N-乙酰半胱氨酸对脂多糖应激仔猪生长性能及血浆生化指标的影响

2010-04-17张丽丽侯永清丁斌鹰朱惠玲刘玉兰杨震国

动物营养学报 2010年4期

胡尧张丽丽侯永清丁斌鹰朱惠玲刘玉兰杨震国张伟

（武汉工业学院,动物营养与饲料科学湖北省重点实验室,武汉 430023）

在现代养猪生产中,细菌、病毒、饲养管理以及环境因素等各方面的刺激,都会使仔猪处于应激状态,严重时会产生高烧、腹泻、采食量下降等症状[1],造成仔猪生长受阻,生产性能下降。目前对仔猪应激的防治措施很多,其中营养调控是一条行之有效的解决途径。N-乙酰半胱氨酸（N-acetylcysteine, NAC）具有较强抗氧化和抗炎作用[2]。在小鼠和大鼠上的试验研究已经表明,NAC对大肠杆菌脂多糖（LPS）应激诱发的肝脏损伤有很好的保护作用[3]。可见NAC可在仔猪应激中发挥相应作用。当前对NAC的研究多以小鼠和大鼠为模型,在仔猪应激中的作用还未见报道。本试验拟用LPS多次刺激断奶仔猪建立免疫应激模型,观测NAC对LPS应激仔猪生长性能和血浆生化指标的影响,探讨NAC是否具有缓解脂多糖应激、改善仔猪抗氧化能力的作用,为缓解仔猪免疫应激提供新的方法及途径。

1 材料与方法

1.1 试验材料

N-乙酰半胱氨酸（NAC）:纯度≥98%,由武汉武大弘元药业提供。LPS:大肠杆菌血清型O55∶B5,由Sigma公司提供。

1.2 试验动物和试验设计

选取来源一致,平均体重为（11.58±0.26）kg的（35±2）日龄仔猪（杜洛克×长白×大白）24头,随机分为2组,每组设6个重复,每个重复2头仔猪。试验为单因素设计,分2个阶段,共20 d。试验前9天,未进行LPS应激处理,对照组饲喂基础饲粮,试验组饲喂在基础饲粮中添加500mg/kg NAC的饲粮。试验后11 d,分别将2个组同一重复中的1头仔猪分出单独饲养,分别于试验的第10天、第13天和第20天,按100 mg/kg的剂量腹膜下注射LPS,另一头仔猪注射同样体积的灭菌生理盐水。各组的基础饲粮及营养水平一致。于试验第10天和第20天空腹称重,前腔静脉采血,分离血浆,测定部分血浆生化指标。

1.3 饲养管理

仔猪预试3 d后进行正式试验。猪舍为全封闭式,屋顶以排气扇通风,试验期间猪舍保持温度为22～25℃。试验猪在代谢笼中单独饲养,自由采食,鸭嘴式饮水器饮水,定时清扫和消毒猪舍。

1.4 饲粮组成

基础饲粮参照NRC（1998）猪的营养需要配制,基础饲粮组成及营养水平见表1。

表1 基础饲粮组成及营养水平（风干基础）Table 1 Composition and nutrient levels of basal diet （air-dry basis,%）

1.5 测定指标与方法

1.5.1 生长性能

详细记录每天的采食量,分别于试验的第1天、第10天和第20天清晨空腹称重（禁食12 h,禁水1 h后）,计算试验猪在第1～9天以及第10～20天的平均日采食量（ADFI）、平均日增重（ADG）以及料重比（F/G）。

1.5.2 血浆生化指标的测定

分别于试验第10天和第20天注射LPS或生理盐水3 h后前腔静脉无菌采血,用10m L肝素抗凝管收集,静置15 m in后以3 000 r/m in离心10 m in,取上清液。采用放射免疫分析法（RIA）测定血浆中表皮生长因子（EGF）、胰岛素（INS）和胰岛素样生长因子-1（IGF-1）,试剂盒购自北京华英生物技术研究所。用日立7020全自动生化分析仪酶偶联速率法测定血浆尿素氮（BUN）;丙二醛（MDA）的测定采用硫代巴比妥酸（TBA）比色法,试剂盒购自南京建成生物工程研究所;超氧化物歧化酶（SOD）的测定采用黄嘌呤氧化酶比色法;还原型谷胱甘肽（GSH）的测定采用还原型谷胱甘肽二硫双硝基苯甲酸（DTNB）定量测定法,试剂盒均购于南京建成生物工程研究所。

1.6 统计分析

试验第1～9天的数据采用SPSS 13.0的独立样本t检验（independent-samp le t test）进行分析。试验第10～20天的数据采用SPSS 13.0一般线性模型（GLM）下的多因素方差分析,对交互作用显著的指标,进一步分LPS应激组和非应激组,对组内数据采用独立样本t检验分析。以P＜0.05和P＜0.01为差异显著性标准。

2 结果与分析

2.1 饲粮中添加NAC对仔猪生长性能的影响

由表2可知,试验第1～9天,未注射LPS, NAC组与对照组相比,在ADG、ADFI及F/G方面均没有显著差异（P＞0.05）。

由表3可知,在试验的第10～20天,LPS多次刺激显著降低仔猪ADFI、末重、ADG和F/G;添加NAC对仔猪ADFI和料重比没有显著影响（P＞0.05）;添加NAC和LPS刺激对ADG的影响存在交互作用（P＜0.05）,在LPS应激组,NAC组ADG显著高于无NAC组（P＜0.05）,这说明NAC可以显著缓解LPS应激对仔猪生长的抑制。

表2 饲粮添加NAC对LPS应激前仔猪生长性能的影响Table 2 E ffects of N-acetylcysteine supp lementation on grow th perform ance o f pig lets be fore LPS challenge（1～9 d）（n=12）

表3 饲粮添加NAC对LPS刺激仔猪生长性能的影响Table 3 Ef fec ts of N-acetylcysteine supp lem entation on grow th performance of piglets after LPS challenge（10～20 d）（n=6）

2.2 饲粮添加乙酰半胱氨酸对仔猪血浆生化指标的影响

2.2.1 LPS首次刺激

由表4可知,比较第10天的血浆生化指标发现,LPS刺激显著降低血浆EGF水平（P＜0.05）,显著提高BUN水平（P＜0.05）,对其他血浆指标无显著影响（P＞0.05）;NAC可显著提高血浆EGF和SOD水平（P＜0.05）,对其他血浆指标无显著影响（P＞0.05）;添加NAC与LPS刺激对血浆EGF水平的影响存在互作效应（P＜0.05）。在应激处理中,NAC组比空白组血浆EGF水平增加28.4% （P＜0.05）;应激处理中添加NAC使BUN降低18.1%（P＜0.05）。在LPS刺激下NAC有提高血浆SOD水平的趋势（P＞0.05）;添加NAC与LPS刺激对血浆GSH水平的影响存在互作效应（P＜0.05）,NAC可显著提高LPS刺激下仔猪血浆GSH水平（P＜0.05）。

2.2.2 LPS多次刺激

从第20天的血浆生化指标结果可以看出（表4）,LPS刺激显著降低血浆EGF水平（P＜0.05）,显著提高BUN水平（P＜0.05）,对其他血浆指标无显著影响（P＞0.05）;添加NAC可极显著提高血浆EGF和GSH水平（P＜0.01）,有降低MDA水平的趋势（P=0.06）,对其他血浆指标无显著影响（P＞0.05）;在应激组中,NAC组比空白组血浆EGF水平增加64.6%（P＜0.05）。

3 讨论

试验第1～9天的结果表明,在本试验条件下,饲粮添加NAC对仔猪的生长性能无显著影响。试验的第10～20天,LPS刺激处理下添加NAC对ADG有显著影响（P＜0.05）,非LPS应激处理添加NAC对ADG没有影响,这说明NAC可以缓解LPS刺激导致的生长抑制。

LPS能诱导动物产生急性细菌感染症状,如厌食、嗜睡和发热等症状,导致动物的采食量下降、精神不振,营养物质在体内重分配,从而最终导致生产性能降低。本试验中,LPS刺激导致仔猪的日增重和日采食量显著降低,这与刘坚等[4]的研究结果一致。饲粮中添加NAC可以缓解LPS刺激导致的生长抑制,其可能的机理如下。1）NAC促进EGF的生成。EGF是一种由53个氨基酸构成的活性多肽,它的分泌受到激素的影响,生长抑素可以抑制其释放[5]。本试验结果显示添加NAC可显著提高血浆EGF水平,这说明NAC促进了EGF的生成,相关机制需要进一步研究。EGF主要生理活性是诱导细胞增殖、分裂分化,促进其生长[6]。有研究表明EGF有促进仔猪肠道发育、修复炎症性肠炎导致的仔猪受损肠道的作用[7]。范志勇等[8]的研究指出,通过注射适当剂量的EGF可以显著提高早期断奶仔猪的生长性能。本试验结果表明NAC可能通过促进EGF分泌、修复LPS刺激导致肠黏膜损伤,改善养分的吸收,进而缓解LPS应激导致的生长抑制。2）改善机体抗氧化能力。在机体中,氧化剂和抗氧化剂之间的平衡是严格调节的,因为这种平衡对维持生物大分子和细胞的功能十分重要。当氧化剂的增加超过了抗氧化剂的清除能力时就被定义为氧化应激,导致氧化损伤,外在表现为动物的生长发育受阻、生长性能显著下降。有研究表明,通过不同途径改善机体的抗氧化能力,可以提高动物的生长性能[9-10]。MDA是脂质过氧化反应的一种重要分解产物,常被用以作为脂质过氧化程度的检测指标。本试验对仔猪MDA水平检测结果说明NAC一定程度上有抗氧化损伤的作用。GSH和SOD在清除自由基、抗氧化损伤和维持细胞结构方面都起着重要作用[11],其水平及活力间接反应了机体清除自由基的能力[12]。本次试验对仔猪血液中抗氧化指标的观测结果说明,饲粮添加NAC可增强仔猪机体抗氧化能力,进而缓解了LPS刺激导致的生长抑制。