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Technical Information
王繼鳳1 , 陳耀星1 , 王子旭1 , 董淑紅1 , 賴洲文2
(1. 中國農業大學動物醫學院, 北京 100094 ; 2. 新奧農牧發展有限公司, 福建廈門 361006)
摘要: 將12 頭斷奶仔豬分為3 個處理組(丁酸鈉組:基礎日糧+ 1 g/ kg 丁酸鈉,抗生素組:基礎日糧+ 抗生素,復合組:基礎日糧+ 抗生素+ 1 g/ kg 丁酸鈉) ,飼喂4 周后,采用組織學和掃描電鏡技術,對仔豬小腸黏膜上皮和杯狀細胞的顯微和超微結構進行了觀察研究。結果顯示,各試驗組的空腸和回腸黏膜結構完整,層次清晰,腸絨毛排列整齊,柱狀細胞結構清晰,丁酸鈉組和復合組腸絨毛粗壯,而抗生素組腸絨毛頂端偶見腸上皮脫落,腸絨毛相對較細;各試驗組回腸的杯狀細胞數量為空腸的1. 3~2. 2 倍,且以復合組的杯狀細胞數最多,丁酸鈉組次之,抗生素組最少;各試驗組空腸和回腸腸上皮表面微絨毛結構清晰,排列整齊,復合組的細胞衣最厚且均勻,丁酸鈉組次之,抗生素組較薄。表明,丁酸鈉能促進杯狀細胞增殖,改善小腸黏膜上皮細胞的形態結構,進而促進仔豬的消化吸收,提高其生產性能,其在這些方面的作用均優于抗生素。
關鍵詞: 斷奶仔豬; 小腸黏膜; 杯狀細胞; 丁酸鈉
 
為了促進動物生長,提高飼料利用率,降低死亡率,改善繁殖性能,人們常在飼料中添加低劑量(亞治療量) 的抗生素。但是,隨著研究的深入和對食品衛生安全的重視,人類開始關注飼料中使用抗生素所產生的諸多問題:如病原菌的耐藥性、藥物的殘留問題,等等。因此,目前國內外都嚴格限制抗生素在飼料中的使用,進而開始研究和開發抗生素替代產品,其中有機酸制劑有望成為一種良好的替代品。意大利學者Piva 等用每噸添加0. 8 kg 丁酸鈉的日糧飼喂斷奶仔豬2 周,發現丁酸鈉能提高日增重達20 % ( P < 0. 05) , 提高日采食量達16 % ( P <0. 05) 。這些飼料中添加的丁酸鈉首先必須經胃腸黏膜吸收,才能發揮其生理效應。但是,丁酸鈉對胃腸道黏膜結構與功能影響的相關研究尚未見報道。本研究旨在探討丁酸鈉對斷奶仔豬小腸黏膜結構的影響,以闡明丁酸鈉促進動物生長的作用機理,為合理使用丁酸鈉提供重要的理論指導。
 
1、材料與方法
 
1. 1 試驗仔豬與試驗日糧
選取北京華都種豬場體重一致的28 日齡健康斷奶仔豬108 頭,采用隨機區組法設計,試驗期為4周。分3 個處理組:丁酸鈉組(基礎日糧+ 1 g/ kg 丁酸鈉) 、抗生素組(基礎日糧+ 抗生素) 、復合組(基
礎日糧+ 抗生素+ 1 g/ kg 丁酸鈉) 。3 個處理組的基礎日糧相同,參照NRC(1998) 10~20 kg 體重仔豬的營養需要設計日糧配方。
 
1. 2 飼養管理
密閉豬舍漏縫地板,網上平養,圈舍通風良好;自由采食及飲水。環境、溫度控制及免疫程序均按北京華都種豬場常規飼養管理方法進行。
 
1. 3 取材
將試驗仔豬放血處死,剖開腹腔,迅速采取空腸和回腸各6~10 cm ,用新配置的生理鹽水洗干凈,每段腸病料再分為3 份,分別浸入Bouin’s 液和850mL/ L 酒精(做石蠟切片) 或25 mL/ L 戊二醛磷酸
緩沖液(0. 1 mol/ L , p H 7. 4 ,做電鏡切片) 中,固定48 h 。
 
1. 4 染色與數據處理
制作石蠟切片,厚度為6μm。HE 染色顯示腸黏膜結構,PAS 染色顯示杯狀細胞。光鏡下觀察腸黏膜上皮細胞的形態結構變化,并統計腸黏膜每100 個柱狀細胞中杯狀細胞的數量及其變化。掃描電鏡觀測腸絨毛形狀的變化。所有數據采用Modi2tec 軟件處理。
 
2、結果
 
2. 1 腸黏膜上皮的光鏡觀察
光學顯微鏡觀察,每一空腸和回腸橫斷面上帶有6~7 個皺襞,每個皺襞有20~30 根腸絨毛。整體來看,所有試驗組仔豬的小腸黏膜結構完整,層次分明,腸黏膜表面的紋狀緣結構清晰,細胞衣較厚。腸絨毛排列整齊。腸黏膜上皮細胞形狀規則,排列緊密,染色鮮明。柱狀細胞呈高柱狀,胞漿豐富,胞核橢圓形,位于細胞基部。杯狀細胞呈淡粉色,高腳杯狀,散在于柱狀細胞之間。固有層細胞著色好,核質對比鮮明(見圖1) 。比較各試驗組仔豬空腸和回腸黏膜上皮的結構特征,主要不同點在于丁酸鈉組和復合組仔豬的腸絨毛比單純的抗生素組粗壯,細胞衣更厚(見圖1) ,而抗生素組空腸和回腸的腸絨毛頂端偶見脫落現象。

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2. 2 腸黏膜的電鏡觀察
從掃描電鏡可以觀察到各試驗組的空腸絨毛上皮結構完整,柱狀細胞排列整齊,邊緣清晰。黏膜上皮的微絨毛紋狀緣排列緊密,大小一致,并與細胞頂端垂直。比較各試驗組的腸絨毛形狀,以丁酸鈉組和復合組的腸絨毛較抗生素組粗壯(見圖2) 。

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2. 3 腸黏膜杯狀細胞的數量分布
杯狀細胞散在分布于柱狀細胞之間,一般靠近腸腺部位分布集中。杯狀細胞排列緊密,靠近絨毛頂端的杯狀細胞呈散在分布。PAS 染色顯示杯狀細胞紫紅色,呈高腳杯狀(見圖1 之D~F) 。杯狀細胞的數量從空腸到回腸有增多的趨勢,回腸為空腸的1. 3~2. 2 倍。而在同一腸段,不論是空腸,還是回腸,飼料中添加丁酸鈉的試驗組的杯狀細胞數量明顯高于未添加丁酸鈉的抗生素組(見圖3) 。丁酸鈉組仔豬腸黏膜每100 個柱狀細胞中含杯狀細胞數為6. 7 ±2. 4 個(空腸) 或9. 2 ±4. 1 個(回腸) ,明顯高于不加丁酸鈉的抗生素組:3. 9 ±2. 3 個(空腸) 或6. 5 ±2. 6 個(回腸) 。尤其是飼料中同時添加丁酸鈉和抗生素的復合組的杯狀細胞數量最多,為8. 3 ±3. 0 個(空腸) 和10. 5 ±2. 7 個(回腸) 。

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3、討論
 
3. 1 小腸黏膜上皮是執行消化吸收功能的最主要細胞。一方面,腸上皮細胞的紋狀緣含有許多酶,參與營養物質的消化;另一方面,食物在腸上皮細胞的腸腔面或腸腔內被消化分解,營養成分被主動吸收或簡單擴散,經腸上皮細胞的腸腔面進入細胞內,除一小部分供給該細胞自身使用外,大部分從細胞基側面以主動轉運或擴散的方式釋放,進入固有層的毛細血管。因此,黏膜上皮細胞結構的完整性是執行其消化吸收功能的基本保證 。本試驗結果表明,飼料添加丁酸鈉后仔豬空腸和回腸的黏膜上皮完整,腸絨毛更為粗壯;黏膜吸收細胞呈高柱狀,排列整齊,游離面有明顯的紋狀緣;杯狀細胞呈高腳杯狀,散在于柱狀細胞之間,細胞數量比抗生素組增多1. 4~1. 7 倍。表明丁酸鈉具有維持小腸黏膜上皮細胞結構完整性,進而促進斷奶仔豬小腸消化吸收的作用,并優于抗生素。
 
3. 2 腸道的屏障功能主要由腸黏膜屏障來實現,后者包括機械屏障、生物屏障、化學屏障、免疫學屏障和腸黏膜固有層分子篩等部分。其中,腸黏膜機械屏障由腸黏膜上皮細胞、上皮細胞側面的細胞連接、上皮基膜和上皮表面的細胞衣組成,它們構成了機體免疫系統的第一道防線。因此,腸黏膜上皮結構的完整性與腸黏膜機械屏障功能,乃至機體的免疫功能有密切關系。本試驗結果表明,斷奶仔豬飼喂1 g/ kg 丁酸鈉能促進小腸杯狀細胞的增殖,維持腸道黏膜上皮細胞的正常形態,維護腸黏膜的正常的機械屏障作用,同時在這些方面丁酸鈉的作用均優于抗生素。
 
3. 3 前人的研究也表明,丁酸鈉具有以下功能:維護胃腸道內有益微生物菌叢;作為腸黏膜上皮細胞首選的能源底物,促進胃腸道細胞的增殖和成熟 ;誘導結腸癌細胞凋亡和抑制人卵巢癌KK細胞和子宮內膜癌HHUA 細胞生長。
 
3. 4 本試驗和前人的研究結果證實,丁酸鈉不僅能促進小腸杯狀細胞的增殖,改善小腸黏膜上皮細胞的形態結構,維持小腸黏膜結構的完整性,維護小腸黏膜發揮正常的屏障作用;還能提高腸黏膜免疫水平,進而促進仔豬的消化吸收,提高其生產性能,并且在這些方面丁酸鈉的作用均優于抗生素。

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