畜禽营养代谢病研究进展 医学PPT

畜禽营养代谢病研究进展,营养代谢障碍性疾病营养与免疫和健康的关系临床营养学,1 畜禽营养代谢病的研究内容,1.1 营养代谢障碍性疾病,营养的概念 营养是人体不断从外界摄取食物，经过消化、吸收、代谢和利用食物中身体需要的物质（养分或养料）来维持生命活动的全过程，它是一种全面的生理过程，而不是专指某一种养分。,营养素的概念,食物中的养分科学上称为营养素。它们是维持生命的物质基础，没有这些营养素，生命便无法维持。人体需要的营养素约有50种，归纳起来分六大类，即蛋白质、脂类、碳水化合物、矿物质和微量元素、维生素和水。,营养代谢性障碍性疾病是营养性疾病和代谢障碍性疾病的总称。 前者是指动物所需的某类营养物质缺乏或过多（包括绝对性的和相对性的）所致的疾病。 后者是指因机体内的一个或多个代谢过程异常，导致机体内环境紊乱而引起的疾病。,1.1 营养代谢障碍性疾病,畜禽营养代谢障碍性疾病包括:糖、脂肪和蛋白质代谢障碍矿物质和水、盐代谢紊乱维生素缺乏症微量元素缺乏症和过多症,免疫的基本概念,免疫(immunity) 是动物（人）机体对自身（self)和非自身(nonself)的识别并清除非自身的大分子物质，从而保持机体内外环境平衡的一种生理学反应。,1.2 营养与免疫的关系,营养影响动物的免疫力，因而影响它们抵抗传染病的能力。一般说来，营养不良可引起动物的免疫力下降，容易导致传染病的发生，病程加长和致死率升高。传染病引起的免疫反应影响动物的生长繁殖代谢和营养需要量。动物有数十种营养物质和数以百计的经济上重要的传染病，从而导致了数千种的营养一疾病联合。,1.3 临床营养学,临床营养学是运用营养学知识来治疗疾病，提高机体免疫力，促进康复的科学。 临床营养治疗，特别是危重犬猫疾病的营养治疗非常重要，俗话说“疾病三分治，七分养”，营养即在其中。对患者来说，合理平衡的营养饮食极为重要；“医食同源，药食同根”，表明营养饮食和药物对于治疗疾病有异曲同功之处。,美国兽医调查资料（ AAHA ）,60的患病动物需要营养治疗，但是采用营养治疗的只有5%；90宠物主人希望兽医给予饲养管理和营养学方面的建议，但是只有11得到兽医的建议。,Client expectations regarding services in a practice,Animal Health74%Preventive Medical Care63%Nutrition 60%Behavior44%Emergency Services38%Pet Training30%Advice on Sales 15%etc .,处方食品,Prescription DietVeterinary DietTherapeutic DietVeterinary Exclusive Pet FoodAvailable only by or on the order of a licensed veterinarian,处方食品的起源,1943年Dr. Mark Morris 为了要治疗一只患肾衰竭的导盲犬Buddy，研究了一种特殊的食物，解决了Buddy的医疗问题。这是首次有人以控制营养的方式来管理疾病。从此以后，逐渐发展形成了目前宠物临床应用的处方食品。,如何使用处方食品？,需要强调的是：绝大多数处方食品并不能单独作为药物用来治疗犬的疾病，但它在疾病的医治过程中能最有效地配合动物疾病的康复。处方食品使用必须在专业兽医师的指导下使用。,使用处方食品的前提,首先，确诊动物所患疾病；根据需要使用适当药物或其他疗法；然后，熟悉处方食品，并加以正确的选择，才能使宠物得到最好的治疗和最佳的营养管理；同时，遵照医嘱和细心护理。,The competitors,临床常用处方食品的种类,食物过敏处方食品疾病恢复期处方食品肠道疾病处方食品肥胖处方食品心脏病处方食品肾脏病处方食品肝脏病处方食品,糖尿病处方食品尿石症处方食品癌症处方食品口腔健康处方食品脑衰处方食品维护关节灵活性处方食品,2 畜禽营养代谢病的研究现状,绿色优质畜产品和动物源性食品需求量日益增多，畜禽数量亦相应扩大。畜禽品种多以高产、生长快速为主要目标，如高产奶牛、高产蛋鸡、快大型肉鸡和瘦肉型猪等。过度集约化饲养和超高水平的营养供应，导致群发性营养代谢病频频发生。高产动物免疫力下降，大大增加了动物传染病的发病率，造成重大经济损失。进行高产动物营养代谢病的发病机理和防控研究，通过营养调控来调节免疫功能、减少疾病的发生，始终是我国兽医临床工作者的重要课题。,2.1 研究的必要性与重要性,2.2 研究方法的先进性,从体内到体外，从基础到应用一些分子生物学新技术如荧光PCR技术、基因芯片技术、蛋白组学技术、基因敲除技术、限制性片段长度多态性技术和聚合酶联反应技术等在畜禽营养代谢病研究中得到了广泛应用。,2.3 取得了一批重要研究成果,2.3.1 围产期奶牛能量代谢障碍性疾病研究我国兽医内科学工作者在分子、细胞和整体水平上，从能量代谢调节、神经内分泌调控及蛋白组学等多方面对围产期奶牛能量代谢障碍性疾病尤其是酮病的病因学、发病机理、快速诊断、酮病与其它产后疾病的关系以及防控等进行了系统深入的研究。首次运用 2D-E 图谱全面展示了酮病奶牛肝脏蛋白质差异表达，并对差异表达蛋白进行了鉴定与克隆表达，构建了酮病奶牛肝脏代谢网络图谱。,成功建立了可用于奶牛乳汁BHBA定量检测的紫外分光光度计检测方法。运用瘤胃微生态理论和细菌代谢工程策略，通过 PCR 法和转座子诱变等方法，筛选、改造与丙酸生成有关的瘤胃发酵菌，构建瘤胃丙酸生成工程菌与乙酸生成缺陷株，调控瘤胃微生物发酵产生丙酸的比例，为防治围产期奶牛能量代谢障碍性疾病开辟了新途径。“用于调控牛羊围产期能量代谢障碍的微生物饲料添加剂”已获得国家发明专利，正在我国南方规模化奶牛场示范应用。,2.3.2 动物微量元素缺乏研究,调查表明，我国有2/3以上的地区饲粮和牧草缺硒。研究证明，硒具有抗氧化、提高机体免疫力和抗病力，调节机体代谢，影响繁殖机能，抗肿瘤，防治缺乏症，延缓衰老，拮抗有毒元素等多种功能。首次发现硒特别是硒蛋氨酸能抵抗猪圆环病毒2型与细小病毒以及鸡法氏囊病毒的感染。从影响硒蛋白基因表达、分子免疫和内分泌等方面阐明了硒的作用机理。,硒研究,研制成功并推广应用了以通过测定血液中谷胱甘肽过氧化物酶活性为主的综合快速诊断技术与补充有机硒为主的综合防控技术，取得了重大的经济效益。研制成功了一种具有有机硒和益生菌双重作用的饲料添加剂产品,试验表明能显著地改善猪、鸡和奶牛体内生态环境、拮抗病原微生物、增强动物的免疫功能和抗病力，提高牛奶、鸡蛋和猪肉中的硒含量，已获国家发明专利授权（ZL200510040990.2）。,高铜的使用在改善了动物生长性能的同时，也带来了严重的后果。高铜饲料喂猪可导致锌、铁、维生素C和泛酸的的缺乏；高铜会抑制饱和脂肪酸,导致不饱和脂肪酸含量增加, 从而导致猪背脂的溶点下降。摄取高剂量铜饲料的母猪,产后猪乳中含铜量高, 其仔猪生长差,易导致仔猪缺铁。高剂量铜会造成对土壤和水的污染, 对人和环境形成很大的威胁。,铜研究,研究表明，高铜饲料造成血清及组织铜含量的增加高浓度铜（Cu2+）的存在，首先造成局部环境活性氧的大量生成，造成细胞和细胞器膜结构的脂质过氧化反应，引起细胞膜通透孔的开放，细胞外Ca2+内流，导致细胞浆中Ca2+i 的超载，进一步改变细胞膜内负外正的电位差额，高浓度铜的存在，也为Cu2+向胞内的进入提供了路径，又重复上述过程，引起线粒体膜电势的去极化和线粒体内膜通透性转运孔的开放，导致跨膜电势差下降或丧失，线粒体肿胀，最终导致氧化磷酸化脱偶联和ATP衰竭，细胞也就进入了一连串的连锁凋亡过程。,2.3.3 群发性禽营养代谢病研究,肉鸡腹水综合征首次揭示出该病与一氧化氮合酶表达和蛋白激酶C表达的改变、肺小血管平滑肌细胞凋亡改变等因素引起的肺血管重构异常有着极为密切的关系。以此为基础，举办了“International Conference on Avian Nutritional and Metabolic Disorders”。,成功研制出肉鸡腹水综合征防治药物“腹水克星”，并总结出一套防病营养调控技术，获得了国家发明专利（ZL200410009242.3）。在一些肉鸡的主产区推广使用证实，腹水克星是当前理想的抗肉鸡腹水综合征药物，使用后肉鸡腹水综合征发病率由5%10%降至1%2%，取得了良好的社会和经济效益。,禽痛风,人工复制禽痛风病例，应用病理学方法、扫描电镜、能谱分析技术、末端转移酶介导的dUTP切口末端标记法和定量PCR方法。研究高钙日粮诱发鸡痛风的血液及尿液临床病理学、发病过程中血液和尿液中某些生化指标的动态变化、血液酸碱平衡、体内脂质过氧化产物和抗氧化酶系统、肾损伤、肾小管细胞凋亡以及肾组织中黄嘌呤氧化酶和肾脏中bcl-2的mRNA表达以及高钙对体外原代肾小管上皮细胞活性的影响。,证明高钙日粮能致鸡肾脏损伤，促进肾小管细胞的凋亡，影响鸡肾脏的XOD和bcl-2 mRNA的表达；细胞外高钙能够直接损害肾小管上皮细胞，而NO可能在肾小管上皮细胞的损害中起一定的作用。首次提出，高钙日粮引起的代谢性碱中毒是引起痛风的重要机制之一。研制了新产品“肾肿消”，获得新兽药证书，在全国10多个省市推广应用，取得了显著的经济效益和社会效益。,3 本研究室在畜禽营养代谢病研究上所做的工作,3.1 富硒益生菌饲料添加剂的研究与应用,研究背景,硒具有广泛的生物学作用,与动物的生长发育、繁殖和疾病发生有密切的关系,我国存在着广泛的缺硒地区,给动物补硒是国内养殖业所采取的常规措施当前国内的补硒方法是在日粮中添加亚硒酸钠,无机硒利用率低，毒性大，对环境有潜在污染有机硒的生物利用率高，毒性小，适口性好，能显著提高动物组织、奶和蛋中的硒水平，提高动物生产性能富硒酵母价格较贵,推广受到限制,如何研制高效低廉易于推广的有机硒源饲料添加剂?,近年研制的有机硒源制剂,富含有机硒的益生菌制剂（专利登记号：ZL200510040990.2） 富含硒氨基酸的益生菌酸奶的生产方法（专利登记号：ZL200610097288.4）富含硒的低胆固醇鸡蛋的生产方法及其产品（专利登记号：ZL200710024806.4）富含有机硒和有机锌的复合益生菌制剂（申请号：200810103540.7）用于调控牛羊围产期能量代谢障碍的微生物饲料添加剂（专利登记号：ZL200910034990.x）一种富含有机硒的青贮饲料（专利登记号：ZL201010018701.x）,1、富含有机硒的益生菌制剂（专利登记号：ZL200510040990.2）,技术问题：本发明的目的是提供一种含富硒益生菌的饲料添加剂的生产技术，针对缺硒问题，提供饲料中添加含富硒益生菌的添加剂。该产品具有有机硒和益生菌的双重作用，既可促进动物生长、提高动物免疫功能和抗病力，又可提高动物肉品的硒含量。,硒蛋氨酸衍生物质谱图,含硒量为50mg/kg，其中有机硒含量在90%以上，硒蛋氨酸含量在75%以上,2、富含硒的低胆固醇鸡蛋的生产方法及其产品（专利登记号：ZL200710024806.4）,技术问题：本发明的目的在于提供一种富含硒的低胆固醇蛋的生产技术。该产品在提供高而全价营养的同时，又能发挥补硒的功能，还具有低胆固醇的优势。该产品具有广泛的保健功能，特别是对预防心血管疾病的发生有重要作用。,3、富含有机硒和有机锌的复合益生菌制剂（专利登记号：ZL200710024806.4）,技术问题：本发明涉及一种简单、低成本生产富含有机硒和有机锌的复合益生菌制剂，该产品能同时发挥有机硒、有机锌和益生菌的三重功效。生产方法：在培养基中同时添加无机硒源和无机锌源，并加入有机硒锌转化促进剂，其中的多种益生菌将无机态的硒和锌转变成有机态的硒和锌，培养物在低温下冷冻干燥，得到一种富含有机硒和有机锌的复合益生菌制剂。,富含有机硒和有机锌的复合益生菌产品标签,4、用于调控牛羊围产期能量代谢障碍的微生物饲料添加剂（专利登记号：ZL200910034990.x）,技术问题：本发明涉及一种简单、低成本生产的用于调控牛、羊围产期能量代谢障碍的微生物饲料添加剂，该产品同时发挥甘油、有机硒和益生菌三重功效。分离到一株产甘油酵母，命名NAU-ZH-GY1，经鉴定为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)，属于农业部公布允许作为饲用的益生菌。优化了发酵工艺条件。,菌株的分离鉴定,分离结果,5、一种富含有机硒的青贮饲料（专利登记号：ZL201010018701.x）,技术问题：本发明涉及一种富含有机硒青贮饲料的制作方法，该方法可以提高青贮饲料的有机硒含量，同时改善青贮饲料的品质，属于青贮饲料生产领域。生产方法：在青贮饲料中添加嗜热链球菌、啤酒酵母和亚硒酸钠，在青贮饲料的发酵过程中，利用青贮饲料中的微生物将亚硒酸钠转化成硒蛋氨酸，最终得到一种富含有机硒的青贮饲料，将青贮饲料的有机硒含量由原来的0.010.02mgKg-1提高到0.2 mgKg-1以上。,6、富含硒氨基酸的益生菌酸奶的生产方法（专利登记号：ZL200610097288.4）,技术问题：本发明的目的在于提供一种富含硒氨基酸的益生菌酸奶生产方法及其产品。该产品能同时发挥酸奶、益生菌以及有机硒三者的综合保健作用。其主要成分是富含硒氨基酸和益生菌的酸奶，所说的硒氨基酸是通过益生菌发酵转化无机硒而合成并富集在菌体内的硒氨基酸；所说的益生菌是指嗜酸乳酸杆菌、保加利亚乳酸杆菌、嗜热链球菌和双歧杆菌，全部是卫生部批准的可应用于保健食品的菌种。,*Corresponding authorKehe Huang, Wanfang Chen. Effect of selenium on resistance against Mareks disease and changes of the free radicals in chickens. Current Research in Mareks disease. American Association of Avian Pathologists, 1996,486-491Xiaolong Wang, Kehe Huang, et al. Chemical composition and microstructure of uroliths and urinary sediment crystals with feeding of cottonseed meal diet to water buftalo calves, Research in Veterinary Science 1997,62:275-280 Kehe Huang, Xiaolong Wang, et al. Pathogenesis of uroliths in Chinese swamp buffalo calves caused by feeding high level cottonseed meal diet, Buffalo Journal 1999,15(3): 292-301,本实验室近年发表论文（SCI论文36篇）,Kehe Huang*, Shiguang Yang, Mark C. Healey. Effects of hydrogen peroxide on in vitro infections of Cryptosporidium parvum. Progress in Nature Science, 2001, 11(12): 946-951 Kehe Huang*, Shiguang Yang. Inhibitory Effect of Selenium on Cryptosporidium parvum Infection in vitro and in vivo. Biological Trace Element Reseach, 2002, 90: 261-272Kehe Huang, Donna E. Akiyoshi*, Xiaochuan Feng, and Saul Tzipori. Development of patent infection in immunosuppressed c57bl/6n mice with a single cryptosporidium meleagridis oocyst. Journal of Parasitology, 2003, 89(3)：620-622Chenbo Yang, Yuan Jiang, Kehe Huang*, and Changqing, Zhu. Application of real-time PCR for detection of Campylobacter jejuni in poultry, milk and environmental water. FEMS Immunology and Medical Microbiology, 2003, 38（3）, 265-271,Yang C, Jiang Y, Huang K*, Zhu C, Yin Y, Gong JH, Yu H. A real-time PCR assay for the detection and quantitation of Campylobacter jejuni using SYBR Green I and the light cycler. The Yale Journal of Biology and Medicine, 2004, 77(5-6): 125-132.X. Guo, K. Huang* And J. Tang. Clinicopathology of gout in growing layers induced by high calcium and high protein diets. British Poultry Science, 2005, 46(5): 641-646.Tanxi Cai, Luyan Jiang, Chenbo Yang and Kehe Huang*. Application of real-time PCR for quantitative detection of Vibrio parahaemolyticus from seafood in eastern China. FEMS Immunology and Medical Microbiology, 2006，46（2）: 180 -185 Cuiling Pan, Kehe Huang*, Yuxin Zhao, Shunyi Qin, Fu Chen. Effect of Selenium Source and Level in Hens Diet on Tissue Selenium Deposition and Egg Selenium Concentrations. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2007, 55(3): 1027 - 1032,Shunyi Qin, Jianzhong Gao, Kehe Huang*. Effects of different selenium sources on the tissue selenium concentrations, blood GSH-PX activities and plasma interleukins cytokine levels in finishing lambs. Biological Trace Element Reseach，2007，116(1):91-102 Fu Chen, Kehe Huang*, Shunyi Qin, Yuxin Zhao, Cuiling Pan. Comparison of viability and infectivity of Cryptosporidium parvum oocysts stored in potassium dichromate solution and chlorinated tap water, Vet. Parasitol. 2007, 150: 1317Fu Chen, Kehe Huang*. Prevalence and phylogenetic analysis of Cryptosporidium in pigs in eastern China, Zoonoses and Public Health, 2007, 54: 393400,Qunxing Pan, Kehe Huang*, Kongwang He, Fuzeng Lu. Effect of different selenium sources and levels on porcine circovirus type 2 replication in vitro. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, 2008，22：143148Qunxing Pan, Kongwang He, Kehe Huang. Development of recombinant porcine parvovirus-like particles as an antigen carrier formed by the hybrid vp2 protein carrying immunoreactive epitope of porcine circovirus type 2.Vaccine, 2008, 26：2119-2126Xiaoquan Guo, Kehe Huang*, Fu Chen, Jianbing Luo, Cuiling Pan. High dietary calcium causes metabolic alkalosis in egg-type pullets, Poultry Sciences, 2008 , 87：1353-357Jiajun Yang，Kehe Huang*，Shunyi Qin，Xianshi Wu，Zhiping Zhao，Fu Chen. Antibacterial Action of Selenium-Enriched Probiotics Against Pathogenic Escherichia coli. Dig Dis Sci 2009, 54：246-254,Shunyi Qin, Kehe Huang*, Jianzhong Gao, Da Huang, Tanxi Cai, Cuiling Pan. Comparison of glutathione peroxidase 1 and iodothyronine deiodinase 1 Mrna expression in murine liver after feeding selenite or selenized yeast. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, 2009，23：2935Zhong. Z, Wang Y, Qiao F, Wang Z, Du X, Xu J, Zhao J, Qu Q, Dong S, Sun Y, Huang L, Huang K*, Chen Z. Cytotoxicity of Brucella smooth strains for macrophages is mediated by increased secretion of the type IV secretion system. Microbiology, 2009, 155, 33923402Xianshi Wu, Kehe Huang*, Chengwu Wei, Fu Chen, Cuiling Pan. Regulation of cellular glutathione peroxidase by different forms and concentrations of selenium in primary cultured bovine hepatocytes. Journal of Nutritional Biochemistry, 2010, 21:153161Zhihua Ren, Zhiping Zhao, Yangguang Wang, Kehe Huang.* Preparation of selenium/zinc-enriched probiotics and their effect on blood selenium and zinc concentrations, antioxidant capacities, and intestina microflora in canine. Biol Trace Elem Res (2010), DOI 10.1007/s12011-010-8734-x,Xianshi Wu, Chengwu Wei, Cuiling Pan，Ying Duan and Kehe Huang*. Regulation of expression and activity of selenoenzymes by different forms and concentrations of selenium in primary cultured chicken hepatocytes. British Journal of Nutrition, 2010, 104, 16051612Linwu Ran, XianshiWu, Xiangzhen Shen, Ke