益生菌对动物免疫机能的调节作用
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益生菌对动物免疫机能的调节作用 包满小,丁云 (吐鲁番市七泉湖镇畜牧兽医站,新疆 吐鲁番838014) 摘要:益生茵是良好的免疫激活剂,可以提高内源宿主的防御机能,有效提高抗干扰素和巨噬细胞的活性,通过产生抗体提 高噬茵作用活性等刺激免疫激发机体体液免疫 细胞免疫,并增强宿主对病原的非特异性免疫,辅助免疫清除,调节宿主对潜 在病原的免疫调节作用,减弱宿主对过敏原的过敏性反应,增强机体的免疫力和抗病力。 关键词:益生茵;免疫调节 中图分类号:¥852.4文献标识码:B 微生物菌群组成来间接影响免疫系统。目前来说这3种方法 文章编号:1003-4889【2011)S1-0006—04 哪一种被广泛采用还没有定论,但显而易见的是某一菌株的 定植繁殖能力以及其在动物胃肠道存在的数量同它的免疫 益生菌是对机体健康有益的一类低致病性或无致病性 刺激能力的强弱是相关联的。 微生物,其作为促进机体健康的有益菌,功能是多方面的。它 动物每日摄取的食物都含有大量的微生物,其中也包括 不仅可以促进营养物质消化吸收,减轻机体的应激反应,降 大量的病原微生物,但是在正常个体的肠道中总是保持正常 低血胆固醇,还可以调节免疫功能。益生菌一般能够在肠道 的菌群状态,并不发生感染,从而维持肠道的正常结构和功 内定植,维持肠道菌群平衡,刺激胸腺、脾脏和法氏囊等免疫 能状态,肠黏膜免疫系统起着极其重要的作用。一般认为,肠 器官的发育,增强巨噬细胞的吞噬活性,活化肠道相关淋巴 道免疫作用的产生主要依赖原籍菌群,当微生物菌群在动物 组织,促进免疫球蛋白A的生成,调节机体的免疫功能。本文 出生后发展并延续整个生命的时候,微生物与宿主免疫系统 将结合国内外众多研究着重介绍益生菌对机体的免疫调节 的相互作用也开始了。在啮齿类动物试验中发现,如果在其 作用。 初生和幼年时期肠道菌群减少,可以导致个体免疫系统成熟 1机体的免疫系统 延迟。另外,人们发现,给动物饲喂活的或者热灭活的乳杆 免疫器官包括中枢免疫器官和外周免疫器官。中枢免疫 菌,两者的免疫刺激效果基本上没有变化。因而从另一个角 器官包括骨髓、胸腺、腔上囊,外周淋巴器官有脾脏和分散的 度证实。由热灭活的乳杆菌及其发酵代谢产物为主要有效成 淋巴组织,如分布于消化道、呼吸道、泌尿生殖等不同部位的 分的新一代益生素添加剂,其添加效果同活菌制剂一样有 弥散淋巴组织(黏膜免疫系统),以及附着于眼球旁的哈德氏 效,而且热灭活菌体制成的益生素产品使用的方便性、热稳 腺和结肠派氏结(肠道集合淋巴结)。参加免疫反应的细胞有 定性、效果的一致性、保存和贮运的便利性等都比活菌制剂 B细胞、T细胞、K细胞NK细胞和单核吞噬细胞系统细胞以 更胜一筹12/。 及粒细胞,机体参与免疫反应的分子有补体、干扰素、白细胞 益生素对动物的免疫刺激和影响作用在动物发病前是 介素等fl1。 非常有效的,但如果在动物发病期间作治疗剂来使用,其效 2益生菌免疫作用的途径 果可能不理想。这一现象并不难理解,主要是因为从免疫刺 益生菌是良好的免疫激活剂,很多试验表明,乳酸菌、双 激到激活动物细胞免疫和体液免疫作用,并产生足够的抗体 歧杆菌、芽胞杆菌等产生有机酸及其代谢产物对一些病原菌 以抵抗致病菌的侵袭这一过程需要一定的反应时间,时间长 有抑制作用,并能激活免疫活性细胞,增强机体抵抗力。胃肠 短差异很大,而这段反应时间对于患病动物而言是极其关键 道中作为益生菌的微生物通过3条途径刺激动物的免疫系 的。如果动物对该种抗原没有免疫记忆,或者说动物是第一 统:作为活细胞在动物胃肠道表面定植与繁殖,增殖到一定 次被该种致病菌感染,其免疫应答反应时间会更长,免疫应 数目,刺激动物免疫系统;由死细胞释放出来的抗原物质(包 答产生的抗体量也可能远远不足以清除该致病菌。因此,经 括脂多糖、肽聚糖和DNA等大分子物质)被动物吸收后直接 常性地给动物饲喂益生素添加剂,以刺激动物产生足够的抗 刺激动物免疫系统;乳杆菌(Lactobaeillns)通过影响胃肠道中 体,比在动物患病时紧急大量添加其防病、治病效果将更加 明显和可靠。另一方面,益生紊对动物的免疫刺激效果还取 收稿日期:2011-03-19 决于饲喂剂量的多少,最适剂量并没有定论,这同诸多因素 作者简介:包满小(1985一),女,蒙古族,大学本科,助理兽医 有关。 师,从事基层兽医工作。 在一系列的动物试验中,人们发现联合接种比单独使用 更有效。这说明,混合菌种将比单一菌种对免疫的刺激作用更 大,因而可以推测,就益生菌对动物的免疫刺激作用而言,由 混合菌种制成的益生紊制剂,无论是活菌还是死菌制剂,其对 动物的免疫刺激作用将比由单一菌种制成的制剂更好131。 聚糖达到细胞壁表面。在溶菌酶的溶菌作用、白细胞的阳离 子肽、13一内酰胺等诱导下,U.A可以非特异性地连接到靶细 胞的膜磷脂或特异性地连接到CD14和1rI 2。LTA结合分泌 性CD14后可以抑制肠道革兰氏阴性病原菌的脂多糖对肠道 上皮细胞的作用,从而控制其引起的炎症反应『l 1。 4.2益生菌调节肠道黏膜免疫的作用途径 3益生菌免疫作用机理 益生菌对动物的免疫增强作用,主要是其菌体或代谢产 物对肠道黏膜免疫的作用。益生菌对肠黏膜的粘附能力是考 益生菌与肠道上皮细胞及黏膜固有层免疫细胞相互作 用诱导的肠道局部免疫反应,先天性免疫应答被激活。M细 察菌株激活免疫性能的重要指标,其活菌的粘附特性是诱导 免疫的一个重要因素,因为它是益生菌在肠道定植的前提条 件,黏附性能与抗腹泻、免疫力、竞争排斥及其他有益作用密 切相关『羽。益生素进入机体后,在肠道具有抗原识别部位的淋 胞(MC)与上皮组织相连的膜细胞、上皮细胞(EC)和并指树 突状细胞(DC)处理益生菌后以不同种的内化方式进入小肠 内腔。益生菌与上皮细胞相互作用后,菌体或片段被内化。首 先与消化道固有膜中的抗原呈递细胞(APC)、巨噬细胞和 巴组织集合上发挥免疫佐剂作用,活化肠黏膜内的相关淋巴 组织,使sIgA抗体分泌增强,提高免疫识别力,并诱导T、B 淋巴细胞和巨噬细胞产生细胞因子,通过淋巴细胞再循环而 (或)树突状细胞相互作用,益生菌与上皮细胞相互作用诱导 IL-6的释放。巨噬细胞和树突状细胞吞噬益生菌或片段,从 而诱导细胞因子如TNF一 和IFN- ̄/的产生,增强上皮细胞 的兴奋和免疫相关细胞之间的相互干扰。还刺激肥大细胞产 生IL--4。其他细胞因子如IL-6和I【,-lO也被刺激产生来增 强细胞因子网络,摄人的细菌或片段也可通过吞噬作用清 活化全身免疫系统,从而增强机体的非特异性和特异性免疫 功能。Ouwehand等14]给出摄人益生素对免疫系统刺激作用的 可能途径:一为微生物代谢产物或碎片作为小分子抗原直接 通过普通上皮细胞或者透过上皮细胞问的紧密连接缝隙;二 为微生物细胞本身由微褶细胞(M细胞)通过胞饮作用传送 给位于M细胞包囊中的巨嗜细胞等。抗原进入淋巴组织后, 或由抗原提呈细胞处理后或直接交给淋巴细胞,产生相应的 免疫应答。有报道称,热杀死的双歧杆菌可以显著增强正常 除。II,-6能够促进产生IgA的B淋巴细胞的克隆扩张,增加 产生IgA的B淋巴细胞的数量和通过这些细胞进入肠道固 有膜中原浆细胞。IL-6与1 4和TGF-I3(本实验为测定)结 合能够诱导胸腺依赖性B细胞表面抗原从IgM转变为IsA, 通过这种方式增加肠道固有膜分泌IgA的B细胞的数量I9I。 及免疫低下小鼠巨噬细胞分泌IL-1、TNF的活性,而且双歧 杆菌表面的脂磷壁酸、肽聚糖、培养基液也具有同样的作用[Sl, 在黏膜淋巴结中,益生菌或片段被M细胞或通过细胞旁 路穿过滤泡相关黏膜淋巴结上皮细胞,穿越后,细菌或其片 这可能是双歧杆菌细胞壁上的肽聚糖刺激肠道的免疫细胞, 从而激发机体产生免疫抗体,提高巨噬细胞活性,增强机体 抗病力。因此,Kopp等[61认为细菌脂多糖(LPS)和细菌肽聚糖 段与巨噬细胞和树突状细胞相互作用,这些细胞被激活从而 产生细胞因子。结果,细菌在该位置刺激免疫细胞产生免疫 反应、促进细胞因子的产生,B细胞表面抗原从IgM转化为 IgA,免疫细胞产生IL一10、IL一6、IL--4、和TGF一13能够促进胸 腺依赖细胞,通过益生菌刺激能够诱导IsA循环。增加肠道 远端黏膜处IgA分泌细胞的数量。IsA分泌细胞移到肠系膜 淋巴结后穿过胸导管到达循环系统,到达支气管和乳腺。益 生菌刺激黏膜淋巴结释放细胞因子作为复杂网络信号的生 (PG)可通过信号传导通路刺激巨噬细胞、内皮细胞、嗜中性 粒细胞产生介质,如肿瘤坏死因子、IL一1、IL-6、IL一8、I【,Il2 等,对介导非特异性免疫起重要作用[71。王立升等研究证实, 双歧杆菌的全肽聚糖可刺激小鼠腹腔巨噬细胞,使其胞内游 离Ca2+离子浓度上升,从而介导重要的生理功能,使巨噬细 胞具有吞噬作用、细胞毒作用和分泌活性因子的能力等I8]。 物学信使刺激系统免疫应答网 4.3益生菌对体液免疫的影响 但是目前常用肠组织培养细胞和小肠黏膜作为基料进行 试验,但这只能代表部分肠道的情况,用黏膜分泌型组织细胞 大量研究表明益生菌能够刺激人类和啮齿动物分泌 slgA细胞增殖,从而使得sIgA水平上升(表1)。Perdigon等 1995年报道,口服嗜酸乳杆菌和干酪乳杆菌可以剂量依赖性 地促进小肠sIgA产生和sIr,A分泌细胞的增殖。在沙门氏菌 培养更接近肠道的实际环境,但体外试验的结果能否直接反 映出微生物在动物体内的真实情况,还有待于进一步研究。 4益生菌的免疫调节作用 4.1 具有免疫刺激功能的益生菌细胞壁成分 感染时,饲喂酸奶酪的小鼠血清中lgA浓度显著高于饲喂牛 奶的小鼠,主要是由于肠道B细胞分泌IgA进入循环系统而 增加了血清IgA浓度嗍。Perdigon等1999年发现,El服干酪 益生菌大部分是非病原性革兰氏阳性菌,其细胞壁主要 组分为肽聚糖(PG)、多糖(PS)和脂磷壁酸(LTA),它们都有 免疫刺激特性。PG能直接活化宿主的巨噬细胞、内皮细胞、 光滑肌肉细胞、中性粒细胞等免疫细胞。被活化的巨噬细胞 可释放 IN卜.oc、IL—l、IL一6、IL一8、IL一12以及蛋白酶如弹性蛋 白酶和组织蛋白酶等。L11A是一种锚定于革兰氏阳性菌细胞 质膜疏水性脂的甘油磷脂多聚物,它一直延伸通过细胞壁肽 乳杆菌可以增加小肠液中sIgA的浓度,并认为这是由于乳酸 菌刺激肠道黏膜淋巴结和CD4q'淋巴细胞向CD8q'淋巴细 胞转变的结果 。另有研究表明,益生菌能缓解IgE介导的超 敏反应,小鼠口服热灭活干酪乳杆菌亚种Shirota,能够抑制 卵白蛋白诱导的血浆IgE的生成。与对照组相比,卵白蛋白 诱导的脾脏细胞产生IgE的量显著降低旧。益生菌不仅可以 促进小鼠口服耐受的建立,对于不能建立口服耐受而诱发的 变态反应,也有较强的控制作用。 表1 益生菌的体液免疫调节作用 4.4益生菌对细胞免疫的影响 的发生;IFN-y能恢复抑制性T(Ts)细胞的功能。减少免疫复 合物的局部沉积,抑制m型超敏反应发生,减轻类风湿性关 益生菌对机体细胞免疫的影响,主要包括激活巨噬细 胞、B淋巴细胞和NK细胞,促进白介素(IL)和干扰素(IFN) 等细胞因子的产生(表2)。乳酸菌能够通过刺激或抑制Tif 型T细胞介导的免疫反应来调节免疫反应,如干酪乳杆菌能 够促进 型细胞因子IL一12、IFN—1和TNF—o【的生成响。 节炎等疾病的症状。TNF.-0【在参与机体的炎症反应和防御感 染,介导抗肿瘤和调节机体免疫机能中发挥重要的作用。 Suman kapila等人最近报道 瑞士白化鼠饲喂干酪乳杆 菌发酵乳后,腹膜巨噬细胞的B一半乳糖苷酪和B一葡萄糖苷 酸酶的活性均显著高于饲喂脱脂乳组,表明干酪乳杆菌对瑞 士白化鼠的腹膜巨噬细胞具有激活作用[14。巨噬细胞是体内 IL-12能够诱导NK和T细胞分泌IFN-,y,促进前体T细胞 转化为功能性删型T细胞来调节机体黏膜和系统免疫[15l。 IFN叫是一种具有免疫调节功能的分泌蛋白,其免疫调节作 用主要集中在以下两方面:一方面,IFN-一y可以激活NK细 胞,增强其抗病毒、抗肿瘤功能;另一方面,IFN一 能抑制B 细胞分泌IsE,从而抑制IgE水平过高导致的I型超敏反应 的免疫细胞,可以吞噬和杀灭多种病原微生物,是引起机体 非特异性免疫的重要因素,也可以将抗原性物质吞噬后,经 消化与胞内的MHC分子结台,表达于细胞表面。启动体内不 同的免疫应答。 表2益生菌的细胞免疫调节作用 益生菌菌种 唾液乳杆菌,口服(活菌) 发酵乳杆菌,口服(活菌) 鼠李糖乳杆菌。口服(活菌) 干酪乳杆菌.口服(活菌) 马乳酒乳杆菌。口服(活菌) 免疫调节作用 外周血粒细胞的吞噬活性增强,促进脾脏细胞产生IL一2和IL—lO 外周血粒细胞的吞噬活性增强。促进脾脏细胞产生IL2、Ⅱ,.10和 一l2 外周血淋巴细胞吞噬括性增强,NK细胞破坏癌细胞能力增强 促进LPS诱导肠道上皮细胞产生IL一6 小肠液中几_4和ID-12浓度显著增加 保加利亚乳杆菌。口服(活菌) 枯草芽孢杆菌变种Toyo ̄。口服(活菌) 腹膜巨噬细胞吞噬活性增强,肠道内Ⅱ一2和IFN一 分泌细胞数量显著增加 促进外周血淋巴细胞产生 一4和IFN一 5结语 参考文献: 【1】潘康成。何明清.地衣芽胞杆菌对家兔体液免疫功能的影响研 究册.中国微生态学杂志。1998,10(4):204-206. 【2】潘康成,何明清,刘克琳.地衣芽胞杆菌对家兔细胞免疫功能的 影响叨.四川农业大学学报,l997。15(2):368-371. 益生菌对机体有明显的免疫促进作用,可以促进新生儿 肠道免疫系统的发育,也可以促进肠道黏膜局部和系统免疫 功能,对特异性和非特异性免疫应答均有调节作用,维持机 体在健康状态时免疫功能的正常水平。尽管益生菌具有以上 众多免疫调节作用,但对菌种来说,不但种属之间免疫效果 【3】潘康成,且俊道,何明清.正常菌群对动物免疫功能的影响研究 进展哪,饲料工业,1999,20(9):24—26. 有差异,而且菌株与菌株之间也有不同。此外,摄人时间、供 给方式和添加量等方面对免疫调节效果也有影响。宿主也因 品种、年龄、生理状况、生活环境的差异,而产生不同的效果, 【4】张春杨,牛钟相,常维山,等.益生菌制剂对肉用仔鸡的营养、免 疫促进作用阴.中国预防兽医学报,2002,24(1):5l 4. 【5】胡文峰,曹永长,毕英左。等.益生索与免疫刺激作用们.饲料研 究,20o3,(4):23-24. 如果使用不当或添加过量的益生菌,将会导致感染反应。因 此,还需进一步研究各种益生菌的免疫调节作用,筛选出安 全、稳定和活性高的益生菌,这对益生菌产品的开发具有重 要的影响。 [6】蓝景刚,胡宏.双歧杆菌及其表面分子的免疫增强作用册.中国 微生态学杂志,1999。ll(3)g129-131. [71李树鹏,赵献军.益生素与机体免疫作用研究进展【J】.家畜生态, 2004。l1(4):134-138. 新疆绿色、有机畜产品发展探讨 杨晓燕 ,赵泽 塔城834700; (1.塔城地区畜牧科技研究推广中心,新疆2.新疆绿色食品发展中心,新疆鸟鲁木齐830001) 摘要:随着人们生活水平的不断提高,对食品质量的要求也越来越高,发展绿色、有机畜产品呈现出一派蓬勃景象。本文通 过分析我区绿色、有机畜产品现状和影响畜产品质量安全的因素,指出了发展绿色、有机畜产品的必要性,并就我区发展绿色、 有机畜牧业提出了初步建议。 关键词:新疆;绿色;有机畜产品;建议 中图分类号:¥872文献标识码:B 品可划分为三类:第一类是在无任何污染条件下生产的畜产 品;第二类是在自然条件下,通过添加对人体无害的生物制 药而生产的畜产品;第三类是在生产过程中,通过添加作用 文章编号:1003-488912011)s1—0009--03 随着我国社会经济发展和人民群众生活水平的不断提 强、代谢快、毒副作用小、残留量低的非人用药品和添加剂而 生产的符合绿色食品要求的畜产品。 有机畜产品是指在畜禽养殖过程中遵行自然规律和生 态学原理,按照有机产品国家标准GB,I.19630要求,饲喂有 高,农牧产品的质量安全问题日益受到重视。人们对食品的 卫生、安全、营养和健康越来越重视。疯牛病、瘦肉精、阜阳劣 质奶粉、红心鸭蛋、三聚氰胺等事件让人们在消费畜禽产品 时心存疑虑。无须讳言,在国内外越来越重视食品安全的新 形势下,我区畜牧业的发展正面临着严峻的挑战和危机。安 全优质的绿色、有机畜产品已日益受到消费者的欢迎,发展 绿色、有机畜牧业为我区畜牧业的发展指明了方向。同时,也 成为我区畜产品规避国际贸易壁垒,打入国内外市场的重要 措施。 机饲料并限制使用常规兽药、抗生素、饲料添加剂等物质,关 注动物福利健康,满足自然行为和生活条件的产品。 2新疆绿色、有机畜产品发展现状 新疆绿色、有机食品产业经过20年艰苦努力,建立健全 了全疆绿色、有机食品管理、服务网络,使新疆绿色、有机食 品产业协调有序、稳步发展。据新疆绿色食品发展中心统计: 截止2010年年底,我区有效使用绿色食品标志的畜牧企业 1 绿色、有机畜产品定义 在畜牧业生产中.人们把符合绿色食品标准的畜产品统 称为绿色畜产品,包括肉、奶以及它们的加工产品。绿色畜产 收稿日期:2011 6—3O 为13家,产品数达到26个(绿色食品企业总数为132家,产 品总数达270个);经农业部中绿华夏有机食品认证中心审 批获证的有机畜产品企业为4家,产品数达到18个(全区为 24家,产品数为79个)。并形成巴口香牛肉干、麦趣尔纯牛 奶、温泉孟克牧场牦牛肉等绿色、有机畜产品品牌。 作者简介:杨晓燕(1984一),女。汉族,大学本科,助理畜牧师, 主要从事畜牧技术研究推广工作。 【8】王立生.潘令嘉,李明松,等.双歧杆菌的全肤聚糖对小鼠腹腔巨 噬细胞游离C 离子水平的影响fJ].中华微生物学和免疫学杂志,2000,20(3):247. 【9 Rof9】fe R DmIe role of probiotic cultures in the control of gastroin mechanisms involved in the mucosal/mmune system activation by lactic acid bacteria[J]j DaiIy Sci,1999,82(6):1 108-1 114. 【13】Matsuzaki L Yamazaki K Hashimoto S,et a1.The effect of oral feediIlg of Laetobaeiilus easel strain Shlrota ON immunoglobulin testinal healhj tNutr,2000,130(2S Supp1):396-402. 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