肠道是畜禽从外界获取营养物质的主要场所，健康的肠道状态可以保障营养物质正常消化吸收，维持畜禽良好的生产性能。肠道作为动物最大的免疫器官，能够产生80%抗体[1]，是有效的机体免疫屏障；但由于其表面积较大，易受到病原微生物、日粮中的霉菌毒素等有害物质的入侵，对肠道健康造成威胁。养殖业使用大量的抗生素治疗畜禽肠道疾病，但产生了耐药菌株、抗生素残留等一系列问题[2]。目前，我国饲料生产端已全面进入“无抗时代”，需要寻找可替代抗生素的产品。植物精油作为纯天然植物提取物中的重要次生代谢产物，因具有抗菌、抗炎、抗氧化等作用，在改善动物肠道免疫功能、保护肠道健康方面具有积极影响。本文对植物精油和肠道免疫进行概述，综述植物精油对畜禽肠道免疫功能的影响及其作用机制的研究进展，以期为植物精油在畜禽养殖生产中的应用提供参考。1植物精油概述植物精油是从植物中提取的挥发性芳香化合物浓缩疏水液体，在常温下易挥发，也称挥发油，根据成分不同，可分为萜类、脂肪族、芳香族、含氮含硫等化合物。萜类化合物作为精油的主要组成又分为单萜、倍半萜和二萜衍生物；脂肪族化合物主要为烯类、烷烃类和醇类；芳香族化合物主要是萜源衍生物和苯丙烷类衍生物；含硫含氮化合物含量较少[3-4]。常见植物精油及其主要活性成分见表1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.16.025.T001表1常见植物精油及其主要活性成分分类主要活性成分来源文献来源脂肪酸化合物异戊醛、异戊酸、乙酸乙酯、甲基正壬酮等橘子、柠檬、薄荷、香茅、迷迭香、桉叶、缬草、沙棘、鱼腥草等精油高永生等[3]、鲁萌萌等[4]、李文茹等[5]萜类衍生物单萜衍生物：香芹酚、薄荷醇、月桂烯、薰衣草醇、环柠檬醛、草酚酮、樟脑、蒎烯、茴香醇、橙花醇等倍半萜衍生物：金合欢烯、γ-没药烯、石竹烯、葎草烯、吉马酮、α-蛇麻烯、底物α-桉叶醇、β-杜松烯、广藿香酮等二萜衍生物：紫杉醇百里香、月桂、马鞭草、薰衣草、柠檬草、丁香罗勒、侧柏、樟树、松节油、甜橙、玫瑰、橘子、柚子、杜鹃叶、丁香茎、薄荷、桂皮、薰衣草、蓝丝柏、扁柏、阿米香树、广藿香、红豆杉、茶树等精油高永生等[3]、孙尧等[6]芳香族化合物苯丙烷类：桂皮醛、丁香酚、茴香脑等萜源衍生物：百里香酚、孜然芹烯、α-姜黄烯、苯乙醇等桂皮、茴香、百里香、丁香、孜然、姜黄、玫瑰等精油高永生等[3]、鲁萌萌等[4]、李美林[7]含硫含氮化合物含氮化合物：吲哚、吡咯含硫化合物：巯基苯甲酸甲酯、大蒜素、三硫化合物、异硫氰酸酯茉莉、玳玳、柠檬、橘子、橙子、大蒜、新鲜洋葱、黑芥子等精油高永生等[3]、鲁萌萌等[4]、夏梦芳[8]、冯栋梁等[9]2植物精油对畜禽肠道免疫功能的调节作用2.1畜禽肠道免疫系统概况畜禽肠道免疫系统由肠道特异性免疫系统和非特异性肠道黏膜屏障两部分构成。肠道特异性免疫系统由免疫细胞、免疫因子、肠系膜淋巴结（MLN）和派尔集合淋巴结（PP结）等构成；非特异性肠道黏膜屏障主要包括肠道上皮物理屏障、黏膜化学屏障和微生物屏障[10-11]。2.1.1肠道特异性免疫体液免疫与细胞免疫是肠道特异性免疫的两种方式，体液免疫是肠道免疫的主要过程，可以产生分泌型免疫球蛋白A（SIgA），具有阻止病原微生物黏附、溶解细菌、中和病毒等作用[12-13]。在体液免疫过程中，M细胞会先捕获进入肠道的细菌、病毒等抗原物质，将抗原呈递给集结于淋巴滤泡中的巨噬细胞，未被清除的抗原则会到达上皮淋巴组织处，激活T、B淋巴细胞，活化的淋巴细胞通过胸导管参与血液循环，到达肠道固有层和相关腺体。肠道固有层B细胞在抗原、细胞因子、辅助性T细胞（Th细胞）共同作用下增殖分化成IgA浆细胞，IgA通过J链链接的二聚体与分泌成分（SC）结合成SIgA发挥作用[10,14]。细胞免疫是由黏膜固有层免疫细胞发挥作用，如活化的T细胞和自然杀伤细胞（NK）可以产生干扰素抵御病毒；细胞因子可以调节免疫应答水平和肠道紧密连接功能；促炎细胞因子可以破坏肠道紧密连接增加肠道通透性，但抗炎细胞因子可以保护肠道完整性，缓解炎症损伤。肠道特异性免疫可以有效应对致病菌、抗原等的入侵，改善肠道健康[15]。2.1.2肠道非特异性免疫非特异性肠道黏膜屏障中上皮物理屏障也可称为机械屏障，包括肠上皮黏膜细胞和细胞间紧密连接（TJ）。TJ是一类细胞连接复合物，包括紧密连接、黏着连接、间隙连接、桥粒等。紧密连接包含闭合蛋白（Claudin）、闭锁蛋白（Occluding）和连接黏附分子（JAM），Claudin和Occluding构成TJ主链，JAM在内皮和上皮中均有紧密连接作用，闭锁小带（ZO）则是起调节和维持TJ结构[16]。发挥黏膜化学屏障作用的黏蛋白（MUC）可以有效保护上皮细胞。微生物屏障是肠道内正常菌群定植于肠道后形成的微生态系统。3个屏障共同作用，维护畜禽肠道健康[17]。2.2植物精油对肠道特异性免疫的影响2.2.1免疫球蛋白含量肠道特异性免疫反应系统的sIgA通过与抗原结合可促进畜禽肠道特异性免疫反应[12]。sIgA分泌水平直接体现了黏膜免疫机制的成熟度，对肠道黏膜屏障起重要作用[18-19]。贾淋雁[15]研究表明，复合植物精油可显著提升猪流行性腹泻病毒（PEDV）攻毒后的仔猪空肠黏膜中的SIgA含量。周洪彬等[20]研究发现，植物精油（香芹酚、百里香酚、肉桂醛）有提高肉鸡血清中IgA、IgG和IgM含量的趋势。Li等[21]研究表明，断奶仔猪日粮中补充植物精油（百里香酚和肉桂醛）后，血清中的IgA、IgM、补体C3和C4含量呈上升趋势，与Zeng等[22]在断奶仔猪日粮中添加0.025%植物精油（肉桂醛4.5%和百里香酚13.5%）的研究结果基本一致，表明植物精油对提高断奶仔猪免疫力具有积极作用。Su等[23]在肉鸡日粮中添加植物精油（百里酚3.05%、香芹酚2.3%和肉桂醛0.26%），空肠和回肠中IgA、IgG、IgM含量随着植物精油含量和饲喂时间的变化而呈现差异。尽管植物精油发挥效用的程度与其活性成分的含量及组成相关，复合植物精油与单一植物精油发挥的效用也并不相同，但是依据上述研究可知植物精油中活性成分可以调节免疫球蛋白水平，刺激机体分泌补体和其他活性物质增强机体的免疫功能。2.2.2细胞因子水平细胞因子对免疫应答和炎症反应起重要作用，当肠道黏膜内抗炎细胞因子与促炎细胞因子平衡时，可促进机体产生正确的免疫应答[24]。肠道处于病理状态时，肠道白细胞介素-10（IL-10）含量降低，肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-1β（IL-1β）、白细胞介素-6（IL-6）等促炎因子含量增加。脂多糖（LPS）是革兰氏阴性菌细胞壁的主要成分之一，LPS入侵机体后刺激免疫细胞分泌炎性细胞因子，导致促炎细胞因子含量升高，机体产生炎症反应[25]。Liu等[26]研究发现，肉鸡口服香芹酚精油可影响Toll样受体/核因子-κB（TLRs/NF-κB）通路，抑制LPS引起的炎性因子分泌。Hui等[27]建立体外LPS诱导的猪肠上皮细胞（IPEC-J2）炎症模型，发现丁香酚能够显著抑制白细胞介素-8（IL-8）和TNF-α的mRNA丰度。丁香酚可能是一种潜在的配体或因子，可以抑制活化B细胞的NF-κB，从而抑制TNF-α的产生。NF-κB是一种转录因子，可激活细胞因子、趋化因子和黏附分子的基因表达，在氧化应激、炎症和免疫反应中起关键作用[28]。Zou等[29]在猪日粮中补充25 mg/kg牛至精油4周后，促炎基因c-JunN-末端蛋白激酶（JNK）、细胞外信号调节激酶（ERK1/2）和蛋白激酶（Akt）表达被抑制，空肠炎性细胞因子IL-1β、IL-6、TNF-α、单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)和INF-γ表达显著降低。牛至精油可能通过影响核因子(NF- κB p65)、丝裂原活化蛋白激酶（MAPKs）和Akt通路调控炎症反应基因表达。植物精油参与调节炎症信号通路的作用机制见图1[30]。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.16.025.F001图1植物精油参与调节炎症信号通路的作用机制注：toll样受体（TLR）；IκB激酶（IKK）；丝裂原活化蛋白激酶（MAPKs）；核因子激活的B细胞的κ-轻链增强（NF-κB）；NF-κB的抑制蛋白（IκB）；磷（P）；白细胞介素-1β（IL-1β）；白细胞介素-6（IL-6）；肿瘤坏死因子-α（TNF-α）。2.3植物精油对非特异性免疫的影响2.3.1机械屏障机械屏障可以保证营养物质在肠道中的消化吸收，维持肠道通透性，阻止有害物质或病原微生物入侵机体[31]。机械屏障可以反映肠道消化、吸收能力、上皮细胞增殖率和成熟度。周洪彬等[20]在肉仔鸡饲粮中添加植物精油，发现肉鸡十二指肠和空肠隐窝深度显著降低，绒毛高度/隐窝深度比值明显提高，与刘洋等[32]、李志鹏[33]的研究结果一致。因此，适宜浓度的植物精油可以促进畜禽肠道组织形态结构的发育，保障肠道完整性。TJ可以阻止大分子物质跨过肠道上皮细胞，防止有害物质危害肠道健康，Claudin家族、Occludin、黏附分子E（E-cadherin）、JAM、ZO等均是与TJ相关的蛋白质[31]。闭合蛋白-1（Claudin-1）具有维持黏膜离子通透性；闭合蛋白-2（Claudin-2）可以反映肠道通透性；E-cadherin可以形成肠道上皮细胞增殖和维持正常形态；连接黏附分子B（JAM-2）可以调节肠道内皮和上皮细胞通透性；ZO可以维持肠道上皮细胞屏障功能。因此，TJ蛋白基因的表达可作为衡量肠道机械屏障功能的指标[33-34]。产气荚膜梭菌感染肉鸡后下调空肠和回肠中Occludin和E-cadherin的表达，在肉鸡日粮中添加复合植物精油后，上调Claudin-1、Occludin和E-cadherin的表达，但下调Claudin-2的表达[35]。Hui等[27]报道，LPS刺激显著降低了肠道ZO-1表达，经香芹酚处理后可增强ZO-1表达。魏庆等[36]报道，植物精油和柠檬酸复合物可提高肉鸡空肠中ZO-1、Occludin和Claudin-1表达。因此，植物精油活性成分可以有效调节TJ蛋白的表达及分布，修复肠道机械屏障。2.3.2化学屏障肠道化学屏障中黏液层里包含消化酶、溶菌酶、抗氧化酶、MUC等物质，其中消化酶有助于消化营养物质，还能冲洗肠腔、减少致病菌黏附。抗氧化酶可以缓解氧化应激带来的肠道黏膜损伤。MUC则主要由杯状细胞合成和分泌，有助于维持肠道黏膜完整性[37-38]。植物精油可以促进肠道中消化酶分泌，提升消化酶的活性[36]。闻爱友等[39]研究发现，在肉鸡日粮中添加植物精油能够显著提高十二指肠中淀粉酶、胰蛋白酶活性。Yang等[40]研究发现，在肉鸡饲粮中添加植物精油和有机酸混合物（百里香酚、山梨酸和富马酸）能够显著提升十二指肠、空肠、回肠中脂肪酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶等活性，与杜恩存[41]研究结果一致。因此，植物精油可以提升消化酶活性，清除肠道内有害的致病菌，改善畜禽生长性能。植物精油具有较强的抗氧化功能[42]。宋转等[43]报道，日粮中添加50 mg/kg复合植物精油可提高LPS诱导的猪血浆、空肠、回肠黏膜中过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）活性，缓解肠道氧化损伤。Ruan等[44]研究发现，幼黄羽鸡日粮中补充牛至精油可以增强血浆、空肠和回肠黏膜中谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性，提高总抗氧化能力（T-AOC），降低空肠中丙二醛（MDA）含量，缓解肠氧化应激。不同植物精油的抗氧化作用机制不同，如百里香酚和香芹酚的抗氧化作用可能是通过酚羟基基团与过氧自由基结合，缓解肠道氧化应激引起的氧化损伤，维持肠道完整[45-47]。核因子相关因子2（Nrf2）可以调控抗氧化酶基因表达，植物精油可能通过调控Nrf2调控抗氧化酶基因表达[48]。溶菌酶是一种有效的抗菌剂，可以溶解细菌细胞，消炎，提升机体免疫力。张文静[49]研究发现，在肉鸡日粮中添加复合植物精油能够显著提高血清中溶菌酶活性。周美玲等[50]研究发现，在小鼠胃中灌注紫苏精油能够提高血清中溶菌酶活性，其机制可能是植物精油激活了单核细胞的分泌功能。黏蛋白-2（MUC-2）参与构成肠道黏膜屏障、阻止外毒素入侵。王淑楠[37]研究发现，茶树精油可以显著提高断奶仔猪空肠中MUC-2的表达。张永胜[25]发现，茶树精油可以提升断奶仔猪回肠黏膜组织中的杯状细胞数量，而杯状细胞可以合成和分泌MUC。除了茶树精油，富含柠檬醛、肉桂醛、丁香酚等活性成分的植物精油也显示出对肉鸡空肠中MUC-2和黏蛋白5AC（MUC5AC）的调节作用。2.3.3微生物屏障畜禽肠道微生物屏障由肠道共生菌和宿主微空间结构形成[51]。肠道共生菌属于有益菌，能够与机体互利共生，具有营养和免疫调节作用。肠道微生物还包括条件致病菌和致病菌两类，条件致病菌只在特定条件下对机体产生不利影响，致病菌则会在机体免疫力低下时快速入侵，危害机体健康[52]。畜禽肠道不同部位的菌群种类和数量各不相同，且一直处于动态变化中。当肠道微生物屏障遭受破坏时，有益菌数量减少、有害菌数量增加，微生态系统平衡被打破，引发一系列肠道疾病。植物精油具有良好的抗菌效果，尤其是含酚、萜烯、醛和酮类等活性物质的植物精油可以有效抑制革兰氏阴性、阳性菌和部分真菌。植物精油的抗菌机制见图2。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.16.025.F002图2植物精油的抗菌机制大蒜精油、八角茴香精油、百里香精油、松针精油以及复合植物精油（百里香酚和肉桂醛）均可调节肠道菌群结构，减轻肠道炎症[53-56]。燕磊等[57]在肉鸡日粮中添加苯甲酸和植物精油提高了厚壁菌门和乳杆菌属丰度，降低不动菌属和肠杆菌属相对丰度。因为肠道菌群代谢产物与肠道健康关系密切，所以具有抗菌作用的植物精油通过介导肠道菌群结构，进一步调节菌群代谢产物，维护畜禽肠道微生态系统平衡[58]。目前已知植物精油具有疏水性，大量的精油化合物可累积在细菌脂质双分子层中，致使细菌细胞破裂死亡，达到抗菌目的[59]。3结论植物精油中的活性成分可以对肠道特异性免疫和非特异性肠道黏膜屏障产生影响，通过调节免疫球蛋白和细胞因子水平、紧密连接相关基因的表达、各类化学物质的含量以及改善肠道菌群结构、肠道组织形态等方式提高肠道免疫功能，维护肠道健康。植物精油具备抗炎、抗氧化、抗菌等作用，这是其影响肠道免疫性能的关键所在。但是，目前关于植物精油的研究还存在诸多不足，如植物精油成分复杂，不同成分或不同种类的植物精油之间可能存在相互协同作用；植物精油在肠道中的作用位点、作用机制尚不明确；植物精油的提取工艺、代谢途径、添加剂量等均是制约植物精油在养殖业中全面推广应用的重要因素，还需要进一步研究证实。因此，仍需继续研究植物精油影响畜禽肠道健康的调控机制，以促进其在畜禽养殖中的推广应用。