蛋白質(zhì)、氨基酸營(yíng)養(yǎng)與動(dòng)物機(jī)體免疫機(jī)能

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　　許多研究都已證實(shí)營(yíng)養(yǎng)對(duì)機(jī)體免疫機(jī)能有著重要的影響，營(yíng)養(yǎng)學(xué)與免疫學(xué)的交叉學(xué)科營(yíng)養(yǎng)免疫學(xué)隨著研究的不斷深入而不斷充實(shí)。因營(yíng)養(yǎng)不良而導(dǎo)致免疫功能和機(jī)能障礙的營(yíng)養(yǎng)性獲得免疫缺乏綜合癥(Nutritionally acquired immunedeficiency syndromes：NAIDS)已引起人們的普遍重視，對(duì)于人和動(dòng)物必需的重要的營(yíng)養(yǎng)素蛋白質(zhì)和氨基酸與動(dòng)物機(jī)體免疫機(jī)能的關(guān)系逐漸成為研究的重點(diǎn)。
　　1 蛋白質(zhì)與動(dòng)物機(jī)體免疫反應(yīng)
　　1.1 蛋白質(zhì)缺乏影響動(dòng)物的免疫反應(yīng)
　　一些試驗(yàn)證實(shí)，日糧蛋白質(zhì)缺乏影響動(dòng)物的免疫反應(yīng)。Price研究指出，蛋白質(zhì)缺乏抑制小鼠對(duì)SRBC的抗體反應(yīng)。Glick等研究發(fā)現(xiàn)，小雞飼喂極度缺乏CP的日糧時(shí)，降低機(jī)體對(duì)SRBC抗體反應(yīng)和抑制T細(xì)胞型免疫力。Woodward等研究指出蛋白質(zhì)和能量營(yíng)養(yǎng)不良時(shí)會(huì)導(dǎo)致小鼠胸腺上皮褪化，皮質(zhì)上皮褪化主要影響在細(xì)胞大小上，髓質(zhì)上皮褪化主要影響在細(xì)胞數(shù)量上，后一種褪化意味著組織難以恢復(fù)。由于胸腺髓質(zhì)上皮對(duì)成熟的免疫功能極其重要，這可以解釋早期蛋白質(zhì)一能量營(yíng)養(yǎng)不良對(duì)胸腺依賴性免疫反應(yīng)的抑制作用。Woodward等研究指出，小鼠后天的細(xì)胞免疫力較全身性體液免疫反應(yīng)更易受蛋白質(zhì)一能量營(yíng)養(yǎng)不良的消極影響。Chandra等綜述了蛋白質(zhì)一能量營(yíng)養(yǎng)不良對(duì)免疫機(jī)能的影響，包括淋巴組織特別是胸腺萎縮、遲發(fā)型過(guò)敏反應(yīng)下降、T細(xì)胞特別是Th細(xì)胞減少、胸腺素活力降低、分泌型IgA抗體反應(yīng)受損、抗體親和力降低、補(bǔ)體成分濃度和活力降低以及巨噬細(xì)胞功能受損等。事實(shí)上，一些研究蛋白質(zhì)缺乏對(duì)機(jī)體免疫反應(yīng)的影響中并末考慮氨基酸的平衡性，并有試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)降低蛋白質(zhì)水平未能影響斷奶仔豬的免疫反應(yīng)(Grenshaw等)。
　　1.2 蛋白質(zhì)缺乏影響動(dòng)物機(jī)體對(duì)疾病的抵抗力
　　Bovd和Edwards研究指出，缺乏蛋白質(zhì)增加雞對(duì)大腸桿菌感染的易感性。Chan等研究發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)一能量營(yíng)養(yǎng)不良的小鼠較容易感染上結(jié)核桿菌。zhang等指出蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)不良降低對(duì)感染的抵抗力，并發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)不良改變了T細(xì)胞免疫反應(yīng)和細(xì)胞因子的產(chǎn)生。
　　1.3 不同蛋白源對(duì)機(jī)體免疫反應(yīng)的影響
　　動(dòng)物在攝食時(shí)實(shí)際上也是腸道在接受高濃度抗原的刺激，這就會(huì)導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生相應(yīng)的防御反應(yīng)，包括有局部的免疫系統(tǒng)激活和相應(yīng)的系統(tǒng)免疫反應(yīng)。因而不同蛋白源對(duì)機(jī)體免疫反應(yīng)的影響包括兩個(gè)方面，即蛋白源引起全身性免疫反應(yīng)的變化及引起局部免疫反應(yīng)，如蛋白質(zhì)抗原性引起腸粘膜局部過(guò)敏反應(yīng)。EsParza等用以酪蛋白和豌豆作為蛋白源日糧飼喂剛斷奶的小鼠和成年鼠，與飼喂酪蛋白相比，飼喂豌豆日糧的鼠生長(zhǎng)受阻，其中剛斷奶的小鼠更明顯，這可能與某種免疫機(jī)理有關(guān)。剛斷奶的小鼠攝食豆類后血清中總免疫球蛋白水平和IgG水平顯著增加，小鼠和成年鼠飼喂豆類后，脾臟總T細(xì)胞和Th細(xì)胞百分比顯著增加。飼喂豆類對(duì)幼齡鼠生長(zhǎng)影響大于成年鼠，可能與其免疫系統(tǒng)的未完全成熟有關(guān)。Wong等試驗(yàn)指出，對(duì)于小鼠，牛奶乳清蛋白具有較大豆蛋白分離物及綿羊初乳乳清蛋白較強(qiáng)的免疫力增進(jìn)作用。
　　Parker等比較了酪蛋白、乳清蛋白和大豆蛋白對(duì)小鼠注射綿羊紅細(xì)胞抗原的免疫反應(yīng)的影響，結(jié)果顯示不同蛋白質(zhì)對(duì)免疫反應(yīng)的影響可能與小鼠的營(yíng)養(yǎng)需求無(wú)關(guān)，其中乳清蛋白具有最高的免疫反應(yīng)增強(qiáng)效果。
　　蛋白質(zhì)抗原性可導(dǎo)致腸道局部免疫系統(tǒng)激活，引起食物過(guò)敏和腸組織損傷。大豆蛋白的這一作用在前面已進(jìn)行了討論。事實(shí)上，牛奶蛋白過(guò)敏亦經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在新生兒中，不成熟的腸粘膜屏障可能是食物過(guò)敏重要原因。Schreiber等指出，新生兒由于腸粘膜屏障不成熟，一些抗原(如微生物抗原、微生物毒素抗原及日糧蛋白質(zhì)抗原)如允許滲透過(guò)腸粘膜，極可能引起炎癥和過(guò)敏反應(yīng)，出現(xiàn)胃腸道或全身病態(tài)，而腸粘膜的局部免疫反應(yīng)旨在防止抗原穿過(guò)腸腔表面，亦即對(duì)該抗原產(chǎn)生全身耐受性。K1einman指出，新生兒對(duì)日糧抗原的反應(yīng)受日糧抗原與母體免疫力互作的影響。由于日糧抗原影響的重要性，Kleinman提出了根據(jù)日糧抗原的免疫反應(yīng)開發(fā)低過(guò)敏日糧配方的思路。
　　日糧蛋白質(zhì)抗原的作用機(jī)理尚不十分明確，它可能同時(shí)影響系統(tǒng)免疫反應(yīng)和局部免疫反應(yīng)。進(jìn)入腸道的日糧蛋白抗原通常有極小一部分(<0.002%)被完整吸收(Swarbrick等)，而刺激產(chǎn)生血清抗體免疫反應(yīng)(Lippard等)，但當(dāng)這種系統(tǒng)抗體反應(yīng)隨后被抑制時(shí)(Thomas和Parrott)，局部的粘膜抗體反應(yīng)則繼續(xù)存在，這與降低隨后的抗原吸收的特異性能力的發(fā)育有關(guān)，即與免疫排斥的形成有關(guān)(Swarbick等)，血清抗體的下降與口腔耐受性的成熟有關(guān)。一些研究者指出，在小鼠給飼喂接觸性致敏物(Asherson等)、紅細(xì)胞(Kagnoff)和可溶性蛋白質(zhì)(Stokes等)后，機(jī)體產(chǎn)生遲發(fā)型過(guò)敏反應(yīng)，其隨后被抑制。Stokes等研究指出，在大腸桿菌的大量繁殖和斷奶腹瀉形成之前，腸道免疫系統(tǒng)就對(duì)日糧抗原產(chǎn)生了短暫的過(guò)敏反應(yīng)，這種反應(yīng)導(dǎo)致了腸細(xì)胞周轉(zhuǎn)加快和絨毛萎縮，而這種反應(yīng)為細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)。它增加了對(duì)疾病的易感性。因此根據(jù)以上研究可以看出，日糧蛋白質(zhì)抗原所引起的過(guò)敏反應(yīng)可能為細(xì)胞介導(dǎo)的遲發(fā)型過(guò)敏反應(yīng)。Host等指出，牛奶蛋白過(guò)敏反應(yīng)主要由一類免疫反應(yīng)(IgE一介導(dǎo))引起，但也有證實(shí)可能與第三類(免疫復(fù)合物)與第四類(細(xì)胞介導(dǎo))有關(guān)，與早期斷奶相關(guān)的腸道組織學(xué)變化包括隱窩增生、絨毛萎縮以及吸收不良等是對(duì)斷奶日糧中抗原的短暫免疫反應(yīng)的結(jié)果，這已被Miller等所證實(shí)。日糧抗原和微生物抗原在對(duì)腸道免疫系統(tǒng)的反應(yīng)方面，兩者相互影響。綜上所述，食物過(guò)敏及日糧抗原過(guò)敏反應(yīng)卞要可能的機(jī)制是I型過(guò)敏反應(yīng)與IV過(guò)敏反應(yīng)，這為我們提供了解決問(wèn)題的依據(jù)。
　　2 氨基酸與動(dòng)物免疫反應(yīng)
　　目前有關(guān)氨基酸對(duì)免疫反應(yīng)的影響報(bào)道較少，由于賴氨酸、蛋氨酸和蘇氨酸是豬和家禽大多數(shù)日糧中的限制件氨基酸，因而研究它們對(duì)機(jī)體免疫反應(yīng)的影響具有重要意義。
　　2.1 賴氨酸與動(dòng)物免疫反應(yīng)
　　賴氨酸缺乏是否影響動(dòng)物機(jī)體免疫反應(yīng)和對(duì)疾病對(duì)抗力尚沒(méi)有明確結(jié)論。有試驗(yàn)研究證實(shí)賴氨酸缺乏的小鼠具有與賴氨酸水平適當(dāng)?shù)男∈笙嗤那宄蛔⑷敫鼓で恢械腟almonella typhimurium的能力，另外接種了S.typhimurium菌苗的賴氨酸缺乏小鼠和正常小鼠對(duì)隨后的活菌感染具有相同易感性(Petro和Bhattacharjee)，賴氨酸缺乏的大鼠與正常大鼠產(chǎn)生相同水平的抗體(Kennev等)。Cook等研究發(fā)現(xiàn)，即使日糧賴氨酸水平低到需要量的30%時(shí)，也未能抑制機(jī)體對(duì)SRBC及多殺巴氏桿菌的抗體反應(yīng)。Komegay等試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，斷奶仔豬日糧中添加晶體賴氨酸可以提高體液免疫反應(yīng)。
　　2.2 蛋氨酸與動(dòng)物免疫反應(yīng)
　　與賴氨酸不同，蛋氨酸似乎對(duì)動(dòng)物免疫反應(yīng)影響較大。Tsiagbe等試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)小雞飼喂蛋氨酸缺乏日糧降低了雞對(duì)SRBC的抗體反應(yīng)及對(duì)PHA的遲發(fā)型過(guò)敏反應(yīng)，火雞亦如此。并進(jìn)一步指出，雞為獲得最大免疫反應(yīng)所需要的蛋氨酸水平高于為取得最大生長(zhǎng)所需要的蛋氨酸水平。無(wú)論是膽堿還是胱氨酸均不能節(jié)省免疫所需要的蛋氨酸量。Hall等使用小鼠所進(jìn)行的試驗(yàn)解釋了這一現(xiàn)象的機(jī)理，這是由于淋巴細(xì)胞不能利用高半胱氨酸和gR堿等前體物合成蛋氨酸，而這一機(jī)制存在于骨骼肌細(xì)胞中。因而在淋巴細(xì)胞中，蛋氨酸被轉(zhuǎn)甲基后不能重新合成蛋氨酸，這就導(dǎo)致了免疫系統(tǒng)對(duì)蛋氨酸的需要較其它組織高，并且這種需要不能被胱氨酸和膽堿所節(jié)省。
　　Williams等研究指出，母鼠在妊娠或泌乳時(shí)期蛋氨酸與膽堿處于臨界缺乏水平時(shí)會(huì)影響小鼠免疫系統(tǒng)的發(fā)育。蛋氨酸對(duì)免疫機(jī)能的影響似乎有一個(gè)最佳水平，過(guò)高甚至有害。Tsiagbe等試驗(yàn)顯示，在含有0.35%蛋氨酸的基礎(chǔ)日糧中，添加蛋氨酸0.85%甚至更高時(shí)，顯著降低SRBC抗體滴度及皮厚反應(yīng)。Van Heugten等試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在含有0.33%蛋氨酸的斷奶仔豬基礎(chǔ)日糧中，添加蛋氨酸對(duì)體液免疫反應(yīng)無(wú)影響，而淋巴細(xì)胞blastogenesis assay則顯示添加蛋氨酸導(dǎo)致淋巴細(xì)胞blastogenesis下降。Dabbert等亦指出，蛋氨酸對(duì)免疫機(jī)能的影響有最佳水平，過(guò)高則無(wú)明顯影響。
　　2.3 蘇氨酸與動(dòng)物機(jī)體免疫反應(yīng)
　　由于蘇氨酸在禽類免疫球蛋白分子中數(shù)量上占主導(dǎo)地位(Tcncnhouse和Deutsch)，因而Bhargava等推測(cè)它可能在雛雞的免疫反應(yīng)中起重要作用，在蘇氨酸缺乏小雞日糧中，提高蘇氨酸水平直至0.7%，小雞對(duì)新城疫病毒抗體滴度直線增加，這一水平時(shí)，小雞亦獲得最大生長(zhǎng)，似乎表明最大免疫反應(yīng)所需要的蘇氨酸水平與最大生長(zhǎng)一致。在哺乳動(dòng)物中也有試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)動(dòng)物缺乏蘇氨酸表現(xiàn)出對(duì)腫瘤和瘧原蟲感染的易感性增加(Jose和Good;Keshavarz-Valian等)。
　　2.4 其它氨基酸與動(dòng)物機(jī)體免疫反應(yīng)
　　有試驗(yàn)證實(shí)，纈氨酸缺乏抑制小雞對(duì)新城疫病毒的抗體反應(yīng)(Bhargava等)，頰氨酸和亮氨酸及異亮氨酸同時(shí)缺乏增加小鼠對(duì)沙門氏菌的易感性 (Petro和Bhathchargee)。動(dòng)物日糧通常不易缺乏纈氨酸，但常規(guī)七米日糧中通常含有高的Leu，由于Leu-Val拮抗作用的存在，所以高亮氨酸對(duì)免疫反應(yīng)的影響可以通過(guò)添加異亮氨酸和纈氨酸加以克服(Aschkensay)。Bounous等研究發(fā)現(xiàn)，小鼠飼喂輕度缺乏Phe-Tyr的日糧時(shí)，顯著增強(qiáng)體液免疫反應(yīng)。
　　3 營(yíng)養(yǎng)影響動(dòng)物免疫反應(yīng)的機(jī)理
　　關(guān)于營(yíng)養(yǎng)對(duì)動(dòng)物免疫反應(yīng)的影響機(jī)制不能一概而論。如前所述，各種營(yíng)養(yǎng)素的作用機(jī)理不盡相同。Munoz等指出細(xì)胞因子在營(yíng)養(yǎng)與感染的合并作用中起關(guān)鍵作用，蛋白質(zhì)、能量營(yíng)養(yǎng)不良，缺乏脂肪酸、維生素及微量元素均損害細(xì)胞因子的產(chǎn)生，由于細(xì)胞因子除參與機(jī)體的各種免疫反應(yīng)外，還參與炎癥、發(fā)熱等，甚至影響某些生理活動(dòng)，因此不難推測(cè)營(yíng)養(yǎng)缺乏對(duì)機(jī)體免疫反應(yīng)、疾病易感性及某些生理活動(dòng)的影響。
　　4 機(jī)體免疫系統(tǒng)活動(dòng)狀態(tài)與營(yíng)養(yǎng)需要
　　目前各國(guó)所推薦的營(yíng)養(yǎng)需要量標(biāo)準(zhǔn)，是在試驗(yàn)條件下，為保證動(dòng)物健康和最大生產(chǎn)性能日糧中所必需提供的最低營(yíng)養(yǎng)素水平。如前所述，最大生長(zhǎng)性能對(duì)營(yíng)養(yǎng)素的需求并不總是與最大免疫反應(yīng)對(duì)營(yíng)養(yǎng)素的需求相一致，因此對(duì)目前現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用需要考慮這些差異。此外，試驗(yàn)條件下所取得結(jié)果應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中，還應(yīng)考慮其它因素的影響，特別是動(dòng)物免疫系統(tǒng)活動(dòng)狀態(tài)對(duì)營(yíng)養(yǎng)需要量的影響。營(yíng)養(yǎng)缺乏可能會(huì)增加動(dòng)物對(duì)疾病的易感性，相反動(dòng)物被感染后對(duì)營(yíng)養(yǎng)素的需求亦發(fā)牛改變。動(dòng)物在受感染后不僅會(huì)產(chǎn)生免疫反應(yīng)，而且會(huì)導(dǎo)致一些代謝變化，這些變化最終會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物在免疫反應(yīng)期間出現(xiàn)生長(zhǎng)速度和采食量下降，而營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝變化的影響因子是細(xì)胞因子(Munoz等)。一些試驗(yàn)證明，動(dòng)物免疫系統(tǒng)的激活影響其生長(zhǎng)性能。
　　Van Heugten等試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，斷奶仔豬注射大腸桿菌脂多糖(LPS)，減低ADG、F/G、ADFI和蛋白質(zhì)利用效率。LPS刺激與日糧蛋白質(zhì)水平對(duì)生長(zhǎng)性能的影響無(wú)互作，并且這種免疫刺激所導(dǎo)致的生長(zhǎng)性能下降不能通過(guò)改變總氨基酸供給水平緩和與減輕。Van-Heugten等研究指出，肌肉注射LPS有降低采食量和日增重的趨勢(shì)，增加日糧能量密度不能改變這種影響。Dritz等亦研究發(fā)現(xiàn)LPS免疫應(yīng)激由于降低了ADFI及改變了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分配而降低生長(zhǎng)速度，使用復(fù)雜日糧引起的生長(zhǎng)反應(yīng)與免疫應(yīng)激無(wú)關(guān)，LPS免疫應(yīng)激導(dǎo)致了炎癥性細(xì)胞因子的增加。LPS免疫刺激導(dǎo)致了生長(zhǎng)性能下降，因而不難推測(cè)到它會(huì)直接影響到營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需要量。由于免疫系統(tǒng)被刺激而減低營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需要在一些試驗(yàn)中被證實(shí)，Klasing等研究發(fā)現(xiàn)，注射免疫原降低了小雞對(duì)蛋氨酸和賴氨酸需要量，這可能由于生長(zhǎng)和組織合成對(duì)氨基酸需要量降低。注射免疫原導(dǎo)致小雞生長(zhǎng)減緩、采食量和飼料效率降低及血清細(xì)胞介素-1(IL-1)活性增加。研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)日糧中氨基酸缺乏時(shí)，小雞對(duì)免疫原的刺激反應(yīng)減弱，這是由于氨基酸缺乏損傷了機(jī)體的免疫反應(yīng)。由免疫原引起的免疫應(yīng)激導(dǎo)致生長(zhǎng)速度下降和飼料利用效率下降，其中大約70%是由于采食量下降所引起的，其余部分則由于免疫反應(yīng)導(dǎo)致了代謝效率低下，而這些改變至少部分是由于白細(xì)胞介素-I(IL-1)，也可能有其它激素和細(xì)胞因子所引發(fā)的(Klasing等)。Spurlock等研究發(fā)現(xiàn)，生長(zhǎng)豬在接受免疫刺激后，日增重和采食量顯著下降。williams等研究指出，豬只的免疫系統(tǒng)活動(dòng)狀態(tài)不僅影響采食量、體增重、飼料利用效率和服體瘦肉率，而且影響其對(duì)賴氨酸的需要量，低免疫系統(tǒng)活動(dòng)狀況的豬只，其采食量、日增重、飼料效率和胴體瘦肉率較高。由于低免疫系統(tǒng)活動(dòng)豬具有較高的體增重和蛋白質(zhì)增長(zhǎng)量，因而需要較高的日糧賴氨酸濃度和進(jìn)食量。
　　在實(shí)際生產(chǎn)條件，動(dòng)物經(jīng)常處于各種免疫原的刺激之中，如畜舍衛(wèi)生不良，動(dòng)物處于大量的微生物包圍中，這些微生物可能會(huì)、也可能不會(huì)引起臨床疾病，這主要取決于微生物的病原性和機(jī)體的抵抗能力。在一個(gè)衛(wèi)生條件較差的畜舍中，即便動(dòng)物未表示出臨床疾病癥狀，但生長(zhǎng)速度會(huì)降低超過(guò)15%，飼料效率影響高達(dá)10%(Lillie等)。這是由于免疫原的刺激，改變了動(dòng)物免疫系統(tǒng)的活動(dòng)狀態(tài)，改變了細(xì)胞因子(如IL-1)及Corticosteroids等的含量與活性，而這些物質(zhì)作為遞質(zhì)影響著體內(nèi)代謝過(guò)程(Klasing等)，這就使得免疫系統(tǒng)在受刺激后出現(xiàn)一系列能量、氨基酸及礦物質(zhì)的代謝變化(Beisel)。

michaelhe

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