营养对胃肠道屏障调控的影响.

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营养对胃肠道屏障调控的影响AdamMoeser胃肠道生理学&兽医学博士，副教授北卡罗来纳州立大学兽医学院人类健康和病理学系 仔猪肠道疾病断奶后4天断奶后14天仔猪肠道疾病是养猪业面临的一个难点问题 主要内容I.肠道防御屏障机制II.断奶对肠道防御屏障的影响III.断奶诱导肠道紊IV.断奶时影响肠道乱的病理生理机制紊乱的因素 I.肠道防御屏障机制 胃肠道屏障 胃肠道屏障H0营养素病原体毒素2肠腔外层屏障内层屏障免疫屏障粘液抗菌肽紧密连接Cl-HCO-3微生物IgA肠上皮细胞肠神经系统免疫细胞粘膜循环固有层 受损的胃肠道屏障体液流失营养素病原体毒素肠腔H02Cl-HCO3-肠上皮细胞粘膜固有层 肠道屏障的测量:使用室内腔技术跨膜电阻抗(TER)放射性探针旁通量Ohm’sLaw:3H-MannitolR=V/I高TER=好的–完整的肠上皮屏障低通量率=好的–完整的肠上皮屏障低TER=差的–缺失的肠上皮屏障高通量率=差的–缺失的肠上皮屏障 II.断奶对肠道屏障功能的影响 仔猪断奶应激离开母体和同窝仔猪打架、环境改变确定群中地位病原体感染增加突然的日粮（转群应激干饲料）过度 仔猪断奶打破肠道屏障功能未断奶断奶未断奶断奶UnweanedWeanedUnweanedWeaned1000.80.780*20.6*.cm600.5Ω0.4mannitolflux-400.3TER,H3S,0.220-M0.100Moeseretal.AmJPhysiolGastrointestLiverPhysiol.292:G173-81,2007. 断奶应激激活先天性免疫细胞:肥大细胞(MastCells)和嗜中性粒细胞(Neutrophils)未断奶断奶未断奶断奶后UnweanedWeaned10*8*6hpf4Cells/20嗜中性粒细胞肥大细胞NeutrophilsMastcellsMoeseretal.AmJPhysiolGastrointestLiverPhysiol.293:G413-21,2007 形态学变化:绒毛萎缩和隐窝增生断奶导致仔猪绒毛萎缩和隐窝增生原因◦厌食◦摄食纤维◦肠道炎症解释:◦绒毛萎缩=吸收降低◦隐窝增生=修复后紧接着肠道损伤肠道形态≠肠道功能 小结:断奶对肠道功能的影响未断奶断奶 III.断奶诱导肠道紊乱的病理生理学机制大脑增加肠道渗透性CRF细菌抗原类/毒素肠上皮肠道激活肥大细胞粘膜固有层CRF激活CRF受体 IV.断奶时影响肠道紊乱的因素管理因素:断奶日龄营养因素 延迟断奶可改善断奶诱导肠道屏障紊乱未断奶断奶未断奶断奶UnweanedWeanedUnweanedWeaned1000.62*.cm800.5Ω,*0.460TER0.340甘露醇通量-H0.2320S,-0.1跨膜电阻抗M0016dayweaning28dayweaning16dayweaning28dayweaning16d断奶28d断奶16d断奶28d断奶Moeseretal.AmJPhysiolGastrointestLiverPhysiol.293:G413-21,2007 早期断奶损害粘膜屏障功能的发育0.006断奶后2周a0.005b0.004c0.003dmannitolflux-dH0.0023S,-M0.00101518212328断奶日龄Smithetal.AmJPhysiolGastrointestLiverPhysiol.293:G413-21,2010 粘膜发炎：早期断奶仔猪vs晚期断奶仔猪18d断奶23d断奶28day16-18dayweaning28dayWeaningweaning18dayWeaning5000p=<0.05400023000200p=<0.05150100Cellcounts/mmp=0.09500NeutrophilsSubmucosalLaminapropriaSmithetal.AmJPhysiolGastrointestmastcellscells嗜中性粒细胞粘膜下层肥大细胞粘膜固有层细胞LiverPhysiol.293:G413-21,2010 早期断奶仔猪发育长期受应激原产生过敏反应的影响对照组应激组对照组应激组ControlStressedControlStressed2.54**231.5score2mannitolflux-1H130.5FecealS,-0M016dayweaning28dayweaning16dayweaning28dayweaning16d断奶28d断奶16d断奶28d断奶MoeseretalGastroenterology2008 断奶时影响肠道紊乱的因素日粮铁 试验设计*21d断奶仔猪试验前仔猪日粮Fe含量为100mg断奶后饲喂3中试验日粮:◦低Fe日粮:20mg/kg(25%ofNRC需要量)◦充足Fe日粮:100mg/kg◦高Fe日粮:500mg/kg饲喂日粮：32d采集近端小肠（十二指肠）评估肠道屏障功能和形态学分析*StudyincollaborationwithDr.JerrySpearsandStephHansen,NCSUAnSci 高Fe日粮引起仔猪肠道粘膜产生组织病理学变化100ppm300ppm500ppmFedeficientControlHighFe100ppm300ppm500ppm缺Fe组对照组高Fe组 高Fe日粮导致肠道粘膜组织结构破坏低Fe组对照组高Fe组 高Fe日粮组发现嗜中性粒细胞发炎和肠上皮细胞受损 Fe沉积在肠上皮细胞和粘膜固有层细胞内对照组高Fe组 饲喂高Fe日粮组仔猪肠道屏障功能受损对照组低Fe组高Fe组ControlLowFeHighFe0.35†0.30.250.20.15*0.10.050Moeserunpublisheddata 断奶时影响肠道紊乱的因素喷雾干燥血浆蛋白 喷雾干燥血浆蛋白(APC920)对断奶仔猪肠道屏障功能障碍的影响0.025aUnweaned0%SDPP0.02.h2.5%SDPP25%SDPP0.015b0.01binulinflux,µmol.cm-0.00514C][0Moeserunpublisheddata 血浆蛋白对紧密连接完整性的影响:定位于猪结肠中的紧密连接蛋白0%SDPP2.5%SDPP5%SDPP SDPP对断奶后仔猪粪便评分的影响3.00%SDPP2.5%SDPP2.55%SDPP2.01.5Fecalscore1.0**0.50.0714Dayspost-weaning SDPP对猪结肠中前炎症细胞因子表达的影响0%SDPP1000%SDPP1402.5%SDPP2.5%SDPP5%SDPP5%SDPP1208010060*8060,pg/mgprotein40,pg/mgprotein*40aaIFN-TNF-202000714714DaysPost-weaningDaysPost-weaning 总结H0营养素病原体毒素2肠腔外层屏障内层屏障免疫屏障粘液抗菌肽紧密连接Cl-HCO-3微生物IgA肠上皮细胞免疫细胞粘膜循环固有层 致谢上海亘泰实业有限公司北卡罗来纳州立大学应激病理生理实验室◦Dr.JinshengXu,研究技术员◦BethOverman,在读博士生◦AmeliaGibson,在读博士生◦LizLennon,在读博士生基金来源◦美国胃肠病协会(AGA)◦APC公司◦美国卫生研究院(NIH),1K08DK084313-01◦NIH/P30DK34987◦美国猪肉委员会◦北卡罗莱纳州猪肉委员会◦美国农业部