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益生菌对缓解反刍动物亚急性酸中毒的作用(二)

来源:时间:2025-04-22 02:59:08

2.2添加無機鹽

瘤胃酸中毒本質特征就是益生亚急用有機酸積累過多造成,給反芻動物飼喂一定量的菌对無機鹽可在一定程度上中和有機酸,提高pH,缓解降低SARA程度。反刍其中最常用於生產中的动物的作是碳酸氫鈉和氧化鎂。有研究發現,性酸在奶牛發生酸中毒時,中毒更喜歡采食含碳酸氫鹽的益生亚急用飼料。雖然緩衝劑能夠在一定程度上緩解酸中毒,菌对但也應對劑量和使用時間注意把控。缓解長期使用將會影響到機體內酸堿和陰陽離子平衡。反刍因此,动物的作推薦碳酸氫鈉占日糧的性酸幹物質總量0.6%~1.0%或精料幹物質總量的1.2%~2.0%,氧化鎂占日糧幹物質總量的中毒0.3%,或精料幹物質總量的益生亚急用0.6%。碳酸氫鈉和氧化鎂兩者混合應以2.1~3.1比例,且添加量占日糧的幹物質總量的0.6%~0.8%,或精料幹物質總量的0.8%~1.2%。

2.3添加有機酸

飼糧中添加有機酸可通過促進瘤胃微生物的生長及代謝能力,減少瘤胃酸中毒的發生,還可作為中間代謝產物,被其他微生物或者生化反應作為底物所利用。蘋果酸、延胡索酸和琥珀酸是瘤胃內重要的電子受體,是瘤胃內微生物生成丙酸的重要中間產物。丙酸生成途徑主要是反芻獸新月形單胞菌參與的蘋果酸-琥珀酸途徑和埃氏巨型球菌參與的乳酸-丙烯酸途徑。也有研究報道添加蘋果酸也可提高反芻獸新月形單胞菌利用乳酸的能力。研究發現,添加蘋果酸和延胡索酸能夠促使反芻獸新月形單胞菌利用乳酸,轉移細胞間的氫,降低乳酸和VFA。可見,有機酸能夠對瘤胃內反芻獸新月形單胞菌的降解乳酸能力起到促進作用。毛勝勇等研究發現給山羊添加延胡索酸二鈉能夠顯著升高瘤胃內的pH、降低乳酸濃度。但也有研究報道,給肉牛補充蘋果酸鹽對瘤胃發酵和預防SARA沒有效果。

2.4添加抗生素和應用疫苗

飼糧中添加抗生素能夠有效控製乳酸的產生,其中以莫能菌素為主。對莫能菌素的研究成果表明,添加莫能菌素能夠降低乙酸/丙酸比,減少甲烷的排放;同時還可影響乳酸和VFA濃度、改變pH,以及縮短瘤胃低於SARA的pH持續時間。體外研究表明,莫能菌素可抑製大量乳酸產生菌,其中最主要是牛鏈球菌和乳酸杆菌。通過抑製產乳酸菌的生長,刺激耗乳酸菌的生長,致乳酸產生減少,增加乳酸代謝,提高pH,防止酸中毒。但是隨著國際上對抗生素的抵製以及紛紛頒布禁令,人們對抗生素殘留問題的持續關注,尋找抗生素的代替品成為一個熱點話題。

乳酸產生菌和乳酸利用菌菌群不平衡是造成瘤胃酸中毒的根本原因。接種乳酸產生菌疫苗刺激機體產生相應的抗體,以降低酸中毒的發生。給牛接種牛鏈球菌和乳酸杆菌疫苗後,唾液中兩種菌的免疫球蛋白水平顯著增加,瘤胃液中乳酸含量、牛鏈球菌和乳酸杆菌均有所降低。Gill等給羊注射牛鏈球菌疫苗,出現瘤胃pH值顯著提高,L-乳酸濃度顯著降低,羊的唾液、瘤胃液和血漿樣本中牛鏈球菌特異性抗體濃度顯著增高。給反芻動物接種疫苗是預防瘤胃酸中毒的有效途徑。

2.5硫胺素及酶抑製劑

瘤胃酸中毒時低pH擾亂微生物平衡關係,導致硫胺素產生菌和硫胺素的減少。硫胺素是機體內碳水化合物代謝過程必需的輔酶因子,可促進乳酸利用菌和硫胺素合成菌的生長,抑製乳酸合成菌和澱粉分解菌的生長,促使恢複瘤胃生態平衡,同時還可以降低瘤胃和血液中的內毒素水平。當機體內硫胺素缺乏時,碳水化合物產生的丙酮酸無法進入三羧酸循環,隻能通過乳酸脫氫酶產生乳酸,造成丙酮酸和乳酸的積累。因此,在高精料飼糧條件下的動物體內合成的硫胺素量不足以滿足實際需要量,額外添加硫胺素能夠預防瘤胃酸中毒。研究發現經高精料誘導SARA,反芻動物血漿中與硫胺素相關代謝酶丙酮酸脫氫酶和α-酮戊二酸脫氫酶活性顯著降低,增加硫胺素後,活性有顯著升高,降低了乳酸、乙酸和組胺濃度,提高了瘤胃液中硫胺素濃度。潘曉花等研究表明,添加硫胺素可通過調節瘤胃發酵、瘤胃內微生物菌群結構和提高pH來緩解亞急性瘤胃酸中毒。Wang等給人工誘導發生SARA的奶牛飼喂硫胺素顯著降低了牛鏈球菌和乳酸杆菌數目,顯著增加了埃氏巨型球菌的數目。

飼糧中添加酶抑製劑,通過抑製競爭性抑製水解糖類有關的酶,延緩糖類的吸收。Mclaughlin等發現,在奶牛的急性酸中毒試驗中,添加阿卡波糖與碳酸鈉和莫能菌素相比,顯著提高了瘤胃pH,有效緩解了瘤胃乳酸的積累。Blanch等發現,在高產泌乳奶牛日糧中添加0.75g/d的阿卡波糖能有效減少pH<5.6的持續時間,且能降低牛鏈球菌的數量,對瘤胃發酵和血液生化指標等沒有產生負麵影響。魏德泳用體外法研究了阿克波糖對模擬瘤胃酸中毒的影響發現,阿卡波糖可顯著提高24h的pH值、乙酸丙酸比值、異丁酸和戊酸的產量,降低乳酸、乙酸、丙酸、丁酸和總揮發性脂肪酸的產量,有預防瘤胃酸中毒的潛力。

3益生菌對緩解瘤胃酸中毒的作用

3.1乳酸利用菌對緩解瘤胃酸中毒的作用

反芻動物瘤胃酸中毒是采食的碳水化合物發酵之後影響到了瘤胃內的乳酸產生菌和乳酸利用菌之間的動態平衡,使乳酸的產生和分解不平衡,造成乳酸堆積。埃氏巨型球菌作為主要的乳酸利用菌,在瘤胃中利用超過70%的乳酸,且可與牛鏈球菌競爭生長底物,競爭性抑製牛鏈球菌的生長,減緩SARA。Arik等分別用小麥和玉米誘導牛發生SARA,發現小麥誘導的酸中毒中埃氏巨型球菌的數量大於玉米基,埃氏巨型球菌在玉米基中提高了VFA,而在小麥基中降低了VFA,增加了原蟲的數量而降低了牛鏈球菌的數量。Henning等在瘤胃中接種埃氏巨型球菌後,發現瘤胃內的乳酸含量下降,VFA含量下降,隨之pH上升,SARA減輕。Mazon等給酸中毒狀態下的牛飼喂埃氏巨型球菌,發現可明顯降低pH小於5.6和5.8的時間,且能夠改善因酸中毒引起的幹物質采食量、乳產量、乳成分的變化;Kung等也證明了使用高度可發酵的底物時,接種埃氏巨型球菌可阻止體外發酵時乳酸的積累。Goto等也發現了相似的結果。有報道稱埃氏巨型球菌改善瘤胃酸中毒的原因可能是由於添加埃氏巨型球菌可增加反芻時間,促進唾液的分泌,同時還可以改善吸收表麵積以及較大的乳突表麵積和吸收表麵積之比,促進乳突的生長,導致揮發性脂肪酸吸收增強,延緩酸中毒。

也有研究發現添加酵母菌或其發酵產物也可以對瘤胃內的pH起到降低的作用。Vyas等發現添加釀酒酵母可提高瘤胃液中的最低pH值。Tun等給泌乳奶牛飼喂酵母菌發酵產物發現,可增加黃色瘤胃球菌、產琥珀酸絲狀杆菌、普雷沃氏菌屬和雙歧杆菌屬的豐度,可有效降低SARA帶給動物機體的消極影響。Jiao等給肉牛飼喂活性幹燥酵母,結果表明活性幹燥酵母可提高瘤胃內的最低pH,降低pH小於5.8的時間,增加黃色瘤胃球菌的數量。Peng等給肉牛飼喂酵母菌,發現瘤胃內的產琥珀酸絲狀杆菌、黃色瘤胃球菌和白色瘤胃球菌的拷貝數量顯著提升,而牛鏈球菌的拷貝數下降。Amanzougarene等在給大麥基礎添加酵母菌的體外試驗中表明,活性酵母菌能夠明顯提高發酵液的pH,同時降低發酵液中的乳酸濃度,可以預防瘤胃酸中毒的發生。

3.2應用乳酸菌預防瘤胃酸中毒的前景

眾所周知,乳酸菌是一類能夠利用碳水化合物產生乳酸的益生菌的統稱。且造成瘤胃酸中毒就是因為乳酸菌(主要是牛鏈球菌)相對增多導致的。對調控瘤胃酸中毒應用的也都是變相的相對增加乳酸利用菌的數目。到目前為止,對反芻動物應用乳酸菌及相關研究主要是處理青貯飼料,提高青貯料的營養價值;直接飼喂乳酸菌,對瘤胃飼料消化率、免疫方麵,產奶量及乳成分的探究,未有關於應用乳酸菌進行預防瘤胃酸中毒的研究。Nocek等曾報道,給奶牛飼喂益生菌105CFU/mL瘤胃液可提高每日平均pH值、每日最低和最高pH值,減少每日pH<6.0和pH<5.5的時間,益生菌中含有釀酒酵母菌,釀酒酵母可以提高瘤胃內的pH值;並且,飼喂的益生菌內各菌種的比例並不明晰,這也可能是造成pH升高的原因。郭春燕等給瘤胃投喂外源乳酸菌後發現,添加植物乳杆菌和乳酸菌複合菌係菌能夠降低瘤胃液中VFA的含量。Direkvandi等給育肥羊飼喂乳酸菌發現能夠提高瘤胃內的最低pH和平均pH。Leve等用乳酸菌飼喂奶牛65d後發現,處理組瘤胃液的pH均大於對照組,L-乳酸含量均小於對照組。

因此,根據以上研究,提出一個設想,可以給奶牛飼喂一定量的乳酸菌,使其在瘤胃內生長繁殖。一方麵,與牛鏈球菌形成對發酵底物的競爭,抑製牛鏈球菌的代謝;另一方麵,形成一個pH值高於SARA的弱酸性環境,對乳酸利用菌種進行優勝劣汰式的篩選,使適應該弱酸性環境的乳酸利用菌種更能夠抵抗飼喂高精料形成的酸性環境,避免造成乳酸利用菌在短時間內大量死亡,減少因瘤胃內細菌的死亡導致較高的組胺和脂多糖含量,延緩酸中毒,減輕酸中毒程度。且乳酸菌作為反芻動物瘤胃內的土著菌種,能夠對飼料消化、免疫性能及生產性能做出積極影響。

4小結

迄今為止,關於SARA的有機酸假說、乳酸假說以及內毒素和組胺學說等雖然已得到國內外眾多研究學者的肯定,並且提出了一些相應的預防措施,但是三種學說隻是說明SARA的發生與有機酸、乳酸以及組胺和內毒素有關,並沒有對SARA發生的具體機製闡釋清楚,以及三個假說與SARA的發生之間是否存在交叉影響也沒有相關的報道。雖然尿液中酸堿淨排泄值可以作為診斷酸中毒的一個參考,但目前多數養殖場依然缺乏對SARA的診斷方法,這勢必增加了防控SARA的難度。所以,深層次研究SARA發生的機理,能夠更好認識奶牛營養與健康的關係;確定SARA發生的臨床表現以及探索可應用於大規模實際生產的診斷方法將為奶牛養殖解決一大難題。探索乳酸菌新的應用,將為乳酸菌研究增添新的研究思維,同時也是對養殖業提供一條綠色、環保、無汙染的疾病防控方式。

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