从动物营养学发展趋势看饲料科技创新思路

未来营养学将朝着横向拓展、纵向深入的方向发展。横向拓展就是从单项、独立向多元、交叉发展，相互制约、相互影响；纵向深入就是由宏观、群体到微观、个体的深入研究。关于未来动物营养学的发展，下面谈五点思考。

1、关于营养学的内涵

如上所述，动物营养实质上是真核生物营养和原核生物营养的统一，摄入的养分只有同时满足二者的需要才能使动物获得最佳健康和生产成绩。对于真核营养，最终目标是揭示营养代谢转化过程及效率。研究营养代谢与调控机制时，必须注意以下几点：第一、解读体外模型研究结果时必须非常谨慎，体内体外的数据是不能互换的；第二、神经-内分泌是调控营养代谢的根本机制和信号起源；第三、组织器官结构的完整以及细胞内区域定位是研究养分代谢的生理结构基础；第四、研究必须层层深入，从整体到组织、到细胞、再到分子；第五，编码基因和非编码基因及其互作关系是揭示营养代谢及其机制的分子基础。关于营养代谢的微观层面，我们要研究的不是一个养分和一个基因的关系，而是研究营养组与基因—蛋白—代谢产物组的互作关系及其对动物健康和生产的影响。

对于原核生物的营养，现代医学研究表明，肠道微生物在营养代谢疾病、免疫功能障碍、肥胖、糖尿病、便秘、神经性疾病、抑郁等疾病的发生发展进程中起着重要的作用，提示微生物可能是调控动物营养的新机制和靶点。肠道微生物经过了20亿年的进化，其稳定的菌群及其代谢模式、代谢产物对动物遗传和代谢有着怎样的影响，肠道微生物是否是动物遗传的组成部分、是否是营养调控的信号途径，值得我们进一步的深入研究。

营养-宿主-微生物的互作决定动物健康和生产。如何同时满足宿主和微生物的需要？这里需要提出二个新概念。营养要素和营养结构。营养要素即是营养的主要因素，包括了营养素、营养源、添加剂及三者的互作。营养源即是营养素的来源，每种营养素的来源很多，来源不同，营养素的存在形式和结构就不同，在消化道的消化吸收程度和被微生物利用的程度就不同。营养素、营养源、添加剂及其适宜剂量组合称为营养结构。营养结构的平衡，即营养要素的平衡，是满足宿主和微生物需要的关键。

2、关于早期营养

根据我们多年的研究，提出动物健康与生长的“胎儿起源”机制，本质上取决于母体营养。母体营养通过影响子宫内环境以及胎儿的营养模式影响胚胎及胎儿的遗传表达和表观遗传，从而影响出生后组织发育和微生物定植。初生时的发育和健康状况决定了一生的生长和健康。以猪为例，品种、营养与环境交互作用影响母猪对饲料养分的利用率以及母猪的内分泌，进一步影响子宫内环境和胎儿的发育，从而影响养分从母猪到胎儿的转移，通过亲本遗传和胎儿表型遗传影响胎儿的生长发育，最终决定生后的健康、生长以及胴体品质。

我们系统研究了母猪营养对后代肌肉生长发育的影响，发现母猪营养影响初生仔猪、断奶仔猪乃至出栏肥猪的体重、肌肉量以及肌纤维的类型。母体营养不良，其后代初生、断奶和出栏时体重就小，肌肉量少，肌肉品质也差。生后营养有一定调控效果，但不如生前明显。

3、关于抗病营养

现代养殖面临的最大问题是动物的健康问题。免疫系统发育和免疫功能以及受损组织细胞修复功能决定动物的健康水平。现代营养学和现代医学研究结果表明营养可以促进免疫系统发育和免疫功能、促进受损组织细胞修复。营养物质作为一切生命活动的物质基础，既影响动物生产效率高低和生产潜力发挥程度，也决定了动物健康状况。因此，我们可以利用营养的手段调控动物机体的健康水平，提高机体对应激和疾病的抵抗力，防止或减少疾病的发生，实现动物的健康养殖。2005年我们率先提出“抗病营养”概念，并进行了深入研究。

（1）营养与免疫。免疫反应是动物抗病的根本机制，营养可以影响猪免疫系统发育和免疫功能，蛋白质、氨基酸、维生素、微量元素等均可影响免疫细胞功能，通过NFкB、MAPK、MAVS、RIG等信号通路影响免疫活性因子表达，从而调控机体的特异抗病力和一般抗病力。因此，合理的营养方案可以增强猪的免疫力和对疾病的一般抵抗力。

（2）营养与疾病。营养状况可以影响特异性病原的致病作用，影响疾病的发生发展过程以及特异性疫苗的免疫效果。合理的营养方案可以增强猪对特异性疾病的抵抗力，降低发病率、缩短病程、改善动物生产性能，减轻特异性病原的危害。

（3）营养与应激。动物在生产过程中时常遭受各种应激，改变内分泌模式，导致应激综合症发生率不断上升，畜禽表现出采食量下降、生产性能降低、发生代谢性疾病甚至死亡等症状。合理的营养可以通过调节改善内分泌、调节细胞因子、提高机体抗氧化能力三条途径缓解应激的危害。

（4）营养与霉菌毒素。饲料霉菌毒素污染率很高，霉菌毒素不但影响猪的采食量和生产性能，而且破坏机体免疫力，降低疫苗的保护率，增加对疾病的易感性。维生素E、硒、甘露寡糖、酵母壁等可通过激活机体的抗氧化信号分子Nrf2,上调谷胱甘肽过氧化物酶、超氧化物歧化酶等相关酶的活性，缓解霉菌毒素的危害。

（5）营养与肠道健康。肠道是动物健康的第一道门户，营养素、营养源、添加剂以及营养水平影响猪肠道形态结构、分泌功能、免疫功能和肠道微生物及其代谢产物，合理的营养方案可以通过调节肠道的机械屏障、化学屏障、免疫屏障、生物学屏障，保障猪的肠道健康，提高养分消化率和对疾病的一般抵抗力。

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