肠道是家禽消化吸收营养物质的主要场所，是家禽免疫和内分泌系统的重要组成部分。肠道健康涵盖了许多生理和功能特征，包括营养物质的高效消化吸收、稳定的微生物群落、有效的免疫状态、完整的屏障功能和灵敏的神经内分泌功能等，是一种维持肠道正常生理功能和稳态、抵抗感染和非传染性疾病的能力^[1]。肠道健康是机体健康的必要条件，是家禽生产中的重要部分，肠道健康失衡会影响家禽对营养物质的消化吸收和利用，影响家禽的生长发育和生产，造成家禽生产过程中不必要的经济损失。多种营养物质可通过调控肠道黏膜的生长修复，维持微生物群落平衡以及调节肠道免疫状态等方式调控和维持肠道健康，避免肠道健康失衡。本文重点对肠道健康组成及其营养调控措施2个部分进行阐述。

1 肠道健康 1.1 消化吸收

家禽消化吸收营养物质的主要部位是小肠，饲粮以酸性食糜的形式进入小肠，经胰液、胆汁和小肠液的化学消化以及小肠运动的机械消化后，通过肠道上皮细胞吸收进入血液和淋巴，进而被运输到机体各部位，用于机体生长、发育及生产^[2]。一方面，营养物质的消化吸收是肠道的基本生理功能，肠道屏障与神经内分泌功能等均在此过程中发挥作用，肠道健康失衡会影响机体对营养物质的消化吸收，高效的消化吸收是肠道健康的直接标志；另一方面，营养物质的消化吸收也会影响肠道结构的完整性及其功能的正常发挥。研究表明，肠道吸收精氨酸后可生成用于肠道黏膜自身生长修复的必要物质^[3-4]，有利于家禽肠道结构的完整性。糖类、蛋白质和脂肪的消化吸收可激活肠道内分泌系统的相关受体，促使胰高血糖素样肽(GLP)等消化吸收相关激素的分泌^[5]，有利于肠道功能的正常发挥。同时，GLP-2也有利于肠道组织修复^[6]，对其结构完整性也具有一定作用。综上，营养物质的高效消化吸收属于肠道健康的一部分，消化吸收不良会影响肠道结构完整性及正常生理功能的发挥，降低饲粮利用率，导致营养不良，促使家禽生产性能变差，进而导致经济损失。

1.2 肠道屏障

肠道屏障包括机械屏障和化学屏障，发挥消化吸收功能的同时还可保护肠道免受病原微生物的损害。完整的肠道屏障是肠道健康的重要组成部分。肠道机械屏障即肠道黏膜形态结构，小肠的吸收功能主要取决于黏膜形态结构。肠道黏膜形态结构主要包括肠道上皮细胞及其侧面和底面的紧密连接(TJ)。肠道上皮细胞主要由吸收细胞、杯状细胞和内分泌细胞组成，营养物质主要通过吸收细胞经由跨膜途径进入到血液、淋巴中。肠道杯状细胞分散于吸收细胞之间，可以摄取葡萄糖和氨基酸通过糖基化作用形成黏蛋白(MUC)，MUC分泌至肠腔内形成不流动水层(USWL)，即肠道化学屏障。肠道内分泌细胞之一的潘氏细胞位于腺底部隐窝处，是小肠腺的特征性细胞，可表达核苷酸结合寡聚化结构域(NOD)受体，分泌包含抗菌肽和外源凝集素的抗菌防御分子(ADMs)，是肠道对病原细菌的初始防御^[7-8]。

TJ是一种由蛋白质纤维网构成的结构^[9]，主要由紧密连接蛋白occludin家族、claudin家族、连接黏附因子(JAM)3种膜蛋白和闭合小环蛋白(ZO)组成^[10]，其中claudin是TJ的主要骨架蛋白。TJ是调节肠道通透性的关键，它对水和营养物质的吸收至关重要，可支持上皮完整性，防止毒素和病原体进入固有层。肠道中离子及溶质可通过TJ的细胞旁途径进入细胞间隙而被吸收。细胞旁途径包括“孔”途径和“漏”途径^[11-13]，“漏”途径可容许大分子物质通过且不具有选择性，可能受occludin、ZO-1蛋白水平及肌动蛋白骨架张力的影响；“孔”途径仅允许小分子离子电荷通过且具有选择性，由claudin的表达水平调控。TJ的损坏与其蛋白表达下调有关。

化学屏障USWL包括膜结合型MUC和分泌型MUC，2种蛋白含有比例相似的苏氨酸、丝氨酸、甘氨酸和脯氨酸。USWL的首要目的是过滤由胰蛋白酶形成的食糜，筛选足够小的分子进入。USWL的流动性可加强微绒毛与小肠肠腔中的营养物质接触，保证营养物质的吸收。研究表明，糖基化MUC可对抗多种蛋白酶^[14]，糖基化MUC的硫酸化修饰可阻碍病毒对受体细胞的吸附，进而抑制病毒增殖，减轻病毒毒害^[15]。综上，USWL可作为屏障保护黏膜免受微生物损伤。

1.3 微生物群落

稳定的微生物群落也是肠道健康的必要条件。家禽肠道中有大量微生物，其中细菌有700~800种，可消耗宿主约20%的饲粮。家禽肠道中的共生菌可代谢营养物质给宿主提供营养，维持宿主肠道上皮的完整性，抵御病原细菌和促进黏膜的发展和成熟^[16-18]。病原细菌及其产物会损害宿主的免疫反应，参与各种炎症性疾病和特异性疾病^[18]。一般情况下，肠道中的微生物互相制约，稳定共生。但当家禽感染某种特定病原菌后，肠道病原微生物特异性增长，微生物群落失衡，肠道屏障损伤，肠道内炎性因子增多，肠道壁增厚，营养物质消化吸收和肠道稳态受到影响，家禽的生产性能受损。在抗生素时代，饲喂抗生素可消灭病原菌，稳定家禽的肠道微生物群落。但随着抗生素被禁用，肠道微生物研究逐渐分为2个部分，其中一部分的目标由抑制有害菌生长转为促进有益菌生长，饲粮中添加益生元或益生菌均可通过促进益生菌的增长和定植来保持微生物群落稳定，提高消化吸收效率，增加饲料转化率；另一部分继续以杀灭有害病原菌为目标，抗菌肽主要通过作用于细菌的细胞膜破坏其完整性并产生穿孔现象，造成细胞内容物溢出胞外而死亡的方式来杀灭病原菌^[19]。稳定的微生物群落可维持肠道稳态，有利于肠道屏障的完整性和营养物质的高效消化吸收。

1.4 肠道免疫

肠道作为动物体中最大的免疫器官，承担着耐受饲粮抗原和免疫防御的双重任务。肠相关淋巴组织(GALT)是机体最大的淋巴器官和重要的黏膜相关淋巴组织，包括组织化淋巴组织和弥散分布的淋巴细胞。组织化淋巴组织由派伊氏结(PP)、肠系膜淋巴结及孤立淋巴滤泡组成，是肠黏膜免疫的诱导位点，主要负责抗原的摄取和转运，其中派伊氏结是肠道免疫的主要诱导部位。弥散分布的淋巴细胞包括肠黏膜固有层淋巴细胞和肠上皮内淋巴细胞，是肠黏膜免疫系统的效应位点，在此被抗原激活的淋巴细胞产生免疫球蛋白和各种免疫因子，其中分泌型免疫球蛋白A(SIgA)能中和病毒、毒素和酶等生物活性抗原，其主要功能是阻止细菌对肠上皮细胞的吸附；细胞因子包括白细胞介素(IL)、肿瘤坏死因子(TNF)、转化生长因子-β(TGF-β)等，其对肠道炎性反应的作用并不相同。IL是由多种细胞产生并作用于多种细胞的一类细胞因子，一些IL具有抗炎作用，例如IL-21可促进肠道中免疫球蛋白A(IgA)的分泌^[20]，IL-33可增强防止炎性反应失调的调节性T(Tr)细胞的分化；另外一些IL具有促炎作用，促炎性分子IL-23可通过抑制IL-33的作用抑制Tr细胞以达到促炎性作用，IL-17可诱导肠道炎性疫病易感基因的表达。TNF-α是一种促炎性分子，可通过促进上皮细胞凋亡导致慢性肠炎的发生；TNF-α还可取代TJ中的claudin蛋白，增强肠道通透性，造成机械屏障损伤。TGF-β1是一种肠道炎症负调节因子，有助于上皮细胞防御，具有调节细胞增殖、细胞外基质周转、免疫和非免疫细胞的分化和功能等作用^[21]。肠道免疫是防止病原菌附着、定植并防止肠道屏障损伤的一道防线，体现肠道抵抗感染和非传染性疾病的能力，保持有效的免疫状态是保持肠道健康的必要条件。

1.5 神经与内分泌系统

肠道神经与内分泌系统也属于肠道健康的一部分，灵敏的神经与内分泌系统有利于肠道营养物质的吸收。家禽的营养受体绝大部分位于肠内分泌细胞上，这些营养受体在营养物质的刺激下分泌各种消化酶和激素，加速营养物质的消化吸收。同时，这些激素可通过肠道神经作用于其他器官，加速消化液的分泌。例如，胆囊收缩素(CCK)是肠道对脂肪作出反应而释放的消化酶中的主要激素^[22]，CCK可刺激迷走神经传入神经元的黏膜末梢，表达CCK受体^[23]，同时循环的CCK也可增强迷走神经传出神经末梢的传递，进而有助于胆囊的收缩^[24]，促进胆汁的分泌。同时，内分泌细胞释放的激素对肠道黏膜和免疫也具有作用。L细胞分泌的GLP-2可增加肠道血液流通，促进营养物质的消化吸收和组织修复，可促进肠道黏膜的生长，通过调节抗炎作用来调节肠道黏膜防御^{[6, 25]}。神经内分泌系统与肠道消化、肠道屏障及肠道免疫的关系如表 1所示(以L细胞为例)。另外，微生物-脑-肠轴也是近期的研究热点，肠道微生物可通过肠道神经系统调控肠道运动并刺激大脑激素分泌^[26]。肠道健康与内分泌神经系统的联系还有待进一步研究。

综上，肠道健康包含营养素的高效消化吸收、稳定的微生物群落、有效的免疫状态、完整的屏障功能和灵敏的神经内分泌功能，各部分互相联系，互相作用，共同维持家禽的肠道健康。

2 肠道健康的营养调控措施

肠道健康是家禽生产中的重要部分，肠道健康失衡对家禽的生长发育和生产均有不利影响。影响家禽肠道健康的因素很多，多种营养措施可通过调节肠道生理功能来调控肠道健康，本文选择较具代表性的几种营养措施，旨在通过营养调控预防肠道健康失衡，维持肠道健康。

2.1 氨基酸

研究表明，饲粮中氨基酸含量增加可减少肠黏膜萎缩^[27]，刺激局部免疫反应^[28]，维持微生物菌群平衡^[29]，对肠道健康具有调节作用。家禽的鸟氨酸循环不完整无法合成精氨酸，精氨酸是家禽的必需氨基酸。精氨酸在动物体内主要以L-精氨酸起作用，参与组织愈合，可通过降低Toll样受体(TLR)-4的mRNA表达量参与抗炎作用^[30]，是免疫的重要成分。精氨酸可通过胚蛋注射的方式促进家禽肠道发育，Gao^[31]等研究表明，在孵化期第17.5天时给肉鸡鸡胚注射精氨酸，21日龄时肉鸡空肠黏膜的MUC-2、claudin-1、ZO-1和ZO-2的mRNA表达量显著增加，抗炎因子IL-2、IL-4及SIgA浓度升高，TLR-2和TLR-4的mRNA表达量显著增加，表明精氨酸可通过胚蛋注射增强肉鸡肠道屏障蛋白和肠道免疫因子的mRNA表达量，促进肠道发育。同时，精氨酸也可通过饲粮额外添加的方式促进肠道屏障和免疫发育，Zhang等^[32]研究表明，在肉鸡饲粮中额外添加精氨酸可上调IL-10、claudin-2、TLR-2和NOD1的mRNA表达量。

苏氨酸也是调节肠道健康的重要氨基酸。苏氨酸是猪或家禽的第二或第三限制性氨基酸，是MUC和lgA的主要成分。Dong等^[29]研究表明，苏氨酸的额外添加可增加产蛋鸡盲肠中MUC2和SIgA的含量，增加IgA的mRNA表达量，恢复由饲粮蛋白质水平降低受到影响的肠道细菌的多样性。Bi等^[33]将不同浓度的苏氨酸添加到北京鸭饲粮中，结果表明，0.49%~0.56%的苏氨酸均可提高21日龄鸭肠道MUC2和SIgA的mRNA表达量。研究也表明，出壳至14日龄的北京鸭对用于合成小肠MUC的苏氨酸的需要量为0.90%^[34]。在饲养环境较差的条件下，家禽需要更多的苏氨酸和色氨酸用于MUC的生产和肠道免疫，对含硫氨基酸的需求量减少，即苏氨酸/赖氨酸增大可提高肠道免疫。Star等^[35]研究表明，相对于苏氨酸/赖氨酸为0.63，饲喂苏氨酸/赖氨酸为0.67饲粮的肉鸡能更快地从球虫病感染条件下恢复采食量。研究也表明，在低粗蛋白质水平饲粮中加入苏氨酸可恢复产蛋鸡的盲肠微生物多样性，增加有益菌数量^[24]。

谷氨酰胺是肠道上皮细胞的重要能量来源，可减少肠黏膜损伤，支持黏膜损伤修复，被认为是炎症条件下的必需氨基酸^[36]。研究表明，饲粮添加1%的谷氨酰胺可提高肉鸡的日增重，改善饲料转化效率，增加肠绒毛高度和隐窝深度^[37]。亮氨酸是哺乳动物雷帕霉素蛋白激酶1(mTORC1)发挥作用的关键因子^[38]，而mTORC1是哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)通路的重要组成部分。mTOR通路与mRNA翻译和肠道内相关蛋白的合成有关^[39]，Chang等^[40]研究表明，在1日龄肉鸡饲粮中分别添加1.37%、1.77%、2.17%和2.57%的亮氨酸，试验结束时，肉鸡空肠和回肠的绒毛高度和绒毛高度/隐窝深度显著增加，说明亮氨酸的添加有利于肉鸡肠道的发育。多种氨基酸可调控家禽肠道健康，主要通过胚蛋注射及额外添加的方式发挥作用。

2.2 益生菌和益生元

益生菌和益生元均可通过改善肠道菌群稳定性和增加肠道有益菌群数量改善肠道健康。益生菌主要包括乳酸杆菌、双歧杆菌、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、粪肠球菌、嗜热链球菌等，益生菌的加入可增加有益菌数量，改善生产性能。Kim等^[41]研究枯草芽孢杆菌对蛋鸡产蛋后期肠道健康的影响，结果表明，产蛋鸡回肠和盲肠内乳酸杆菌、双歧杆菌数量增加，产气荚膜梭菌、空肠弯曲杆菌的数量减少，生产性能得到改善。Xing等^[42]研究高产赖氨酸的枯草芽孢杆菌对1~63日龄临武鸭肠道的影响，结果表明，枯草芽孢杆菌可改善肠道形态，增加肠道内有益菌数量，提高肠道免疫应答。同时，在肠道菌群不稳定的情况下，加入益生菌可稳定肠道菌群，改善生产性能。李秋粉^[43]研究表明，热应激可降低肉鸡菌群组成相似度，而添加益生菌可改善热应激条件下肠道微生物组成和天然免疫答应相关基因的表达，进而改善肠道屏障功能，降低血清内毒素和促炎细胞因子含量。研究也表明，在感染情况下饲粮中添加益生菌对生产性能的改善作用优于正常情况下添加益生菌对生产性能的改善作用^[44]。

益生元的作用主要是通过选择性刺激可产生短链脂肪酸(SCFA)的非致病菌的增殖来实现的^[45]。SCFA可改善家禽的生产性能和肠道健康，丁酸更可在肠道黏膜受损情况下积极恢复转谷氨酰胺酶的活性，促使谷氨酰胺转变成谷氨酸，进入上皮细胞调节TJ，降低上皮细胞的通透性，防止有毒物质和炎性分子从外部环境进入黏膜下层和体循环。饲粮中添加的益生元主要以增加肠道微生物区系的多样性，提高肠道内SCFA的浓度以及产生特异的丁酸为衡量标准^[46]，包括功能性寡糖、多糖、多元醇、蛋白质水解产物、植物提取物等。其中功能性寡糖不能被单胃动物消化吸收，到达肠道后，可被肠道微生物利用，具有刺激动物肠道有益微生物生长、防止病原菌增殖、提高机体免疫力等作用。阎桂玲等^[47]研究表明，0.1%啤酒酵母甘露寡糖能抑制肉鸡肠道内大肠杆菌和沙门氏菌的生长，促进双歧杆菌的生长，提高巨噬细胞的吞噬能力，表明功能性寡糖对肠道健康有调节作用。植物提取物之一的植物精油或其活性成分可通过增加消化道黏液、胆汁酸的分泌量和增强胰酶(脂肪酶、淀粉酶和蛋白酶)的活性提高营养物质的消化率，通过降低病原毒素和生物胺的水平、稳定肠道微生态系统、完善肠道组织结构、调节细胞因子产生等来促进动物生长^[48-49]，是抗生素的潜在替代物。王改琴等^[50]研究表明，植物精油中的香芹酚、肉桂醛、百里香酚和丁香酚能显著降低肉鸡肠道内大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及沙门氏菌的数量，表明植物精油在调节肠道稳态方面有作用。

2.3 有机酸

有机酸也是抗生素的潜在替代物之一，包括甲酸、乳酸、富马酸、柠檬酸、丙酸、丁酸等，可通过抑菌作用及提高营养物质消化率的方式改善肠道健康。抑菌方面，非解离形式的有机酸可穿透某些细菌的细胞壁进入细胞体内，破坏其正常的生理功能；某些有机酸可破坏细菌细胞膜，抑制细菌糖酵解作用等代谢反应的发生^[51]。有机酸可减少细菌有毒成分的产生及病原微生物在肠壁的定植，继而减少其对肠道黏膜的损伤^[45]。除抑菌作用外，有机酸还可降低消化液pH，增加胰腺分泌，对肠道黏膜具有营养作用。有机酸还可提高蛋白质、钙、磷、镁、锌的消化率，进而改善肠道健康^[45]。蔡凤仙^[52]研究表明，丁酸钠的添加提高了1~4周龄扬州鹅的肠道淀粉酶活性，增加了盲肠内乳酸杆菌的数量，有利于肠道健康。Adil等^[53]研究表明，饲粮中添加富马酸可显著降低肉鸡肠道内大肠杆菌的数量，显著增加小肠长度。另外，丁酸及其盐对肠道免疫及肠道上皮细胞活性也具有重要作用，其作用方式与核因子-κB(NF-κB)通路有关^[54]。Bortoluzzi等^[55]研究表明，在氨基酸或者能量降低的饲粮中添加丁酸钠可上调肉鸡肠道中免疫因子的mRNA表达量，降低因能量下降对生产性能造成的影响。有机酸、寡糖、植物精油均为潜在的抗生素替代物，生产中有研究表明可将有机酸、植物精油和寡糖复合使用以提高其作用效果。

2.4 酶制剂

酶制剂的作用主要是通过补充分泌不足的内源酶和降解一些营养物质利用率低的饲粮成分来实现的，包括非淀粉多糖酶、蛋白酶、淀粉酶等。非淀粉多糖具有较高的黏性，可阻碍消化酶与底物接触，为肠道内的有害微生物提供养分，增加病原菌的定植^[56]，影响肠道健康。饲粮中添加非淀粉多糖酶可降低食糜黏度，防止有害微生物增殖，对肠道健康具有改善作用。Nian等^[57]研究表明，以小麦为主的饲粮中添加木聚糖酶可显著增加肉鸡肠道内乳酸杆菌和双歧杆菌的数量，提高回肠的消化能力，表明非淀粉多糖酶对肠道健康的改善作用，同时也可说明非淀粉多糖酶为其他饲料原料的利用提供可能性。淀粉可分为直链淀粉和支链淀粉，直链淀粉/支链淀粉影响动物对营养物质的消化代谢及肠道内微生物菌群数量^[58]，进而影响肠道健康。家禽肠道发育早期内源淀粉酶不足，需额外添加淀粉酶。张宪^[59]研究表明，1日龄肉鸡饲粮中添加淀粉酶可显著增加十二指肠绒毛高度、隐窝深度和空肠隐窝深度，促进肠道发育。另外，饲粮中蛋白酶的添加可作用于大豆中的抗营养因子，改善肠道的消化吸收能力，提高饲粮的蛋白质利用率。Ding等^[60]研究表明，在低蛋白质水平饲粮中添加蛋白酶可显著提高胰蛋白酶活性，改善肠道形态，表明蛋白酶对肠道健康的改善作用，同时也可说明蛋白酶在低蛋白质水平饲粮中有作用。

3 小结

家禽肠道是其最重要的消化吸收器官，也是机体最大的免疫器官。家禽肠道健康失衡会降低家禽的饲料转化效率，限制营养供给，影响家禽的健康生长发育及生产，造成经济损失。综上所述，肠道健康包括营养物质的高效消化吸收、稳定的微生物群落、有效的免疫状态、完整的屏障功能和灵敏的神经与内分泌功能，营养措施可通过调控其中的一部分或几部分来调控肠道健康，进而维持肠道的正常生理功能和稳态、保持肠道抵抗感染和非传染性疾病的能力。肠道健康对于家禽利用营养物质生长、发育及生产具有重要作用，但目前国内外关于肠道健康的研究还存在不足。首先，关于肠道健康的研究主要集中在微生物群落、免疫与屏障完整性方面，肠道的神经与内分泌功能鲜少提及。肠道是一个综合系统，肠道健康的研究不应局限于一个方面。其次，肠道健康失衡缺少明确的生物标记物。目前，肠道健康失衡多通过饲喂营养物质预防，明确预示肠道健康存在失衡的生物标记物缺乏。同时，目前可用于调控肠道健康的营养物质各有利弊，见效快、价格合理、性能稳定且无毒副作用的抗生素替代物还暂未出现。近年来，随着各项技术的逐渐成熟，关于肠道健康的研究正在逐渐深入，尤其是家禽肠道内微生物区系与功能的研究已经取得了较大发展，随着无抗时代的到来，关于肠道健康的研究会更加深入，未来安全、有效、可控且成本低的抗生素替代物一定会出现！