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影响仔猪免疫系统发育的4个因素

2022-06-10 11:01分类:养殖技术 阅读:

  全球大流行使全世界敏锐地认识到免疫的重要性及其在维持人类和动物健康方面发挥的重要作用。但我们说的免疫到底是什么意思?

  “免疫学是它自己的科学学科,有自己的语言和术语,”创和美营养公司全球猪研究经理Greg Page说。“当我们谈论免疫时,我们实际上是在谈论两件事:先天免疫系统和适应性免疫系统。”
 

  先天免疫系统
 
  先天免疫系统是动物和人类拥有的最基本的保护系统,它包括皮肤、粘膜、唾液和眼泪等物理屏障。在消化道中,它也涉及到一些不太具体的疾病预防方法,比如在消化过程中分泌的消化酶和酸。它也有生理反应,如蠕动,这是肠道组织的运动,将食物运送到整个消化道。这和人类感染流感时的情况很相似—腹泻是人体排出病原体的反应。

  炎症是另一种成熟的机制,是非特异性先天反应的一个例子。白细胞是免疫系统内的细胞,它监测组织损伤并分泌炎症介质,向其他细胞发出信号,使其聚集到感染部位。然后它们会引起一系列反应,导致通常与炎症有关的肿胀和红肿。信号分子,比如组胺,是在人们过敏时产生的,可以引发局部炎症反应,它们吸引其他细胞释放化合物,称为细胞因子,这是帮助调节其他免疫细胞发育的信号分子(例如肿瘤坏死因子、白介素、干扰素等)。
  
  适应性免疫系统
 
  “我们实际上只是触及了一些对免疫系统有影响的化合物的表面,”他说。“到目前为止,我们已经讨论了先天免疫反应的初始阶段,但是当我们谈论免疫时,大多数人会想到适应性免疫或获得性免疫,这是涉及产生抗体的过程。”

  适应性免疫包括产生针对抗原的抗体或致敏淋巴细胞,抗原是病毒或细菌中的蛋白质分子或化合物,白细胞识别并开始形成刺激抗体产生的特定蛋白质。这些抗体或致敏淋巴细胞在适当的水平上有助于防止病原体的进一步损害。

  “当我们谈论适应性免疫时,我们谈论的是疫苗,”他说。“在这种情况下,一个原始宿主,即猪,在被多次感染之前,无法抵抗任何特定的病原体。有一个关键的原因,为什么很难抵御入侵的病原体是有限的防御来避免这些疾病在第一次接触没有一个良好功能的先天免疫系统。只有当先天免疫系统失灵时,适应性免疫才变得更加重要和相关。适应性免疫面临的挑战是,它的特异性非常高,针对来自单一病毒或细菌株的非常特定的蛋白质,这时猪可以分化出记忆B细胞和T细胞,可以快速反应,防止严重疾病的复发。”

  然而,只有在宿主接触多次后,B细胞和T细胞才会发生充分的反应。但他们第一次无法产生记忆反应,因为他们从未接触过。这就是为什么适应性免疫或使用疫苗会有这样的挑战的原因之一,因为适应性免疫需要时间来建立反应。人类至少需要4~7天,猪也需要类似的时间,从动物生产的角度来看,这是时间损失。在某些情况下,还需要增强剂来产生有效的免疫反应。

  适应性免疫与仔猪密切相关,因为其中一种成分是免疫球蛋白,这种抗体是母猪在分娩后通过摄入初乳传递给仔猪的。

  “这就是为什么初乳摄入对新生仔猪如此重要。通过研究,我们已经确定仔猪需要至少250克初乳作为确保良好性能的最低阈值,”他说。“这是获得性免疫之所以重要的关键原因之一,不仅对仔猪本身产生这种反应,而且对从母猪转移过来的被动免疫也是如此。这是一个复杂的挑战,这也是为什么这两个系统会以非常复杂的方式相互作用,帮助抑制或增强对方。这是目前人类和兽医研究的一个非常活跃的研究领域,尤其是猪。”  
  影响猪免疫系统发育的四个因素
 
  01
  猪的年龄


  相对于被动免疫或仔猪从母猪获得的初乳和母乳,年龄影响适应性免疫的发展。被动免疫在一定程度上可以保护仔猪,但仅限于母猪接触到的病原体/抗原和为仔猪提供的抗体和免疫球蛋白。这种好处是短暂的,也就是说,这种好处会随着时间的推移而减弱。

  Page解释说:“仔猪在早期得到很好的保护,但随着仔猪的发育,保护水平实际上会下降,母猪提供的被动免疫在出生后4~6周几乎完全消失。它创造了一个机会窗口,适应性免疫需要时间来发挥作用。适应性免疫的发育只有在3~4周龄大的时候才开始。这就是我们所说的3~8周龄的免疫差距,此时仔猪的免疫受损,极易受到疾病压力的影响。”

  02
  营养


  营养可以通过各种途径在支持猪的自然防御中发挥重要作用。其中一个例子就是益生菌的使用。这些细菌可以改变肠道内有益的菌群,并阻止致病菌在消化道定植。基本上,它们用阳性细菌取代了阴性细菌。其中一个挑战是,已知的大约有600种不同的细菌可以在消化道中培养。所以,很难定义一个好的微生物群落结构是什么样的。

  “这是一个活跃的研究领域,我们正在学习更多的东西,市场上许多益生菌有不同程度的功效,强调需要更多的研究来提高效果一致性的技术,”他说。“不一致性可能是由多种原因造成的—制粒过程中一些益生菌比其他益生菌对热更稳定,或者可能需要更高的剂量来定植。或者我们通过饲料自然提供的益生元成分不足以保证益生菌的生长。不一致也可能发生,因为自然条件不适合益生菌产生帮助我们控制致病菌的酶和抗菌肽。”

  在营养方面,有机酸、精油和生物活性肽可以通过抗菌特性帮助控制细菌,有些还被证明可以刺激免疫反应,而不仅仅是对肠道结构产生有益影响。

  “建立紧密连接是营养可以提供帮助的另一个领域。我们有时将其视为肠壁中的砖和砂浆,如果砖与砖之间没有砂浆,则细胞会渗漏,”他描述道。“这会导致易位,细菌可以从肠道直接进入血液,导致全身性问题。我们希望加强这些紧密连接,其中一些营养产品具有增强这些紧密连接的特性,但它们还有另一个作用,即增加绒毛长度或隐窝深度,这有助于改善营养吸收。它们有效地增加了营养吸收的表面积。这只是几个例子,但目前正在研究的大量生物活性产品不仅可以加强消化道生理功能,还可以增强免疫力,防止疾病爆发。”

  03
  应激反应


  应激是研究人员刚刚开始了解的一个关键因素。作为人类,我们经历了高水平的应激,并明白在这段时间里我们更容易发病。仔猪也是如此,断奶的过程—当仔猪与母猪分开成为独立的个体时,可能会造成情绪应激。与此同时,当它们从保育舍转移到一个完全不同的环境,包括一个新尺寸的猪栏和不同的气候,它们会经历搬家和应对应激。可能会有来自不同窝携带不同疾病的新伙伴。

  “此外,他们需要重新建立一个新的统治等级制度,”他指出。“最后一点,好像这还不够,我们实际上正在把它们从液态母猪奶转变为干燥的全价饲料,这将有完全不同的营养结构。”

  猪也会经历“战斗或逃跑反应”,这是一种应激反应,可以通过许多不同的生理反应在仔猪身上表现出来,包括心率加快、支气管扩张(快速呼吸)、糖原分解、脂肪分解、喘气、运动和消化功能下降。肾上腺素和皮质醇分泌增加,这是应激激素。这些反应对仔猪的生理有整体影响。这些反应的最终结果是仔猪试图克服这种应激,并在此过程中分流能量或资源,无论是能量、氨基酸、矿物质等,都会从生长转向维持,以维持体内平衡 - 体温、心率等 - 并启动免疫反应。

  他说:“这些影响可以在许多方面表现出来,但一个关键的影响是减少采食量,这就是为什么我们看到生长受阻。作为一个行业,特别是断奶后的仔猪,我们正在试图找到方法来减轻这种生长抑制的负面影响,通过研究如何通过增加适口增来增加采食量,减轻应激,减少病原体等。这样做是为了努力提高仔猪的生长性能,因为我们知道,保育阶段的仔猪越重,在生长育肥阶段生长得越好,这意味着上市的时间越短,饲料转化率越高。我们希望通过瞄准仔猪出生后的前2~3周,建立仔猪整个生长周期的整体性能,我们称之为生命开端。”
  
  病原体载量
 
  病原体载量与特定疾病的风险直接相关,这会影响疾病的易感性。这些是间接机会性疾病。回到免疫缺口,猪对不同病原体的反应能力在它们受到强烈应激的时就会降低。因此,他们产生强烈的免疫应答的资源有限。由于猪场在卫生方面欠佳的具体问题,如清洁和消毒不合格、生物安全差、交叉污染、饲料质量差或使用受污染的原料,保育舍内可能存在高水平的病原体。所有这些问题都会对免疫系统产生抑制作用,从而增加仔猪感染疾病的风险。

  “我们鼓励完善的生物安全和清洁程序,以确保仔猪在断奶后有一个成功的开端,”他说。“生产者需要密切关注我们所说的饲料-农场-健康之间的相互作用。健康是免疫反应,我们可以从营养上加强它,无论是通过适当的营养平衡或增强肠道健康的饲料添加剂。饲料是关于具体细节的—确保您获得高质量的饲料和高度易消化的营养平衡。最后是健康或农场管理方面,包括生物安全、清洁和消毒程序以及环境控制。这三种相互作用相结合,为仔猪创造了一个成功的开端。”

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