動物腸道健康之指標

　　畜產養殖業因法令限制使用抗生素作為促進動物生長與維護腸道健康，同時又嚴格規範飼料中鋅、銅之含量，使飼養者必須積極提高飼養技術與慎選抗生素替代物，來改善腸道健康、降低疾病罹患率、提高飼養效率以求最大生產效益。由於腸道對動物生長不僅提供其消化吸收之功能、更提供強大之免疫系統，且因其組織結構複雜，隨時因飼養與環境條件改變而為一動態之器官，尤其在幼畜階段其變化更為顯著。因此如何維持腸道健康乃為畜產界在翦抗飼養之壓力下更顯得重要，亦為飼養者、飼料營養配方者與飼料添加物研發業者所追求之目標。

　　腸道健康之定義依 Kogut and Arsenault (2022) 指出為該動物能有效進行營養分消化與吸收、正常代謝與產生能量、穩定之腸道菌相與黏液層、正常腸道黏膜障蔽功能與完整之免疫功能等。上述腸道所提供之功能除與巨觀之腸道重量、長度有關外，微觀之腸道黏膜、腸內微生物群更扮演重要角色。腸道之功能雖隨動物成長發育更為完整，但亦隨時因飼糧之改變而影響。因此監測動物腸道是否健康乃為畜產業者提高生長效率之基本。動物腸道健康可由如下生理指標監測之，亦可由生物體指標取得實體資訊，但最終指標仍由動物生長表現判定。

 

腸道健康之生理指標 

一.腸道外觀與內容物 pH

1. 腸道器官學外觀 : 腸道重量、長度與動物採食量呈正相關，但維持腸道所消耗之能量亦隨之增加。 腸道重量僅佔動物體重 5% 以下，但其維持消耗所需之能量則佔身體維持量之30%。 顯然於飼養過程，只增加腸道重量與長度是未能獲得最大生產效率，而需使消化器官發揮最大生理功效。

2. 胃、腸道內容物 pH：胃內最適 pH 值宜在 2.5-3.0 左右，以利胃蛋白酶之作用條件；如在 3.0-4.0 之環境可有效達到抑菌作用，降低病原菌進入腸道 。降低腸道之 pH 值同時也可降低尿素酶活性，減少氨之產生

二、腸道黏膜

1. 黏膜組織學 : 黏膜組織切片需顯示完整發育之絨毛、腺窩。絨毛高度 (villi high) 與吸收能力有關，而腺窩層深度 (crypt depth) 越深者顯示腸上皮細胞更新速度快，以應對病原體或毒素引起之炎症反應而增加絨毛更新。兩者之比例 (VH/CD) 降低顯示絨毛萎縮，表示腸上皮細胞含杯狀細胞 (goblet cell)、分泌細胞 (endocrine cell) 與吸收細胞 (absorptive epithelial cell)等未臻成熟而影響其功能，如微絨毛 (microvilli) 上之刷狀緣酵素分泌降低導致消化與吸收能
力降低。

2. 腸道黏膜完整性 (gut integrity) : 腸道黏膜可運送營養分、水分與電解質；對微生物抗原、病原菌或毒素也具有選擇性吸附的功能。黏膜完整性與其障蔽 (mucosa barrier) 功能有關，是腸道健康之重要指標。黏膜完整性藉由下述幾項因子影響 : 

(1) 絨毛外層之黏液層 (mucin) 厚度
(2) 腸上皮細胞間通透性 : 其由緊密蛋白 (tight junction proteins)、細胞間隙連接蛋白(Occludin, Claudins)，與 Zonula, Occludens 等之表現以控制細胞間之通透性。
(3) 黏膜障蔽核心因子分泌 : 藉由腸上皮細胞分泌之三種蛋白質之表現量作為腸細胞成熟與完整性之指標。分別為二胺氧化酶 (diamine oxidase, DAO)、三葉因子家族 trefoil factor family (TFF) 和轉化生長因子 transforming growth factor-α (TGF-α) 等維持。黏液層含杯狀細胞分泌之黏液與微生物形成之生物膜，為上層之障壁 (upper barrier)，可抑制病原菌之侵入；而下層障壁 (lower barrier) 由緊密蛋白之完整性控制。維持腸細胞間通透性之緊密蛋結構如圖一所示，顯示鏈結細胞間之緊密蛋白對維持細胞間通透性之重要性。

3. 消化、吸收能力指標：消化效率基本上可由各種消化酵素之分泌量初步判定之，其與胰臟分泌之酵素和腸細胞外圍之微絨毛所分泌之刷狀緣酵素活性有關。吸收能力由腸上皮細胞所含與吸收機制相關之蛋白質含量判定，與葡萄糖、胺基酸吸收有關之蛋白質分別為鈉 -葡萄糖協同轉運蛋白 (Na-glucose cotransporter) 和胜肽轉運蛋白 (Peptide transporter)。

　　　　　　　　

 

三、腸黏膜淋巴組織 (Gut associated lympoid tissue)

體內約 70% 淋巴組織分佈於腸絨毛固有層與腺窩層，如 Peyer's patches， 包含巨噬細胞、樹突細胞、T 細胞、B 細胞與分泌 IgA 之巨大細胞等，這些免疫細胞扮演身體極重要之免疫反應。由細胞激素含量提供抗發炎能力之指標。

 

四、腸道微生物

動物腸道寄生有 400-600 種之不同菌種，每克內容物含 1012-1014 之菌數。其組成屬動態，隨時受腸道環境與飼糧組成影響。於腸道健康中扮演的角色為 :

(1) 提供黏液層與病源菌競爭上皮細胞之吸附位置，並產生抗菌因子以抑制病原菌之入侵；
(2) 強化腸道結構、障蔽功能與免疫系統之完整性；
(3) 進行對未消化殘渣之發酵作用。

微生物在腸道之發酵模式因來自前腸未消化殘渣不同，其發酵產物亦異，而造成對腸道健康有正、負面之影響。 如未被消化吸收之碳水化合物 ( 益生質 ) 多，則以揮發性脂肪酸產物為主，可降低腸內 pH，並提供宿主部分之能量來源。但如未被消化之基質以蛋白質居多，則發酵產物以支鏈脂肪酸、氨、胺類、硫化氫、酚、吲哚和糞臭素等有害物質。

 

腸道健康之生物指標

　　腸道微生物之研究技術已進展至微生物基因體 (microbiota) 或微生物質體 (microomics)。目前由腸內菌門 (phyla) 或菌科 (family) 之分佈，了解菌相組成和多樣性，逐漸釐清腸道健康與菌相之關係。如厚壁菌門與變形菌門之比例高者；或乳酸桿菌科、梭菌目之毛螺菌科、瘤胃菌科等菌數增加均與降低離乳豬下痢有關 (Chen et al., 2018)。

上述之生理指標乃由動物腸道生理之改變而了解，以下乃直接以動物腸道功能表現，由血液代謝物或排泄物等判定之。

一、消化吸收功能

1. 血液中類胡蘿蔔素：動物所需之胡蘿蔔素必須由外源飼糧提供，無內源性微生物產生，因此可藉由測定血液之胡蘿蔔素含量增加，做為顯示腸道完整性，吸收能力佳之指標。

2. 糞中脂肪含量：排泄物脂肪來源僅由外源性飼糧而來，無內源性產生，因此排泄物脂肪排出率增加，可表示消化、吸收系統之問題。

二、 菌相與發酵指標　

1. 血液中乳酸 (lactate)、琥珀酸 (succinate) 濃度增加乃因菌相改變致使腸內乳酸、琥珀酸代謝成揮發性脂肪酸 (VFA) 比例下降，又因腸道通透性增加，致血中乳酸與琥珀酸濃度增加所致。
2. 排泄物之氨、硫化氫、酚、支鏈脂肪酸飼糧過量提供蛋白質，造成過量酪胺酸、苯丙胺酸和色胺酸等芳香族胺基酸等被微生物代謝，造成後腸過度發酵之指標。

三、腸障蔽功能:

1. 排泄物中的黏液蛋白 2 (mucin 2)、IgA 濃度與腸黏膜障蔽受損成正比 : mucin 2 是黏膜外層之主要成分，而黏膜內層巨大細胞 (mast cell) 分泌之 IgA 會由於黏膜障蔽受損而釋出至腸腔排出至排泄物。

2. 尿或血液中的乳果糖 (Lactulose) 濃度 : 濃度提高是腸障蔽、緊密蛋白被破壞之指標。以上指標可藉由實驗室分析，做為評估動物腸道健康之參考指標。