微生态制剂在防治猪病及提高生产性能方面的研究进展

2017-06-01 17:58:40      点击:
自20世纪40年代发现抗生素对畜禽有促生长作用以来,世界各地广泛使用亚治疗量的抗生素作为饲料添加剂。作为抗菌促生长剂,抗生素为饲料业与饲养业的发展确实起到了积极的促进作用,但随着科学的发展其弊端日渐显著。一般来说,医学工作者开发一种新的抗生素需要10年左右的时间,而一代耐药菌的产生只需2年的时间,抗生素的研制速度远远赶不上耐药菌的繁殖速度。美国和英国平均每年各有1万多名患者死于抗生素耐药性细菌感染,每年花上百亿美元对付耐药细菌。    

  现在面临的问题是,全球每年消耗的抗生素总量中60-80%被用在食用动物身上,且其中90%是作为饲料添加剂来使用。面对抗生素的毒副作用和滥用的严重问题,世界各国相应出台了一系列法律和法规,严令禁止一些或全部抗生素作为动物的饲料添加剂。例如,1975年欧共体禁止使用青霉素、四环素、土霉素与金霉素作饲料添加剂,随后又禁用红霉素、新霉素、竹桃霉素和潮霉素等。1985年后欧盟只允许使用杆菌肽锌、螺旋霉素、维吉尼亚霉素、黄霉素、泰乐菌素、莫能霉素和阿伏霉素。1997和1999年欧盟又禁用杆菌肽锌、维吉尼亚霉素、泰乐菌素、螺旋霉素等。1999年欧盟禁止在饲料中使用喹乙醇和卡巴氧。WHO 于2000年6月在日内瓦召开会议,要求立即停止抗生素作为动物生长促进剂。2006年欧盟通过法律,严禁在动物饲料中添加任何种类的抗生素。目前,美国和日本等发达国家也逐步出台相应的法规,禁止抗生素作为动物的饲料添加剂。面对如此严峻的形势,寻求抗生素的替代品已势在必行。经过研究发现,在众多抗生素的替代品中,微生态制剂以其高效的抑菌促生产作用,越来越受到广大用户的青睐。本文以大量的理论和生产实例,阐明微生态制剂在我国健康养殖领域的重要性,以促进我国畜牧业向生态、环保、绿色和可持续的方向发展。  

1、抗生素的毒副作用  

(1)药物残留:抗生素随饲料在动物消化道发挥作用后,进入动物的血液循环,分布到几乎全身各器官,尤其是肝脏内分布较多,最后经肾脏的过滤大多数随尿液排出体外,但仍然有一些残留在动物体内。大多数的抗生素都会在畜禽产品中残留,影响食品安全和出口等问题。抗生素大量排出动物体外,也可能造成环境污染,使其对人类健康、生存和环境等带来越来越严重的威胁。 

(2)病原微生物产生耐药性和抗药性:大量使用抗生素,使病原微生物产生耐药因子,结果使抗生素的治疗作用减弱甚至失效;抗生素的滥用容易引起畜禽内源性感染或二重感染,使动物易于发病,且发病后又难以控制。我国最近的一项研究发现,畜牧业滥用抗生素的问题已造成动物肠道内细菌对动物用抗生素的抗药性高达80-100%。2001年,有学者对四川内江地区发病猪场分离的119株金黄色葡萄球菌与1985年从该猪场分离的137株金黄色葡萄球菌进行药敏测定,结果发现菌株对青霉素、链霉素和四环素的耐药率分别上升了100%、51%和85%。  

(3)引起动物发病或死亡:抗生素的使用在抑制致病微生物的同时,也抑杀了畜禽体内生理性微生物,扰乱了微生物种群之间的相互制约格局,破坏了动物体内微生态平衡。动物出现维生素缺乏、免疫能力下降、消化障碍以及继发性感染等症状,造成动物发病或死亡。如“伪膜肠炎”(又称“抗生素肠炎”)的发生与抗生素的滥用有直接关系。  

(4)抗生素的毒性作用:每一种抗生素都有一定的毒性。例如,氯霉素损伤肝脏和造血系统,青霉素和链霉素易产生过敏反应和变态反应,链霉素、庆大霉素、卡那霉素对脑神经有显著的毒性作用,丙咪唑类抗蠕虫药物、痢特灵(呋喃唑酮)、雌激素、砷制剂、喹恶啉类,硝基呋喃类、硝基咪唑类药物都已证明有致畸、致突变和致癌作用。氟喹诺酮类药物在家禽中的使用导致弯曲杆菌耐药菌株的增加,使人类弯曲杆菌感染率增加并难以治疗等。  

(5)免疫抑制作用:长期使用抗生素,使畜禽机体产生依赖性,限制了体内免疫细胞机能的发挥,导致免疫功能下降,抵抗疾病能力降低。大量抗生素在其被摄入机体后,会随血液循环分布到淋巴结、肾、肝、脾、胸腺、肺等各组织器官,动物机体的免疫能力被削弱,人和动物慢性病例增多。抗生素还会导致抗原质量降低,直接影响免疫过程,从而对疫苗的接种产生不良影响。 

2、微生态制剂的功能和特点  

(1)维持动物体内微生态环境的平衡,抑制病原微生物的生长和繁殖:动物肠道内存在成千上万种正常微生物,构成肠道消化系统的微生态菌群平衡,可以抵抗外来致病菌的影响,使动物不易发病,即便发病也容易得到控制。益生菌进入肠道与肠道内正常菌发生栖生、偏生、共生、竞争、吞噬等复杂关系,从而对动物产生营养、免疫、刺激生长、生物拮抗等生理作用,可起到提高生产性能、防治疾病的作用。  

  正常微生物与动物和环境之间所构成的微生态系统中,优势种群对整个微生物群起决定作用,一旦失去了优势种群,则原微生态平衡失调,原有优势种群发生更替。正常情况下,动物肠道内优势种群为厌氧菌占99%以上,而需氧菌及兼性厌氧菌只占1%。如该优势种群发生更替,上述专性厌氧菌显著减少,而需氧菌、兼性厌氧菌显著增加,此时使用微生态制剂,如一些需氧菌微生物制剂特别是芽孢杆菌能消耗肠道内的溶解氧,造成厌氧环境,有助于厌氧微生物的生长,使优势种群逐渐增加恢复正常,而需氧菌、兼性厌氧菌等逐渐降低保持原有状态,从而使失调的菌群平衡调整恢复到正常状态,达到治病促生长之目的。  

  另外,动物微生态制剂中的有益微生物在体内对病原微生物有生物拮抗作用。这些有益微生物可竞争性抑制病原微生物粘附到肠粘膜上皮细胞上,刺激肠管免疫系统细胞,同病原微生物争夺有限的营养物质和生态位点,从而不利于病原微生物的生长繁殖,中和大肠杆菌等病原微生物产生的毒素,使动物保持健康的状况。Casey (2007)对猪进行沙门氏菌连续攻毒3天,结果发现饲喂乳酸菌的猪,其粪便中沙门氏菌的含量降低1.6倍,猪的健康指数比对照组提高4.4倍,这进一步证明了益生菌的抑菌和保健作用。  

(2)增强机体的免疫功能:Matsuzaki(2007)的研究证实,乳酸菌可使鼠癌症的诱发率降低50%,使脾细胞分泌的干扰素量提高5倍,并提高免疫球蛋白浓度和巨噬细胞活性。乳酸杆菌以某种免疫调节因子的形式起作用,刺激肠道某种局部型免疫反应,增强机体免疫功能。芽孢杆菌能促进肠道相关淋巴组织,使之处于高度反应的“准备状态”,同时使免疫器官的发育增快,T、B淋巴细胞的数量增多,使动物的体液和细胞免疫水平提高。通过电镜观察证明,正常菌群在肠道粘膜等处是有序排列的。当有益菌占据致病菌的靶上皮细胞,形成保护屏障,或以菌群优势产生一种对致病不利的环境时,可以起到防御作用。  

(3)产生有益代谢产物促进动物安全生产:乳酸菌进入肠道后产生乳酸,降低肠道pH值,从而抑制病原微生物的生长繁殖。激活酸性蛋白酶活性,对新生畜禽是特别有益的。有益微生物在体内可产生蛋白酶、淀粉酶、植酸酶等多种消化酶,可降解饲料中的一些抗营养因子,并能在肠道内生长繁殖产生各种营养物质如维生素、氨基酸、未知促进生长因子等营养物质,有利于饲料中营养物质的消化吸收,提高饲料转化率和动物的生产性能。  

(4)防止产生有害物质:动物自身及许多致病菌都会产生多种有毒物质,如毒性胺、氨、细菌毒素、氧自由基等。某些乳酸杆菌、链球菌、芽孢杆菌等,有些益生菌则可以阻止毒性胺和氨的合成;多数好氧菌产生超氧化物歧化酶(SOD)可帮助动物消除氧自由基。在代谢过程中,可产生一些抗菌物质如嗜酸菌素、乳糖菌素、杆菌肽等,可抑制病原菌在肠道内生长繁殖。某些有益微生物(如芽孢杆菌)在肠道内可产生氨基氧化酶及分解硫化物的酶类,从而降低血液及粪便中氨、吲哚等有害气体浓度。  

(5)净化环境:圈舍里的臭味主要由氨、硫化氢、吲哚、尸胺、腐胺、组胺、酚等有害物质而来。这些都是大肠杆菌等微生物使蛋白质腐败分解所致。有益菌可提高蛋白质的消化吸收率,并将肠道里非蛋白氮合成氨基酸和蛋白质供动物利用。与此同时,它抑制大肠杆菌等有害菌的腐败作用,使臭味等有害物质减少;芽孢杆菌等有益菌可产生分解硫化氢的酶类,从而降低粪便中的氨、硫化氢等有害气体的浓度而有除臭作用,使有害气体的浓度降低50%左右,从而起到保护养殖环境、减少呼吸道和眼病的发生,对人的健康和畜产品的卫生都非常有益。另外,微生态制剂对饲料内某些毒素和抗营养因子还有一定的降解和去毒作用。   

(6)微生态制剂的独特优势:微生态制剂是抗生素的最佳替代品,无污染、无残留、无抗药和耐药性,无致癌、致畸和致突变性。在动物生产中具有如下优势:提高机体免疫力和畜产品的质量、防治疾病、促进动物生长、安全生产、环境保护,在满足人们对绿色安全畜产品的需求等方面具有特别重要的意义。  
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