肉鸡日粮中1α-羟基维生素D3与1,25-二羟基维生素D3的生物学效价比较

■瞿红侠 王建国， 陈冠华， 张金龙， 韩进诚 闫永峰 王志祥 郑永祥

（1.商丘师范学院生命科学学院动物科学系，河南商丘 476000；2.河南农业大学牧医工程学院，河南郑州 450002；3.宜兰大学生物技术与动物科学系，台湾宜兰 26047）

1,25-二羟基维生素D3[1,25-(OH)2-D3]是动物和人体内维生素D3发挥其生物学作用的最终活性形式。1α-羟基维生素D3（1α-OH-D3）是维生素D3的衍生物。1α-OH-D3不需肾脏转化，它直接在肝脏经25-羟化酶羟化快速转化为1,25-(OH)2-D3[1]。研究显示，以胫骨灰分重量指标评价，1α-OH-D3的生物学活性接近1,25-(OH)2-D3[2]。但1α-OH-D3与1,25-(OH)2-D3的相对生物学效价值尚需进一步研究确定。

Applegate等（2002）[3]和Goetting-Fuchs等（2012）[4]报道，肉鸡胫骨、股骨和跖骨的生长和矿化存在差异。 由此推测，以胫骨、股骨和跖骨矿化指标评价1α-OH-D3与1,25-(OH)2-D3的相对生物学效价时，三者的评估结果可能存在差异。因此，本试验以胫骨、股骨和跖骨矿化指标为评价依据，评估1～42日龄肉鸡日粮中1α-OH-D3与1,25-(OH)2-D3的相对生物学效价。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1α-OH-D3由台州和泰化学有限公司惠赠；1,25-(OH)2-D3购自常州布克化工有限公司。根据Han等（2012）[5]的方法，将1α-OH-D3或1,25-(OH)2-D3溶于无水乙醇，待溶解后加入丙二醇，使最终溶液中乙醇与丙二醇比例为5∶95，1α-OH-D3或1,25-(OH)2-D3浓度为10 mg/l。

1.2 试验动物与日粮

将300只1日龄健康罗斯308肉鸡母雏随机分为6个处理，每个处理5个重复，每个重复10只。试验期为42 d。试验设计6种日粮，在基础日粮（钙0.50%、非植酸磷0.25%、无维生素D3）中分别添加3个水平的1α-OH-D3（1.25、2.5、5.0 μg/kg）和 3 个水平的1,25-(OH)2-D3（1.25、2.5、5.0 μg/kg）。基础日粮组成及营养水平见表1。

表1 基础日粮组成及营养水平（风干基础）

1.3 饲养管理

试验肉鸡进行笼养，1～14日龄和15～42日龄肉鸡分别在雏鸡笼（70 cm×70 cm×30 cm）和育成笼（200 cm×50 cm×35 cm）饲养。粉状饲料饲喂，自由采食、饮水。照明设置：1～21日龄，23 h；22～42日龄，20 h。温度控制：1～3日龄，33℃，而后每周下调3℃，直至降至24℃并保持。按常规免疫程序进行免疫。

1.4 样品收集与分析

42日龄时，每重复取接近该重复平均体重的1只鸡进行屠宰试验。屠宰试验中，剥离胫骨、股骨和跖骨。将骨骼放入样品袋，密封，冷冻保存（-20℃）。

将左胫骨、左股骨或左跖骨在沸水中煮5 min，去除残余肌肉、腓骨，剥离干净后，无水酒精浸泡24 h，无水乙醚浸泡24 h，除去水分和脂肪。烘箱中105℃烘干24 h，测定胫骨、股骨或跖骨重量。用游标卡尺测定左胫骨、左股骨或左跖骨长度和直径（骨骼长度1/2处）。将骨骼压碎，放入坩埚，在马弗炉中600℃灰化36 h，测定灰分重量。加入盐酸溶解，EDTA滴定法测定钙含量；钼黄比色法测定磷含量。用数显万能试验机测定右胫骨、右股骨或右跖骨折断力（即胫骨强度），参数设置：跨度40 mm，单位负荷50 kg，位移速度10 mm/min[6]。

1.5 统计分析

以每重复为试验单元，用SAS 9.0数据统计软件对试验数据进行GLM分析，用Tukey法进行多重比较，差异显著水平为P＜0.05。斜率比法测定1α-OH-D3与1,25-(OH)2-D3的相对生物学效价[7]。数学模型为y=a+b1x1+b2x2，其中y表示骨骼矿化，x1表示1,25-(OH)2-D3，x2表示1α-OH-D3，b2/b1表示1α-OH-D3与1,25-(OH)2-D3的相对生物学效价。用多项式比较法评估1α-OH-D3或1,25-(OH)2-D3与骨骼矿化的线性或二次曲线关系。

2 结果

2.1 骨骼矿化（见表2～表4）

表2 1α-OH-D3和1,25-(OH)2-D3对42日龄肉鸡胫骨矿化的影响

表3 1α-OH-D3和1,25-(OH)2-D3对42日龄肉鸡股骨矿化的影响

表4 1α-OH-D3和1,25-(OH)2-D3对42日龄肉鸡跖骨矿化的影响

由表2可见，1α-OH-D3水平线性增加42日龄肉鸡胫骨强度、重量、长度、直径和灰分重量（P＜0.05）；1,25-(OH)2-D3水平线性增加42日龄肉鸡胫骨强度、重量、长度、直径和灰分重量（P＜0.05）；1α-OH-D3对胫骨钙含量的影响呈现二次曲线形式（P＜0.05），对胫骨磷含量无显著影响（P＞0.05）；1,25-(OH)2-D3水平对胫骨钙和磷含量无显著影响（P＞0.05）。

由表3可见，1α-OH-D3水平线性增加42日龄肉鸡股骨强度、重量、长度、直径和灰分重量（P＜0.05）；1α-OH-D3或1,25-（OH）2-D3显著影响股骨钙和磷含量（P＜0.05），随 1α-OH-D3或 1,25-（OH）2-D3水平提高，股骨钙和磷含量呈现先升高后降低趋势。

由表4可见，1α-OH-D3水平线性增加42日龄肉鸡跖骨强度、重量、长度和灰分重量（P＜0.05）；1,25-(OH)2-D3水平线性增加42日龄肉鸡跖骨强度、重量、长度和灰分重量（P＜0.05）；跖骨直径和钙含量随1α-OH-D3或1,25-(OH)2-D3水平升高呈现增加趋势；随1α-OH-D3水平升高，跖骨磷含量先增加后降低；1,25-(OH)2-D3对跖骨磷含量无显著影响。

2.2 1α-OH-D3与1,25-(OH)2-D3生物学效价比较（见表5）

表5 1α-OH-D3与1,25-(OH)2-D3的相对生物学效价

由表5可见，以42日龄肉鸡胫骨强度、重量、长度、直径和灰分重量为评价指标，1α-OH-D3生物学效价分别是1,25-(OH)2-D3的0.78、0.77、0.93、0.91倍和0.78倍。以42日龄肉鸡股骨强度、重量、长度、直径和灰分重量为评价指标，1α-OH-D3生物学效价分别是1,25-(OH)2-D3的0.76、0.84、0.95、0.88倍和0.80倍。跖骨强度随1,25-(OH)2-D3水平升高先增加后降低，跖骨直径在各处理间无显著差异。因此，跖骨强度和直径不能作为评价1α-OH-D3生物学效价的指标。以42日龄肉鸡跖骨重量、长度和灰分重量为评价指标，1α-OH-D3生物学效价分别是1,25-(OH)2-D3的0.82、0.96倍和0.83倍。以42日龄肉鸡骨骼矿化指标综合评价，1α-OH-D3生物学效价约为1,25-(OH)2-D3的0.85倍(各指标的均值)。

3 讨论

3.1 饲粮钙、磷及维生素D水平设计

维生素D的作用效果受日粮Ca和NPP水平的影响。Han等（2012）[5]报道，在低Ca（0.4%～0.6%）日粮中，1α-OH-D3增加肉鸡胫骨强度、重量和长度；Ca水平提高至0.8%～1.2%时，1α-OH-D3对骨骼生长的改善作用降低。研究显示，日粮低磷（NPP 0.21%）时，1α-OH-D3促进肉鸡骨骼生长和矿化[8]；NPP提高至0.29%[9]或0.30%[10]时，1α-OH-D3未改善胫骨灰分重量和含量。研究表明：在低钙、低磷日粮中添加维生素D促进骨骼生长与矿化。因此，本试验设计低钙（Ca 0.50%）、低磷（NPP 0.25%）日粮。

研究显示，肉鸡日粮中1α-OH-D3适宜添加量为5 μg/kg[11-12]；1,25-(OH)2-D3适宜添加量为3～5 μg/kg[13-14]。因此，本试验中两种维生素D的设计水平（1.25、2.5、5.0 μg/kg）相对较低。

3.2 骨骼矿化

研究发现，1α-OH-D3或维生素D3可改善饲喂低钙、低磷日粮肉鸡的骨骼强度、重量、长度、直径和灰分重量[15]。本试验中，1α-OH-D3或 1,25-(OH)2-D3增加胫骨、股骨和跖骨强度、重量、长度、直径和灰分重量，表明低钙、低磷日粮中添加维生素D可促进肉鸡骨骼发育。本试验显示，维生素D对42日龄胫骨、股骨和跖骨中钙和磷的含量具有不同程度的影响。此结果与施传信等（2013）[16]和王建国等（2015）[15]研究结果类似。王建国等（2015）[15]报道，维生素D可通过提高骨骼中钙、磷的沉积量促进骨骼矿化。本试验中，随着骨骼灰分重量的增加，骨骼钙、磷的沉积量仍然增加。

3.3 1α-OH-D3与1,25-(OH)2-D3生物学效价比较

研究显示，1α-OH-D3的生物学效价高于维生素D3[17]，其活性接近于1,25-(OH)2-D3[18]。1α-OH-D3高效生物学活性的发挥很可能与其代谢途径有关。Paar⁃en等（1978）[1]报道，1α-OH-D3不需肾脏1α-羟化酶参与羟基化，它直接在肝脏25-羟化酶作用下快速转化为1,25-(OH)2-D3。Edelstein等（1978）[19]的研究证实，给公鸡注射3H标记的1α-OH-D3，可在肠黏膜中迅速生成1,25-(OH)2-D3。

肉鸡骨骼灰分重量与含量以及血浆矿物元素浓度等可以作为评估维生素D相对生物学效价的指标。本试验显示，42日龄肉鸡胫骨和股骨的强度、重量、长度、直径和灰分重量与1α-OH-D3或1,25-(OH)2-D3水平呈现线性关系，跖骨重量、长度和灰分重量与两种维生素D水平也呈现线性关系。试验结果表明，在1～42日龄肉鸡饲粮（Ca 0.5%、NPP 0.25%）中，以骨骼矿化指标综合评价，1α-OH-D3的生物学效价约为1,25-(OH)2-D3的0.85倍。Boris等（1977）[2]报道，在1～21日龄肉鸡日粮（Ca 1.00%，总磷0.70%）中，以胫骨灰分重量为指标评价，1α-OH-D3活性接近于1,25-(OH)2-D3。但以大鼠体重为评价指标时，1α-OH-D3活性仅为1,25-(OH)2-D3的20%～50%[20]。这些研究表明，维生素D相对生物学效价的评估受试验动物种类、日龄、性别、日粮钙磷水平以及评价指标等因素的影响。

此外，本研究发现，以骨骼矿化指标评价1α-OH-D3与1,25-(OH)2-D3相对生物学效价时，胫骨（0.83）、股骨（0.85）和跖骨（0.87）的评估结果略有不同。表明维生素D相对生物学效价的评估结果在不同骨骼间存在一定的差异。

4 结论

① 1α-OH-D3或1,25-(OH)2-D3可促进低钙、低磷肉鸡骨骼的生长和矿化。

② 1α-OH-D3与1,25-(OH)2-D3相对生物学效价在胫骨、股骨和跖骨间略有差异。

③ 以42日龄肉鸡骨骼矿化指标综合评价，1α-OH-D3的生物学效价约为1,25-(OH)2-D3的0.85倍。