精胺促进仔猪肠道发育的作用与机理

程志斌，廖启顺，苏子峰

（1.云南农业大学云南省动物营养与饲料重点实验室，昆明 650201；2.云南农业职业技术学院，昆明 650031；3.大理大学生命科学与化学学院，云南大理 671003）

仔猪良好的生长性能是现代养猪生产关键之一。仔猪早期断奶技术对提高其生产效率具有明显优势，但过早断奶引发的肠道功能紊乱、生长迟滞等问题普遍存在。大量研究表明，幼龄仔猪肠道正处于快速发育期，消化、吸收、免疫等功能尚不成熟，断奶越早则问题越严重。为了进一步提高生产性能，解决这一问题的关键是促进幼龄哺乳仔猪肠道快速发育，使肠道各项生理功能提前成熟，增强仔猪抵抗力。

精胺（Spermine）是多聚阳离子脂肪族胺类，对细胞增殖、增生和分化，尤其是对肠黏膜上皮细胞等快速增殖的组织细胞有重要作用。目前，有研究人员尝试研究精胺活性分子对幼龄仔猪肠道发育的影响，初步证明了口服适量精胺能够显著促进肠道发育。然而，这一领域的研究较晚，迄今为止，精胺促进仔猪肠道发育的机理尚不清楚。本文就精胺促进仔猪肠道发育的作用效果与机理进行综述，为精胺在生产中的应用奠定坚实的理论基础，为改善仔猪生产性能，提高现代养猪生产与经济效益提供依据。

1 精胺促进仔猪肠道发育的效果

精胺是多胺（Polyamine）的一种，化学名N，N′-双-3-丙胺基-1，4-双胺，分子式 H2N（CH2）2NH（CH2）4NH（CH2）3NH2，是带有 4 个正电荷的阳离子脂肪族胺类。迅速生长的组织中都伴有精胺合成的显著增加，且细胞内精胺含量的提高先于 DNA、RNA及蛋白质含量的提高，因此精胺在细胞增殖、增生和分化中有重要作用[1]。

Dufour等1988年最早利用大鼠研究证明，精胺具有促进肠道发育，使幼龄大鼠肠道发育的理化指标接近成年水平的作用[2]。为了探讨断奶仔猪生长迟滞问题，本课题组开展了精胺对幼龄哺乳仔猪肠道发育影响的研究。前期研究结果显示，11日龄仔猪每天口服 0.3～0.5mmol·kg-1·BW-1精胺，连续3 d后屠宰，取小肠检验发现，与对照组（口服生理盐水）相比，试验组仔猪小肠与肠黏膜重量显著增加；十二指肠和空肠黏膜总DNA含量增加；且十二指肠和空肠黏膜麦芽糖酶和蔗糖酶活力升高，乳糖酶活力降低[3-4]。这些肠道发育指标的变化证明，口服适量精胺能够有效促进幼龄哺乳仔猪的肠道发育。试验结论得到了Sabater-Molina等的重复验证[5]。此外，王猛等对21日龄断奶仔猪进行试验证明，口服精胺有利于断奶仔猪肠道损伤的修复及生产性能的改善[6-7]。

2 精胺促进仔猪肠道发育的机理

2.1 直接作用

肠黏膜的基本单位是小肠上皮细胞，精胺能够增加仔猪肠黏膜重量，说明小肠上皮细胞的增殖（细胞数量增多）、增生（细胞体积增大）或者两者同步进行。肠黏膜总DNA含量的增加是小肠上皮细胞增殖的标志之一。其具体作用机理虽然不完全清晰，可能与精胺对肠黏膜上皮细胞DNA的凝集（Condensation）效应有关[8-9]。本课题组前期研究发现，只有通过胃管，将精胺口（灌）服，才能促进11日龄哺乳仔猪的肠道发育，且口服精胺没有增加血液中的精胺含量。相反，同样剂量或更高剂量的精胺，通过皮下注射，直接进入血液循环，能增加血液中精胺含量，但无法促进肠道发育[4]。大鼠试验证明，随着哺乳期延长，肠道快速发育，肠上皮细胞组织的精胺浓度迅速增加，且外源精胺能够直接进入肠上皮细胞，发挥多种生理功能[10-11]。精胺的分子结构表明，由于精胺是多聚阳离子分子，裸露的4个氮原子空轨道具有强烈的亲电子能力，易与阴离子分子（如DNA）结合[8]。外源精胺进入细胞内，以次丙基把DNA双螺旋链上相邻的磷酸基团（多价阴离子）连接起来，形成圆柱形超螺旋结构，精胺越多，结构越稳定，这称之为精胺对DNA 的凝集（Condensation）效应[8-9]。

精胺使DNA正常结构更稳定，有效增加DNA合成的起始效率和合成过程的忠实性，有利于肠上皮细胞的增殖[8]。这是目前普遍公认的精胺促进肠道发育的作用机理之一。

2.2 间接作用

前期本课题组研究了口服精胺对哺乳仔猪血液指标的影响，却意外发现血液皮质醇（Cortisol）水平较高[4]。血液中 Cortisol主要源于肾上腺分泌的肾上腺糖皮质激素，而Chapple等证明肾上腺糖皮质激素具有促进仔猪肠道发育的作用，仔猪皮下注射肾上腺糖皮质激素，增加了血液中 Cortisol水平，小肠蔗糖酶和麦芽糖酶活性提高、乳糖酶活性降低[12]。

为此设计了一个仔猪血浆皮质醇抑制模型试验，试验分4个处理组，处理组 1，口服生理盐水＋注射生理盐水（消除试验操作干扰）；处理组 2口服0.4mmol·kg-1BW·d-1精胺＋注射生理盐水；处理组 3口服生理盐水＋注射5 mg·kg-1BW·d-1甲双吡丙酮（Metyrapone，皮质醇抑制剂）；处理组 4口服精胺＋注射甲双吡丙酮[4]。11～13日龄哺乳仔猪口服各处理组操作，每天1次，14日龄屠宰仔猪。试验结果显示，处理组4仔猪同时口服精胺和注射甲双吡丙酮，空肠黏膜麦芽糖酶比活力显著高于处理组 3（P＜0.05），与处理组1相比差异不显著（P＞0.05）。说明在抑制血浆皮质醇条件下，口服精胺使皮质醇抑制仔猪的空肠黏膜麦芽糖酶活性恢复到正常哺乳仔猪水平，进一步验证了精胺有促进仔猪肠道发育的直接作用。然而，处理组4麦芽糖酶比活力低于处理组2，说明精胺激发肾上腺糖皮质激素，间接促进哺乳仔猪肠道发育。

3 精胺通过细胞因子促进哺乳仔猪肠道发育

肾上腺皮质激素受到垂体分泌的促肾上腺皮质激素（ACTH）调控，而ACTH受到下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素（CRH）调控。口服不能增加血液循环的精胺含量，且即使皮下注射增加血液循环的精胺，也无法促进肠道发育，显然经口服进入肠道的精胺无法直接作用于“下丘脑－垂体－肾上腺”轴，促进肾上腺皮质激素分泌而影响肠道发育。由此可见，应进一步研究精胺通过肠道未知活性物质（分子），激发“下丘脑－垂体－肾上腺”，促进幼龄仔猪肠道发育的作用机理。

Ter Steege等发现，口服精胺能够促进幼龄小鼠肠道免疫系统的发育，表现在多种免疫细胞分泌的细胞因子（CK）含量增加[13]。细胞因子是由活化的免疫细胞或非免疫细胞合成，能调节细胞生理功能、介导炎症反应、参与免疫应答和组织修复等多种生物学效应的小分子蛋白。近年来，随着单核细胞、淋巴细胞等对“下丘脑－垂体－肾上腺”轴影响的研究进展，围绕“细胞因子－下丘脑－垂体－肾上腺”提出的现代神经内分泌学[14]，为我们研究精胺促进哺乳仔猪肠道发育的机理指引了方向。

根据现代神经内分泌学，细胞因子可以分为：白细胞介素（IL）、干扰素（IFN）、集落刺激因子（CSF）、肿瘤坏死因子（TNF）和生长因子（GF）5类，对“下丘脑－垂体－肾上腺”轴具有激活作用的细胞因子包括：IL-1、IL-2、IL-6、TNF-α、IFN-α[14]。综合以上精胺促进幼龄哺乳仔猪肠道发育作用的分析认为，精胺可以促进肠道细胞因子释放，经口服进入肠道的精胺可能通过细胞因子，作用“下丘脑－垂体－肾上腺”，激发肾上腺皮质激素释放，促进幼龄仔猪肠道发育。

4 小结

口服精胺可以有效促进幼龄哺乳和断奶仔猪肠道的发育，有利于进一步改善仔猪生长性能，提高养猪经济效益。然而，精胺促进肠道发育的作用机理不清晰，可能的机理包括：精胺DNA的凝集的直接作用机理和通过细胞因子激发肾上腺皮质激素释放促进幼龄仔猪肠道发育的间接作用机理。

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