N-乙酰半胱氨酸缓解母猪夏季热应激的初报

程玲华，薛振华，齐　鑫，刘瀛蔚，吴中红，安　磊，云　鹏，田见晖*

(1.中国农业大学 动物科技学院，北京 100193；2.北京市畜牧总站，北京 100107)

注：同行数据肩标不同小写字母表示差异显著 (P<0.05)，相同字母表示差异不显著 (P>0.05)

注：同行数据肩标不同小写字母表示差异显著 (P<0.05)，相同字母表示差异不显著 (P>0.05)

注：同行数据肩标不同小写字母表示差异显著 (P<0.05)，相同字母表示差异不显著 (P>0.05)

注：同行数据肩标不同小写字母表示差异显著 (P<0.05)，相同字母表示差异不显著 (P>0.05)



N-乙酰半胱氨酸缓解母猪夏季热应激的初报

程玲华1，薛振华2，齐鑫1，刘瀛蔚1，吴中红1，安磊1，云鹏2，田见晖1*

(1.中国农业大学 动物科技学院，北京 100193；2.北京市畜牧总站，北京 100107)

摘要：N-乙酰半胱氨酸(N-acetyl-L-cysteine，NAC)是一种含有巯基的化合物，谷胱甘肽的前体物质，具有清除自由基、抗氧化、抗炎、防止DNA损伤等作用。本实验拟在热应激条件下，向母猪的日粮中添加500 mg/kg NAC，观察其对母猪繁殖性能的影响。结果表明：产前母猪日粮中添加500 mg/kg NAC，母猪的总产仔数增加(p<0.05)。产前和断奶后母猪日粮中分别添加NAC，母猪断奶到发情间隔缩短，且断奶后14 d的发情率有提高的趋势。

关键词：N-乙酰半胱氨酸(NAC)；热应激；母猪

由于猪自身皮下脂肪厚、汗腺不发达等生理特点，其体内热量散发较慢，因此，是诸多家畜中对热应激尤其敏感的动物。热应激会导致哺乳母猪采食量下降、泌乳量减少甚至停止，影响母猪的繁殖性能，如产后子宫复旧不良，断奶到发情间隔延长，排卵数减少，受胎率下降等[1]。大量的体外实验研究表明，热应激导致卵母细胞成熟率下降[2，3]。目前，一些生产性实验也表明，在母猪料或饮水中添加一种或多种的药物或者添加剂可以缓解热应激对动物机体造成的损伤[4]。因此，寻找新药物缓解母猪的热应激，提高繁殖生产性能具有重要价值。

N-乙酰半胱氨酸(N-acetyl-L-cysteine，NAC)是一种含有巯基的化合物，谷胱甘肽的前体物质，临床上多用于黏液溶解剂。因其含有特殊的巯基结构，近年来其清除自由基，抗氧化，防止DNA损伤，抗凋亡等功能也成为研究热点[5]。Whitaker B D研究表明，在猪卵母细胞成熟液中添加1.5 mmol/L的NAC，不影响猪卵母细胞的渗透性能，还能提高卵母细胞发育为囊胚的能力[6]。猪精液保护液和冻存液中添加1.0 mmol/L的NAC，精子受精时顶体反应不受影响，DNA损伤显著降低，添加后不影响IVF胚胎的发育[7]。仔猪饲养实验表明，在日粮中添加500 mg/kg NAC可以缓解脂多糖导致的免疫应激和能量的过度消耗，提高仔猪的抗氧化能力，促进仔猪的生长发育[8]。本实验拟在夏季母猪的日粮中添加NAC观察其对母猪繁殖性能的影响。

1材料与方法

1.1试验材料

N-乙酰半胱氨酸(NAC)市售医药级产品，纯度≥98%。

1.2实验动物与试验设计

选用健康大白3～8胎妊娠及断奶母猪。实验1，母猪产前日粮添加NAC对繁殖生产性能的影响。妊娠母猪分为两组，对照(n=19)日粮中未添加NAC，试验组(n=26)产前7 d至配种当天日粮添加NAC。试验2，断奶后日粮添加NAC对母猪发情的影响。断奶母猪分为两组，对照(n=12)日粮中未添加NAC，试验组(n=11)断奶至配种当天日粮中添加NAC。试验期间对照组母猪饲喂本厂基础日粮，试验组在基础日粮中添加500 mg/kg NAC。

1.3试验日粮和饲养管理

基础日粮参照NRC(2012)猪的营养需要配制。试验期间使用apresys记录母猪舍内平均温度在30～32℃，湿度60%～80%，母、仔猪按照本场的免疫程序进行。母猪自由饮水，定时清扫和消毒猪舍。

1.4检测指标

实验1统计母猪窝产仔数、健仔数、死胎、木乃伊的数量、28 d断奶仔猪数、仔猪断奶重。实验1和实验2都统计母猪断奶到发情间隔、断奶后14 d发情率。

1.5统计分析

实验数据使用EXCEL2013预处理，用SPSS20.0分析。除发情率外的数据使用t检验分析，结果用平均数±SEM表示，断奶后14 d发情率用卡方检验，P<0.05认为差异显著。

2结果与分析

2.1日粮添加NAC对母猪产仔性能的影响

在热应激的条件下，妊娠母猪产前7 d日粮中添加500 mg/kg NAC平均窝产仔数为11.54±0.43头，对照组为10.79±0.92头，实验组比对照组提高了0.75头(p<0.05)。健仔数、死胎、木乃伊胎两组间差异不显著(p>0.05)。

表1日粮中添加NAC对母猪产仔数的影响

指标对照组NAC处理组窝产仔/头10.79±0.92a11.54±0.43b健仔/头10.21±1.03a10.92±0.49a死胎/头0.42±0.19a0.62±0.21a木乃伊/头0.11±0.11a0±0a

注：同行数据肩标不同小写字母表示差异显著 (P<0.05)，相同字母表示差异不显著 (P>0.05)

2.2母猪日粮添加NAC对断奶仔猪数、仔猪断奶重的影响

仔猪出生后28 d断奶，并测量其断奶重。结果表明：母猪日粮添加NAC 组与对照组的平均窝断奶仔猪数差异不显著。实验组和对照组断奶仔猪的个体重无差异。

表2日粮添加NAC对母猪断奶仔猪数、断奶仔猪个体重的影响

指标对照组NAC处理组平均窝断奶仔猪/头9.08±0.37a9.05±0.48a断奶仔猪个体重/kg8.36±0.38a8.16±0.25a

注：同行数据肩标不同小写字母表示差异显著 (P<0.05)，相同字母表示差异不显著 (P>0.05)

2.3母猪产前日粮添加NAC对断奶后发情的影响

与对照组相比，产前母猪日粮中添加NAC，发情间隔显著减少(4.56±0.14∶7.37±0.94)。对照组断奶后14 d的发情率为72.22%，而试验组为96.15%，比对照组提高23.93%，但是卡方检验结果为差异不显著。

表3母猪产前日粮添加NAC对断奶后发情的影响

指标对照组NAC处理组断奶间隔/d7.37±0.94b4.56±0.14a断奶后14d发情率72.22%a96.15%a

注：同行数据肩标不同小写字母表示差异显著 (P<0.05)，相同字母表示差异不显著 (P>0.05)

2.4断奶后日粮添加NAC对母猪发情的影响

断奶后母猪日粮中添加NAC，比对照组发情间隔也显著减少(5.45±0.86∶8.08±1.26 d)。断奶后日粮添加500 mg/kg NAC发情率为90.90%，发情率高于对照组，但是卡方检验结果为差异不显著。

表4断奶后日粮添加NAC对母猪发情的影响

指标对照实验断奶间隔/d8.08±1.26b5.45±0.86a断奶后14d发情率66.67%a90.90%a

注：同行数据肩标不同小写字母表示差异显著 (P<0.05)，相同字母表示差异不显著 (P>0.05)

3讨论和结论

NAC 为谷胱甘肽(GSH)的前体，在体内可转化成 GSH，GSH 存在于几乎所有组织中，是许多保护性系统的关键物质，具有稳定细胞膜及胞内膜相结构，稳定细胞内重要大分子如酶类及蛋白质的功能，具有解除病理状态下二硫键交联的作用，可保护组织免受各种内源性或外源性的氧化损伤，而巯基是其对活性氧化物所致的损害起保护作用时的主要组成部分[9，10]。NAC 还可进入到白细胞内，转化为生理性的抗氧化物，提高细胞内的还原水平，灭活白细胞内和介质中的活性氧[11]。在病理试验条件下，NAC也常用于缓解毒性对机体和细胞的损伤作用[12～15]。动物实验表明，NAC的安全性非常高，不存在致畸和致突变的作用，这也给动物日粮添加实验提供了安全性的保障[16]。

在雌性生殖方面，研究表明，在母鼠的日粮中添加0.1或者1 mmol/L的NAC 能防止数卵母细胞老化，抑制卵泡凋亡[17]。此外，体外实验还证实，NAC可能通过抗氧化作用减缓感染引发的胎膜早破[18]。在雄性生殖方面，实验发现在冷冻稀释液中添加1mmol/L 的N- 乙酰半胱氨酸可以显著地提高解冻后精子活力和顶体完整率，降低精子的低渗膨胀百分率[19]。

大量研究表明，应激会影响卵巢、子宫的正常功能，破坏体内的内分泌环境的稳定[20]。

高温导致母猪采食量降低，营养物质摄入量不足，产生大量的自由基，氧化还原系统遭到破坏，子宫复旧时间延长。若在食物中添加了被誉为自由基清除剂的NAC，可能减缓机体受到的伤害。研究表明NAC还能缓解脂多糖造成的热应激蛋白70和NF-kB表达的增加，抑制TNF-α、IL-6、 PGE2等炎症因子的表达[8]。体外实验表明，热应激能导致卵母细胞和颗粒细胞凋亡，DNA损伤增加，卵母细胞的发育能力降低[3]。Monireh Mahmoodi 等人给自体卵巢移植的鼠腹腔注射150 mg/kg体重的NAC，发现NAC通过抑制氧化应激，减少闭锁卵泡的数量，增加雌激素的表达水平，提高移植后卵巢的功能[21]。此外，应激情况下，母猪的泌乳能力可能受限，而体外培养乳腺上皮细胞实验显示，NAC可以缓解应激导致的促乳素信号抑制现象[22]。

基于NAC抑制氧化应激、抗炎、抗凋亡等作用原理，在夏季母猪日粮中添加500 mg/kg NAC，初步实验表明可以提高总产仔数，缩短母猪断奶到发情的间隔。下一步在加大试验规模的同时，仍需对添加的剂量和时间作进一步筛选。

NAC属小分子化合物，其化学性质较稳定，生产成本较低。随着研究的日渐深入，NAC将可能应用到动物生产上。在疾病的预防和治疗，防止动物亚健康，提高动物生产性能上发挥作用。但是其具体的机制和不同畜种、不同年龄的最适宜的添加量仍然有待进一步研究。

4参考文献

[1]赵淑艳.浅谈热应激对母猪的影响及防治措施[J].吉林畜牧兽医，2014，35(2)：31，33.

[2]Li Y，Zhang Z，He C，et al.Melatonin protects porcine oocyte in vitro maturation from heat stress[J].Journal of Pineal Research，2015，59(3)：365-375.

[3]Yuan Y，Hao Z D，Liu J，et al.Heat shock at the germinal vesicle breakdown stage induces apoptosis in surrounding cumulus cells and reduces maturation rates of porcine oocytes in vitro[J].Theriogenology，2008，70(2)：168-178.

[4]刘瑞生.药物及添加剂防治夏季猪热应激研究与应用进展[J].养猪，2015(02)：19-24.

[5]Li Q，Cui L.Combined inhibitory effects of low temperature and N-acetyl-l-cysteine on the postovulatory aging of mouse oocytes[J].Zygote，2015：1-11.

[6]Whitaker B D，Knight J W.Effects of N-acetyl-cysteine and N-acetyl-cysteine-amide Supplementation on In Vitro Matured Porcine Oocytes[J].Reproduction in Domestic Animals，2009.

[7]Whitaker B D，Casey S J，Taupier R.N-acetyl-l-cysteine Supplementation Improves Boar Spermatozoa Characteristics and Subsequent Fertilization and Embryonic Development[J].Reproduction in Domestic Animals，2012，47(2)：263-268.

[8]Yi D，Hou Y，Wang L，et al.Dietary N-acetylcysteine supplementation alleviates liver injury in lipopolysaccharide-challenged piglets[J].British Journal of Nutrition，2014，111(01)：46-54.

[9]程天贵.乙酰半胱氨酸制剂与临床应用研究进展[J].中国生化药物杂志，2007，28(6)：430-432.

[10]魏琳琳，段钟平.N-乙酰半胱氨酸药物作用机制实验研究进展[J].中国药学杂志，2008(12)：887-889.

[11]巫国谊，赵有蓉.N-乙酰半胱氨酸的药理作用机制研究进展[J].现代医药卫生，2004，20(19)：2001-2002.

[12]Yang Q，Shi L，Huang K，et al.Protective effect of N-acetylcysteine against DNA damage and S-phase arrest induced by ochratoxin A in human embryonic kidney cells (HEK-293).Food and Chemical Toxicology，2014，70：40-47.

[13]Lai F，Ma J，Liu J，et al.The influence of N-acetyl-l-cysteine on damage of porcine oocyte exposed to zearalenone in vitro.Toxicology and Applied Pharmacology，2015，289(2)：341-348.

[14]Asadpour R，Azari M，Hejazi M，et al.Protective effects of garlic aquous extract (Allium sativum)，vitamin E，and N-acetylcysteine on reproductive quality of male rats exposed to lead.(2013-07-01).

[15]Wang J，Zhu H，Liu X，et al.N-acetylcysteine protects against cadmium-induced oxidative stress in rat hepatocytes.J Vet Sci，2014，15(4)：485～493

[16]Wong M，Wells P G.Effects of N-acetylcysteine on fetal development and on phenytoin teratogenicity in mice.Teratogenesis，carcinogenesis，and mutagenesis，1988，8(2)：65-79.

[17]Liu J，Liu M，Ye X，et al.Delay in oocyte aging in mice by the antioxidant N-acetyl-L-cysteine (NAC).Human Reproduction，2012，27(5)：1411-1420.

[18]Davis L，Edwards H，Mohay H，et al.The impact of very premature birth on the psychological health of mothers.Early Hum Dev，2003，73(1-2)：61-70.

[19]魏世宝，金一，苗婷婷.稀释液中添加N-乙酰半胱氨酸对猪精液冷冻保存效果的影响[J].黑龙江动物繁殖，2007(02)：1-3.

[20]Einarsson S，Brandt Y，Lundeheim N，et al.Stress and its influence on reproduction in pigs：a review.Acta Vet Scand，2008，50：48.

[21]Mahmoodi M，Soleimani Mehranjani M，Shariatzadeh S M A，et al.N-acetylcysteine improves function and follicular survival in mice ovarian grafts through inhibition of oxidative stress.

[22]Wang J，Du J，Wu Y，et al.Suppression of prolactin signaling by pyrrolidine dithiocarbamate is alleviated by N-acetylcysteine in mammary epithelial cells.European Journal of Pharmacology，2014，738：301-309.

中图分类号：S828.3

文献标识码：A

文章编号：1005-2739(2016)03-0012-04

作者简介：程玲华(1990-)，女，硕士。E-mail：LHcheng @cau.edu.cn通讯作者：田见晖(1968-)，男，土家族，博士，教授。E-mail:tianjh@cau.edu.cn

收稿日期：2016-03-04

资助项目：现代农业产业技术体系北京市生猪产业创新团队项目(25015015)