腸道微生物和粘膜之間的相互作用新生仔畜腸道的發(fā)育，涉及廣泛的上皮細(xì)胞增殖和細(xì)胞分化，包括酶表達(dá)的變化、受體和轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的發(fā)育。與日齡相關(guān)的腸道糖基化變化在由日糧組成及共生菌和病原菌引起的腸道相應(yīng)受體特性的變化中起著重

53、要的作用（Kelly等，1992a; Stewart等，1993）。產(chǎn)腸毒素的大腸桿菌的感染一般是引起仔豬斷奶后下痢的原因。這些感染的誘病因素包括：母豬乳中保護(hù)性IgA的中斷和其他細(xì)菌因子的存在，水和日糧攝入不足，胃酸分泌不足，腸道微生物區(qū)系紊亂，粘膜和粘蛋白中作為腸病原菌結(jié)合位點(diǎn)的復(fù)合糖的產(chǎn)生（Kelly等，1994；Thacket,1999; Kelly和Coutts, 2000; Kelly和King, 2001）。斷奶后機(jī)體營養(yǎng)不良，會(huì)因營養(yǎng)發(fā)育不足而對(duì)腸道屏障和免疫機(jī)能造成威脅，導(dǎo)致感染的發(fā)生，同時(shí)，感染又反過來影響日糧的攝入和吸收，造成機(jī)體內(nèi)部養(yǎng)分損失（Calder和Jackson

54、, 2000）。Niewold等（2000）認(rèn)為，腸道局部缺血是引起斷奶后仔豬腹瀉的重要誘病因素，腸道血液供應(yīng)不能夠滿足腸道快速生長的代謝需要，此時(shí)腸道正在進(jìn)行大量再生性絨毛修復(fù)補(bǔ)充。有人認(rèn)為，局部缺血會(huì)引起腸道酸中毒，并增加腸道對(duì)產(chǎn)腸毒素大腸桿菌毒素的滲透性（Niewold等，2000）。 環(huán)境因素、日糧變更、宿主生理的內(nèi)在變化、腸內(nèi)養(yǎng)分和腸道微生物區(qū)系組成的相互作用，影響著斷奶仔豬腸道內(nèi)的微生物演替（Stewart等，1993；Mackie等，1999）。幼畜斷奶后，腸道內(nèi)專性厭氧細(xì)菌的數(shù)量開始占主導(dǎo)地位，大腸桿菌和腸道球狀細(xì)菌的數(shù)量開始下降（Conway, 1997），厭氧性細(xì)菌的增加尤

55、其在豬腸道的后腸最為明顯，在回腸中同樣也發(fā)現(xiàn)很高水平的這樣的細(xì)菌。小腸中的微生物會(huì)和宿主競(jìng)爭(zhēng)那些易消化的養(yǎng)分，由于微生物在胃和小腸中的發(fā)酵，多達(dá)6%的豬日糧凈能會(huì)被消耗掉（Jensen,1998）。然而，在育成豬體內(nèi)有5%到20%的總能是由大腸內(nèi)的微生物發(fā)酵提供的（Jensen,1998; Anderson等，2000）。幾十年來，日糧添加抗生素一直用于提高家畜的生長性能。令人奇怪的是，抗生素產(chǎn)生這些有利影響的準(zhǔn)確機(jī)制至今仍不清楚。Anderson等（2000）最近報(bào)道，抗生素產(chǎn)生促生長作用的實(shí)質(zhì)是它們可以減少腸道細(xì)菌數(shù)量并隨之改變豬小腸上皮細(xì)胞的功能，然而大腸內(nèi)微生物數(shù)量的變化，對(duì)整個(gè)動(dòng)物機(jī)

56、體生長的影響較小。在動(dòng)物飼料中應(yīng)用阿維菌素和維吉尼霉素作為生長促進(jìn)劑，就和其抗菌抑菌的治療作用有關(guān)，有人擔(dān)心，這樣一來，會(huì)增強(qiáng)細(xì)菌的抗藥性，增加人類疾病治療的難度（Jensen,1998）?，F(xiàn)在，歐洲的許多國家已經(jīng)禁止在動(dòng)物飼料中添加作為生長促進(jìn)劑的抗生素。這類添加劑的終止使用，會(huì)深刻影響斷奶仔豬腸道的形態(tài)和生理。歐洲的幾個(gè)研究中心正在研究在豬產(chǎn)業(yè)中維持動(dòng)物生長和健康的替代方法。Mikkelsen和Jensen（2000）研究了用發(fā)酵流質(zhì)飼料飼喂斷奶后的仔豬對(duì)其腸道內(nèi)微生物組成和活性的影響，這樣的飼料（包含高水平的乳酸和乳酸菌）能降低胃pH，降低小腸內(nèi)的微生物活性，減少整個(gè)胃腸道內(nèi)腸細(xì)菌（包括

57、大腸菌）的數(shù)量。進(jìn)一步的研究需要明確是否飼喂發(fā)酵液能抑制微生物的發(fā)酵和輔助防止斷奶仔豬小腸內(nèi)大腸桿菌性腹瀉。斷奶豬腸道糖生物學(xué)和微生物致病機(jī)理與動(dòng)物斷奶前相比，斷奶仔豬腸道內(nèi)粘蛋白的產(chǎn)生量增加（Pestova等，2000）。上皮細(xì)胞分泌的粘蛋白是消化道粘液主要的糖蛋白成分，包被在胃腸道粘膜的表面。它們能夠保護(hù)上皮細(xì)胞不被感染，防止其脫水和發(fā)生物理或化學(xué)損傷及幫助食糜通過消化管道（Perez-Villar和Hill,1999）。因此，粘蛋白的產(chǎn)生是對(duì)腸道上皮細(xì)胞的一種重要的先天性保護(hù)措施。但如果粘蛋白的產(chǎn)生量過多，也許會(huì)減少養(yǎng)分的吸收（Satchithanandam等，1990）。日糧和腸道微生

58、物區(qū)系的組成及它們之間的相互作用會(huì)影響道腸道粘蛋白的組成和功能特性（Sharma等，1995）。正常腸道細(xì)菌中特異性的菌株，可以產(chǎn)生糖苷酶和糖硫解酶，這些酶能參與粘蛋白中糖蛋白糖鏈的降解，釋放出其單糖組分，可以作為其他腸道菌群的養(yǎng)分來源。這些功能的分化，通過專門的細(xì)菌產(chǎn)生特異性的酶，可以營造一個(gè)微生態(tài)小環(huán)境，能有利于腸道細(xì)菌生態(tài)系統(tǒng)多樣性發(fā)育。細(xì)菌和粘膜的交互作用會(huì)導(dǎo)致粘蛋白肽鏈基因表達(dá)的改變，例如益生菌株乳酸菌能夠通過提高腸道粘蛋白MUC2和MUC3的表達(dá)，來抑制有害細(xì)菌對(duì)腸道的附著（Mack等，1999）。糖基化是支配細(xì)菌對(duì)腸道粘蛋白附著的主要因子。在斷奶豬中，動(dòng)物個(gè)體會(huì)由A、O血型的不同

59、，其相應(yīng)分泌腺的變化會(huì)改變其所分泌的粘蛋白的主要糖蛋白模式。因此，在O-分泌腺豬體內(nèi)的粘蛋白寡糖鏈末端的鍵上海藻糖的水平很高，A-分泌腺豬中雖然有同樣水平的海藻糖，但此糖大部分被末端鍵的N-乙酰半乳糖胺所修飾（King,1995; King等，1995）。在動(dòng)物個(gè)體小腸的不同區(qū)域，甚至在同樣的腸絨毛的不同部位，粘蛋白的糖基化都常常是有顯著差異的。隱窩底部未成熟的杯狀細(xì)胞能分泌含較少唾液酸的中性粘蛋白，當(dāng)這些細(xì)胞成熟并遷移到絨毛頂部后，其分泌的粘蛋白便是經(jīng)唾液酸酸化過了的（King,1995）。動(dòng)物與動(dòng)物之間和同種動(dòng)物不同部位間粘蛋白表型的差異，可能反映在與粘蛋白有關(guān)的微生物區(qū)系組成上，除了常在

60、菌群，一些產(chǎn)腸毒素的大腸桿菌種群也會(huì)黏附在斷奶仔豬粘蛋白的糖蛋白或糖脂上（Blomberg等，1995；Dean-Nystrom和Samuel,1994）。這些聯(lián)系間準(zhǔn)確的意義還不清楚，但最近的觀點(diǎn)認(rèn)為，粘蛋白屏障可以減少病原菌在腸道絨毛膜表面的定植（Pestova等，2000）。在豬和其他哺乳動(dòng)物斷奶時(shí)期，腸道內(nèi)粘膜和粘蛋白中糖蛋白的海藻糖基化水平增加（King,1995）。有證據(jù)表明，雖然這樣的糖基化的發(fā)生是程序化發(fā)生的，但也易受日糧變化和斷奶的影響（Kelly和King,1991; Kelly等，1993）。在日糧中添加半乳糖可以導(dǎo)致斷奶后仔豬體內(nèi)粘蛋白糖基化的變化，這個(gè)變化可能會(huì)限制微