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,报告人：谭丽娜导 师：周小秋 教授,动物营养研究所2006级读书报告,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,主要内容,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,3、研究进展,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：Song Zeng fu等,2006）,（注：CB1 103CFU/g；CB2 105CFU/g；CB3 107CFU/g；CB4 109CFU/g；试验周期为11周）,表明：丁酸梭菌能提高动物生长性能。,CB4 109CFU/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,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,丁酸梭菌,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）,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%C,B、丁酸梭菌对肠上皮细胞的间接保护作用,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,O2 能量,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,必需营养,上皮细胞,SCFA,Cl-/HCO3-,SCFA/HCO3-,Na+,HCO3-,cAMP酶,cAMP,Na+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,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Dawson 1991;El Oufir 等,1996;Lewis 和 Heaton 1997; 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,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：Song Zeng fu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：CB1 103CFU/g；CB2 105CFU/g；CB3 107CFU/g；CB4 109CFU/g；a,b,c,d p0.05;试验周期为11周）,CB3 107CFU/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,（注：CB1 103CFU/g；CB2 105CFU/g；CB3 107CFU/g；CB4 109CFU/g；a,b,c,d p0.05;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：Song Zeng fu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。,CB3 107CFU/g,Michel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,免疫刺激,有害菌群,SCFA,促进生长,C、 丁酸梭菌达到最佳使用效果的适宜剂量及其限制因素还有待进一步研究。,B、 丁酸梭菌在动物肠道方面的研究主要集中在鼠和人上，在水生动物、猪和禽上的研究相对较少。,2、存在问题,A、 丁酸梭菌影响动物肠道防御功能的机制研究不深入。,3 、注意问题,在使用丁酸梭菌时一定要注意：（1）必须含有一定量的活菌；（2）剂量一般为107CFU/g；（3）考虑动物肠道是否含难辨梭状芽孢杆菌。,参考文献,1 Araki,Y., Y.Fujiyama, A.Andoh, S.Koyama, O.Kanauchi, T.Bamba. 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