蛋白質(zhì)等九種營養(yǎng)素對貓消化道黏膜免疫的影響
日期: 2024-09-20 16:02:30|點擊: 1104|分享到:
膳食營養(yǎng)是維護消化道黏膜免疫的重要因素,脂肪、蛋白質(zhì)、纖維素等食物成分,可以與腸道上皮細胞及免疫細胞互相作用,進而調(diào)節(jié)腸道的免疫狀態(tài)。
01
蛋白質(zhì)
 
 
 
蛋白質(zhì)是生命活動的基礎,對于維持免疫細胞結(jié)構(gòu)和功能至關(guān)重要。消化道黏膜免疫產(chǎn)生的細胞因子,參與生化反應的酶,免疫細胞的正常生理學功能,細胞的損傷修復,炎性細胞因子的分泌等,都依賴于蛋白質(zhì)。
低蛋白飲食會助長病原體和蛋白質(zhì)發(fā)酵菌,微生物群的變化可通過調(diào)節(jié)相關(guān)信號通路的基因表達和調(diào)節(jié)代謝產(chǎn)物的分泌來影響腸道屏障和免疫系統(tǒng)(Ma等,2017)。研究發(fā)現(xiàn),膳食蛋白質(zhì)的攝入與貓的抗體產(chǎn)生存在明顯相關(guān)性。貓初乳中的IgG及IgA濃度分別為62.0mg/mL,和 14.3mg/mL,新生幼貓能通過母乳攝取免疫球蛋白并獲得被動免疫(Casal等1996)。母乳喂養(yǎng)的幼貓,其IgG和IgA在5~6周齡時達到峰值并維持相對穩(wěn)定水平(Rossi等2021)。
研究發(fā)現(xiàn),蛋白質(zhì)攝入與嗜酸性粒細胞數(shù)量存在明顯正相關(guān),能促進免疫機制的激活(PaBlack等,2017)。因此,滿足蛋白質(zhì)需要對于維持貓免疫功能有重要意義。蛋白攝入不足會影響抗體的產(chǎn)生,造成免疫器官胸腺、脾等重量減輕和功能下降。值得注意的是,成年貓與幼年貓對蛋白質(zhì)的需求不同,應根據(jù)不同生理階段合理提供蛋白源(Harper1998)。此外,過量的蛋白質(zhì)攝入也可能會產(chǎn)生不良影響,未被消化的蛋白質(zhì)在后腸微生物的過度發(fā)酵,會影響貓的腸道菌群結(jié)構(gòu)和消化道黏膜免疫功能(Wermimont等,2020)。過量蛋白質(zhì)也會增加貓腎功能負扣,出現(xiàn)泌尿系統(tǒng)疾病等(Dinallo等,2022)。
02
蛋白質(zhì)水解物及小肽
 
 
 
蛋白質(zhì)水解物是蛋白質(zhì)在各種酶、酸或堿作用下生成的小肽、氨基酸等小分子物質(zhì)。蛋白質(zhì)水解物及小肽能夠被機體迅速吸收和利用,參與細胞損傷修復,調(diào)節(jié)免疫細胞功能,減少腸道炎癥,維持腸黏膜結(jié)構(gòu)和功能的完整性。
研究發(fā)現(xiàn),大豆蛋白水解肽富含精氨酸、賴氨酸和脯氨酸,能刺激脾細胞的增殖及吞噬細胞活性,提高血清中IgG和IgA的含量,增強機體免疫力,還含有具有TLR激活特性的免疫調(diào)節(jié)聚合物,能耐受胃和十二指腸的消化,增強小腸的免疫響應。綠豆蛋白水解物(MBPH)能通過NF-κB途徑調(diào)節(jié)炎癥因子的表達,抑制炎癥反應,有望應用于功能食品中來發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用(Diao等,2019)。
03
氨基酸
 
 
 
氨基酸是蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單元,對于維持生命過程中的生化反應有重要作用。除參與蛋白質(zhì)合成外,氨基酸還參與T細胞的活化、增殖、效應等功能,有助于維持消化道黏膜的屏障功能穩(wěn)態(tài)(Han等2021)。
牛磺酸與精氨酸對于貓的健康尤為重要。?;撬釓V泛分布于體內(nèi)各個組織和器官,主要以游離狀態(tài)存在于組織間液和細胞內(nèi)液中,能夠保護細胞免受氧化劑和自由基的損傷,促進T淋巴細胞增殖,促進巨噬細胞產(chǎn)生白介素-1,增強中性粒細胞吞活性,從而清除病原菌。牛磺酸還可以提高機體內(nèi)特異和非特異性免疫功能。?;撬崛狈е仑報w內(nèi)淋巴細胞的免疫功能下降,巨噬細胞、嗜中性粒細胞、白細胞總數(shù)下降,多形核細胞和單核細胞比例異常等,嚴重時會導致失明、聽力下降甚至出現(xiàn)心力衰竭。幼貓可以通過母乳獲得免疫力,母源抗體在斷奶后逐漸下降,需要在貓日糧中合理添加?;撬峄蚋缓;撬岬娜忸?、魚和貝類以滿足貓咪所需。
精氨酸是新生哺乳動物生長和氮平衡的關(guān)鍵氨基酸,在免疫調(diào)節(jié)和免疫防御中扮演至關(guān)重要的角色。精氨酸主要通過“精氨酸酶”途徑和”NO“途徑調(diào)節(jié)機體免疫。精氨酸可以明顯增強貓T淋巴細胞的增殖活性和細胞因子的分泌,提高吞細胞的功能,從而增強貓對病原體抵抗力。有研究發(fā)現(xiàn),精氨酸能直接影響T細胞的代謝適應性和存活能力。精氨酸缺乏可能導致貓體內(nèi)氨含量上升,引發(fā)嘔吐、肌肉痙攣、運動失調(diào),甚至導致昏迷或死亡。值得注意的是,貓的腸上皮細胞缺乏由谷氨酸和脯氨酸合成鳥氨酸的能力,精氨酸是合成鳥氨酸的前體物,因此,貓從食物中獲取的精氨酸對于維持鳥氨酸極為重要。
04
碳水化合物
 
 
 
貓對碳水化合物的需求低于其他動物。膳食纖維的攝入能調(diào)節(jié)貓的腸黏膜免疫功能,促進動物健康。抗性淀粉能促進乳酸桿菌和雙歧桿菌的增殖,抑制條件性病原微生物生長,減少腸上皮細胞損傷,維持黏膜完整性。
此外,纖維類物質(zhì)在后腸發(fā)酵產(chǎn)生的短鏈脂肪酸(SCFA),如乙酸、丙酸、丁酸,能通過調(diào)節(jié)腸腔pH、黏液產(chǎn)生,為上皮細胞提供能量,調(diào)節(jié)細胞的更新,增強免疫力并減少炎癥反應。近年的研究發(fā)現(xiàn),紅薯和木薯來源的淀粉能控制貓血糖和血脂水平,改善腸道菌群結(jié)構(gòu)。然而,過量攝入淀粉可能導致腸道微生物群失衡,增加炎癥和感染的風險,影響消化道功能或機體免疫系統(tǒng)。膳食纖維的攝入不足能夠影響腸道微生態(tài)和腸黏膜屏障功能(Thomas,2017)??紤]到過量纖維素對養(yǎng)分消化吸收和利用的影響,膳食纖維的添加應控制在適量的范圍內(nèi)。
05
益生菌
 
 
 
益生菌是對宿主有益的活性微生物,能抑制有害微生物的增殖,維持腸黏膜屏障的完整性及營養(yǎng)物質(zhì)的消化與吸收。
益生菌有助于激活樹突細胞、黏膜相關(guān)淋巴細胞,并調(diào)節(jié)T細胞和B細胞的活性,調(diào)節(jié)細胞因子的釋放和抗體的生成(Yan等,2011)。研究發(fā)現(xiàn),屎腸球菌可以刺激分泌型免疫球蛋白(slgA)的產(chǎn)生,激活CD4+T 細胞和CD8+T細胞,促進抗菌肽的釋放、增強吞細胞功能。乳酸桿菌能夠促進益生菌黏附并激活免疫細胞,抑制感染,近年來,革蘭氏陽性非致病性乳酸菌(LAB)被證明可以引發(fā)針對某些特定抗原的全身性和黏膜免疫反應,具有潛在的應用前景。此外,益生菌可以參與應激或情緒的調(diào)節(jié),降低與焦慮相關(guān)代謝物的含量,促進采食和健康。
06
維生素
 
 
 
維生素作為一類特殊有機小分子對于細胞增殖和免疫功能至關(guān)重要。
維生素A,又名視黃醇,是一種脂溶性維生素,能夠促進腸道黏膜細胞的分化和增殖,增強腸黏膜的屏障功能。維生素A能促進B淋巴細胞及相關(guān)細胞因子的合成,促進分泌型免疫球蛋白A的合成。缺乏維生素A 降低了由輔助性T細胞Th2介導的抗體反應,加強了Th1介導的抗體反應,破壞了Th1/Th2平衡。長期缺乏維生素A會降低腸道微生物的多樣性,增加腸道感染或損傷的易感性。
維生素C,又名抗壞血酸,具有較強的抗氧化活性,廣泛參與先天性和適應性免疫反應,在免疫反應的早期階段有助于保護中性粒細胞免受氧化應激的影響。補充維生素C能增強細胞清除自由基的能力,減輕炎癥反應和肝細胞的損傷,緩解由于氧自由基損傷引起的消化道黏膜屏障破壞。此外,維生素C能促進T細胞的發(fā)育和成熟,影響Th1/Th2的平衡,并影響抗體的產(chǎn)生,保護淋巴細胞免受氧化損傷,促進淋巴細胞的增殖。貓能較好地耐受維生素C,但長期超劑量使用會影響機體水鹽代謝,并與腎臟損傷相關(guān)。
維生素B是腸道微生物代謝途徑中不可或缺的輔助因子的合成前體,可調(diào)節(jié)細胞因子和趨化因子的產(chǎn)生,介導并參與病理生理過程中免疫細胞的相互作用。處于生長發(fā)育階段的幼貓,對維生素的需求高于成年貓。根據(jù)貓的生長發(fā)育特點和需要在日糧中提供合理的維生素有助于維持消化道健康和正常的黏膜免疫功能。
07
脂肪酸
 
 
 
脂肪酸是細胞膜主要成分,并與細胞膜的流動性和功能密切相關(guān)。ω-3和ω-6脂肪酸是動物細胞中必需脂肪酸。ω-3脂肪酸包括二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA),可以抑制貓體內(nèi)前列腺素和白三烯等炎癥介質(zhì)的生成,減少炎癥反應。
0mega-3 脂肪酸及其代謝物通過調(diào)控巨細胞的極化,抑制炎癥小體的活化,影響中性粒細胞的遷移、吞噬能力和細胞因子分泌來影響巨噬細胞和中性粒細胞的功能,有助于降低炎癥反應。ω-3脂肪酸的攝入可以增加黏液的分泌,加強黏膜免疫的保護作用。中鏈脂肪酸,被認為具有抗菌作用,可以幫助機體抵御某些細菌和病原體的入侵,從而支持黏膜免疫。ω-3脂肪酸的適量攝入與降低腸道炎癥和增強免疫屏障相關(guān)。
ω-6脂肪酸是炎癥反應的調(diào)節(jié)劑,當組織受到傷害或感染時,花生四烯酸可以轉(zhuǎn)化為一系列促炎癥介質(zhì),如前列腺素和白三烯,有助于啟動免疫系統(tǒng)應答。ω-6脂肪酸還可以通過細胞信號傳導途徑影響許多生理過程,包括細胞增殖、凋亡和細胞周期的調(diào)控。ω-6與ω-3脂肪酸比例失調(diào)會增加肥胖的風險。因此,在貓的日糧中,需考慮ω-3和ω-6脂肪酸之間的平衡。
08
礦物質(zhì)
 
 
 
礦物元素,如鐵、鋅、鈣等對黏膜免疫等多種生理過程發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。
缺乏會影響緊密連接蛋白表達,破壞黏膜的完整性,鐵主要以亞鐵離子形式存在,是血紅蛋白的核心組分。鐵支持免疫細胞的功能,限制病原菌的生長,且可以在炎癥狀態(tài)下調(diào)整鐵的利用。鐵元素缺乏可能導致自然殺傷細胞及巨噬細胞活性降低,影響免疫球蛋白表達,降低免疫功能。缺鐵會抑制貓白細胞的殺菌能力,增加病原微生物感染風險。補充鐵則會提高貓血清中IgA、IgG及IgM活性,增強貓的免疫應答。
是胸腺發(fā)育的必需營養(yǎng)素,胸腺肽是胸腺分泌的一種含鋅激素,鋅缺乏會導致T細胞損傷和免疫功能紊亂,降低自然殺傷細胞毒性和中性粒細胞的吞噬作用,過量的鋅攝入會抑制T細胞及B細胞功能,對免疫系統(tǒng)產(chǎn)生負面影響。
09
核苷酸
 
 
 
核苷酸是DNA和RNA的基本構(gòu)成單位,對基因的表達和蛋白合成至關(guān)重要,同時也是腸黏膜細胞和免疫細胞的重要營養(yǎng)素。核苷酸可以促進腸道黏膜細胞的增殖和修復,增強免疫細胞的活性。

研究表明,核苷酸能增強體液和細胞免疫反應,提高抵抗感染病原體的能力,還能修復腸道黏膜細胞,維持黏膜屏障功能。膳食核苷酸可以促進代謝活躍組織中核苷酸的生成,維持組織功能。Rutherfurd等(2013)的研究表明,核苷酸可以增強貓白細胞的吞噬活性,核苷酸缺乏會抑制細胞免疫及體液免疫反應,降低自然殺傷細胞活性及抗體產(chǎn)生水平。特定的核苷酸,如cAMP和cGMP,可作為第二信使,影響細胞內(nèi)多個信號通路的轉(zhuǎn)導和響應。Sauer等(2011)發(fā)現(xiàn),核苷酸可以促進斷奶幼貓腸上皮微皺褶細胞、上皮淋巴細胞增殖,促進sIgA的分泌,從而發(fā)揮腸道黏膜免疫作用。

來源:鄒依錦等《貓腸黏膜免疫的營養(yǎng)調(diào)控研究進展》

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