麥康森：中國工程院院士?，F(xiàn)任中國海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院院長、教授、博士生導(dǎo)師，兼任國際鮑魚協(xié)會理事、中國水產(chǎn)動物營養(yǎng)與飼料研究會副理事長、二十一世紀(jì)山東省農(nóng)業(yè)發(fā)展青年論壇副主席和山東省政協(xié)委員等職。長期從事水產(chǎn)動物營養(yǎng)與飼料學(xué)的教學(xué)、研究與開發(fā)工作。先后主持了教育部“優(yōu)秀教師基金”、“跨世紀(jì)人才培養(yǎng)基金”和“國家杰出青年科學(xué)基金”、國家“973”、國家“863”、科技攻關(guān)等一系列科研項目。被聘為國務(wù)院學(xué)位委員會學(xué)科評議組成員、國家“863”計劃海洋生物技術(shù)主題專家組成員、國家自然科學(xué)基金委員會學(xué)科評審專家組成員和 “973”評審專家組成員。

在第三屆中部地區(qū)水產(chǎn)飼料實用技術(shù)論壇上，麥康森院士作了《魚類消化道健康》的主題報告?，F(xiàn)根據(jù)麥院士現(xiàn)場講座特整理如下，以饗戰(zhàn)斗在水產(chǎn)行業(yè)的廣大同仁。

魚類消化道健康

動物的消化道非常敏感，消化道正常與否，決定了我們的飲食是否正常，而飲食正常，是我們身體健康的一個衡量標(biāo)準(zhǔn)。魚也是一樣，魚類消化道健康是我們養(yǎng)魚成功的一個重要方面。對消化道微生物的研究，近期在生物科學(xué)研究領(lǐng)域中非常熱門。因為宿主與腸道里的微生物是經(jīng)過長期的相互作用、協(xié)作進(jìn)化從而達(dá)到共生、相互利用與支持，最后形成一個復(fù)雜的動態(tài)的微生物系統(tǒng)，這在宿主的營養(yǎng)、免疫調(diào)節(jié)等方面都起著非常重要的作用。生命科學(xué)非常復(fù)雜，我們以前大多研究只關(guān)注宿主，而忽略了與宿主存在共生關(guān)系的微生物，這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。可喜的是，現(xiàn)在，人們已經(jīng)開始研究宿主及其共生生物、消化道健康與消化道內(nèi)微生物之間的關(guān)系。

比如，人們發(fā)現(xiàn)動物的胖瘦與消化道里的微生物有著一定的關(guān)系。一對雙胞胎的姐妹，兩人基因是一樣的，但因為生活過程及生活環(huán)境的不同，造成兩個人消化道內(nèi)的微生物不同，因此一個胖一個瘦。分別將兩個姑娘腸道內(nèi)的微生物提取后注射到小鼠，果然，注射胖姑娘腸道微生物的小鼠長胖了，而注射瘦姑娘腸道微生物的小鼠則變瘦了。還有豬也一樣，豬肉的風(fēng)味、好吃與否，不僅與豬的品種有關(guān)，還與豬生活環(huán)境的不同而造成的其腸道內(nèi)不同微生物之間有著密切的關(guān)系。

所以我們研究生命科學(xué)、研究生命科學(xué)的營養(yǎng)學(xué)，已不再象原來想象的那么簡單，比如僅局限于研究營養(yǎng)素跟動物生長、體質(zhì)、胖瘦之間的關(guān)系，我們還要研究的另一大塊，就是與養(yǎng)殖動物共生的微生物與動物生長、體質(zhì)、肥瘦之間的關(guān)系。

一、前言

（一）、腸道微生物的生態(tài)作用

健康的胃腸功能對動物的整體健康至關(guān)重要，這個長期以來都是印度醫(yī)學(xué)、中醫(yī)和其他傳統(tǒng)的治療系統(tǒng)的事實。動物健康取決于攝入的營養(yǎng)物質(zhì)、消化液（酸和酶）的平衡，以及消化系統(tǒng)中微生物的重要作用。

（二）、魚類消化系統(tǒng)的多樣性

目前，對魚類以及其他水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的健康與消化道微生物關(guān)系的研究，相比對人或者老鼠所進(jìn)行的研究，只是剛剛開始。但研究魚類以及其他水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的健康與消化道微生物之間關(guān)系的研究，是未來的一個重要的研究方向。

1、 魚類有消化道形態(tài)的高度多樣性；

2、 魚類與哺乳動物有著截然不同的生存環(huán)境、消化道結(jié)構(gòu)和生理功能；

3、 魚類腸道的研究主要集中在腸道組織結(jié)構(gòu)和功能方面；

4、 直到1970年代，人們還對魚類腸道微生物的作用甚至是否存在進(jìn)行爭議；

5、 近年來研究表明魚類腸道微生物在魚類腸道健康和機(jī)體健康中同樣發(fā)揮著重要作用。

（三）、魚類消化道的基本功能

1、消化吸收

2、消化代謝的內(nèi)分泌調(diào)節(jié)

3、免疫功能

4、水和電解質(zhì)平衡

因為水生動物生活在水體中，因此相比陸生動物，它的腸道健康有更多的影響因素。

（四）、導(dǎo)致胃腸道非健康狀態(tài)的原因

主要表現(xiàn)為消化不良。消化道微生物組成紊亂、環(huán)境脅迫、消化道寄生蟲、消化道的先天性畸形，以及其他相關(guān)器官病變，都可能導(dǎo)致消化道的非健康?，F(xiàn)在，人類所消耗的水產(chǎn)品越來越依賴人工養(yǎng)殖，并且即將全部依靠人工養(yǎng)殖，我國到2016年人工養(yǎng)殖的水產(chǎn)品占到所有水產(chǎn)品的74%。在人工養(yǎng)殖條件下，因為環(huán)境的脅迫、飼料配方、投喂方式等各種因素，都更容易引起養(yǎng)殖動物胃腸道的非健康狀態(tài)。

二、魚類腸道微生物的特點

1、微生物的數(shù)量

魚類腸道微生物相比人類，數(shù)量要少許多。魚類每克腸道內(nèi)容物中可培養(yǎng)的腸道微生物為10^4~10^9CFU/克，人類結(jié)腸中腸道細(xì)菌含量高達(dá)10^14CFU/克。對鱸魚腸道菌群的宏基因組分析：96.3%的菌群基因歸屬于細(xì)菌，其中厚壁菌門占15.3%；而宏基因組分析發(fā)現(xiàn)人腸道中99%的基因?qū)?yīng)為細(xì)菌，其中厚壁菌門細(xì)菌占45%。

2、魚類腸道微生物組成與人類不同

人腸道微生物組成（門水平）90%屬于擬桿菌門和厚壁菌門，而魚類如大西洋鮭腸道微生物組成（門水平）主要包括：變形菌門、厚壁菌門、梭桿菌門、放線菌門。

3、易受生活環(huán)境影響

環(huán)境是魚類獲取微生物的主要方式之一，也是影響其微生物組成的重要因素之一。魚類腸道微生物組成與其所生活的水體中微生物的組成相近，其中生活在河口的魚類腸道微生物和淡水魚腸道微生物組成更為相似。

研究表明同一生長環(huán)境的三種不同暖水性魚類的腸道菌群具有高度的相似性。淡水魚的腸道微生物主要由氣單胞菌目和腸桿菌目組成；海水魚的腸道微生物中很大一部份為弧菌目

4、受食性的影響顯著

不同食性魚類腸道微生物差異很大：梁子湖中草食性、雜食性、肉食性和濾食性魚類腸道微生物具有相似的核心菌群組成；但在屬水平上有很大差別。

草食性魚類：與纖維性消化相關(guān)的梭菌屬、檸檬酸菌屬和纖毛菌屬占主要地位。表現(xiàn)出與哺乳動物相似性。

肉食性魚類：醋酸桿菌屬和可產(chǎn)蛋白酶的鹽單胞菌屬占主導(dǎo)地位。表現(xiàn)出和昆蟲微生物相似性。

雜食性魚類腸道微生物與周圍環(huán)境更有相似性

5、 不同生長階段腸道微生物組成變化

對不同生長時期的大西洋鮭腸道微生物豐度分析：核心菌群為變形菌門。成魚和洄游成魚（海水魚）期的腸道微生物以無壁菌門、支原體屬和發(fā)光菌屬豐度較高；幼魚（淡水）則以耶爾森氏鼠疫桿菌屬為主要菌群。

6、 魚類不同部位的微生物組成

魚類身體的不同部位，即使同一腸道中腸道的不同部位以及腸道內(nèi)容物和腸道粘液中的微生物也存在差異。

如魚的皮膚，主要是變形菌門、厚壁菌門、放線菌門、擬桿菌門、藍(lán)藻細(xì)菌。

鰓：變形菌門、厚壁菌門、放線菌門、擬桿菌門、藍(lán)藻細(xì)菌、子囊菌門、擔(dān)子菌門。

腸道：變形菌門、厚壁菌門、擬桿菌門、放線菌門、浮霉菌門、綠彎菌門、泉古菌門。

腸道內(nèi)容物：變形菌門、厚壁菌門、放線菌門、擬桿菌門。

大西洋鮭腸道內(nèi)容物的微生物多樣性要顯著高于粘液。

三、飼料的原料變化與魚類的消化道健康

飼料使用高濃度植物蛋白替代魚粉，尤其對肉食性海水魚類，會損傷其腸道組織結(jié)構(gòu)的完整性，誘發(fā)腸道炎癥，具體表現(xiàn)為造成魚類非感染性、亞急性腸炎——糞便不成形，導(dǎo)致生長速度下降。

觀察飼喂高豆粕飼料后大西洋鮭腸炎的發(fā)病過程：1、纖薄的固有層發(fā)生組織學(xué)變化，體現(xiàn)在少量杯狀細(xì)胞。2、固有層變厚，杯狀細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞增加、3、杯狀細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞大量增加，消化道上皮破壞。

試驗證實：豆粉飼喂引起鯉消化道炎癥，豆粕導(dǎo)致大西洋鮭腸細(xì)胞內(nèi)吞受阻，腸道吸收功能受損。大豆?jié)饪s蛋白仍可造成虹鱒臟器組織學(xué)改變：后腸消化細(xì)胞變短變窄、肝細(xì)胞體積變小。

很多情況下豆粕替代不造成組織學(xué)病理狀態(tài)，但是仍造成：與蛋白合成、肌肉生長相關(guān)的基因表達(dá)下降，脂轉(zhuǎn)移、脂代謝相關(guān)基因下調(diào)，免疫應(yīng)激相關(guān)基因上調(diào)。

植物蛋白會影響魚類的消化道健康，對此的研究，我們可以層層展開，如包括植物蛋白的哪些營養(yǎng)學(xué)因子會導(dǎo)致消化道的變化：研究證實大豆凝集素可吸附于虹鱒消化道上皮細(xì)胞；直接服用大豆凝集素可造成類似的腸炎癥狀。

但還未觀察到棉籽對魚類的消化道健康有較為顯著的影響。

四、食物變化對魚類腸道微生物組成的影響

水產(chǎn)動物腸道微生物對食物變化高度敏感，食物是影響魚類腸道微生物菌群結(jié)構(gòu)變化的主要原因之一。不同餌料生物的組成，對魚類腸道微生物組成產(chǎn)生影響。

1、食物改變，微生物也改變。在虹鱒稚魚在開口投喂前和投喂后，對不同飼料腸道菌群組成的聚類分析發(fā)現(xiàn)：投喂攝食后虹鱒腸道微生物組成與攝食前的腸道微生物組成存在顯著差異。

2、飼料脂肪源變化（魚油的不同），消化道菌群組成也隨之改變。

3、消化道菌群組成與飼料中的營養(yǎng)拮抗因子也有一定關(guān)系。

五、魚類腸道微生物組成對消化道形態(tài)影響

1、腸道微生物對宿主的影響：益生菌——攝食添加益生菌的飼料后，魚類腸道微絨毛增高。

益生菌的作用：提高消化酶活力和飼料利用率，改善腸道組織結(jié)構(gòu)，免疫增強(qiáng)作用，增加抗病力。飼米中添加益生菌，有利于魚類消化道的健康，也有利于魚類對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。

2、腸道微生物對宿主的影響：益生菌——飼料中添加益生菌，可有效降低魚類消化道炎癥發(fā)應(yīng)。

從組織學(xué)觀察，可以非常明顯地看到魚類腸道組織的變化，即益生菌所起的作用。飼料中添加益生菌可以提高成活率：大西洋鮭和虹鱒攝入益生菌后、再在不同時期感染致病菌后，成活率顯著提高。

六、魚類腸道微生物的營養(yǎng)作用

利用無菌斑馬魚進(jìn)行試驗，發(fā)現(xiàn)腸道微生物對魚類腸道上皮細(xì)胞發(fā)育、營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和代謝，以及先天性免疫等方面都發(fā)揮著作用。菌群回植能促進(jìn)斑馬魚腸道上皮細(xì)胞增殖，刺激斑馬魚腸道吸收脂肪。對不同投喂條件下水體、腸道菌群的分析表明，喂食可選擇性地使斑馬魚腸道內(nèi)厚壁菌的數(shù)量顯著增加。

七、水產(chǎn)動物消化道健康的研究展望

當(dāng)前對水產(chǎn)動物消化道健康的研究主要存在以下幾個問題：

1、水產(chǎn)動物生理結(jié)構(gòu)與哺乳動物差異大，缺乏針對水產(chǎn)動物腸道研究的方法和技術(shù)。

2、水產(chǎn)動物種類繁多、生活環(huán)境復(fù)雜，不同種類的腸道微生物組成及其變化規(guī)律差異極大。

3、目前的研究大部分集中在腸道微生物區(qū)系的種類組成研究，微生物的功能研究還有待進(jìn)一步揭示。

4、水產(chǎn)動物腸道微生物在宿主的健康和疾病的發(fā)揮的作用還知之甚少。

5、水產(chǎn)動物宿主對腸道微生物的認(rèn)知和反應(yīng)的機(jī)制幾乎空白。

6、缺少無菌水產(chǎn)動物，難以進(jìn)一步深入機(jī)制研究。

水產(chǎn)動物消化道健康的研究未來發(fā)展趨勢：

1、深入研究明確代表水產(chǎn)動物的腸道微生物種類組成及變化規(guī)律。

2、明確水產(chǎn)動物腸道微生物對宿主以及宿主和腸道微生物之間的作用機(jī)制。

3、針對水產(chǎn)動物的功能性微生物的篩選、培養(yǎng)和應(yīng)用。

4、水產(chǎn)動物腸道微生物代謝產(chǎn)物的研究及應(yīng)用。

5、基于腸道微生物發(fā)展促進(jìn)水產(chǎn)動物健康的新的綠色營養(yǎng)策略。

（周燕俠 整理）

我們的“腸道微生物群落研究5群“已經(jīng)到達(dá)290人，如果您對腸道微生態(tài)感興趣的話，可以加入我們，加入的方法：請掃描下面的二維碼，加我為好友之后，我把你拉到群里。返回搜狐，查看更多