哺乳仔猪的小肠发育知识

 

　　哺乳仔猪的小肠发育

　　1．功能背景 

　　围产期内的仔猪的能量代谢方式出现了较大的转变。胎猪在母体内时生长和有氧代谢的物质是由静脉血流持续不断供应的；出生后，来自母体的供应突然中断，新生仔猪在吃低糖高脂的初乳前必然经受一段饥饿时期。所以，新生仔猪胃肠道必须能够适应从母体营养到小肠营养和吸收的转变，才能保持正常的生理机能。围产期内仔猪小肠上皮细胞的成熟分化过程受局部、全身及其他众多复杂因素的影响。消化生理和胃肠道的发育与宿主对定居微生物的反应有密切关系。大肠埃希氏菌和轮状病毒等病原是造成肠黏膜损害和腹泻的主要因素。而一些非致病性微生物的定居对于改善肠道内环境和机能有重要的意义。无论是致病性的还是非致病性的微生物的定居，都对小肠免疫系统造成刺激，都会导致轻微炎症和上皮细胞的变化，这些变化对仔猪营养和能量的吸收产生的影响往往是两面性的。

　　2．初乳等生长因子对仔猪小肠结构和机能的影响

　　仔猪开始吸乳后，体内蛋白质合成率提高，刺激了新生仔猪小肠的发育。初乳的消化刺激小肠腺细胞的增殖。初乳中引起小肠快速发育的非营养因素有免疫球蛋白和生物活性物质(包括类胰岛素生长因子Ⅰ)。初乳和常乳都有利于小肠上皮细胞的分化成熟。   
 
　　类胰岛素生长因子(包括IGF-Ⅰ与IGF-Ⅱ)，以及体细胞外具有细胞穿透性和规则空间排布的IGF结合蛋白和受体共同构成可以调节脊椎动物细胞生长、分化和原生质形成的内分泌—自分泌—旁分泌系统。乳房分泌物中含有高水平的IGF和IGF结合蛋白。乳房组织细胞和小肠组织细胞都能表达IGF结合蛋白和IGF受体，因而推测IGFs调控母猪体内乳腺发育基因和泌乳基因的表达，此外，IGFs在调节乳猪的生长和维持胃肠成熟方面也具有十分重要的作用。试验表明，饲喂初乳可提高小肠内IGF-Ⅰ水平。饲喂初乳还可提高仔猪对大分子物质的吸收和仔猪循环血流中IGF水平。经营养学调查表明，提高饲料配方中IGF-Ⅰ含量，口服IGF-Ⅰ对小肠黏膜生长的刺激作用极为微弱。补充的IGF-Ⅰ之所以不能带来预期的结果，是因为健康的新生仔猪加上充分的营养就已经可以获得最大的生长率。虽然口服IGF-Ⅰ不能刺激小肠的生长和结构的分化，但这种多肽可提高小肠上皮细胞对Na和含。Na营养物的吸收。仔猪饲料中添加33～65纳摩／升或更高浓度的IGF-Ⅰ，可显著提高小肠内乳糖酶—根皮苷水解酶的水平和这些酶的活力。IGF-Ⅰ给药量与初乳中的水平相当，但是如果连续14天饲喂添加有IGF-Ⅰ的饲料，乳糖酶的活力就会明显高于正常生理水平下的酶活性。1～3纳摩／升的添加量，对肠上皮细胞中乳糖酶酶活性的影响就不会如上所述。  

　　生长转换因子-α(TGF-α)可能是仔猪小肠中生长因子受体的外源性配合体。仔猪3周龄时，TGF-α可在其小肠腺细胞内表达，这表明该因子参与新生黏膜的分化和成熟过程。初乳的生物学效能与一种未知的非营养蛋白有关。已从猪初乳中成功分离这种蛋白并进行了测序工作。结果表明，它是猪、人和鼠小肠细胞生长的潜在激活物。

　　3．乳猪小肠内大分子物质的吸收过程

　　乳猪小肠中并非所有增加的蛋白内容物都是新合成的。一大部分黏膜蛋白来自于内吞的初乳免疫球蛋白细胞和非特异性溶质吞噬作用。完整的蛋白吸收是依靠初乳中的蛋白激酶抑阻剂完成的。

　　初乳中一大部分蛋白是免疫球蛋白，一些是乳特有蛋白如酪蛋白、乳球蛋白、乳白蛋白。仔猪吃初乳后数小时内，这些免疫球蛋白就会以较高水平出现在仔猪的循环系统中。仔猪无法经胎盘获得免疫球蛋白，新生仔猪可通过初乳获得未被破坏的免疫球蛋白，从而建立天然被动免疫。吃初乳1日后，仔猪体内母源抗体水平最高；随后降低，直至3周龄时降至最低。对于新生仔猪小肠上皮可通过内吞作用从初乳中获得大量完整的免疫球蛋白。小肠吸收的大分子是非特异性的，主要是初乳中的成分物质，如免疫球蛋白和其他营养因子，它们可被小肠上皮快速吸收后运送至血液循环中。 

　　仔猪吃初乳后大约6～12小时，小肠开始停止转运初乳中的大分子物质，并对大分子物质进行快速降解、吸收，24～36小时后吸收停止。调控吸收终止的细胞机制尚不清楚，但有证据表明，部分调控因子可能存在于初乳的乳清中。吸收的大分子物质进入血循环的过程依赖于三个环节：肠上皮吸收细胞顶端表面对大分子物质的内吞作用；核体—溶酶体系统对大分子物质的细胞内转运和加工过程；大分子物质经嗜碱性细胞吸收胞外分泌、释放。这些过程共同构成细胞摄入转移系统，该系统可在与胎猪相近的不同胚胎肠细胞中表达，而且可持续存在于肠道纤毛细胞表面，直至出生后1～2周龄。

　　肠道吸收作用的终止并不是由于肠上皮细胞内吞作用的减弱或上皮细胞内溶酶体快速降解造成的，而是小肠向血液循环转运大分子物质减慢的结果。肠上皮细胞间初乳生物活性分子水平的升高会使嗜碱性细胞细胞膜呈现负反馈，即结构和功能的调整；这一点会造成胞外分泌作用活动的减少。这一假设虽未得到证实，但实验证明新生仔猪血液循环中的糖皮质激素可以调整机体对大分子物质的吸收。自然分娩的仔猪在出生后吃初乳时获得的完整蛋白水平(IgG，白蛋白)较同窝剖腹产的仔猪高(前者出生时血浆中氢化可的松水平较后者高)，这一结果说明在围产期内氢化可的松可以刺激大分子物质的吸收。所以认为，新生仔猪抗体吸收能力的终止从很大程度上是由于糖皮质激素水平的下降引起的。
 
　　仔猪体内还有一些大分子物质是在小肠封闭后才进入血循的。3日龄仔猪体内IGF-I被血循环主动吸收，并由此提出封闭后的吸收是通过受体介导途径完成的。出生后2周内，成熟个体的细胞逐渐取代胎猪肠上皮细胞。这些取代细胞的肠上皮细胞活性比后者低得多。这种细胞更替过程沿肠近远端方向进行，仔猪6日龄时在肠近端首先完成细胞演变。此时小肠末端仍有大分子物质吸收作用。仔猪4～8周龄时，细胞更替在末端完成，大分子物质吸收作用停止。

　　4．乳猪小肠结构和功能

　　仔猪出生后的早期生长阶段小肠直径增长十分迅速，尤其是在刚吃过初乳后6小时内。与未吃初乳的新生仔猪相比，同是出生后24小时，小肠的长度长29％，重量多86％，黏膜总面积达130％倍。新生乳猪的小肠上皮细胞具有功能复杂的顶端核仁系统，该系统包含管状内涵体和能够参与吸收大量母源免疫球蛋白和其他初乳营养物的相关囊泡细胞器。对其他动物的研究发现，处于发育中的小肠细胞内的顶端核体内有一种名为胞内微管蛋白的糖蛋白。虽然不清楚这种微观蛋白的功能，但它可在数种动物新生阶段的小肠细胞中表达，这说明它对小肠上皮细胞的发育十分重要。新生乳猪的小肠上皮细胞除具有功能复杂的顶端核仁系统外，还具有一些大颗粒的亚核粒子，这些粒子包含初乳营养成分，如IgG。在小肠封闭阶段，上述亚核颗粒中有大团晶体样内容物。这些内容物富含母源免疫球蛋白。对吃初乳或不吃初乳的仔猪进行比较发现，吃初乳的仔猪体内乳糖酶一根皮苷水解酶和水解乳糖的刷状糖苷酶活性明显偏低。虽然乳猪体内糖苷酶(蔗糖苷酶、麦芽糖苷酶)水平较低，但由此可见仔猪是对碳水化合物的消化能力是有限的，而不是对乳糖的消化不良。新生仔猪体内存在与日龄紧密相关的铁和营养素的流失。然而日龄增加，肠容量就增加，那么肠运载能力也增加。仔猪哺乳24小时后载体介导的氨基酸吸收减少并不是因为转运载体的减少而是由于组织的生长导致转运载体的有效浓度降低的缘故。载体介导的氨基酸和葡萄糖转运减少还与胎猪肠上皮细胞更替有关，这种细胞更替会使得肠绒毛细胞两侧的转运功能重新分配。