营养因素对动物免疫机能的影响分析

　　营养免疫学论文（课题范文8篇）之第八篇

　　摘要：免疫是动物在长期的进化过过程中获得的防疫能力, 动物的免疫功能对于抵抗病原微生物的入侵、保证动物健康十分重要。动物营养是维持正常免疫功能的基础和必要条件。营养因素对免疫有重要的影响。文章阐述了营养因素如蛋白质、小肽和氨基酸、脂肪酸、维生素、微量元素、多糖对动物免疫机能的影响。

　　关键词：免疫功能,营养因素,营养免疫学

　　动物主要从饲料中获取营养物质。在饲料中, 包括了能量、物质和信息。能量成分主要为动物提高能量, 如淀粉和脂肪类;物质成分主要为动物提供结构的物质基础, 如糖类、脂类、蛋白质等;信息成分主要为动物提供相应的信号, 也可以理解为功能性物质, 对动物机体产生调解作用, 如多糖、多肽、氨基酸、维生素、部分离子及其他非营养性物质。正是这三种要素, 构成了动物有机体的动态需求, 为动物的生长、发育、繁殖、免疫等各种生理机能的正常进行提供了基础条件。

　　动物的免疫系统是由膜、细胞和能够清除入侵病原体或癌细胞的分子组成的多层次结构。通过协同作用, 免疫系统在有效的清除病原体或癌细胞及而不会对宿主自身组织造成重大损伤上保持平衡。动物的免疫功能对于抵抗病原微生物的入侵、保证动物健康十分重要。免疫可能是动物在长期的进化过程中获得的防御能力, 可以分为特异性免疫、非特异性免疫, 又可以分为体液免疫、细胞免疫。不同种类的动物的免疫有自己特点, 进化程度较低的动物免疫功能较不完善。如甲壳动物不没有特异性免疫系统。禽和哺乳动物的免疫系统也有差异。动物营养是维持正常免疫功能的基础和必要条件。营养不足及营养不均衡均可以导致免疫功能的异常。在免疫系统活动时, 需要葡萄糖、脂肪、氨基酸提供能量;需要辅酶 (维生素及其衍生物) 传递电子 (氧化呼吸链) ;合成免疫相关的蛋白质及脂类衍生物 (抗体、细胞因子等) ;超氧负离子的产生 (氧爆发) ;抗氧化系统的激活清除超氧离子, 如抗氧化维生素如VE和VC, 谷胱甘肽 (GSH) 、半胱氨酸 (Cys) 、甘氨酸 (Gly) , 超氧化物歧化酶 (SOD) 、过氧化氢酶 (Cat) 、谷胱甘肽过氧化物酶 (GSP) 等;细胞分化与增殖 (DNA复制、各种细胞成分合成需要大量的能量及核苷酸、氨基酸、脂肪、碱基、磷酸基团和其他脂类等物质) 。

　　免疫系统激活导致畜禽行为和代谢发生变化。免疫应激过度, 将使机体用于生长和骨骼肌沉积的营养物质转向维持免疫反应, 从而导致日增重和饲料转化率下降, 动物体营养需要量发生改变。免疫应激刺激活化巨噬细胞产生炎性细胞因子, 如白细胞介素-I (IL-1) 、白细胞介素-6 (IL-6) 和肿瘤坏死因子 (TNF) 等, 这些炎性细胞因子作用于外周, 导致一系列代谢变化;细胞因子也可进入中枢神经系统或刺激中枢神经系统合成细胞因子, 改变神经内分泌系统, 主要表现为降低生长激素和类胰岛素生长因子分泌, 提高血浆皮质酮水平。所以动物的免疫功能对生产性状会产生一定的影响。

　　最近几年, 动物 (如猪) 的疫情非常严重与复杂, 对养殖业造成了很大的损失。除病原方面的原因外, 免疫机能下降应该是核心的原因。育种工作标准单一, 过渡强调生长及饲料转化效率;生产管理的模式, 如环境、饲养密度、动物福利、应激等;动物营养方面, 饲料配方仅仅依据生长性能。上述因素使人们没有对免疫机能给予足够的重视。且适应最佳生产性能的参数并不一定适应免疫机能的需求。

　　1 蛋白质对免疫功能的影响

　　1.1 蛋白质是动物免疫需求的重要营养要素

　　日粮中缺乏蛋白质, 可导致:

　　(1) 畜禽淋巴器官发育缓慢, 胸腺、脾脏重量减轻,(2) 淋巴组织器官中淋巴细胞数量减少, 外周巨嗜细胞数量,(3) 吞噬细胞活力显着降低,(4) 淋巴细胞对丝裂原的反应性降低,(5) 不仅细胞免疫而且体液免疫能力也下降, 使机体对传染病的抵抗力降低。

　　高蛋白质日粮可影响动物的机能, 如肝脏内某些脱羟酶的表达, 从而影响色氨酸向烟酸的转化, 影响DNA的合成与循环反应, 从而影响免疫功能。

　　蛋白质是鱼虾必需的核心营养物质。饲料中适宜的蛋白质水平对鱼类免疫能力具有明显的增强效应, 当饲料中蛋白质缺乏时, 鱼的溶菌酶 (LZM) 和超氧化物歧化酶 (SOD) 活性、C-反应蛋白含量、抗体水平以及抗病菌感染力显着下降, 饲料蛋白质含量过高时也表现出一定程度的免疫抑制。

　　2 小肽及氨基酸对免疫功能的影响

　　小肽和氨基酸可以分为功能性的和营养性的。有些小肽和氨基酸具有生理学活性, 可以对动物起到重要的调控作用。

　　2.1 小肽对免疫功能的影响

　　特别是小肽吸收理论的突破, 使我们重新认识到小肽在动物营养方面的作用。除了易于吸收而为动物提供营养外, 小肽可以促进肠道有益菌群的生长与繁殖, 提高菌体蛋白的合成, 增强机体抗病力。有些小肽如蛋白质水解产生的肽具有某些免疫活性, 经蛋白酶、凝乳酶消化获得的酪蛋白C末端序列193-209, 可诱发大鼠淋巴细胞大量增殖, 从而调解动物的免疫功能。

　　2.2 氨基酸对免疫功能的影响

　　2.2.1 蛋氨酸

　　蛋氨酸对动物免疫影响较大。保证动物机体最大免疫力, 对蛋氨酸的需求超过最快生长的需要量, 且补充胆碱和半胱氨酸不能替代, 因为淋巴细胞不能将其转化成蛋氨酸。

　　蛋氨酸不足时:增加感染细菌性疾病的机会;免疫系统发育不良;鸡对绵阳红细胞 (SRBC) 的抗体反应以及对植物红细胞凝集素 (PHA) 迟发型过敏现象减弱。

　　2.2.2 苏氨酸

　　苏氨酸是免疫球蛋白分子中的一种主要氨基酸, 它的缺乏会降低免疫球蛋白的水平。试验结果表明仔鸡获得最大免疫反应所需的苏氨酸水平与最大生长一致。

　　2.2.3 缬氨酸

　　缬氨酸可能影响免疫细胞的免疫能力。缺乏时可抑制小鸡对新城疫病毒的抗体反应;增加小鼠对沙门氏菌的易感性;单核一巨噬细胞系统功能下降;胸腺和脾脏萎缩。

　　2.2.4 赖氨酸

　　赖氨酸缺乏对动物体液免疫的影响, 结论不尽一致。

　　2.2.5 色氨酸

　　色氨酸缺乏时不影响细胞免疫, 但可使IgM和IgG水平下降。

　　2.2.6 精氨酸

　　有关精氨酸与动物免疫功能之间的关系已进行了较为广泛的研究, 但其研究结果不尽一致。虽然多数的结果表明, 精氨酸对免疫功能有作用, 但由于不同的研究中精氨酸的添加量、动物健康状况、动物种类以及实验模型不同, 所得的结果很不稳定。有报道指出, 精氨酸能提高小肠粘膜IgA的分泌。

　　3 脂肪对免疫机能的影响

　　饱和脂肪酸属于高能量物质。高脂肪日粮降低雏鸡对肺炎球菌感染的抵抗力。高浓度不饱和脂肪酸抑制淋巴细胞增殖, 而在低浓度或缺乏时淋巴细胞增殖加强。必需脂肪酸缺乏, 降低迟发型超敏反应, T细胞免疫功能降低, 1次和2次接触T细胞依赖性抗原和非T细胞依赖性抗原血清的相应抗体水平降低。胆固醇及其氧化产物降低机体免疫力。

　　多不饱和脂肪酸与免疫关系密切, 其机制可能是:影响细胞膜磷脂脂肪酸构成;影响细胞膜流动性;能竞争性抑制环氧化酶信号转导和细胞因子表达 (IL-2、IL-12、IL-26、TNF-2α、NF2κB、COX2、PPAR等) 。

　　4 维生素对免疫的影响

　　维生素是重要的活性物质, 广泛的参与免疫的调控。

　　4.1 维生素A和β-胡萝卜素

　　维生素A和β-胡萝卜素对免疫系统功能的维护致关重要。维生素A的缺乏可增加机体对疾病的易感性, 淋巴细胞对有丝分裂原刺激引起的反应降低, 抗体生成量减少, 自然杀伤细胞活性降低, 对传染病的易感性增加。视黄醇可有效刺激多形核嗜中性粒细胞 (PMN) 产生大量的超氧化物, 从而增强其杀菌力。影响淋巴细胞的增殖与转运及PMN与巨噬细胞的吞噬作用。维生素A在动物胃肠道有潜在的抗炎症作用。

　　VA缺乏的猪抗体滴度比对照低10倍。家禽VA的最佳免疫水平高于NRC的标准。β-胡萝卜素的免疫调节作用主要与其抗氧化功能有关。

　　4.2 维生素E

　　维生素E能有效防止细胞内不饱和脂肪酸以及合成与分解代谢的过程中产生不被氧化破坏, 影响花生四烯酸的代谢和前列腺素 (PGE) 的功能。促进体液、细胞免疫和细胞吞噬作用以及提高IL-1含量来增强集体的整体免疫机能。

　　维生素E和硒一起发挥作用。猪饲料中添加VE, 可有效的提高抗体生成;给猪注射VE和硒, 血液中IgA和IgM增加。

　　4.3 维生素C

　　具有抗应激或抗感染的作用, 能显着增加血清免疫球蛋白。虽然VC对淋巴细胞功能所起的作用较小, 但对维持胸腺网状细胞的功能是必需的。应激时, VC有助于防止由于应激而造成的免疫机能下降。

　　4.4 其他B族维生素

　　仔猪缺乏泛酸、VB6和VB12时, 抗体浓度降低。与生长相比, 维持血清正常淋巴细胞数量需要较多的VB6。其机制可能和核酸及蛋白质合成有关。

　　4.5 维生素D

　　对于VD来说, 单核细胞和激活的淋巴细胞都有1, 25-二羟钙化醇的受体, 可激活巨噬细胞, 但抑制T细胞增殖、IL-2合成及免疫球蛋白合成。可能是一个重要的免疫调解因子。

　　5 微量元素对免疫的影响

　　5.1 铁

　　铁与免疫应答的许多方面都有关系。铁缺乏时对体液免疫的影响不很明显, 但可影响细胞免疫功能: (1) 使T淋巴细胞数量和淋巴细胞增殖应答能力明显下降,(2) PMN的细菌活性、自然杀伤细胞、巨嗜细胞活力明显降低,(3) 干扰素活性及白细胞介素产量下降,(4) 干扰溶菌酶活性, 引起T细胞数减少而且可抑制活化T淋巴细胞产生“巨噬细胞移动抑制因子”。细胞内铁过多对细胞免疫功能有阻止作用, 家禽日粮铁含量过高会降低免疫力。

　　5.2 铜

　　铜是体内许多酶的辅助因子, 如亚铁氧化酶、细胞色素c氧化酶、铜锌超氧化物歧化酶、酪氨酸酶、赖氨酰氧化酶和多巴胺-β-羟化酶的辅助因子。铜还是凝血因子和金属硫蛋白的组成成分。参与机体的免疫反应。

　　铜缺乏时, (1) 淋巴细胞数量减少, 并对丝裂原如刀豆素 (ConA) 和革兰氏阴性菌脂多糖 (LPS) 的反应性降低,(2) 血液免疫球蛋白水平降低,(3) 嗜中性白细胞数量减少,(4) 巨嗜细胞内铜锌-超氧化物歧化酶活性及其杀伤白色念珠菌的活性降低,(5) 天然杀伤细胞功能受到损害。

　　5.3 锌

　　锌对机体免疫功能, 包括胸腺的发育、免疫球蛋白的合成和以迟发型皮肤过敏反应为指标的细胞免疫等具有重要作用。锌对机体免疫功能的影响:一是锌缺乏导致免疫器官 (淋巴结、脾脏和胸腺) 重量明显减轻, T细胞功能下降, 抗体产生能力降低;二是作用于机体其他组织的营养、生长和代谢, 间接引起免疫功能下降。

　　5.4 硒

　　硒是畜体必需的微量元素, 参与硒蛋白 (包括胱氨酸硒和蛋氨酸硒) 的组成, 特别是抗氧化酶类。

　　硒缺乏时, 产生以下影响: (1) 降低嗜中性白细胞和巨嗜细胞谷胱甘肽过氧化物酶活性, 使细胞不能及时清除过氧化物而降低免疫细胞活力,(2) 影响淋巴细胞增殖。

　　硒在胸腺、脾脏、血浆中的主要存在形式是硒蛋白。当动物缺硒时, 谷胱甘肽过氧化物酶中硒释放出来, 重新分配到其他硒蛋白中去。日粮硒不但优先供给免疫系统, 而且因不同情况在免疫系统内各组织及同一器官不同部位分配也有先后顺序;

　　硒通过激活NK细胞和靶细胞表面的某些结构, 促进两者结合从而增强NK细胞杀伤活力。

　　补给足量的硒则可以提高机体免疫功能, 但过量的硒可引起免疫抑制, 导致细胞免疫和体液免疫力降低。禽日粮中最大允许量为2～5 mg/kg饲料干物质。

　　5.5 氟

　　适量的氟可以增强体液免疫, 提高抗体水平。过量氟可使外周T淋巴细胞百分率和绝对数明显下降, 细胞免疫功能及抗体的产生受到抑制。

　　5.6 铬

　　铬提高免疫球蛋白的含量和抗体滴度来增强动物的免疫力;也能增强动物抗应激能力。如铬可显着改善肉仔鸡免疫器官重量, 而且可显着改善肉仔鸡的体液免疫功能。

　　5.7 锗

　　Ge-132调节免疫功能的环节可能是刺激T淋巴细胞产生淋巴因子, 淋巴因子活化巨噬细胞变成细胞毒巨噬细胞并激活NK细胞的活性, 进而发挥杀伤癌细胞的作用。Ge-132还具有提高机体抗氧化功能和清除体内自由基的作用。

　　5.8 锰

　　锰为正常抗体产生的必要条件。缺锰日粮饲喂试验动物使抗体合成或分泌减少, 添加锰后抗体生成有所增加。但锰缺乏或过多均可抑制抗体合成。

　　6 多糖对免疫的影响

　　糖类具有增强动物 (家禽) 机体免疫的作用

　　6.1 能量性作用

　　多糖 (如淀粉、糖元) 为免疫系统提供能量。免疫过程的细胞分化、增殖等及抗体的合成需要的能量主要来源于糖。

　　6.2 信息性作用

　　免疫细胞上的受体、抗体以及一些补体分子起作用的部分氨基酸都有一定程度的糖基化, 这种糖基化氨基酸残基与免疫功能的发挥密切相关。

　　6.3 促进免疫器官的发育及调解免疫功能

　　红细胞免疫有促进和调节作用, 其机理是通过提高红细胞膜CD35免疫活性, 来达到调节和增强红细胞免疫功能的作用。

　　多糖能影响循环血液中细胞因子的含量, 也能影响体外培养的淋巴细胞因子的分泌;多糖能激活补体系统活性。多糖与血液中补体蛋白的相互识别作用能够使蛋白活化, 诱发增加补体蛋白的抵御吞噬能力;多糖可以增加T、B淋巴细胞的杀伤功能;多糖可促进抗体的生成, 提高免疫保护率。

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