作者：陳代文，中國著名動物營養(yǎng)學家，四川農(nóng)業(yè)大學動物營養(yǎng)研究所教授，從事豬營養(yǎng)與飼料科學的教學科研工作30余年?？共I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。抗病營養(yǎng)是近年來動物營養(yǎng)界非常熱門的研究領域，其內(nèi)涵之豐富、進展之迅速，哪里是我這小輩三言兩語能夠講清楚的。為此，我專門邀請到「抗病營養(yǎng)」理念的提出者陳代文老師，請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。#福利還不錯吧:)

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

如何預防疾??？這就要求通過各種手段，使動物保持良好的健康狀況。

01動物的健康狀況

什么是動物健康狀況？如果我們以動態(tài)的目光看，動物的健康狀況就是「外界致病因子」與「動物自身的抗病機制」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（應激）、動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物免疫反應，要么通過打破腸道微生物平衡而影響動物健康。

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

（圖片來自BIOMIN)

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

展開來講，結(jié)構屏障指細胞和細胞所組成的組織器官對外來物質(zhì)的機械障礙，這就要求它們的結(jié)構必須完好無損。動物機體中一切與外界相通的表面均是外來物質(zhì)侵襲的第一道關口，比如皮膚，呼吸道，胃腸道。其中，腸道因為其內(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化歲月中形成的一個精妙機制– 我們和成千上萬的微生物，互助互利，成為了一個完整的共生生命體。所以，動物是真核細胞與原核細胞的共居體。而這些原核生物主要寄居于動物的腸道中，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)的影響處于動態(tài)平衡狀態(tài)，這個動態(tài)平衡，一定程度上決定了動物的健康狀況。

腸道微生物的動態(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、免疫細胞、免疫分子這三大部分。器官的正常發(fā)育，細胞的正常功能，分子的正常代謝共同決定了對免疫系統(tǒng)是否能夠發(fā)揮最佳免疫力。然而，免疫反應是一把雙刃劍，一方面抵御外來不良因素的侵襲，保護動物健康；但另一方面又需要消耗營養(yǎng)物質(zhì)以調(diào)整機體代謝，這樣一來，用于生長和生產(chǎn)的營養(yǎng)物質(zhì)就減少了。如果免疫反應過度（也稱免疫應激），還會導致細胞或組織的損傷。

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)，時刻處于斗爭狀態(tài)。如若攻守平衡，動物就會保持健康狀態(tài)；平衡打破，疾病就會發(fā)生。而這兩者之間，是亞健康狀態(tài)，對于畜禽來說，這種狀態(tài)下，生長性能也無法達到最佳。

動物健康是致病因子與抗病機制之間的平衡

02營養(yǎng)與動物健康

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

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

現(xiàn)代營養(yǎng)學已經(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），不僅會降低動物的生產(chǎn)性能，還明顯危害動物健康 --- 這就表現(xiàn)在消化道形態(tài)結(jié)構的損壞或功能紊亂、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，對疾病的抵抗力降低等。適當調(diào)整營養(yǎng)素之間的比例and/or提高日糧中某個營養(yǎng)素的水平后，就能在一定程度上增強動物免疫力和對某些疾病的抵抗力，提高其健康水平。

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

1. 影響免疫系統(tǒng)的發(fā)育， 從而影響免疫反應的效率

2. 調(diào)節(jié)腸道微生物，影響微生物平衡以及代謝

3. 直接干預致病因子，緩解其危害

4. 修復受損細胞或組織

營養(yǎng)影響健康的四大機制

這四大機制覆蓋了營養(yǎng)與動物健康的關系；而它們互相之間又有著千絲萬縷的關系。因此，營養(yǎng)決定健康的機制，是一個復雜的、動態(tài)的機制。毫無疑問，營養(yǎng)對于健康起著至關重要的特殊作用?，F(xiàn)代營養(yǎng)學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)學有什么不同？

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

從研究領域來看，抗病營養(yǎng)學是動物營養(yǎng)學與免疫學、生理學、病理學、分子和細胞生物學的密切交叉領域；比傳統(tǒng)營養(yǎng)學更深、更廣。

引用美國加州大學著名動物免疫學家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)學下制定的營養(yǎng)需求可能滿足也可能不足以滿足機體最佳免疫力

（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).

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

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

? 解決的是防疫、抗應激的問題。

這個版塊，我們的研究重點是營養(yǎng)對免疫系統(tǒng)發(fā)育和免疫功能發(fā)揮的影響、各類應激對營養(yǎng)代謝和需要的影響、抗病的表觀遺傳規(guī)律、營養(yǎng)與抗病基因表達的互作規(guī)律、營養(yǎng)對疾病發(fā)展過程的影響及其機制。我們的目標是建立起提高動物免疫力、抗應激、和抗病遺傳的營養(yǎng)調(diào)控原理和技術。

營養(yǎng)與抗病基因的部分研究進展 （基于陳代文團隊）

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。

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

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

動物營養(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與難點。營養(yǎng)影響動物基因組同時也影響微生物基因組，且動物基因組與微生物基因組相互作用，共同決定動物的健康與表型。今天的人類醫(yī)學研究已經(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)展進程中起著重要的作用。這就提示我們，微生物可能是動物營養(yǎng)調(diào)控機體健康和生產(chǎn)性能的新機制和靶點。腸道微生物是否是動物遺傳的組成部分、是否是營養(yǎng)調(diào)控的信號途徑，都值得我們進一步的深入研究。

3第三大版塊：營養(yǎng)與抗營養(yǎng)因子

? 解決的是日糧消化代謝的問題。

這個板塊，我們的研究重點是抗營養(yǎng)因子對免疫應答和營養(yǎng)代謝的影響。我們的目標是建立緩解其危害的營養(yǎng)原理和技術。

抗營養(yǎng)因子(Anti-nutritional factors)是我們對飼料中營養(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。目前的實際生產(chǎn)中常見的抗營養(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。

常見霉菌毒素對家禽的影響（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)平衡才能同時滿足這諸多不同機制的需求。營養(yǎng)平衡的本質(zhì)問題是營養(yǎng)結(jié)構平衡。而營養(yǎng)結(jié)構則涉及四個營養(yǎng)要素的相互關系，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，第四層次為營養(yǎng)素、營養(yǎng)源及添加劑的綜合效應。

營養(yǎng)結(jié)構的平衡不是易事

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)構平衡概念，這里需要重新定義全價飼料。目前在行業(yè)內(nèi)普遍使用的全價飼料指營養(yǎng)結(jié)構平衡、能同時滿足動物和腸道微生物需要、確保動物健康和最佳生產(chǎn)性能的飼料。然而，它僅僅是單個飼料營養(yǎng)結(jié)構的平衡。在今天的畜牧生產(chǎn)實踐中，我們還必須考慮動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，今天的動物營養(yǎng)學家需具備「時空一體觀」。即，過程講全局，單個講全價。

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，豬的全局飼料就應當包含 「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，例如免疫、微生物、自由基平衡等，來實現(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料、抗應激料、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)和應用有利于進一步實現(xiàn)可持續(xù)畜牧養(yǎng)殖的生產(chǎn)目的。

「全局飼料」的時空一體觀

回到文章開頭，我們應非常清晰地認識到，在無抗養(yǎng)殖時代，「養(yǎng)勝于防，防勝于治」。

如若我們能恰當?shù)貞每共I養(yǎng)以及營養(yǎng)結(jié)構理論和技術來配制全局飼料和功能性飼料，滿足動物及其寄居微生物的營養(yǎng)需要，最大化機體抗病能力，那么，無抗問題將不是問題。