陈代文:战“疫”形势下提高猪抗病力的营养措施

来源: 中国畜牧杂   作者:    时间: 2020-03-19

毫无疑问,2020年新冠肺炎疫情的急剧爆发与非洲猪瘟疫情的常态化存在,给中国生猪业带来巨大的防疫压力,猪业从业者的生物安全意识创历史新高。在稳产保供的主旋律之下,猪群的抗病力及营养调控引起高度关注。

3月17日,由中国畜牧兽医学会动物营养分会理事长、四川农业大学副校长陈代文教授带来的“战‘疫’形势下提高猪抗病力的营养措施”讲堂在10000多位在线观众的热切期待中,正式开讲。《中国畜牧杂志》编辑就现场直播内容整理文字如下,以供参考。

猪群健康的最佳武器是免疫力,最佳药物是营养。

——陈代文

一、动物健康机制

动物抗病力的高低与机体的健康水平密切相关,可分为一般抗病力与特异抗病力。动物健康是一个复杂的过程,健康状态取决于两种力量博弈的结果,一种力量是动物自身的抗病机制(包括结构屏障、特异/非特异性免疫、肠道菌群调节),另一种则是外来的致病因子的破坏作用。动物健康通常用组织细胞的结构完整、功能正常、外观表现及生产水平来进行评估。

在影响健康的众多因素中,要高度重视以下几个方面:第一,确保细胞结构的完整,这是抗病的前提;第二,重视免疫反应,这是抗病的核心;第三,重视肠道健康,这是抗病的重点;第四,重视自由基平衡,这是抗病的关键。从分子水平上来看,有一些抗病基因与动物的抗病力直接相关,这些基因包括受体类基因、免疫相关基因和信号传导基因。研究发现,不同抗病力的猪,其抗病基因的表达也有不同。

综合来看,营养可以通过影响或调控抗病机制来干预致病因子的作用,促进免疫系统的发育和功能,同时保护肠道健康,修复受损的组织细胞,从而维持机体的健康。因此,团队于2005年提出了“营养抗病”的理念,通过十几年的研究,形成了一套基于营养—肠道微生物—宿主互作、以营养与免疫为核心的抗病营养理论,通过诸多营养原理来实现生产中饲料配置营养结构平衡以及饲喂方式科学合理的问题。

二、营养与免疫

影响动物免疫功能和免疫反应的因素很多,包括病原微生物、营养缺乏、管理不善、畜舍环境不佳、霉菌毒素、水质不良等诸多因素,所有因素都会通过影响免疫来发挥作用。其中,营养与免疫的关系主要包括两个途径,第一是营养会影响免疫系统的发育或免疫功能的发挥;第二,免疫反应启动会影响营养代谢,同时也影响营养的需要。因此,在合理的营养状况下,一定能够保持最佳的免疫力,也一定可以缓解免疫反应带来的危害。

研究发现,营养素及水平、营养源、添加剂均可以通过宿主或微生物来影响免疫系统的发育、免疫分子的形成以及免疫反应的效果。任何养分的严重缺乏、长期整体营养不良都会损伤免疫系统的发育和免疫力;而对于大部分养分,保证最佳免疫力的需要量高于生产性能的需要量。此外,养分种类不同对免疫机能的影响模式不同。以蛋白质为例,可消化蛋白适度低水平较为有利,部分氨基酸适度地提高对免疫力提高有一定好处。

另一方面,一旦免疫反应启动,机体的营养代谢都会发生相应的变化,大部分细胞因子会介入到这些变化过程中。综合现有的诸多研究可知,增强免疫力、减轻免疫应激危害的营养措施包括以下几个要点:一、适度降低蛋白质水平;二、增加SAA、Thr、Trp、Val、Arg、Gln水平;三、消除抗原蛋白,降低豆粕用量;四、降低饱和脂肪水平,使用中链脂肪酸,增加PUFA;五、提高维生素A、维生素D、维生素E、维生素C、维生素B2、维生素B6、叶酸、生物素水平;六、添加K、Mg、Cr,使用有机Zn、Se,控制Fe、Cu;七、合理使用添加剂;八、应激期降低饲料供给量。

三、营养与肠道健康

肠道是非常复杂的组织器官,肠道不同的部位功能也有所不同,环境也不一样。肠道的整体环境称之为微生态环境,微生态环境的稳定对肠道微生物功能的发挥有着重要作用。一旦稳定打破,机体的健康就会受到影响。

营养素、营养源、添加剂、采食量、加工饲喂等营养要素都会影响动物的肠道健康。碳水化合物与肠道健康是当前的难点和热点。在油脂方面,试验证明了椰子油对仔猪的促生长效果显著优于鱼油和猪油,尤其在大肠杆菌攻毒情况下,使用椰子油可以缓解大肠杆菌对肠道的破坏作用。

四、营养与病原性致病因子

所有的病原微生物都是通过宿主或肠道微生物共同作用,在一定信号途径的介导下,影响免疫反应与结构屏障。系列研究结果显示,动物在受到病原微生物攻击时,其生产性能下降,免疫机能下降,但随着在饲料中添加维生素、氨基酸等营养物后,动物的健康呈现出剂量性的好转。由此可见,营养的优化对疾病发生发展的过程有着良好影响。

以维生素为例。经试验证实,添加NRC水平维生素A能改善仔猪健康,但对生长性能无影响;PRRSV应激状态下,补充5倍NRC维生素C的仔猪生长性能更佳。轮状病毒感染增加对维生素D3的消耗,高剂量维生素D3可抑制轮状病毒复制及其毒素的产生,改善仔猪抗病能力,提高生长性能,维生素D3对应激猪代谢的改善作用在DLY猪上作用更为明显。此外,生物素、壳寡糖、复合添加剂等均可不同程度提高机体的免疫力。

对于目前仍然存在的非洲猪瘟病毒,查阅文献得知,非洲猪瘟主要的靶细胞是单核细胞(巨噬细胞、树突细胞),因此非洲猪瘟的清除和疫苗的保护机制必须激活CD8+T细胞介导的细胞免疫。而CD8+T细胞的激活则依赖于TH1型细胞因子,产生干扰素-r。因此,目前可以通过优化营养结构、添加血浆蛋白粉、植物多糖、维生素、氨基酸、功能性添加剂、控制锌铁添加量等营养手段来保护肠道粘膜,增加CD8+T细胞,提高TH1免疫反应,增加IFN-γ,提高机体对非洲猪瘟的抗病力。

五、营养与饲料源性致病因子

饲料中,最大的问题当属霉菌毒素污染。饲料中霉菌毒素的检出率很高,霉菌毒素进入动物体内不仅会降低动物的生长性能,还会破坏动物的免疫功能,降低疫苗保护效果,造成免疫抑制,内脏器官损伤,甚至死亡。霉菌毒素发挥毒性的机制之一是破坏氧化还原平衡,依据该机制,可在原料中添加霉菌毒素吸附剂,在饲料中添加Gln、维生素E、茶多酚、甘露寡糖、酵母壁等减少毒素吸收,从而增强抗氧化能力与免疫力。

其次,是氧化应激问题。天然饲料会因各种因素导致脂质的氧化、自由基过量,进入机体以后诱导氧化应激的发生,从而破坏了肠道健康与免疫机能。对此,可添加一些维生素E、酵母硒、氨基酸等来缓解氧化应激的危害。

六、提高抗病力的综合营养措施

如果把上述的基础研究综合在一起,形成有用的技术,必须要注重以下几个方面的研究:

第一,确定抗病营养需求的参数。营养供给过多或过少都不利于动物的健康。具体的抗病营养参数可在2020年即将出版的《猪抗病营养理论与实践》中查询到,书中的参数总数达到上百个。

第二,一定要把营养源选好。理想的营养源应该满足以下标准:完全适合消化生理,不增加消化负担;满足肠道营养和微生物营养需要;不增加肝脏转化和肾脏排放负担,能量消耗低;有利于养分周转效率,利用率和沉积率高;对消化道和机体无负面作用。选择营养源时,切记两个经验,第一,就肠道保健而言,营养源比营养水平重要。第二,就生长性能而言,复杂饲粮优于简单饲粮。

第三,优化添加剂组合。就抗生素替代而言,目前评估的有机酸、维生素、酶制剂以及益生菌等都具有一定的正面促生长效果,核心是如何把这些添加剂用好。需要注意的是,酶制剂一直被认为是促进消化的添加剂,实际上,酶制剂与肠道健康密切相关。使用酶制剂,肠道内的病原微生物会大量下降。

第四,优化营养结构,配置全价全局饲料。营养要素间的平衡是饲料配置的核心技术。营养平衡主要指营养结构的平衡,包括各种营养素、营养源、添加剂及计量水平的平衡,这也是全价饲料的核心,也是一项系统工程。所谓全局饲料,是指生产全程各饲料之间的系统平衡,包括若干全价饲料。

第五,配合饲料调制与发酵。对猪来说,尤其对仔猪和泌乳母猪,流体饲喂是有明显好处,饲喂流体饲料,可增加采食量,提高消化率,降低腹泻,同时降低畜舍氨气浓度。此外,饲喂前,对饲料进行发酵处理,可改造饲料化学结构,产生生物活性物质。

第六,菌群移植显著缓解实验性肠炎。当营养调控不能发挥作用时,可考虑用菌群移植来维持机体的健康。