丁酸梭菌对动物肠道防御功能A

丁酸梭菌对动物肠道防御功能的影响前言丁酸梭菌对动物生长性能的影响丁酸梭菌对动物肠道上皮的影响丁酸梭菌对动物肠道微生态的影响丁酸梭菌对动物免疫的影响结语参考文献主要英文缩写符号SCFA：短链脂肪酸TWG：总增重DSS：右旋葡聚糖硫酸钠DWG：日增重MPO：髓过氧化物酶RWG：相对增重率PCNA：增生扩散细胞抗原SGR：特异性生长率PO：酚氧化酶FUE：饲料利用率ACP：酸性磷酸酶FCR：饲料转化率NNE：新生婴儿坏死性结肠炎一、前言1、丁酸梭菌的来源和形态（资料来源：赵建新等,2002）1933年首次发现革兰氏阳性厌氧型芽孢杆菌1935年首次分离人的粪便和土壤2、丁酸梭菌的特性基本特性资料来源宿主敏感性Michel等,1985不同肠段的定植能力不同Michel等,1985;Okamoto等,2000稳定性强（体内，体外；抗生素）Seki等,20033、研究进展研究内容动物试验结果应用资料来源生长性能鮸鱼医药（治疗腹泻、肠炎、结肠癌等）饲料工业（微生态制剂）SongZengfu等,2006;Han等,1984;Sakai等,1995;Gwenaelle等,1999;Araki等,2000;Okamoto等,2000;Sakata等,2003;Seki等,2003;Michel等,1985;张达容，1999;赵熙等,1999;鸡鼠肠上皮细胞更新鸡、鼠肠道微生态平衡虹鳟、硬头鳟、人、鼠免疫刺激虹鳟、硬头鳟、鮸鱼、鼠、鸡应用效果丁酸梭菌肠道防御功能物理屏障生物屏障免疫屏障二、丁酸梭菌对动物生长性能的影响丁酸梭菌对鮸鱼生长性能的影响（资料来源：SongZengfu等,2006）SGR(%)TWG(g)DWG(g)RWG(%)FUE(%)FCR对照组0.3148.500.8618.0028.003.40CB10.4363.501.1326.9037.802.64CB20.4568.701.2029.1040.872.93CB30.5582.101.4736.3049.202.18CB40.5897.301.6239.2054.201.89（注：CB1103CFU/g；CB2105CFU/g；CB3107CFU/g；CB4109CFU/g；试验周期为11周）表明：丁酸梭菌能提高动物生长性能。CB4109CFU/g此外，Han（1984）的研究也发现丁酸梭菌可以促进鸡的生长。但是Michel(1985)研究发现无菌健康鸡口服丁酸梭菌后，生长受阻。Araki等（2000）研究也发现日粮添加丁酸梭菌后患结肠炎小鼠增重无变化。分析原因实验动物菌种试验期试验结果资料来源种类体重/年龄来源用量无菌鸡2-50日龄患病婴儿粪便108CFU/g活菌4周生长Michel等,1985患肠炎小鼠12周龄M5885×104cells/g活菌8天生长Araki等,2000导致差异的因素：菌种来源与用量、动物种类与年龄、试验期等。（注：M588日本米雅利桑株式会社生产的酪酸梭菌制剂(米雅片)）消化吸收总之促进生长丁酸梭菌保护肠道结构、功能三、丁酸梭菌对动物肠道上皮细胞的影响3.1物理屏障与上皮细胞物理屏障上皮细胞黏液（由杯状细胞分泌）吸收细胞杯状细胞丁酸梭菌对小鼠结肠黏膜损伤的影响表明：丁酸梭菌能防止小鼠结肠黏膜受损。3.2丁酸梭菌对肠上皮细胞的影响（资料来源：Okamoto,2000）（资料来源：Araki,2000）丁酸梭菌对小鼠结肠中PCNA的影响表明：丁酸梭菌促进动物上皮细胞增殖和修复。PCNA是反映细胞增殖的一个指标，与细胞增殖和DNA合成有关。PCNA的增多预示着细胞修复的可能性高，细胞增殖力强。（资料来源：Okamoto,2000）3.2丁酸梭菌对肠上皮细胞的影响分析原因（注：NNE新生儿坏死性盲肠炎）2-50日龄鸡无菌健康患NNE婴儿的粪便乳糖动物年龄动物种类动物状况菌种来源丁酸梭菌的使用效果受动物种类、年龄、健康，丁酸梭菌的来源和日粮组成等多种因素的影响。Michel等（1985）研究发现丁酸梭菌会诱发无菌健康鸡患盲肠炎。不一致的报道日粮组成对比试验乳糖酶总之丁酸梭菌保护动物肠道上皮细胞。丁酸梭菌黏膜损伤上皮细胞修复、再生保护上皮细胞丁酸梭菌保护肠上皮细胞肠腔上皮细胞分泌HCO3-分泌黏液跨膜电位H+Na+HCO3-3.3丁酸梭菌保护肠上皮细胞的主要方式H+丁酸梭菌丁酸梭菌对动物肠上皮细胞的自我保护方式的影响直接间接A、丁酸梭菌对肠上皮细胞的直接保护作用上皮细胞丁酸梭菌丁酸梭菌病源菌病源菌病源菌方式一丁酸梭菌的占位性保护。A、丁酸梭菌对肠上皮细胞的直接保护作用丁酸梭菌上皮细胞ATP葡萄糖甘油增殖分化物质代谢SCFA方式二表明：丁酸梭菌为动物肠上皮细胞生命活动提供能量。（资料来源：Andaloussi等,1997;Amans等,2000）CB用量试验动物试验期乙酸丙酸丁酸乳酸资料来源M5882.34×108CFU/g患DSS肠炎鼠(10周龄)17d26.8%B26.7%B7.1%B10.6%C11.4%C19.3%COkamoto等,2000M5885×104cells/g患DSS肠炎鼠(12周龄无特定病原)8d25.0%A25.0%A21.3%A59.2%AAraki等,2000表明：丁酸梭菌能增加动物肠道SCFA含量，尤其是丁酸含量。（注：CB丁酸梭菌M588；A排泄物；B盲肠；C结肠；红色数字表增加；黑色数字表下降）39.5%B24.1%CB、丁酸梭菌对肠上皮细胞的间接保护作用小鼠结肠黏膜损伤面积与排泄物SCFA的关系-1012345670204060排泄物中SCFA的浓度(*10-6mol/gfeces)结肠黏膜损伤面积(cm-2)B、丁酸梭菌对肠上皮细胞的间接保护作用（资料来源：Araki等,2000）表明：丁酸梭菌的代谢产物SCFA能防止动物肠道黏膜受损。SCFA上皮细胞修复、再生肠道蠕动黏膜血流量分泌HCO3-吸收Na+表明：SCFA为肠上皮细胞的修复和再生提供营养。（资料来源：Araki等,2000;Okamoto等,2000;Seki等,2003）B、丁酸梭菌对肠上皮细胞的间接保护作用刺激？方式一上皮细胞SCFACl-/HCO3-SCFA/HCO3-Na+HCO3-cAMP酶cAMPNa+泵Na+SCFA表明：SCFA刺激上皮细胞分泌HCO3-、吸收Na+。（资料来源：Vidyasagar等2004；Mark等,2001）B、丁酸梭菌保护肠上皮细胞的间接作用H+体外体内方式二体内物理屏障小结丁酸梭菌SCFA上皮细胞修复、再生分泌HCO3-吸收Na+营养四、丁酸梭菌对动物肠道微生态的影响4.1生物屏障与肠道微生态有益菌群（乳酸菌、双歧杆菌等）生物屏障有害菌群（大肠杆菌、沙门氏菌等）排斥入侵、抵御侵袭刺激抗体，抵抗攻击4.2丁酸梭菌对肠道有益菌群的影响在体内CB用量试验动物试验时间试验结果资料来源口服CBM5883g/d(7.8×107CFU/g)患肠炎小鼠(10周龄)17d盲结肠中乳酸菌、双歧杆菌、肠杆菌Okamoto等,2000灌胃CB(0.4×105CFU/g)健康小鼠(18~22g)21d粪便中乳酸菌、双歧杆菌、肠球菌、肠杆菌赵熙等,1999口服CB3g/d(0.4×105CFU/g)健康人(25~60岁)10d口服CB制剂(3g/d)肠炎患者(19~56岁)14d粪便中乳酸菌、大肠杆菌张达容等,1999在体外朱晓慧等（2004）研究发现丁酸梭菌在体外能与双歧杆菌、嗜酸乳杆菌和粪链球菌共生，并促进有益菌的增殖。表明：体内或体外，丁酸梭菌促进动物肠道有益菌的增殖。4.3丁酸梭菌对动物有害菌群的影响在体内丁酸梭菌对虹鳟和硬头鳟(10-50g)血液、肝脏和肾脏中弧菌的影响（资料来源：Sakai等,1995）丁酸梭菌清蛋白表明：体内，丁酸梭菌抑制动物体内有害菌的增殖。丁酸梭菌；丁酸梭菌和羊毛二烯；羊毛二烯；对照（资料来源：Takahashi等,2000）在体内此外，张达荣等（1999）和赵熙等（1999）研究发现肠炎患者或健康人口服丁酸梭菌后，肠道肠杆菌或产气荚膜杆菌明显降低。丁酸梭菌对小鼠(8w)胃中幽门螺旋杆菌的影响(体内)在体外表明：在体外，丁酸梭菌抑制动物肠道有害菌的增殖。BHI10%FCS（脑心浸液琼脂肉汤-10%胎牛血清）；25%CB（PH5.8）；25%CB（PH7.2）；50%CB（PH5.2）；100%CB（PH7.2）；100%CB（PH4.8）；ND，未检测到（资料来源：Takahashi等,2000）其他的研究也发现丁酸梭菌在体外与猪大肠杆菌、鸡大肠杆菌和鸡白痢沙门氏菌具有很强的拮抗作用。（唐宝英等,2005）丁酸梭菌对幽门螺旋杆菌的影响(体外)因此丁酸梭菌有益菌群有害菌群丁酸梭菌在体内或体外都能促进有益菌增殖，抑制有害菌生长。微生态平衡丁酸梭菌微生态平衡4.4丁酸梭菌维持肠道微生态平衡的可能方式有益菌丁酸梭菌有害菌厌氧环境争夺营养占位性保护增加定植抗力表明：丁酸梭菌通过促进有益菌增殖，竞争抑制有害菌的生长。（资料来源：Sakai等,1995;Takahashi等,2000）机制未明方式一营养方式二肠腔SCFA肠上皮细胞PH有益菌有害菌肠道蠕动有益菌有益菌丁酸梭菌表明：丁酸梭菌的代谢产物SCFA通过降低肠道PH，促进肠道蠕动，抑制有害菌生长，维持微生态平衡。（资料来源：Michel等,1985;Mathers和Dawson1991;ElOufir等,1996;Lewis和Heaton1997;Takahashi等,2000)排出肠腔生物屏障小结丁酸梭菌SCFA能量营养有害菌群有益菌群PH肠道蠕动五、丁酸梭菌对动物免疫的影响5.1丁酸梭菌对动物非特异性免疫的影响血清皮肤黏液ACP(U/ml)PO(U/ml)溶菌酶(U/ml)溶菌酶(U/ml)对照组6.93.9333140CB16.613.6475156CB27.118.9526317CB37.425.9813716CB48.96.9782786丁酸梭菌对鮸鱼血清和皮肤粘液溶菌酶及血清PO、ACP的影响（资料来源：SongZengfu等,2006）表明：丁酸梭菌能刺激鮸鱼的非特异性免疫,且呈剂量依赖关系，在CB为107CFU/g时，免疫刺激最明显。（注：CB1103CFU/g；CB2105CFU/g；CB3107CFU/g；CB4109CFU/g；a,b,c,dp＜0.05;试验周期为11周）CB3107CFU/g巨噬细胞防御酶丁酸梭菌对小鼠结肠MPO的影响表明：丁酸梭菌具备增强中性粒细胞杀死吞噬异物的能力。MPO中性粒细胞（资料来源：Okamoto,2000）Sakai等（1995）研究也发现丁酸梭菌可显著降低虹鳟和硬头鳟的死亡率，提高虹鳟和硬头鳟肾脏巨噬细胞的活性。同时表明：丁酸梭菌对动物非特异性免疫具有刺激作用。5.2丁酸梭菌对动物特异性免疫的影响血清皮肤黏液对照组IgM(mg/ml)IgM(mg/ml)CB10.160.11CB20.290.20CB30.620.20CB40.650.26（注：CB1103CFU/g；CB2105CFU/g；CB3107CFU/g；CB4109CFU/g；a,b,c,dp＜0.05;试验周期为8周）丁酸梭菌对鮸鱼血清和皮肤粘液IgM的影响（资料来源：SongZengfu等,2006）表明：丁酸梭菌能刺激鮸鱼的特异性免疫,且呈剂量依赖关系，在CB为107CFU/g时，免疫刺激最明显。CB3107CFU/gMichel等（1985）研究发现无菌健康鸡（2-50日龄）口服丁酸梭菌后，体内也产生抗体，但产生的抗体并未对机体起到保护作用。分析原因菌种来源不同此外总之特异性免疫非特异性免疫丁酸梭菌免疫功能丁酸梭菌免疫刺激SCFA癌细胞炎症5.3丁酸梭菌刺激动物免疫的可能机制免疫丁酸梭菌机制未明表明：丁酸梭菌能利用其代谢产物SCFA刺激动物免疫。（资料来源：Abrahamse等,1999；Sakata等,1987）六、结语1、丁酸梭菌与动物肠道防御功能的关系丁酸梭菌物理屏障生物屏障免疫屏障黏膜上皮细胞增殖肠道防御有益菌群免疫刺