动物胃肠道菌群与其免疫功能和健康的关系.doc

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1、动物胃肠道菌群与其免疫功能和健康的关系　　张日俊(中国农业大学动物科技学院)　　　　摘要：本文主要论述了动物胃肠道微生物和对黏膜免疫、体液免疫和细胞免疫的作用和特点，以及对动物健康状况的影响。　　关键词：动物；胃肠道微生物；原籍菌群；外籍菌群；黏膜免疫；体液免疫；细胞免疫；健康状况　　人、猪、家禽、兔、马、犬、大鼠、小鼠等单胃动物的消化道中寄居有大量的活细菌。据LucKey估计，人类消化道中含1014细菌细胞(而人体或动物体细胞仅为1013)，不管是单胃哺乳动物(如人、猪、兔)或是禽类，其粪便中的细菌含量在5×109～5×1010/g粪便湿重之间，即粪便湿重的40％以上是细

2、菌细胞。据Gustafsson(1984)研究表明，人体携带的微生物总量约为1271g，其中肠道占1000g，肺20g，皮肤200g，口腔20g，阴道20g，鼻10g，眼1g，即胃肠道的微生物占人体总微生物量的78.7％。肠道微生物与肠道黏膜免疫的关系十分密切，也是近年来免疫学及相关科学研究的热点问题之一，并取得了重要进展。　　　　1.动物的免疫系统及功能　　1．1免疫系统构成　　动物的免疫器官有一级免疫器官和二级淋巴器官。一级（中枢）免疫器官包括骨髓、胸腺、腔上（法氏）囊（哺乳动物无此组织）；二级淋巴器官有脾脏、骨髓和分散的淋巴组织（相关淋巴组织），如分布于消化道、呼吸道

3、、泌尿生殖等不同部位的弥散淋巴组织（黏膜免疫系统）。这里特别要强调的是长期以来，人们对附着于眼球旁的哈德氏腺和派依尔氏(Peyer’s)结（肠道集合淋巴结）的研究较少，实际上前者是参加点眼免疫反应的主要淋巴组织，后者参加肠道黏膜免疫。禽类的血细胞结构与哺乳动物有很大不同，如禽类的所有血细胞都有核，而哺乳动物的红细胞、血小板无核。参加免疫反应的细胞有5大类：（1）B细胞，主要参加特异性免疫反应—体液免疫；（2）T细胞，主要参加细胞免疫反应，又分为杀伤性或细胞毒T细胞（Tk或Tc）、辅助性T细胞（TH）、抑制性T细胞(Ts)；（3）既非T细胞也非B细胞的K细胞和NK细胞；（4）

4、单核吞噬细胞系统细胞，通过吞噬细胞、巨噬细胞的吞噬和细胞毒参与细胞免疫和体液免疫来发挥效应；（5）粒细胞，包括嗜中性粒（白）细胞、嗜碱性粒（白）细胞、嗜酸性粒（白）细胞和肥大细胞。后3类细胞主要参加非特异免疫反应。动物机体通过特异性反应和非特异性反应强度的调节来维持机体的正常防御机能。　　1．2肠道黏膜免疫　　肠道黏膜处于沟通机体内外环境的重要位置，具有消化、吸收、分泌和防御等重要功能。动物每日摄取的食物都含有大量的微生物，其中也包括大量的病原微生物，但是正常个体的肠道中总是保持正常的菌群状态，并不发生感染，从而维持肠道的正常结构和功能状态，其原因除了黏膜的机械屏障作用、常

5、驻菌群形成菌膜屏障、正常菌群对致病菌和“机会”致病菌的制约作用外，肠道黏膜免疫系统起着极其重要的作用。　　肠道黏膜免疫系统包括肠道相关淋巴组织(Gutassociatedlymphoidtissues,GALT)和有关细胞、分子成分，如淋巴细胞、巨噬细胞、各种白细胞、嗜银细胞和抗体、溶菌酶、抗菌肽等（Bienenstock,1980）。肠道相关淋巴组织是指沿着呼吸道、胃肠道、泌尿生殖道黏膜上皮，并存在于上皮下的淋巴组织。肠道有大量丰富的淋巴组织，肠道内壁是机体最大的免疫器官，人的肠淋巴组织的总量与脾的淋巴组织相等占整个肠道的25％。Edeiman(1989)指出，肠内的淋巴

6、细胞比任何器官的都多，这是与肠道接触抗原的表面积最大相适应的。在肠淋巴组织中，肠集合淋巴小节、固有膜淋巴细胞和上皮内淋巴细胞对机体的防卫都具有重要的功能。肠黏膜淋巴细胞道、乳腺、生殖道部位的淋巴细胞相关，故认为肠黏膜和这些部位有着黏膜免疫系统。例如动物体细菌性抗原从肠道吸收后可在乳腺产生特异性IgA，在支气管致敏的细胞可游走至肠黏膜固有层，鼻咽部接触的某抗原可以同时在直肠、呼吸道、阴道产生IgA和IgG。GALT的细胞包括B淋巴细胞、T淋巴细胞、浆细胞、巨噬细胞等，其中以淋巴细胞和浆细胞最多。固有膜中的B细胞70％～80％可以产生IgA，15％产生IgM，2％产生IgE，但

7、缺乏产生IgG的细胞。　　sIgA是黏膜体液免疫的主要效应因子。肠道抗原(蛋白质、颗粒物菌、病毒、寄生虫)被M细胞摄取并穿行M细胞，传递给PP节(Peyer’sPatches)，由那里的树突状细胞获得，经处理后和MHCⅡ类分子形成复合物，呈递给特殊的T细胞，激活免疫反应(LiuLD等,1997)。T细胞被激活后，促使未成熟的B细胞进行型转换进而形成抗原特异性的IgA＋B细胞。这些受刺激的淋巴细胞离开淋巴结，流经淋巴管和肠系膜淋巴结进行体循环，最后回归肠固有层和其它黏膜效应部位。此时B细胞在T细胞（主要是CD4＋T细