動物營養(yǎng)與免疫課件

1、動物營養(yǎng)與免疫應(yīng)激 2022/8/51高級動物營養(yǎng)學(xué)專題05第1頁，共66頁。營養(yǎng)與免疫的關(guān)系營養(yǎng)對免疫功能的影響免疫應(yīng)激對營養(yǎng)代謝和需要量的影響飼用抗生素對動物免疫機能的影響第2頁，共66頁。2一、營養(yǎng)與免疫關(guān)系1. 概 述 營養(yǎng)對免疫的影響 影響機體免疫系統(tǒng)的發(fā)育 影響機體免疫功能 影響對應(yīng)激和疾病的抵抗力 免疫反應(yīng)對營養(yǎng)代謝和需要量的影響 改變營養(yǎng)代謝 改變營養(yǎng)需要量第3頁，共66頁。3營養(yǎng)與免疫的關(guān)系健 康(代謝正常)免疫反應(yīng)(代謝調(diào)整)疾 病(代謝紊亂)集約化、高產(chǎn)、微生物、毒素、營養(yǎng)不良、環(huán)境應(yīng)激等 藥物營養(yǎng)違和生產(chǎn)死亡營養(yǎng)營養(yǎng)藥物藥物(張子儀, 2000)第4頁，共66頁。42.

2、營養(yǎng)免疫學(xué)的定義及其意義 (1) 新的學(xué)科營養(yǎng)免疫學(xué) Nutritional Immunology 研究動物營養(yǎng)狀態(tài)與免疫功能相互關(guān)系的一門交叉學(xué)科 (2) 研究意義制訂最佳飼養(yǎng)方案減少用藥綠色、功能性食品生產(chǎn)第5頁，共66頁。53.營養(yǎng)免疫學(xué)的發(fā)展 (1) 早期發(fā)展時期營養(yǎng)不良導(dǎo)致胸腺萎縮 (Menkel, 1801)營養(yǎng)免疫學(xué)學(xué)科的誕生 (2) 維生素時期維生素具有抗感染作用 前抗生素時期 (3) 第二次世界大戰(zhàn)時期饑餓：免疫細胞萎縮；降低免疫力饑餓：導(dǎo)致疾?。ńY(jié)核病、斑疹傷寒癥）第6頁，共66頁。6 (5) 快速發(fā)展時期 20世紀60-70年代起 重點：營養(yǎng)不良和缺乏或過量對免疫系統(tǒng)及機

3、體防御功能的影響 國際性學(xué)術(shù)團體 學(xué)術(shù)刊物：營養(yǎng)免疫學(xué)雜志1991年起 (4) 抗生素時期 標志：桿菌肽與青霉素的臨床應(yīng)用 維生素的作用被忽視第7頁，共66頁。74、畜禽的免疫系統(tǒng)與免疫應(yīng)答免疫: 機體的一種特異性生理反應(yīng) 非特異性免疫應(yīng)答炎癥與吞噬反應(yīng)、補體參與反應(yīng)等 特異性免疫應(yīng)答機體免疫系統(tǒng)受到抗原刺激后，免疫細胞對抗原分子的識別并產(chǎn)生一系列復(fù)雜的免疫連鎖反應(yīng)，表現(xiàn)出一系列生物學(xué)效應(yīng)的過程第8頁，共66頁。8體液免疫細胞免疫體液免疫特異性補體、干擾素、TNF等巨嗜細胞、嗜中性細胞T細胞、其他效應(yīng)細胞抗體免疫系統(tǒng)組成非特異性細胞免疫第9頁，共66頁。9有益之處 從入侵者保護自身 消除變化的

4、自身免疫系統(tǒng)的意義 不利之處 不適 (炎癥) 對自身傷害 (自免疫)第10頁，共66頁。10二、營養(yǎng)對免疫功能的影響1、影響途徑和方式影響免疫系統(tǒng)早期發(fā)育：如維生素A、B族維生素、Fe、Se、亞油酸等支持淋巴細胞分子和信使分子的合成通過與細胞內(nèi)受體結(jié)合或改變第二信使釋放而對白細胞產(chǎn)生直接調(diào)控通過影響內(nèi)分泌系統(tǒng)而間接影響免疫功能具有特殊分化、單核細胞和粒細胞動員、效應(yīng)理化特性的某些日糧成分，通過改變消化功能，影響動物抗病力第11頁，共66頁。11產(chǎn)生后果淋巴器官萎縮 免疫系統(tǒng)功能下降 對病原易感 病毒復(fù)活營養(yǎng)不良營養(yǎng)供應(yīng)長期處于維持需要水平以下第12頁，共66頁。12(1) 能量攝入不足增強動物

5、免疫反應(yīng)(2) 能量攝食過量導(dǎo)致肥胖肥胖改變免疫功能(3) 冷、熱環(huán)境影響采食量和代謝2. 能量與免疫功能第13頁，共66頁。133.蛋白質(zhì)營養(yǎng)與免疫低蛋白日糧會降低吞噬細胞及肥大細胞活性, 影響機體抵抗力 蛋白質(zhì)缺乏可能影響免疫球蛋白合成胸腺細胞對蛋白質(zhì)缺乏極為敏感日糧蛋白質(zhì)影響分泌性免疫蛋白質(zhì)缺乏直接損傷機體免疫細胞群的無性繁殖能力第14頁，共66頁。144.氨基酸營養(yǎng)與免疫氨基酸不足或缺乏影響或阻礙抗體的合成（速度） 玉米-豆粕日糧中添加Met 提高肉雞抗體滴度 增強免疫反應(yīng)氨基酸與免疫器官的生長發(fā)育缺乏Val妨礙胸腺和外周淋巴細胞生長 Met缺乏導(dǎo)致胸腺和脾臟萎縮、退化Asp、Glu、

6、Cys、Ser、Thr、Trp、Ala等：促進骨髓T淋巴細胞分化發(fā)育缺乏Lys：胸腺、脾臟萎縮第15頁，共66頁。15Gln ：具有免疫增強效應(yīng)，是免疫細胞的重要能源巨嗜細胞的吞噬、淋巴細胞增殖等增強燒傷病人中性粒細胞的殺菌能力增強由淋巴細胞激活的殺傷細胞的增殖活力控制免疫組織的增生效應(yīng)（濃度依賴性）改善創(chuàng)傷后機體營養(yǎng)及代謝狀況氨基酸與細胞免疫（Gln、Arg等）Arg ：促進淋巴細胞有絲分裂直接抑制腫瘤細胞的體外增殖減輕由創(chuàng)傷導(dǎo)致的免疫抑制作用增加傷口周圍Pro、羥Pro和膠元含量第16頁，共66頁。16氨基酸與體液免疫支 鏈 AA：Leu、Ile、Val芳香族AA：Phe、TyrVal：增

7、加綿羊紅細胞和脾IgM分泌細胞數(shù)BCAA：改善創(chuàng)傷后機體營養(yǎng)和代謝，促進小腸黏膜細胞增殖；提高大鼠運動耐力Leu：過量添加可抑制免疫應(yīng)答Phe：過量可抑制抗體合成Thr：缺乏會抑制免疫球蛋白、TB淋巴細胞產(chǎn)生Met、Cys：缺乏會抑制體液免疫功能Met：線性增強綿羊血紅細胞免疫反應(yīng)第17頁，共66頁。175.糖類營養(yǎng)與免疫寡聚糖：益生元（功能性寡糖） 微生態(tài)調(diào)節(jié)劑：促進后腸有益菌增殖免疫增強劑：促進有害菌排泄、免疫佐劑、激活動物特異性免疫等多糖（啤酒酵母多糖、花粉多糖等活性多糖 ） 促進細胞因子生成激活巨嗜細胞、殺傷細胞和T、B淋巴細胞激活補體系統(tǒng)促進抗體產(chǎn)生第18頁，共66頁。18活性多糖調(diào)

8、節(jié)免疫的機理與淋巴細胞表面特異受體結(jié)合影響細胞因子基因表達影響淋巴細胞信號傳導(dǎo)（細胞鈣、cAMP、cGMP等）對前列腺素影響（前列腺素在介導(dǎo)炎癥反應(yīng)和抗感染上有重要作用）第19頁，共66頁。19不飽和脂肪酸（PUFA）：高水平PUFA降低動物免疫力例: N-3脂肪酸 二十烷四烯酸 前列腺素(PGE2) 免疫力 缺乏不飽和脂肪酸：可降低B細胞功能及對不依胸腺抗原的免疫反應(yīng) 脂肪來源：影響細胞免疫功能，但不影響體液免疫功能6.脂肪營養(yǎng)與免疫第20頁，共66頁。207.維生素營養(yǎng)與免疫抗氧化作用免疫作用和維持動物健康穩(wěn)定和清除體內(nèi)自由基添加性作用第21頁，共66頁。21抗氧化維生素抗氧化維生素： v

9、itamin E, carotene, vitamin C功能： - 穩(wěn)定具有高度活性的自由基 - 穩(wěn)定細胞的結(jié)構(gòu)和功能的整體性 - 增強免疫防御能力，改善動物健康第22頁，共66頁。22維生素E和C穩(wěn)定氧化基的模式正常途徑 超氧化物歧化酶 O 2 - H2O2 H2O + O2(細胞正常氧化產(chǎn)生)第23頁，共66頁。23維E和維C穩(wěn)定氧化基的模式當抗氧化系統(tǒng)功能降低時 Fe2+, Cu+ O 2 - OH 多不飽和脂肪酸 ROOH + H+ ROO -生育酚(T) + ROO ROOH + -T -T + 抗壞血酸(A) -T + A 第24頁，共66頁。24維生素C的功能細胞外液中的最重要

10、抗氧化物質(zhì)保護生物膜免受脂過氧化物的損害對白細胞的吞噬活性、網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)功能和抗體形成具有刺激作用刺激干擾素產(chǎn)生，保護細胞免受病毒侵襲保護淋巴細胞免受自由基的氧化損害第25頁，共66頁。25維生素E的功能 (常與Se協(xié)同)在細胞吞噬作用中保護白細胞和巨噬細胞保護生物膜免受脂過氧化物的損害對白細胞的吞噬活性、網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)功能和抗體形成具有刺激作用刺激干擾素產(chǎn)生, 保護細胞免受病毒侵襲保護淋巴細胞免受自由基的氧化損害降低具有免疫抑制性的糖皮質(zhì)醇的濃度第26頁，共66頁。26胡羅卜素的功能增強免疫功能，抗突變和抗癌，保護射線損害，阻止光敏感因子的損害作用增強抗腫瘤免疫力抗細菌感染(乳房炎)中具有重要

11、作用增強乳腺內(nèi)多核嗜中性細胞的保護防線具有抗氧化功能，可有效滅活氧自由基第27頁，共66頁。27維生素的添加性作用 1. 應(yīng)激狀態(tài) 2. 免疫功能 3. 產(chǎn)品質(zhì)量第28頁，共66頁。28定義：機體對抗外界或內(nèi)部各種異常刺激所產(chǎn)生的非特異性應(yīng)答反應(yīng)的總和 應(yīng)激綜合癥: 冷、熱、斷奶、運輸、其它 抗應(yīng)激作用: 熱應(yīng)激 皮質(zhì)酮 免疫力 維生素C可抵抗上述應(yīng)激作用應(yīng)激狀態(tài)第29頁，共66頁。29免疫功能 體液免疫肉仔雞血清HI抗體滴度(Log2)文杰等(1997)第30頁，共66頁。30免疫功能 細胞免疫肉仔雞淋巴細胞轉(zhuǎn)化試驗(cpm/min)文杰等(1997)第31頁，共66頁。31產(chǎn)品質(zhì)量 營養(yǎng)蛋

12、日糧維生素E水平對蛋中-生育酚含量第32頁，共66頁。32產(chǎn)品質(zhì)量 肉質(zhì) 1. 防止脂肪氧化 斷鏈性抗氧化劑: VE、VC、-胡蘿卜素 2. 延長貨架壽命 3. 減少經(jīng)濟損失第33頁，共66頁。338.礦物質(zhì)營養(yǎng)與免疫 (1)常量元素 通過影響機體內(nèi)環(huán)境平衡影響免疫功能 (2)微量元素通過抗氧化酶系的抗氧化調(diào)節(jié)免疫機能 (3)主要的微量元素鋅、硒、銅、鐵、錳、鉻第34頁，共66頁。34免疫調(diào)節(jié)作用：維持胸腺素活性的必需因子與巨嗜細胞膜ATP酶、吞噬細胞NADPH氧化酶活性有關(guān)濃度決定巨嗜細胞活力和嗜中性白細胞殺菌能力SOD的輔助因子，具有抗氧化作用促進外周血單核細胞產(chǎn)生腫瘤壞死因子缺鋅：免疫器

13、官萎縮、免疫細胞減少、抗體水平下降鋅過量：導(dǎo)致免疫功能抑制 鋅：對免疫系統(tǒng)的發(fā)育、穩(wěn)定和調(diào)節(jié)有重要作用第35頁，共66頁。35飼喂缺鋅飼料30天對小鼠B細胞影響King等(1995)第36頁，共66頁。36硒：免疫增強劑，刺激免疫球蛋白及抗體生成通過改變GSH過氧化物酶活性，影響免疫功能通過硒蛋白途徑，影響免疫功能銅：銅/鋅超氧化物歧化酶、銅蘭蛋白的必需成分缺乏或過量均影響免疫功能鉻：葡萄糖耐受因子（GTF）的組成成分，影響免疫鐵：影響細胞免疫功能，對體液免疫功能沒有影響第37頁，共66頁。37三、免疫應(yīng)激對營養(yǎng)代謝和需要量的影響第38頁，共66頁。381. 代謝變化 免疫系統(tǒng)活化導(dǎo)致炎性細胞

14、因子的釋放。釋放的細胞因子通過對靶細胞的直接作用，或通過改變生長激素、胰島素、胰高血糖素和皮質(zhì)類固醇等激素的分泌，在免疫應(yīng)答過程中引起代謝變化。結(jié)果：動物采食量下降，日糧部分養(yǎng)分用于支撐免疫應(yīng)答和防御疾病，從而使動物生長率和飼料利用率下降。第39頁，共66頁。39中樞神經(jīng)系統(tǒng)傳入途徑傳出途徑神經(jīng)和神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)骨骼肌氨基酸攝入下降肌肉降解增強氨基酸攝入下降肌肉降解增強脂肪組織脂解作用增強脂蛋白酶活性下降內(nèi)臟和肝臟肝臟急性期蛋白和甘油三酯合成增加肝臟甘油三酯合成增加巨嗜細胞炎性細胞因子(IL-1、IL-6和TNF)釋放負反饋抑制炎癥反應(yīng)脂解作用增強脂蛋白酶活性下降感染和非感染成分(Johnson

15、, 1997)厭食、昏睡、發(fā)燒第40頁，共66頁。40細胞因子對代謝的影響第41頁，共66頁。41細胞因子對代謝的影響 (續(xù))第42頁，共66頁。422.免疫激活對動物生長性能的影響生產(chǎn)性能降低動物采食量、生產(chǎn)速度降低飼料轉(zhuǎn)化率延緩上市時間胴體品質(zhì)蛋白質(zhì)沉積少瘦肉率低，眼肌面積小繁殖性能奶產(chǎn)量減少、奶成分較差仔豬窩重下降第43頁，共66頁。43不同免疫激活水平對豬生產(chǎn)性能影響（6-112 kg）(Williams等, 1997)第44頁，共66頁。44不同免疫激活水平對豬胴體品質(zhì)影響（6-112 kg）(Williams等, 1997)第45頁，共66頁。45不同免疫激活水平對母豬繁殖性能影響

16、(Sauber等, 1999)第46頁，共66頁。463.對營養(yǎng)需要量的影響免疫反應(yīng)會降低動物采食量、生產(chǎn)速度和飼料轉(zhuǎn)化效率，改變胴體組成，因而改變某些養(yǎng)分的需要量。氨基酸：賴氨酸、含硫氨基酸礦物質(zhì)和維生素第47頁，共66頁。47生長豬(6-27kg)在低或高免疫激活狀態(tài)下的能量需要量(Williams等, 1997)第48頁，共66頁。48生長肥育豬在低或高免疫激活狀態(tài)下的賴氨酸需要量(%)(Williams等, 1997)第49頁，共66頁。49免疫系統(tǒng)激活狀態(tài)對仔豬氨基酸需要量的影響(Williams和Stahly, 1995)第50頁，共66頁。50家禽微量營養(yǎng)素與免疫反應(yīng) 第51頁，

17、共66頁。51免疫系統(tǒng)激活狀態(tài)對養(yǎng)分需要的影響免疫應(yīng)激潛伏期：變化不大免疫應(yīng)激期：養(yǎng)分需要降低應(yīng)激后的補償生長期：增加迄今尚無考慮免疫應(yīng)激對營養(yǎng)物質(zhì)需要的影響（無定量資料）第52頁，共66頁。52四、飼用抗生素對動物 免疫功能的影響第53頁，共66頁。53 1. 對免疫系統(tǒng)生長發(fā)育的影響給肉雞飼喂一定劑量的抗生素（土霉素、維吉尼亞霉素、林可霉素等），可增加法氏囊重量，促進法氏囊發(fā)育，提高免疫功能（Dafwang等，1985）抗生素處理降低雞消化道淋巴組織（包括法氏囊、盲腸扁導(dǎo)體、腸到固有膜）中產(chǎn)Ig細胞的生成和分布密度，顯著降低血清IgM濃度飼喂氯霉素引起雞法氏囊重濾泡淋巴組織萎縮；胸腺皮質(zhì)結(jié)

18、構(gòu)疏松；脾臟內(nèi)淋巴細胞減少等無定論：受抗生素種類與劑量、動物種類與年齡的不同而影響第54頁，共66頁。54 2. 對體液免疫功能的影響給仔豬飼喂低劑量的新霉素或桿菌肽鋅，可增加機體對特異性抗原的抗體反應(yīng)（Brown等，1961）；添加桿菌肽鋅能增強疫苗效果（Harmon等，1973）添加土霉素會降低疫苗的免疫反應(yīng)（Trumic等； 1963），抑制鯉魚體液免疫功能（Rijkers等1980）飼喂金霉素會干擾豬丹毒絲菌屬無毒活菌制劑的免疫效果（Cooper等，1959）。給犢牛添加維吉尼亞霉素可降低血清免疫球蛋白濃度，但可提高血液中粒細胞的吞噬活性；然而對肉雞血清中初級抗體滴度和IgM、IgG濃

19、度無影響（Belay等，1992）無統(tǒng)一意見，有待于進一步研究第55頁，共66頁。55 3. 對細胞免疫功能的影響鯉魚飼料中加入土霉素，會影響機體細胞免疫，但提高脾臟內(nèi)粒細胞數(shù)量（ Rijkers等；1980 ）紅霉素、黏霉素和氯霉素可顯著抑制機體免疫，影響脾臟Th、Ts、NC細胞活性（Voiculescu等，1983）添加金霉素會降低肉雞T、B淋巴細胞轉(zhuǎn)化率（有絲分裂活性），降低免疫功能（張日俊等，1998）。細胞因子：日糧中添加青霉素和鏈霉素，可降低血漿中白細胞介素-I水平，降低免疫應(yīng)激對肉仔雞的刺激，從而促進肉雞生長（Roura等；1992）對其它細胞因子的影響尚無報道。第56頁，共66

20、頁。56 4. 飼用抗生素的免疫調(diào)節(jié)機制 免疫調(diào)節(jié)：免疫增強、穩(wěn)定或抑制直接殺滅腸道微生物或抑制其生長，減少應(yīng)激，降低機體免疫系統(tǒng)的活化狀態(tài)；撲滅抗原或抑制抗原活性；干擾體內(nèi)蛋白質(zhì)或免疫球蛋白的合成；降低免疫細胞的吞噬作用；直接降低T、B淋巴細胞的有絲分裂活性。第57頁，共66頁。57添加安普霉素對肉仔雞增重與免疫器官重量的影響添加水平(mg/kg): 0 25 50第58頁，共66頁。58添加安普霉素對肉仔雞免疫參數(shù)的影響mg/kg: 0 25 50(飼糧中)g/ml: 0 100 200 400(培養(yǎng)介質(zhì)中)第59頁，共66頁。59添加卑霉素對肉仔雞增重與免疫器官重量的影響添加水平(mg/kg): 0 4 20第60頁，共66頁。60添加卑霉素對肉仔雞免疫參數(shù)的影響mg/kg: 0 4 20(飼糧中