无氮饲粮中铬添加水平对大鼠器官指数、肠道黏膜形态及血清指标的影响

郑灿财　黄艳玲

(西南民族大学生命科学与技术学院，成都610041)



无氮饲粮中铬添加水平对大鼠器官指数、肠道黏膜形态及血清指标的影响

郑灿财黄艳玲*

(西南民族大学生命科学与技术学院，成都610041)

摘要：本试验旨在研究无氮饲粮中添加不同水平丙酸铬(CrPro)对Sprague Dawley(SD)大鼠器官指数、肠道黏膜形态及血清指标的影响。试验选用36只体重均一的断奶雌性SD大鼠，分为3个处理，每个处理6个重复，每个重复2只鼠。各处理分别饲喂无氮基础饲粮(对照组，含铬0.08 mg/kg)及在基础饲粮上分别添加0.2和1.0 mg/kg Cr(以CrPro形式)的试验饲粮，试验期21 d。结果显示：1)饲粮添加0.2 mg/kg的Cr显著提高了大鼠脾脏指数(P<0.05)。2)饲粮添加1.0 mg/kg的Cr显著提高了大鼠空肠绒毛高度与隐窝深度的比值(P<0.05)。3)与对照组相比，饲粮添加1.0 mg/kg的Cr显著提高了血清白蛋白和尿酸含量(P<0.05)，饲粮添加0.2 mg/kg Cr显著提高了血清尿酸含量(P<0.05)。由此可见，无氮饲粮中补充适量铬对改善大鼠机体免疫器官指数、肠黏膜形态及血清蛋白质代谢有一定的作用。

关键词：无氮饲粮；丙酸铬；器官指数；肠道黏膜；血清指标

铬(Cr)是动物必需的微量元素之一，作为胰岛素作用的辅助因子，在机体碳水化合物、脂质、蛋白质和核酸代谢中扮演着重要角色[1]。许多研究表明，饲粮中添加适量的Cr具有提高动物生长性能、改善胴体品质、增强机体免疫力等作用[2-4]。Cr在动物体内形成小分子Cr的有机配合物以被动扩散的形式通过肠黏膜进入到小肠内[5]，其吸收部位主要在小肠中部，其次是回肠和十二指肠[6]。肠黏膜不仅是机体消化、吸收营养物质的重要场所，而且还具有重要的免疫功能，保持正常的肠黏膜形态是肠道发挥其强大吸收功能、抵抗外界有害物质入侵、促进机体健康发育的前提。目前针对Cr方面的研究大多集中在Cr对机体糖代谢和脂肪沉积的影响[7-9]，而针对肠道黏膜形态和蛋白质代谢方面的研究较少。且有研究认为饲粮蛋白质是Cr的最好来源[10]，即摄入低蛋白质(无氮)饲粮可能会导致Cr的缺乏[10-11]。鉴于此，本研究以Sprague Dawley(SD)大鼠为动物模型，选用新型Cr源——丙酸铬(Cr propionate,CrPro)，通过饲喂无氮饲粮以产生低Cr状态，初步探讨饲粮添加不同水平的CrPro对SD大鼠器官发育、肠道黏膜形态和血清指标的影响，为人们进一步认识Cr的作用提供参考。

1材料与方法

1.1试验材料及试验设计

选用体重(53.63±1.37) g的无特定病原体(SPF)级雌性断奶SD大鼠36只，预饲喂1周后，根据各处理体重无显著差异(P>0.05)原则分为3个处理，每个处理6个重复，每个重复2只大鼠。各处理分别饲喂无氮基础饲粮(对照组)及在基础饲粮上分别添加0.2和1.0 mg/kg Cr(以CrPro形式)的试验饲粮。试验期21 d。CrPro由建明(珠海)工业有限公司提供，实测Cr含量为0.11%。根据前人研究结果[12]配制纯合无氮基础饲粮，其中的酪蛋白及十二水合硫酸铬钾以等比例玉米淀粉替代(凯氏定氮法测定基础饲粮中粗蛋白质含量为0.70%，电热板消解-石墨炉原子吸收光谱法测定基础饲粮中Cr含量为0.08 mg/kg)。

1.2饲养管理

试验于2015年3月在西南民族大学小动物试验场进行。自然周期光照，动物房温度控制在(24±1) ℃，相对湿度控制在50%～60%，排风扇24 h连续通风换气。大鼠自由采食试验饲粮，自由饮用去离子水(未检测出Cr)。

1.3测定指标及方法

1.3.1血清指标

正试期第21天，禁食8 h，对重复笼里的2只大鼠称重后，眼球动脉采血，4 ℃条件下以2 000×g离心15 min制得血清，置于-20 ℃条件下保存。

血清指标均由全自动生化分析仪(TC6010L，上海特康科技有限公司)测定，总蛋白(TP)含量测定采用双缩脲法；白蛋白(ALB)含量测定采用溴甲酚绿法；尿酸(UA)含量测定采用尿酸酶法。计算球蛋白(GLB)含量及白球比(A/G)。

GLB=TP-ALB。

1.3.2器官指数

采血后，颈椎脱臼处死，剖离肝脏、脾脏、肾脏，称重并计算各器官指数。

器官指数(mg/g)=器官鲜重/活体重。

1.3.3空肠黏膜形态

大鼠处死后，迅速剪取空肠段2 cm，用pH 7.2的磷酸盐缓冲液(PBS)轻轻冲洗后置于4%多聚甲醛固定液中固定，4 ℃保存3 d后，进行石蜡包埋、切片及常规苏木精-伊红(HE)染色，观察并测量空肠的绒毛高度(从绒毛基底部到绒毛顶端的距离)、隐窝深度(隐窝基底部到绒毛基底部的距离)，计算绒毛长度/隐窝深度。

1.4统计分析

应用SAS 8.1程序对数据进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，以P<0.05作为差异显著的标准，用Duncan氏法进行多重比较。

2结果

2.1饲粮Cr添加水平对大鼠器官指数的影响

由表1可知，饲粮Cr添加水平对大鼠肝脏指数和肾脏指数无显著影响(P>0.05)。相比对照组和1.0 mg/kg组，0.2 mg/kg组显著提高了脾脏指数(P<0.05)，而对照组和1.0 mg/kg组间无显著差异(P>0.05)。

表1　饲粮Cr添加水平对大鼠器官指数的影响

同行数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，相同或无字母表示差异不显著(P>0.05)。下表同。

In the same row, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.

2.2饲粮Cr添加水平对大鼠空肠黏膜形态的影响

由表2可知，饲粮Cr添加水平对空肠绒毛高度、隐窝深度无显著影响(P>0.05)。与对照组相比，1.0 mg/kg组显著提高了绒毛高度/隐窝深度(P<0.05)，而0.2 mg/kg组与对照组之间无显著差异(P>0.05)。

表2　饲粮Cr添加水平对大鼠空肠黏膜形态的影响

2.3饲粮Cr添加水平对大鼠血清指标的影响

由表3可知，饲粮Cr添加水平对血清TP、GLB含量及A/G无显著影响(P>0.05)。相比对照组及0.2 mg/kg组，1.0 mg/kg组显著提高了血清ALB含量(P<0.05)，而对照组与0.2 mg/kg组之间无显著差异(P>0.05)。与对照组相比，0.2、1.0 mg/kg组显著提高了血清UA含量(P<0.05)，且1.0 mg/kg组显著高于0.2 mg/kg组(P<0.05)。

表3　饲粮Cr添加水平对大鼠血清指标的影响

3讨论

3.1饲粮Cr添加水平对大鼠器官指数的影响

本研究发现饲粮Cr添加水平对大鼠肝脏指数和肾脏指数无显著影响。与此相似，Bernao等[13]对Wistar大鼠连续灌服不同水平(0、0.1、0.2、0.5 mg/d)的吡啶甲酸铬12 d，发现腓肠肌指数、肝脏指数以及胴体指数在各处理间无显著差异。辜良英等[14]也发现，相比不添加Cr的对照组，饲粮中添加0.3 mg/kg的纳米铬和吡啶羧酸铬对SD大鼠心脏指数、肝脏指数、肾脏指数、睾丸指数以及后腿肌指数无显著影响，但在脾脏指数方面，吡啶羧酸铬组高于纳米铬组。在提高脾脏指数方面，本研究也发现，0.2 mg/kg组比对照组和1.0 mg/kg组更有效，而对照组和1.0 mg/kg组间无显著差异。脾脏作为机体免疫器官，其重量的增加在一定意义上反映机体免疫性能的提高[15]。这提示我们，饲粮中添加0.2 mg/kg的Cr可能在改善机体免疫性能方面有一定的作用。

3.2饲粮Cr添加水平对大鼠空肠黏膜形态的影响

本研究中饲粮Cr添加水平对空肠绒毛高度、隐窝深度无影响，但影响二者的比值，其中1.0 mg/kg组能显著提高绒毛高度/隐窝深度，而0.2 mg/kg组与对照组之间无显著差异。类似地，李燕[5]发现饲粮中添加0.2 mg/kg的吡啶羧酸铬可显著增加14日龄热应激肉鸭的空肠绒毛高度/隐窝深度，并可显著增加21日龄热应激肉鸭的回肠绒毛高度/隐窝深度。王珏等[16]于热应激条件下在下蛋鸡饲粮中添加不同水平(0、0.07、0.15、0.22、0.29、0.37 μg/kg)的葡萄糖耐量因子52 d，发现与对照组相比，0.37 μg/kg组能极显著提高空肠绒毛高度，0.15 μg/kg组能显著提高空肠绒毛高度。肠绒毛为小肠固有层和上皮共同凸向肠腔形成的叶状结构，可增大小肠的吸收面积，特别是绒毛高度/隐窝深度反映了肠道黏膜的功能状态，比值高说明小肠消化吸收功能增强。由此可知，饲粮中添加适量Cr可以改善肠黏膜形态，提高小肠对营养物质的利用率。但也有研究指出，饲粮中添加不同水平(0、5、10、15 mg/kg)的六水合氯化铬(CrCl3·6H2O)对獭兔十二指肠的绒毛高度、隐窝深度及绒毛高度/隐窝深度均无显著影响[17]。这可能是与Cr源的选择及添加水平有关。目前关于Cr对肠黏膜影响的研究还较少，需要加大这方面研究的关注度。

3.3饲粮Cr添加水平对大鼠血清指标的影响

本研究发现饲粮Cr添加水平对大鼠血清TP、GLB含量及A/G无显著影响，这与Bernao等[13]、辜良英等[14]、闫祥洲等[18]、张敏红等[19]人的研究相一致。闫祥洲等[18]发现饲粮中添加0.2 mg/kg的甲基吡啶铬或酵母铬对断奶仔猪血清TP、GLB含量及A/G无显著影响。张敏红等[19]发现饲粮中添加0.3 mg/kg的吡啶羧酸铬对高温条件下饲养的阉公猪血浆TP、GLB含量也无显著影响。然而，侯小强等[20]在对早期断奶仔猪为期35 d的试验中发现，饲粮中添加0.2 mg/kg的吡啶羧酸铬对第0、9、18、35天血清TP、GLB含量无显著影响，但显著提高了第27天血清TP、GLB含量。王敏奇等[21]在肥育猪饲粮中添加0.2 mg/kg的不同Cr源(氯化铬、吡啶羧酸铬、纳米铬)40 d，发现仅纳米铬和吡啶羧酸铬组显著提高了血清TP含量。由此可见，Cr对动物血清TP、GLB含量的影响与试验取样观察时间及Cr源类型等有关。

另外，本研究发现，相比对照组及0.2 mg/kg组，1.0 mg/kg组显著提高了血清ALB含量，而对照组与0.2 mg/kg组间无显著差异。这与Moonsie-Shageer等[22]在牛上及秦健等[23]、程玉芳等[24-25]在鸡上的研究结果(Cr添加水平为0.2～1.0 mg/kg)一致。然而，闫祥洲等[18]、张敏红等[19]、侯小强等[20]在猪上的研究则表明血清ALB含量不受Cr添加水平(0.2～0.3 mg/kg)的影响。造成这种不同的结果可能与Cr的添加水平以及动物种类等有关，并且本试验基于无氮饲粮条件下，蛋白质供给不足可能对Cr发挥其作用产生影响，但目前关于Cr对蛋白质代谢的调节作用还不明确，需要进一步系统探究。

此外，在本研究中，相比对照组，0.2、1.0 mg/kg组均显著提高了血清UA含量，且1.0 mg/kg组比0.2 mg/kg组提高效果更明显。陈强等[26]在肥育猪饲粮中添加不同水平(0、0.2、0.5、1.0 mg/kg)的烟酸铬2个月，发现0.2与0.5 mg/kg添加水平能显著降低血清UA含量，但1.0 mg/kg添加水平与对照组间无显著差异，并且随着Cr添加水平的提高，血清UA含量也呈现升高的趋势。Ernest等[27]在不同蛋白质来源(酪蛋白、鱼粉、去皮大豆、棉籽)饲粮中添加100 mg/kg的吡啶羧酸铬饲喂Wistar大鼠，发现仅酪蛋白、鱼粉组较相应的对照组显著提高了血清UA含量。这提示我们Cr对血清UA含量的作用效果不一，原因可能与Cr添加水平以及饲粮蛋白质来源有关。

4结论

无氮饲粮中添加适量Cr能够提高SD大鼠脾脏指数，提高空肠绒毛高度/隐窝深度，提高血清ALB和UA含量，对改善机体免疫器官指数、肠黏膜形态及血清蛋白质代谢有一定的作用。

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(责任编辑武海龙)

Effects of Chromium Supplemented Level in Nitrogen-Free Diets on Organ Indexes, Intestinal Mucosa Morphology and Serum Parameters of Rats

ZHENG CancaiHUANG Yanling*

(College of Life Science and Technology, Southwest University for Nationalities, Chengdu 610041, China)

Abstract:This experiment was conducted to investigate the effects of different chromium propionate (CrPro) level in nitrogen-free diets (NFD) on organ indexes, intestinal mucosa morphology and serum parameters of rats. According to body weight, a total of 36 weaned Sprague Dawley (SD) rats were allotted to 3 treatments with 6 replicates per treatment and 2 rats per replicate. Rats were fed a basal NFD (control group) containing 0.08 mg/kg chromium (Cr), meanwhile, the basal diets supplemented with 0.2 or 1.0 mg/kg Cr from Cr for 21 days. The results showed that: 1) dietary supplemented with 0.2 mg/kg Cr significantly improved spleen index (P<0.05). 2) Dietary supplemented with 1.0 mg/kg Cr significantly increased the ratio of villous height to crypt depth (P<0.05). 3) Compared with the control group, dietary supplemented with 1.0 mg/kg Cr significantly improved serum albumin and uric acid contents (P<0.05), dietary supplemented with 0.2 mg/kg Cr significantly improved serum uric acid content (P<0.05). It is concluded that under NFD condition, the proper Cr supplementation has some effects on improving immune organs indexes, intestinal mucosa morphology and serum protein metabolism.[Chinese Journal of Animal Nutrition, 2016, 28(1)：157-162]

Key words:nitrogen-free diets; CrPro; organ indexes; intestinal mucosa; serum parameters

*Corresponding author, professor, E-mail: swunylh@163.com

中图分类号：S816.72

文献标识码：A

文章编号：1006-267X(2016)01-0157-06

作者简介：郑灿财(1990—)，男，山东汶上人，硕士研究生，从事矿物元素营养研究。E-mail: zhengcancai@126.com*通信作者：黄艳玲，教授，硕士生导师，E-mail: swunylh@163.com

基金项目：四川省国际合作计划项目(2015HH0018)；西南民族大学研究生创新型科研项目(CX2014SZ78)

收稿日期：2015-07-23

doi：10.3969/j.issn.1006-267x.2016.01.021