病菌、应激、营养等会导致动物肠道菌群的失调，进而引发肠道炎症和腹泻，而炎症又会为肠杆菌等有害菌的爆发提供有利的环境，进一步引起肠道菌群紊乱，梭菌和大肠杆菌等有害病菌产生的毒素也会加剧炎症反应，带来更为严重的不利影响，严重的导致腹泻，亚临床炎症症状有体温上升、采食量低、生长速度差等。有关炎症与肠道微生物平衡之间关系，以及如何降低炎症反应的文章目前还不多见，本文将会根据最新发表的一些文章阐述肠道炎症环境是如何作用和改变肠道微生物的具体机制，以及相应的一些预防和缓解措施。
一、炎症反应与肠道菌群之间的互作
有研究表明炎症环境导致肠道微生物群的紊乱，常以特定细菌物种（主要是肠杆菌，包括大肠杆菌属、沙门氏菌属、志贺氏菌属、克雷伯氏菌属等）的增殖为特征。
目前已经提出了几种机制来解释肠杆菌在炎症肠道中的增殖（图1），其中包括：（1）无氧呼吸，（2）有氧呼吸，（3）营养变化，（4）粘蛋白利用，（5）金属获取，（6）抗菌药物的产生，（7）水平基因转移。本文将重点讲述前4种机制。
图1：炎症肠道驱动肠杆菌增殖的机制（MY Zeng等2016）
1.超氧阴离子（O2-）和一氧化氮（NO）反应生成硝酸盐(NO3-)，肠杆菌利用硝酸盐呼吸生长增殖；2.发炎的肠道中较高的氧气水平导致肠杆菌增殖，同时抑制专性厌氧菌、拟杆菌和梭菌的生长；3.死亡的上皮细胞中的磷脂分解生成乙醇胺，乙醇胺转化为氨，可用于三羧酸循环、乙醛酸循环和脂质生物合成，为肠杆菌提供碳源和氮源；4.炎症肠道中杯状细胞分泌MUC2增多，肠杆菌科可以利用MUC2中的唾液酸来合成细菌荚膜和脂寡糖；5.大肠杆菌释放的细菌铁载体肠肌动蛋白抑制中性粒细胞髓过氧化物酶；6.可表达Collb的肠杆菌释放Collb，在对Collb敏感的细菌中形成孔隙，破坏细胞壁的合成，从而杀死对Collb敏感的细菌。
1.无氧呼吸
肠杆菌是兼性厌氧菌，能够根据肠道中不同氧气含量来调整自身代谢，在有氧呼吸和无氧呼吸之间任意切换。在炎症条件下，肠腔内活性氧自由基和活性氮自由基增加，当活性氧自由基与一氧化氮反应形成过氧亚硝酸盐时，能够迅速转化为硝酸盐，富含硝酸盐的组织环境会通过硝酸盐呼吸促进肠杆菌如大肠杆菌生长 。
此外，活性氧自由基和活性氮自由基能够氧化硫化物，例如蛋氨酸、叔胺、三甲胺（TMA），生产S-氧化物和N-氧化物，这些产物可被用作无氧呼吸的电子受体，促进沙门氏菌在炎症肠道中的生长增殖。炎症过程中迁移到肠腔中的中性粒细胞产生活性氧自由基，将内源性硫化物（硫代硫酸盐thiosulfate）转化为电子受体（四硫酸盐tetrathionate），通过四硫酸盐呼吸进一步促进沙门氏菌在炎症肠道中迅速增殖（图2）。
图2.四硫酸盐呼吸（Andreas J.B等2016）
2.有氧呼吸
炎症肠道的环境中更高的血流量和血红素被认为会引起肠腔有氧微环境，这就会导致兼性厌氧菌的迅速扩增，如肠杆菌，同时抑制专性厌氧菌，比如乳酸菌、纤维分解菌的生长。
Rivera-Chavez,F等2016年的一项研究表明，当通过链霉素治疗梭状芽胞杆菌时，上皮氧化增加，导致沙门氏菌在肠腔内有氧生长扩增。
3.营养变化
营养对肠道微生物的组成有着深远的影响。在炎症肠道内，肠道上皮细胞黏膜层因炎症应答反应以及死亡上皮细胞的脱落会导致磷脂含量增加，可被多种病原菌如沙门氏菌和假单胞菌用作碳源和氮源，进一步促进这类菌的增殖。
炎症肠道诱导肠道微生物多样性下降，菌群多样性下降使得用于保护肠道上皮细胞的肠粘膜层的多糖组分更易于被病原微生物利用。粘膜层多糖被共生菌降解后释放出糖类，如海藻糖，半乳糖，甘露糖，这些都能够给致病微生物提供生长能源（图3）。
图3.炎症肠道黏膜层多糖被分解后为致病微生物提供营养（Andreas J.B等2016）
4.粘蛋白利用
覆盖肠上皮的粘液层是宿主抵御消化道内腔中食物或潜在入侵的病原菌的第一道防线。粘蛋白分泌增加是由有害菌感染引起的肠道炎症的的标志之一，可能是促进清除病原体并保持粘液层完整性的一种机制。
唾液酸是粘蛋白中的主要碳水化合物之一，可被大肠杆菌等利用合成细菌的荚膜和脂寡糖。Huang,Y.L等 2015年的一项研究报道，由DSS（葡聚糖硫酸钠）诱导引起结肠损伤和炎症后，肠道中唾液酸含量升高，大肠杆菌大量增殖。
二、断奶前后仔猪体内炎症反应的变化
图4.各种炎性细胞因子随断奶后日粮变化图（S. Pie，2004）
肠道内的炎症产生于应激、有害菌感染、机体损伤、抗生素治疗等各种情况，但炎症造成的肠道菌群和肠道形态变化是一致的，通常会促进肠杆菌等有害菌群的增殖，肠道紧密连接的降低，因此减少炎症将是改善肠道健康的辅助手段之一，在我们替抗的思路中也要加以考量。
三、控制肠道炎症反应的措施
在过去，我们广泛使用抗生素来抑菌杀菌，抑制炎症的发生，然而禁抗条例要求我们必须做出一系列的改变来弥补抗生素的缺失，对炎症进行控制。除去管理措施外，饲料中可以影响炎症反应的因素有如下几方面：
1. 日粮纤维水平
日粮中的纤维可以在后肠道被纤维分解菌利用生成短链脂肪酸，比如丙酸和丁酸，可以降低肠道内的TNF-α，IL-6等促炎性因子水平。纤维分解菌是严格厌氧菌，而酵母，尤其是布拉迪®酵母可以快速消耗肠道的氧气，促进纤维分解菌发酵纤维生成短链脂肪酸，进而降低炎症反应。
法国养猪专家Pierre先生建议使用可溶性纤维和不可溶纤维来控制和调节配方中的纤维水平，进而更有针对性的对不同阶段和品种的猪做出配方修整。
2. 益生菌
以布拉迪®举例，作为独一无二的特种酵母益生菌，其可以通过快速消耗肠道氧气，创造低氧微环境、中和梭菌毒素、水解膦酸酯多糖，从而减少炎症的发生。炎症发生后，布拉迪®通过调控树突细胞的类型分化、功能与移行，抑制过度炎症反应的发生。其代谢产物具有干扰炎症核转录因子整合以及调控丝裂原活化蛋白激酶活性的能力，可以显著降低促炎性白介素，如IL-8、IL-6和TNF-α的分泌，提高抗炎性白介素IL-10的浓度。
此机理在后续的试验中陆续得到验证，Lessard 等人2009年试验结果显示，在小猪感染大肠杆菌时，无论是空白对照组还是抗生素处理组，肠道分泌的促炎因子 IL-8 显著增加，但布拉迪®组显著抑制了细菌感染时 IL-8的 分泌。Collier（2010）在人工诱导 LPS 中毒的条件下也观察到布拉迪显著抑制促炎白介素 IL-1β 的水平，降低猪只死亡率（图5）。
图5. 布拉迪®降低脂多糖内毒素LPS攻毒后仔猪死亡率（Collier等 2010）
3. 植物提取物
植物提取物包括多种物质，比如酚类、醛类、多酚类，多酚包括丹宁、黄酮和异黄酮等，其中一些是植物精油的主要成分。体内外试验表明某些多酚类物质可以通过改善肠道紧密连接、降低炎症、抗氧化应激来改善健康。
4. 氧化与抗氧化平衡
氧化应激不仅仅是炎症反应的结果，也是炎症反应的病因之一。由于炎症反应所带来的超量自由基并不能被体内固有的抗氧化剂全部抵消掉，因此我们必须要额外补充抗氧化剂。最近的研究表明抗氧化剂除了消除氧自由基，还有可能通过激活体内的抗氧化体系而发挥作用。相比于腹泻等严重的临床表现，较轻的氧化应激亚临床症状不容易看到，比如低采食量。而采取有效的抗氧化工具，比如VE、酵母硒和多酚等多种抗氧化剂的组合，可以提高采食量，改善生产性能。
小结 我们可以通过多手段来预防和减少炎症的发生，改变炎症发生后炎症肠道的内环境来保持宿主肠道菌群稳定和宿主的健康，而且我们相信不管是直接抑制炎症还是改变炎症内环境，布拉迪®都是我们良好的选择之一，饲料无抗，我们一直在努力！
