动物营养与免疫课件

1、动物营养与免疫应激 2022/8/51高级动物营养学专题05第1页，共66页。营养与免疫的关系营养对免疫功能的影响免疫应激对营养代谢和需要量的影响饲用抗生素对动物免疫机能的影响第2页，共66页。2一、营养与免疫关系1. 概 述 营养对免疫的影响 影响机体免疫系统的发育 影响机体免疫功能 影响对应激和疾病的抵抗力 免疫反应对营养代谢和需要量的影响 改变营养代谢 改变营养需要量第3页，共66页。3营养与免疫的关系健 康(代谢正常)免疫反应(代谢调整)疾 病(代谢紊乱)集约化、高产、微生物、毒素、营养不良、环境应激等 药物营养违和生产死亡营养营养药物药物(张子仪, 2000)第4页，共66页。42.

2、营养免疫学的定义及其意义 (1) 新的学科营养免疫学 Nutritional Immunology 研究动物营养状态与免疫功能相互关系的一门交叉学科 (2) 研究意义制订最佳饲养方案减少用药绿色、功能性食品生产第5页，共66页。53.营养免疫学的发展 (1) 早期发展时期营养不良导致胸腺萎缩 (Menkel, 1801)营养免疫学学科的诞生 (2) 维生素时期维生素具有抗感染作用 前抗生素时期 (3) 第二次世界大战时期饥饿：免疫细胞萎缩；降低免疫力饥饿：导致疾病（结核病、斑疹伤寒症）第6页，共66页。6 (5) 快速发展时期 20世纪60-70年代起 重点：营养不良和缺乏或过量对免疫系统及机

3、体防御功能的影响 国际性学术团体 学术刊物：营养免疫学杂志1991年起 (4) 抗生素时期 标志：杆菌肽与青霉素的临床应用 维生素的作用被忽视第7页，共66页。74、畜禽的免疫系统与免疫应答免疫: 机体的一种特异性生理反应 非特异性免疫应答炎症与吞噬反应、补体参与反应等 特异性免疫应答机体免疫系统受到抗原刺激后，免疫细胞对抗原分子的识别并产生一系列复杂的免疫连锁反应，表现出一系列生物学效应的过程第8页，共66页。8体液免疫细胞免疫体液免疫特异性补体、干扰素、TNF等巨嗜细胞、嗜中性细胞T细胞、其他效应细胞抗体免疫系统组成非特异性细胞免疫第9页，共66页。9有益之处 从入侵者保护自身 消除变化的

4、自身免疫系统的意义 不利之处 不适 (炎症) 对自身伤害 (自免疫)第10页，共66页。10二、营养对免疫功能的影响1、影响途径和方式影响免疫系统早期发育：如维生素A、B族维生素、Fe、Se、亚油酸等支持淋巴细胞分子和信使分子的合成通过与细胞内受体结合或改变第二信使释放而对白细胞产生直接调控通过影响内分泌系统而间接影响免疫功能具有特殊分化、单核细胞和粒细胞动员、效应理化特性的某些日粮成分，通过改变消化功能，影响动物抗病力第11页，共66页。11产生后果淋巴器官萎缩 免疫系统功能下降 对病原易感 病毒复活营养不良营养供应长期处于维持需要水平以下第12页，共66页。12(1) 能量摄入不足增强动物

5、免疫反应(2) 能量摄食过量导致肥胖肥胖改变免疫功能(3) 冷、热环境影响采食量和代谢2. 能量与免疫功能第13页，共66页。133.蛋白质营养与免疫低蛋白日粮会降低吞噬细胞及肥大细胞活性, 影响机体抵抗力 蛋白质缺乏可能影响免疫球蛋白合成胸腺细胞对蛋白质缺乏极为敏感日粮蛋白质影响分泌性免疫蛋白质缺乏直接损伤机体免疫细胞群的无性繁殖能力第14页，共66页。144.氨基酸营养与免疫氨基酸不足或缺乏影响或阻碍抗体的合成（速度） 玉米-豆粕日粮中添加Met 提高肉鸡抗体滴度 增强免疫反应氨基酸与免疫器官的生长发育缺乏Val妨碍胸腺和外周淋巴细胞生长 Met缺乏导致胸腺和脾脏萎缩、退化Asp、Glu、

6、Cys、Ser、Thr、Trp、Ala等：促进骨髓T淋巴细胞分化发育缺乏Lys：胸腺、脾脏萎缩第15页，共66页。15Gln ：具有免疫增强效应，是免疫细胞的重要能源巨嗜细胞的吞噬、淋巴细胞增殖等增强烧伤病人中性粒细胞的杀菌能力增强由淋巴细胞激活的杀伤细胞的增殖活力控制免疫组织的增生效应（浓度依赖性）改善创伤后机体营养及代谢状况氨基酸与细胞免疫（Gln、Arg等）Arg ：促进淋巴细胞有丝分裂直接抑制肿瘤细胞的体外增殖减轻由创伤导致的免疫抑制作用增加伤口周围Pro、羟Pro和胶元含量第16页，共66页。16氨基酸与体液免疫支 链 AA：Leu、Ile、Val芳香族AA：Phe、TyrVal：增

7、加绵羊红细胞和脾IgM分泌细胞数BCAA：改善创伤后机体营养和代谢，促进小肠黏膜细胞增殖；提高大鼠运动耐力Leu：过量添加可抑制免疫应答Phe：过量可抑制抗体合成Thr：缺乏会抑制免疫球蛋白、TB淋巴细胞产生Met、Cys：缺乏会抑制体液免疫功能Met：线性增强绵羊血红细胞免疫反应第17页，共66页。175.糖类营养与免疫寡聚糖：益生元（功能性寡糖） 微生态调节剂：促进后肠有益菌增殖免疫增强剂：促进有害菌排泄、免疫佐剂、激活动物特异性免疫等多糖（啤酒酵母多糖、花粉多糖等活性多糖 ） 促进细胞因子生成激活巨嗜细胞、杀伤细胞和T、B淋巴细胞激活补体系统促进抗体产生第18页，共66页。18活性多糖调

8、节免疫的机理与淋巴细胞表面特异受体结合影响细胞因子基因表达影响淋巴细胞信号传导（细胞钙、cAMP、cGMP等）对前列腺素影响（前列腺素在介导炎症反应和抗感染上有重要作用）第19页，共66页。19不饱和脂肪酸（PUFA）：高水平PUFA降低动物免疫力例: N-3脂肪酸 二十烷四烯酸 前列腺素(PGE2) 免疫力 缺乏不饱和脂肪酸：可降低B细胞功能及对不依胸腺抗原的免疫反应 脂肪来源：影响细胞免疫功能，但不影响体液免疫功能6.脂肪营养与免疫第20页，共66页。207.维生素营养与免疫抗氧化作用免疫作用和维持动物健康稳定和清除体内自由基添加性作用第21页，共66页。21抗氧化维生素抗氧化维生素： v

9、itamin E, carotene, vitamin C功能： - 稳定具有高度活性的自由基 - 稳定细胞的结构和功能的整体性 - 增强免疫防御能力，改善动物健康第22页，共66页。22维生素E和C稳定氧化基的模式正常途径 超氧化物歧化酶 O 2 - H2O2 H2O + O2(细胞正常氧化产生)第23页，共66页。23维E和维C稳定氧化基的模式当抗氧化系统功能降低时 Fe2+, Cu+ O 2 - OH 多不饱和脂肪酸 ROOH + H+ ROO -生育酚(T) + ROO ROOH + -T -T + 抗坏血酸(A) -T + A 第24页，共66页。24维生素C的功能细胞外液中的最重要

10、抗氧化物质保护生物膜免受脂过氧化物的损害对白细胞的吞噬活性、网状内皮系统功能和抗体形成具有刺激作用刺激干扰素产生，保护细胞免受病毒侵袭保护淋巴细胞免受自由基的氧化损害第25页，共66页。25维生素E的功能 (常与Se协同)在细胞吞噬作用中保护白细胞和巨噬细胞保护生物膜免受脂过氧化物的损害对白细胞的吞噬活性、网状内皮系统功能和抗体形成具有刺激作用刺激干扰素产生, 保护细胞免受病毒侵袭保护淋巴细胞免受自由基的氧化损害降低具有免疫抑制性的糖皮质醇的浓度第26页，共66页。26胡罗卜素的功能增强免疫功能，抗突变和抗癌，保护射线损害，阻止光敏感因子的损害作用增强抗肿瘤免疫力抗细菌感染(乳房炎)中具有重要

11、作用增强乳腺内多核嗜中性细胞的保护防线具有抗氧化功能，可有效灭活氧自由基第27页，共66页。27维生素的添加性作用 1. 应激状态 2. 免疫功能 3. 产品质量第28页，共66页。28定义：机体对抗外界或内部各种异常刺激所产生的非特异性应答反应的总和 应激综合症: 冷、热、断奶、运输、其它 抗应激作用: 热应激 皮质酮 免疫力 维生素C可抵抗上述应激作用应激状态第29页，共66页。29免疫功能 体液免疫肉仔鸡血清HI抗体滴度(Log2)文杰等(1997)第30页，共66页。30免疫功能 细胞免疫肉仔鸡淋巴细胞转化试验(cpm/min)文杰等(1997)第31页，共66页。31产品质量 营养蛋

12、日粮维生素E水平对蛋中-生育酚含量第32页，共66页。32产品质量 肉质 1. 防止脂肪氧化 断链性抗氧化剂: VE、VC、-胡萝卜素 2. 延长货架寿命 3. 减少经济损失第33页，共66页。338.矿物质营养与免疫 (1)常量元素 通过影响机体内环境平衡影响免疫功能 (2)微量元素通过抗氧化酶系的抗氧化调节免疫机能 (3)主要的微量元素锌、硒、铜、铁、锰、铬第34页，共66页。34免疫调节作用：维持胸腺素活性的必需因子与巨嗜细胞膜ATP酶、吞噬细胞NADPH氧化酶活性有关浓度决定巨嗜细胞活力和嗜中性白细胞杀菌能力SOD的辅助因子，具有抗氧化作用促进外周血单核细胞产生肿瘤坏死因子缺锌：免疫器

13、官萎缩、免疫细胞减少、抗体水平下降锌过量：导致免疫功能抑制 锌：对免疫系统的发育、稳定和调节有重要作用第35页，共66页。35饲喂缺锌饲料30天对小鼠B细胞影响King等(1995)第36页，共66页。36硒：免疫增强剂，刺激免疫球蛋白及抗体生成通过改变GSH过氧化物酶活性，影响免疫功能通过硒蛋白途径，影响免疫功能铜：铜/锌超氧化物歧化酶、铜兰蛋白的必需成分缺乏或过量均影响免疫功能铬：葡萄糖耐受因子（GTF）的组成成分，影响免疫铁：影响细胞免疫功能，对体液免疫功能没有影响第37页，共66页。37三、免疫应激对营养代谢和需要量的影响第38页，共66页。381. 代谢变化 免疫系统活化导致炎性细胞

14、因子的释放。释放的细胞因子通过对靶细胞的直接作用，或通过改变生长激素、胰岛素、胰高血糖素和皮质类固醇等激素的分泌，在免疫应答过程中引起代谢变化。结果：动物采食量下降，日粮部分养分用于支撑免疫应答和防御疾病，从而使动物生长率和饲料利用率下降。第39页，共66页。39中枢神经系统传入途径传出途径神经和神经内分泌系统骨骼肌氨基酸摄入下降肌肉降解增强氨基酸摄入下降肌肉降解增强脂肪组织脂解作用增强脂蛋白酶活性下降内脏和肝脏肝脏急性期蛋白和甘油三酯合成增加肝脏甘油三酯合成增加巨嗜细胞炎性细胞因子(IL-1、IL-6和TNF)释放负反馈抑制炎症反应脂解作用增强脂蛋白酶活性下降感染和非感染成分(Johnson

15、, 1997)厌食、昏睡、发烧第40页，共66页。40细胞因子对代谢的影响第41页，共66页。41细胞因子对代谢的影响 (续)第42页，共66页。422.免疫激活对动物生长性能的影响生产性能降低动物采食量、生产速度降低饲料转化率延缓上市时间胴体品质蛋白质沉积少瘦肉率低，眼肌面积小繁殖性能奶产量减少、奶成分较差仔猪窝重下降第43页，共66页。43不同免疫激活水平对猪生产性能影响（6-112 kg）(Williams等, 1997)第44页，共66页。44不同免疫激活水平对猪胴体品质影响（6-112 kg）(Williams等, 1997)第45页，共66页。45不同免疫激活水平对母猪繁殖性能影响

16、(Sauber等, 1999)第46页，共66页。463.对营养需要量的影响免疫反应会降低动物采食量、生产速度和饲料转化效率，改变胴体组成，因而改变某些养分的需要量。氨基酸：赖氨酸、含硫氨基酸矿物质和维生素第47页，共66页。47生长猪(6-27kg)在低或高免疫激活状态下的能量需要量(Williams等, 1997)第48页，共66页。48生长肥育猪在低或高免疫激活状态下的赖氨酸需要量(%)(Williams等, 1997)第49页，共66页。49免疫系统激活状态对仔猪氨基酸需要量的影响(Williams和Stahly, 1995)第50页，共66页。50家禽微量营养素与免疫反应 第51页，

17、共66页。51免疫系统激活状态对养分需要的影响免疫应激潜伏期：变化不大免疫应激期：养分需要降低应激后的补偿生长期：增加迄今尚无考虑免疫应激对营养物质需要的影响（无定量资料）第52页，共66页。52四、饲用抗生素对动物 免疫功能的影响第53页，共66页。53 1. 对免疫系统生长发育的影响给肉鸡饲喂一定剂量的抗生素（土霉素、维吉尼亚霉素、林可霉素等），可增加法氏囊重量，促进法氏囊发育，提高免疫功能（Dafwang等，1985）抗生素处理降低鸡消化道淋巴组织（包括法氏囊、盲肠扁导体、肠到固有膜）中产Ig细胞的生成和分布密度，显著降低血清IgM浓度饲喂氯霉素引起鸡法氏囊重滤泡淋巴组织萎缩；胸腺皮质结

18、构疏松；脾脏内淋巴细胞减少等无定论：受抗生素种类与剂量、动物种类与年龄的不同而影响第54页，共66页。54 2. 对体液免疫功能的影响给仔猪饲喂低剂量的新霉素或杆菌肽锌，可增加机体对特异性抗原的抗体反应（Brown等，1961）；添加杆菌肽锌能增强疫苗效果（Harmon等，1973）添加土霉素会降低疫苗的免疫反应（Trumic等； 1963），抑制鲤鱼体液免疫功能（Rijkers等1980）饲喂金霉素会干扰猪丹毒丝菌属无毒活菌制剂的免疫效果（Cooper等，1959）。给犊牛添加维吉尼亚霉素可降低血清免疫球蛋白浓度，但可提高血液中粒细胞的吞噬活性；然而对肉鸡血清中初级抗体滴度和IgM、IgG浓

19、度无影响（Belay等，1992）无统一意见，有待于进一步研究第55页，共66页。55 3. 对细胞免疫功能的影响鲤鱼饲料中加入土霉素，会影响机体细胞免疫，但提高脾脏内粒细胞数量（ Rijkers等；1980 ）红霉素、黏霉素和氯霉素可显著抑制机体免疫，影响脾脏Th、Ts、NC细胞活性（Voiculescu等，1983）添加金霉素会降低肉鸡T、B淋巴细胞转化率（有丝分裂活性），降低免疫功能（张日俊等，1998）。细胞因子：日粮中添加青霉素和链霉素，可降低血浆中白细胞介素-I水平，降低免疫应激对肉仔鸡的刺激，从而促进肉鸡生长（Roura等；1992）对其它细胞因子的影响尚无报道。第56页，共66

20、页。56 4. 饲用抗生素的免疫调节机制 免疫调节：免疫增强、稳定或抑制直接杀灭肠道微生物或抑制其生长，减少应激，降低机体免疫系统的活化状态；扑灭抗原或抑制抗原活性；干扰体内蛋白质或免疫球蛋白的合成；降低免疫细胞的吞噬作用；直接降低T、B淋巴细胞的有丝分裂活性。第57页，共66页。57添加安普霉素对肉仔鸡增重与免疫器官重量的影响添加水平(mg/kg): 0 25 50第58页，共66页。58添加安普霉素对肉仔鸡免疫参数的影响mg/kg: 0 25 50(饲粮中)g/ml: 0 100 200 400(培养介质中)第59页，共66页。59添加卑霉素对肉仔鸡增重与免疫器官重量的影响添加水平(mg/kg): 0 4 20第60页，共66页。60添加卑霉素对肉仔鸡免疫参数的影响mg/kg: 0 4 20(饲粮中