作者：陳代文，中國著名動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)家，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物營養(yǎng)研究所教授，從事豬營養(yǎng)與飼料科學(xué)的教學(xué)科研工作30余年。抗病營養(yǎng)理念的提出者。

Xixi寫在前面：上一篇文章末，我提到了無抗思路的3大重心恰恰都是抗病營養(yǎng)的研究范疇?？共I養(yǎng)是近年來動(dòng)物營養(yǎng)界非常熱門的研究領(lǐng)域，其內(nèi)涵之豐富、進(jìn)展之迅速，哪里是我這小輩三言兩語能夠講清楚的。為此，我專門邀請(qǐng)到「抗病營養(yǎng)」理念的提出者陳代文老師，請(qǐng)他親口與大家聊一聊抗病營養(yǎng)到底是怎么一回事。這篇文章是陳老師專門為「曦曦博士」的讀者所寫。#福利還不錯(cuò)吧:)

在無抗時(shí)代，養(yǎng)殖業(yè)的重心不得不從治療疾病轉(zhuǎn)移到預(yù)防疾病。

如何預(yù)防疾?。窟@就要求通過各種手段，使動(dòng)物保持良好的健康狀況。

01動(dòng)物的健康狀況

什么是動(dòng)物健康狀況？如果我們以動(dòng)態(tài)的目光看，動(dòng)物的健康狀況就是「外界致病因子」與「動(dòng)物自身的抗病機(jī)制」這一攻一守所斗爭的結(jié)果。

從「攻」這一方看，致病因子有很多 —— 一切不良的外界環(huán)境（應(yīng)激）、動(dòng)物食入的有毒有害物質(zhì)（比如霉菌毒素）、以及病原微生物的入侵等，都在其內(nèi)。這些致病因子要么直接影響動(dòng)物免疫反應(yīng)，要么通過打破腸道微生物平衡而影響動(dòng)物健康。

致病因子之一——霉菌毒素的產(chǎn)生。除了可被檢測(cè)的部分，飼料中部分霉菌毒素與糖類結(jié)合而被隱蔽，直至動(dòng)物體內(nèi)被釋放。因此霉菌毒素的檢測(cè)值常常可能低估其危害。

（圖片來自BIOMIN)

從「守」這一方看，動(dòng)物的抗病機(jī)制包括了結(jié)構(gòu)屏障、腸道微生物、以及免疫系統(tǒng)。

展開來講，結(jié)構(gòu)屏障指細(xì)胞和細(xì)胞所組成的組織器官對(duì)外來物質(zhì)的機(jī)械障礙，這就要求它們的結(jié)構(gòu)必須完好無損。動(dòng)物機(jī)體中一切與外界相通的表面均是外來物質(zhì)侵襲的第一道關(guān)口，比如皮膚，呼吸道，胃腸道。其中，腸道因?yàn)槠鋬?nèi)腔表面有無數(shù)被稱為絨毛或微絨毛的小褶皺，展開來面積最大，成為結(jié)構(gòu)屏障的最大部位。

腸道屏障的組成（引自Hooper, 2009)

腸道微生物則是在漫長的生物進(jìn)化歲月中形成的一個(gè)精妙機(jī)制– 我們和成千上萬的微生物，互助互利，成為了一個(gè)完整的共生生命體。所以，動(dòng)物是真核細(xì)胞與原核細(xì)胞的共居體。而這些原核生物主要寄居于動(dòng)物的腸道中，稱之為腸道微生物。腸道微生物的組成與代謝受到環(huán)境和營養(yǎng)的影響處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，這個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，一定程度上決定了動(dòng)物的健康狀況。

腸道微生物的動(dòng)態(tài)平衡 （引自Nagpal et al., 2014)

而免疫系統(tǒng)從大到小又包括了免疫器官、免疫細(xì)胞、免疫分子這三大部分。器官的正常發(fā)育，細(xì)胞的正常功能，分子的正常代謝共同決定了對(duì)免疫系統(tǒng)是否能夠發(fā)揮最佳免疫力。然而，免疫反應(yīng)是一把雙刃劍，一方面抵御外來不良因素的侵襲，保護(hù)動(dòng)物健康；但另一方面又需要消耗營養(yǎng)物質(zhì)以調(diào)整機(jī)體代謝，這樣一來，用于生長和生產(chǎn)的營養(yǎng)物質(zhì)就減少了。如果免疫反應(yīng)過度（也稱免疫應(yīng)激），還會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞或組織的損傷。

豬的免疫系統(tǒng)組成（引自inmunicinmaymo.com）

可以想象，這攻守雙方各有招數(shù)，時(shí)刻處于斗爭狀態(tài)。如若攻守平衡，動(dòng)物就會(huì)保持健康狀態(tài)；平衡打破，疾病就會(huì)發(fā)生。而這兩者之間，是亞健康狀態(tài)，對(duì)于畜禽來說，這種狀態(tài)下，生長性能也無法達(dá)到最佳。

動(dòng)物健康是致病因子與抗病機(jī)制之間的平衡

02營養(yǎng)與動(dòng)物健康

好，明白了動(dòng)物健康狀況的本質(zhì)，我們來看看營養(yǎng)與動(dòng)物健康之間存在著什么關(guān)系。

回到營養(yǎng)學(xué)101，營養(yǎng)過程本質(zhì)上就是生命過程，營養(yǎng)物質(zhì)是一切生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，既影響動(dòng)物生產(chǎn)效率高低和生產(chǎn)潛力發(fā)揮程度，也決定了動(dòng)物健康狀況。

現(xiàn)代營養(yǎng)學(xué)已經(jīng)非常清楚，某種營養(yǎng)素的缺乏、不足或過量（比如蛋白質(zhì)、氨基酸、礦物質(zhì)、維生素等），或者營養(yǎng)素之間的不平衡（比如鈣與磷、能量與蛋白質(zhì)、各種氨基酸之間），不僅會(huì)降低動(dòng)物的生產(chǎn)性能，還明顯危害動(dòng)物健康 --- 這就表現(xiàn)在消化道形態(tài)結(jié)構(gòu)的損壞或功能紊亂、營養(yǎng)代謝性疾病、免疫系統(tǒng)受損、免疫功能紊亂、免疫力降低，對(duì)疾病的抵抗力降低等。適當(dāng)調(diào)整營養(yǎng)素之間的比例and/or提高日糧中某個(gè)營養(yǎng)素的水平后，就能在一定程度上增強(qiáng)動(dòng)物免疫力和對(duì)某些疾病的抵抗力，提高其健康水平。

總結(jié)起來，在這一攻一守之間，營養(yǎng)決定動(dòng)物健康的主要機(jī)制有四：

1. 影響免疫系統(tǒng)的發(fā)育， 從而影響免疫反應(yīng)的效率

2. 調(diào)節(jié)腸道微生物，影響微生物平衡以及代謝

3. 直接干預(yù)致病因子，緩解其危害

4. 修復(fù)受損細(xì)胞或組織

營養(yǎng)影響健康的四大機(jī)制

這四大機(jī)制覆蓋了營養(yǎng)與動(dòng)物健康的關(guān)系；而它們互相之間又有著千絲萬縷的關(guān)系。因此，營養(yǎng)決定健康的機(jī)制，是一個(gè)復(fù)雜的、動(dòng)態(tài)的機(jī)制。毫無疑問，營養(yǎng)對(duì)于健康起著至關(guān)重要的特殊作用?，F(xiàn)代營養(yǎng)學(xué)朝著保健和抗病方向發(fā)展是必要的，也是必然的。

「抗病營養(yǎng)」理念由此而生。

03抗病營養(yǎng)理念

那么，抗病營養(yǎng)到底研究什么？跟傳統(tǒng)營養(yǎng)學(xué)有什么不同？

從研究目標(biāo)來看，抗病營養(yǎng)的終極目的，是回答動(dòng)物吃什么、吃多少、怎么吃，才能確保最大抗病力。也就是說，評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)由傳統(tǒng)營養(yǎng)學(xué)的正常生長性能、最佳生長性能，上升到了最佳抗病力。

從研究領(lǐng)域來看，抗病營養(yǎng)學(xué)是動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)與免疫學(xué)、生理學(xué)、病理學(xué)、分子和細(xì)胞生物學(xué)的密切交叉領(lǐng)域；比傳統(tǒng)營養(yǎng)學(xué)更深、更廣。

引用美國加州大學(xué)著名動(dòng)物免疫學(xué)家Kirt Klasing曾說過的一段話：

“ If animal health was selected as the functional endpoint instead of growth rate or reproductive performance, nutrient recommendations might change...Eventually target animal species need to be examined to determine specific concentrations of nutrients for optimal immunocompetence and health. ”

傳統(tǒng)營養(yǎng)學(xué)下制定的營養(yǎng)需求可能滿足也可能不足以滿足機(jī)體最佳免疫力

（引自Klasing, 2002)

原注：Dietary requirements set by the National Research Council (NRC) are usually based on concentrations that maximize growth and reproduction and prevent known deficiency pathologies. Optimal immunocompetence may occur at nutrient levels that are: higher than the NRC requirement (panel A); equal to the NRC requirement (panel B); or less than the NRC requirement (panel C).

有確保動(dòng)物最佳抗病力這個(gè)目標(biāo)做導(dǎo)向，抗病營養(yǎng)的研究內(nèi)容的幾大版塊，恰恰對(duì)應(yīng)了之前的文章里提到過的無抗思路：1. 防疫、抗應(yīng)激；2. 微生態(tài)平衡，腸道健康； 3.日糧結(jié)構(gòu)，提高消化率。

1 第一大版塊：營養(yǎng)與免疫 | 營養(yǎng)與應(yīng)激| 營養(yǎng)與抗病基因 | 營養(yǎng)與疾病

? 解決的是防疫、抗應(yīng)激的問題。

這個(gè)版塊，我們的研究重點(diǎn)是營養(yǎng)對(duì)免疫系統(tǒng)發(fā)育和免疫功能發(fā)揮的影響、各類應(yīng)激對(duì)營養(yǎng)代謝和需要的影響、抗病的表觀遺傳規(guī)律、營養(yǎng)與抗病基因表達(dá)的互作規(guī)律、營養(yǎng)對(duì)疾病發(fā)展過程的影響及其機(jī)制。我們的目標(biāo)是建立起提高動(dòng)物免疫力、抗應(yīng)激、和抗病遺傳的營養(yǎng)調(diào)控原理和技術(shù)。

營養(yǎng)與抗病基因的部分研究進(jìn)展 （基于陳代文團(tuán)隊(duì)）

2 第二大版塊：營養(yǎng)與腸道健康

? 解決的是微生態(tài)平衡和腸道健康的問題。

這個(gè)版塊，我們的研究重點(diǎn)是營養(yǎng)對(duì)腸道發(fā)育、功能、和微生態(tài)環(huán)境的影響。我們的目標(biāo)是建立確保腸道健康的營養(yǎng)原理和技術(shù)。

這里面有一個(gè)重要的營養(yǎng)概念，那就是今天我們所講的營養(yǎng)需要，已不僅僅是動(dòng)物本身的需要，還必須要考慮微生物需要。只有同時(shí)滿足二者的需要才能使動(dòng)物獲得最佳健康和生產(chǎn)成績。

動(dòng)物營養(yǎng)=宿主營養(yǎng)+微生物營養(yǎng)

營養(yǎng)需求=宿主需求+微生物需求

腸道微生物的營養(yǎng)模式是目前研究的重點(diǎn)與難點(diǎn)。營養(yǎng)影響動(dòng)物基因組同時(shí)也影響微生物基因組，且動(dòng)物基因組與微生物基因組相互作用，共同決定動(dòng)物的健康與表型。今天的人類醫(yī)學(xué)研究已經(jīng)逐漸揭示，腸道微生物在營養(yǎng)代謝疾病、免疫功能障礙、肥胖、糖尿病等眾多疾病的發(fā)生發(fā)展進(jìn)程中起著重要的作用。這就提示我們，微生物可能是動(dòng)物營養(yǎng)調(diào)控機(jī)體健康和生產(chǎn)性能的新機(jī)制和靶點(diǎn)。腸道微生物是否是動(dòng)物遺傳的組成部分、是否是營養(yǎng)調(diào)控的信號(hào)途徑，都值得我們進(jìn)一步的深入研究。

3第三大版塊：營養(yǎng)與抗?fàn)I養(yǎng)因子

? 解決的是日糧消化代謝的問題。

這個(gè)板塊，我們的研究重點(diǎn)是抗?fàn)I養(yǎng)因子對(duì)免疫應(yīng)答和營養(yǎng)代謝的影響。我們的目標(biāo)是建立緩解其危害的營養(yǎng)原理和技術(shù)。

抗?fàn)I養(yǎng)因子(Anti-nutritional factors)是我們對(duì)飼料中營養(yǎng)物質(zhì)的消化、吸收和利用產(chǎn)生不利影響的物質(zhì)的統(tǒng)稱。目前的實(shí)際生產(chǎn)中常見的抗?fàn)I養(yǎng)因子包括蛋白酶抑制劑、植酸、單寧酸、霉菌毒素等。它們中的許多已經(jīng)可以通過酶制劑的合理使用來緩解其影響，但霉菌毒素仍是生產(chǎn)中普遍存在、不容忽視的問題，因此也是此版塊研究的重點(diǎn)。

常見霉菌毒素對(duì)家禽的影響（引自BIOMIN)

04全局飼料觀

在上述三大研究內(nèi)容版塊中，貫穿其中的是營養(yǎng)平衡。只有營養(yǎng)平衡才能同時(shí)滿足這諸多不同機(jī)制的需求。營養(yǎng)平衡的本質(zhì)問題是營養(yǎng)結(jié)構(gòu)平衡。而營養(yǎng)結(jié)構(gòu)則涉及四個(gè)營養(yǎng)要素的相互關(guān)系，那便是營養(yǎng)素及其互作、營養(yǎng)源及其互作、添加物及其互作以及營養(yǎng)水平及水平組合。

因此，營養(yǎng)平衡包含四個(gè)層次，第一層次為營養(yǎng)素的平衡，第二層次為營養(yǎng)源的平衡，第三層次為營養(yǎng)素與營養(yǎng)源的互作效應(yīng)，第四層次為營養(yǎng)素、營養(yǎng)源及添加劑的綜合效應(yīng)。

營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的平衡不是易事

傳統(tǒng)營養(yǎng)平衡只是營養(yǎng)素的平衡。根據(jù)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)平衡概念，這里需要重新定義全價(jià)飼料。目前在行業(yè)內(nèi)普遍使用的全價(jià)飼料指營養(yǎng)結(jié)構(gòu)平衡、能同時(shí)滿足動(dòng)物和腸道微生物需要、確保動(dòng)物健康和最佳生產(chǎn)性能的飼料。然而，它僅僅是單個(gè)飼料營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的平衡。在今天的畜牧生產(chǎn)實(shí)踐中，我們還必須考慮動(dòng)物全程各階段所需飼料之間的系統(tǒng)平衡，這可稱之為全局飼料。在時(shí)間上需做到母子一體全程化；在空間上需做到營養(yǎng)宿主微生物三維一體 --- 也就是說，今天的動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)家需具備「時(shí)空一體觀」。即，過程講全局，單個(gè)講全價(jià)。

全局飼料包含了從母體營養(yǎng)到后代營養(yǎng)，從出生到出欄的全部飼料。例如，豬的全局飼料就應(yīng)當(dāng)包含 「后備料 - 配種料 - 妊娠前期料 - 妊娠后期料 - 哺乳料 - 空懷料以及教槽料 - 斷奶料 - 仔豬料 - 生長料 - 育肥料」。這么多飼料之間必須做到營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)平衡。

除此之外，功能性飼料的作用也不容小覷。功能飼料的本質(zhì)是通過調(diào)控靶點(diǎn)，例如免疫、微生物、自由基平衡等，來實(shí)現(xiàn)功能的營養(yǎng)調(diào)控。根據(jù)目的的不同，功能性飼料可分為免疫增強(qiáng)料、抗應(yīng)激料、抗腹瀉料、腸道保健料、攻胎料、催乳料等等等等。 這類飼料的研發(fā)和應(yīng)用有利于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)可持續(xù)畜牧養(yǎng)殖的生產(chǎn)目的。

「全局飼料」的時(shí)空一體觀

回到文章開頭，我們應(yīng)非常清晰地認(rèn)識(shí)到，在無抗養(yǎng)殖時(shí)代，「養(yǎng)勝于防，防勝于治」。

如若我們能恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用抗病營養(yǎng)以及營養(yǎng)結(jié)構(gòu)理論和技術(shù)來配制全局飼料和功能性飼料，滿足動(dòng)物及其寄居微生物的營養(yǎng)需要，最大化機(jī)體抗病能力，那么，無抗問題將不是問題。