脯氨酸对脂多糖多次刺激的仔猪生长性能及血液生化指标的影响

张丽丽 胡 尧 侯永清 丁斌鹰 王 蕾 刘玉兰 朱惠玲

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，使仔猪的免疫系统长期处于高度激活状态，影响了营养物质在仔猪体内的分配，造成仔猪生长受阻，生产性能下降。脯氨酸（proline，PRO）在健康成年哺乳动物中，可以通过精氨酸酶途径由精氨酸合成，也可以通过吡咯啉-5-羧酸盐（P5C）合成途径由谷氨酸酯和谷氨酸盐合成。然而，这些合成途径在禽类和幼畜中非常有限。PRO占胶原蛋白质中氨基酸的1/3，对于骨骼的发育有着极其重要的作用。临床证明，日粮中添加PRO可以加快动物及人类手术后的伤口复合。近几年的研究结果表明，功能性氨基酸能增强断奶仔猪的肠道免疫屏障和抗氧化能力，从而促进仔猪生长发育。Ronald O.Ball等指出，PRO可能是仔猪肠道受损时必需的氨基酸。当前有关PRO在仔猪日粮中的应用研究还很少，因此我们假设脯氨酸在仔猪日粮中——特别是肠道受损时有明显应用效果。本试验用大肠杆菌脂多糖（LPS）多次刺激断奶仔猪建立免疫应激及肠道受损模型，通过观测PRO对LPS刺激仔猪生长性能和血液生化指标的影响，探索PRO在仔猪日粮中的应用效果，为PRO应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

L-脯氨酸（PRO），纯度≥99.6%，L-丙氨酸（ALA），纯度≥99.7%，两种均为市售药用级产品。大肠杆菌脂多糖（LPS）：大肠杆菌血清型055:B5，SIGMA公司产品。

1.2 试验动物和试验设计

选取来源一致，(22±2)日龄断奶仔猪[杜洛克×长白×大白，体重(9.13±0.85)kg]36 头，采用 2×3因子试验设计。设免疫应激和PRO添加量2个因子，其中免疫应激设2个水平：无应激（不注射LPS，注射等剂量的生理盐水）和LPS应激（腹膜注射100 μg/kgBW LPS）；PRO添加量设3个水平：0、0.5%和1.0%。共6个处理组，分别为：①无应激，0%PRO，②LPS应激，0%PRO，③无应激，0.5%PRO，④LPS应激，0.5%PRO，⑤无应激，1%PRO，⑥LPS应激，1%PRO。每个处理6个重复，每重复1头仔猪。各处理组的基础日粮营养水平一致，为了平衡各组的含氮量，①、②组添加与1%PRO等氮的丙氨酸，③、④组另添加与0.5%PRO等氮的丙氨酸。试验期共20 d，试验前10 d，未进行LPS刺激处理，分别于试验第10、13、20 d对LPS应激处理组（②、④、⑥组）仔猪按100 μg/kgBW剂量腹膜注射LPS，无应激处理组（①、③、⑤组）仔猪腹膜注射相应剂量的灭菌生理盐水。于试验第10、20 d空腹称重，前腔静脉采血，分离血浆，测定血液生化指标。

1.3 饲养管理

仔猪预饲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体饲养，自由采食，乳头式饮水器饮水，定时清扫和消毒猪舍。

1.4 日粮组成

基础日粮配制参照NRC（1998）猪的营养需要（8～20 kg），其组成及营养水平见表1。

表1 基础日粮组成与营养水平（风干基础）

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10、20 d清晨空腹称重（禁食12 h，禁水1 h后），计算试验猪在10～20 d的平均日采食量（ADFI）、平均日增重（ADG）以及料重比（F/G）。

1.5.2 血液生化指标的测定

分别于试验第10、20 d注射LPS或生理盐水3 h后前腔静脉无菌采血，用10 ml肝素抗凝管收集，静置15 min后以3 000 r/min离心10 min，取上清液。测定以下血液指标：

尿素氮（BUN），酶偶联速率法测定。过氧化氢酶（CAT）、丙二醛（MDA）和超氧化物歧化酶（SOD），均采用试剂盒测定，购自南京建成生物工程研究所，操作按说明书进行。

1.6 数据处理

试验数据用SPSS13.0统计软件GLM模型下的多因素方差分析以及Duncan's法多重比较，以P＜0.05为差异显著性标准。

2 结果与分析

2.1 日粮中添加脯氨酸对LPS刺激仔猪生长性能的影响（见表2）

由表2可知，在试验的10～20 d，LPS刺激导致仔猪的采食量比非LPS刺激组下降14.07%（P＜0.05），日粮中添加0.5%和1.0%的PRO对采食量没有影响（P＞0.05）；LPS应激导致仔猪的平均日增重比非应激组降低12.18%（P＜0.05），日粮添加PRO对仔猪日增重没有影响（P＞0.05）；在料重比方面，各处理组之间差异不显著（P＞0.05）。

2.2 脯氨酸对LPS刺激仔猪血液生化指标的影响（见表3、表4）

LPS首次应激时（第10 d）：由表3和表4可知，LPS刺激提高了血浆BUN（3.71 vs 4.03，+8.72%）（P=0.05），对血浆 CAT、MDA 和 SOD 均无影响（P＞0.05）；PRO 降低了血浆 BUN（4.15 vs 3.73，－10.1%）（P＜0.05），与0%PRO组相比，0.5%PRO组血浆BUN降低了 20.18%（P＜0.05），1%PRO 组差异不显著（P＞0.05），0.5%和1%PRO 组差异显著（P＜0.05）。PRO 降低了 MDA（9.16 vs 8.19，－10.59%）（P＜0.05），另外，PRO对血液中的MDA的影响与LPS刺激存在互作效应，即对注射生理盐水的仔猪，与0%PRO组相比，0.5%PRO 组血浆 MDA 差异不显著（P＞0.05），1%PRO组降低了47.19%（P＜0.05），而对于LPS注射仔猪，三组差异均不显著（P＞0.05）。PRO提高了SOD（138.40 vs 160.55，+16.0%）（P＜0.05），与 0%PRO 组相比，0.5%和1%PRO组的SOD分别提高了8.64%和16.87%（P＜0.05），0.5%和 1%PRO 组差异不显著（P＞0.05）。PRO 对血浆 CAT无影响（P＞0.05）。

仔猪经3次LPS刺激后（第20 d）：由表3和表4可知，LPS刺激对血浆中BUN、CAT、MDA和SOD均无影响；PRO提高了SOD（148.32 vs 155.69，+4.97%）（P＜0.05），与0%PRO组相比，0.5%PRO组的SOD 提高了 6.63%（P＜0.05），1%PRO 组差异不显著 （P＞0.05）。PRO对血浆CAT和MDA无影响（P＞0.05）。

表2 日粮添加脯氨酸对LPS刺激仔猪生长性能的影响（10～20 d）

表3 日粮中添加脯氨酸对LPS刺激仔猪血液生化指标的影响

表4 不同水平的脯氨酸添加量对仔猪血液生化指标的影响

3 讨论

3.1 日粮添加脯氨酸对LPS应激仔猪生长性能的影响

LPS是革兰氏阴性菌膜结构物质，能诱导动物产生急性细菌感染症状，如厌食、嗜睡和发热等，导致动物的生产性能降低。本试验中，LPS刺激导致仔猪的日增重和日采食量显著降低，并出现厌食、呕吐、嗜睡和发热等症状，这与刘玉兰等的研究结果一致。在本试验的10～20 d期间，仔猪受到LPS刺激后，应激组的生长性能显著降低，日粮中添加不同水平PRO对仔猪生长性能的降低没有缓解作用，可能由于基础日粮中PRO水平较高，可以满足应激的需要。

3.2 日粮添加脯氨酸对LPS刺激仔猪血液生化指标的影响

血浆BUN约占机体非蛋白氮的一半左右，BUN含量高低反映蛋白质分解代谢速率的变化。BUN浓度的降低表明氮（蛋白质）的体内沉积增加，氨基酸平衡良好，饲料中蛋白质利用率提高。本试验结果表明PRO显著降低LPS首次应激后血浆BUN，日粮添加0.5%和1%PRO均能提高血浆BUN，且两组差异不显著，说明日粮中添加0.5%的PRO已经满足仔猪需要。可能的原因是：LPS刺激后，炎性因子分泌增加，导致肌肉蛋白质分解加强，使血浆BUN浓度升高，添加0.5%的脯氨酸促进了氮素的重新利用，从而降低了血浆BUN浓度。

动物机体内抗氧化能力与健康存在着密切关系，自由基理论认为，生物体内存在自由基的清除系统，抗氧化酶系统是其中的一种，它包括CAT和SOD等。它们能有效阻止生物膜发生自由基连锁反应，防止发生膜脂质过氧化作用，从而保护组织细胞免受氧化剂的伤害，其活力的高低可间接反映机体清除自由基能力的强弱，正常生理条件下自由基的产生与清除处于动态平衡。MDA是脂质过氧化反应的一种重要分解产物，能与蛋白质，核酸及脑磷脂等含氨基化合物反应，使之发生交联，丧失功能。MDA作为生物体内自由基的指示物，广泛地作为各种氧自由基损伤机体的指标[8]。本试验中，日粮中添加PRO显著提高了血浆SOD活性，降低了MDA，说明日粮中添加PRO可提高机体清除氧自由基的能力，从而改善仔猪机体抗氧化能力。可能是因为PRO通过生成精氨酸进一步生成氮，清除过多自由基。Wu（1997）研究结果指出，脯氨酸是合成瓜氨酸和精氨酸的重要来源。有研究表明日粮中添加精氨酸可维持肠道黏膜的抗氧化和过氧化的平衡，清除过多的自由基。

4 结论

在本次试验条件下，LPS刺激显著降低了仔猪的生长性能，提高了血浆中尿素氮水平，日粮添加0.5%的PRO可提高机体抗氧化能力和降低血浆中尿素氮水平；添加脯氨酸对LPS刺激导致的生长抑制没有缓解作用。

若干篇，刊略，需者可函索）