胃腸道是機(jī)體最大的器官,代謝能的主要利用者,約占進(jìn)食總能的20%左右(Cant et al,1996)。對單胃動物而言,在所有體組織中胃腸道蛋白質(zhì)合成速率最高,可占到每日體蛋白總量的20%以上(Van Der Meulen and Jansman,1997)。胃腸道是體內(nèi)最大的內(nèi)分泌腺,可分泌至少20多種激素、調(diào)節(jié)肽及其受體。胃腸道是體內(nèi)免疫系統(tǒng)最大部位,也是腸道淋巴組織(GALT)內(nèi)大多數(shù)淋巴細(xì)胞和其它免疫細(xì)胞作用的主要部位。
反芻動物和單胃動物的胃腸道逐漸形成了各自不同的結(jié)構(gòu),有著不同的作用模式,因此,胃腸道也是一個奇特的器官。對所有動物而言,胃腸道內(nèi)存在著兩種主要的生物化學(xué)過程,即酶消化(見第四章)和微生物發(fā)酵。反芻動物食入的營養(yǎng)物質(zhì)先是在瘤胃內(nèi)經(jīng)過微生物發(fā)酵,然后未被消化的營養(yǎng)物質(zhì)在小腸和大腸被酶消化。而單胃動物食入的營養(yǎng)物質(zhì)先是在胃內(nèi)和小腸被酶消化,然后未被消化的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入大腸被微生物發(fā)酵。在為宿主動物供應(yīng)營養(yǎng)物質(zhì)方面,微生物發(fā)酵在反芻動物上發(fā)揮著重要的作用,而在單胃動物上僅起著次要的作用(Ewing and Cole,1994)。
胃腸道內(nèi)棲息著數(shù)目龐大的微生物群落,其微生物細(xì)胞數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了宿主動物機(jī)體的總細(xì)胞數(shù)。人類結(jié)腸內(nèi)的細(xì)菌占機(jī)體總細(xì)胞的90%以上(Glbson and McCartney,1998)。kleessen et al(1997)報道在大鼠盲腸和糞便中已鑒別出627種微生物菌落。
有些研究認(rèn)為微生物群落或微生態(tài)系統(tǒng)可能并不是動物生存和生長所必需的,如無菌小雞要比普通雞,甚至比用抗菌生長促進(jìn)劑處理過的動物生長的要好。無菌動物與普通動物相比,其胃腸道具有不同的特點(diǎn)(Ewing and Cole,1994)。無菌動物小腸重量較低其代謝能消耗較低和內(nèi)源損失下降。(建明工業(yè)出品)一般來說,對于單胃動物,代謝消耗大和腸道疾病的發(fā)生對動物機(jī)體造成的不利影響已遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過了胃腸道內(nèi)棲息微生物菌落對動物機(jī)體產(chǎn)生的有益作用。然而,反芻動物并非如此,反芻動物可以利用富含纖維的低質(zhì)粗飼料為機(jī)體提供營養(yǎng)物質(zhì)主要得益于瘤胃微生物區(qū)系。
單胃動物胃腸道穩(wěn)定的微生物發(fā)酵可以影響病原菌群的建立,因?yàn)槟c道內(nèi)穩(wěn)定的發(fā)酵對病原菌的建立有抵制作用(Hil’man et al.,1994)。然而檢測動物微生物發(fā)酵的穩(wěn)定性有一定的難度,因此,很有必要研究腸道內(nèi)容物的變化。腸道內(nèi)的有些微生物能有效地抑制病原菌的大量繁殖,特別是乳酸菌。(建明工業(yè)出品)所以測定腸道內(nèi)能抑制病原菌增殖的菌落的潛在有效能是基于腸道內(nèi)容物中乳酸桿菌與大腸桿菌之間的比例,一般而言,如果有益菌乳酸桿菌的數(shù)量相對高于有害菌大腸桿菌類,則表明對病原菌有抑制作用的細(xì)菌數(shù)增加了,并且這可能是判斷動物是否健康的一個很有用的指標(biāo)。
胃腸道消耗大量能量用于自身代謝,因此,腸道功能的改變可以影響動物的生產(chǎn)性能。小腸內(nèi)存在一些微生物發(fā)酵,并且這些微生物也同宿主動物競爭易消化的營養(yǎng)物質(zhì),豬飼料凈能有6%因小腸內(nèi)的微生物發(fā)酵而損失(Mikkelsen and Jensen,2000)。調(diào)控小腸食糜流通效率將有可能改善家畜生產(chǎn)性能。動物采食高能量濃度型日糧增加葡萄糖和其它營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)能力,這樣可以降低葡萄糖進(jìn)入大腸的數(shù)量。在大腸葡萄糖是不能被有效利用的。