精氨酸对妊娠后期鄂尔多斯细毛羊胎儿生长发育的影响研究

吴宝升 ，孙海洲 ，桑 丹 ，李胜利 ，张春华 ，张崇志 ，金 鹿 ，艳 城 ，珊 丹

（1.内蒙古农业大学动物科学学院，内蒙古 呼和浩特 010018；2.内蒙古农牧业科学院动物营养与饲料研究所，内蒙古 呼和浩特 010031）

精氨酸对妊娠后期鄂尔多斯细毛羊胎儿生长发育的影响研究

吴宝升1，孙海洲2，桑 丹2，李胜利2，张春华2，张崇志2，金 鹿2，艳 城1，珊 丹2

（1.内蒙古农业大学动物科学学院，内蒙古 呼和浩特 010018；2.内蒙古农牧业科学院动物营养与饲料研究所，内蒙古 呼和浩特 010031）

旨在通过对鄂尔多斯细毛羊母羊颈静脉灌注L-精氨酸，研究其对鄂尔多斯细毛羊母羊妊娠后期（90～140 d）胎儿生长与发育的影响。试验选择22只母羊，在90 d开始灌注115 μmol L-Arg-HCl/kg体重（Arg1组）、155 μmol L-Arg-HCl/kg体重（Arg2组）和生理盐水（对照组），3 次/d。 妊娠第 115 天和第140天，进行实验母羊孕体检查，并记录胎儿体重、器官重量和体尺长度，收集母体及胎儿血浆测定血浆氨基酸浓度。结果表明，母羊妊娠第140天，Arg2组较Arg1组和对照组显著增加了胎儿心脏和肝脏重量（P＜0.05）。母羊妊娠第115天和第140天，灌注L-精氨酸显著增加母体血浆精氨酸和鸟氨酸浓度（P≤0.01），增加胎儿血浆生糖氨基酸（苏氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸）浓度（P≤0.05）。

鄂尔多斯细毛羊；胎儿；L-精氨酸；生长发育

繁殖母羊是养羊场的核心群体，其繁殖性能的高低决定着羊场生产水平及效益的高低。目前，多胎母羊妊娠后期所出现的严重的子宫内胎儿发育迟缓（IUGR）等问题已被广泛关注。通过营养调节增加胎盘的生长和功能，并促进子宫胎盘血流量增加是提高胎儿生长发育的有效手段［1］。精氨酸（arginine，Arg）是重要的功能性氨基酸，以往通常认为成年母羊能合成足够的Arg来满足自身需要，只有处于生长早期的羔羊因合成量不足而需要在饲料中补充 Arg，但 Wu 等［2］研究发现，怀孕母猪羊水和尿囊液中的Arg可能对于胎盘和胎儿的发育具有重要意义。近年来的研究发现，Arg和Arg族氨基酸及其代谢产物（一氧化氮、多胺等）能够刺激胎盘的生长。母体营养物质的充分转运可促进胚胎或胎儿的存活、生长和发育。Wu等［3］通过对母畜妊娠期胎儿氨基酸组成与沉积规律的研究发现，随着妊娠阶段的延续，与非氮类干物质相比，胎儿体内氮以及氨基酸的沉积速度增加，而且Arg是主要的氮载体。在妊娠后期，子宫吸收的Arg和脯氨酸几乎全部用于沉积，表明Arg可能是后期胎儿生长的限制性氨基酸，Arg不足时造成IUGR的主要因素。卢岩等［4］通过大鼠试验已经证明，食物中给予L-精氨酸（L-Arg）可改善低压性缺氧所导致的胎鼠IUGR及体重下降，防止IUGR鼠老龄期高血压及蛋白尿的发生。但目前Arg对母羊的营养生理作用国内外报道很少，该试验研究了基础日粮之外补充不同水平L-Arg对妊娠后期母羊繁殖性能的影响，旨在为研发优质妊娠后期母羊饲料及提高胎儿生长发育提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料 经过同期发情处理的母羊在B超妊娠诊断后确认怀孕的鄂尔多斯细毛羊共22只，均体况良好，体重为（57.6±5.8）kg（均值±SEM）。 妊娠第75天，每个实验母羊都圈养在单个的羊笼子里饲喂基础日粮，日粮过渡期为5 d（即到妊娠第80天）。妊娠第80天，饲喂100%NRC推荐的基础日粮（满足妊娠双胎母羊需要量为26.2 g/kg体重，NRC 1985），自由饮水，每天饲喂 2 次（8：00 和 17：00）。妊娠期基础日粮组成及营养含量见表1。

1.2 方法 从妊娠第90天开始，实验母羊随机分为3组进行颈静脉灌注生理盐水或者L-精氨酸盐酸（L-Arg-HCl）溶液。其中，对照组灌注无菌生理盐水（0.9%氯化钠，n=8 只）、Arg1 组灌注 115 μmol L-Arg-HCl/kg体重 （n=7只）和Arg2组灌注155 μmol L-Arg-HCl/kg体重（n=7只），每组实验母羊都灌注 3 次/d（7：00、15：00 和 23：00）。这些 L-精氨酸剂量的选择是依据Lassala等［5-6］研究结果制备。母羊每间隔7 d称1次体重，并根据体重情况对采食量和注射剂量进行及时调整。

1.3 样品收集及处理 在妊娠第90天、第115天和第140天，静脉灌注生理盐水或者L-Arg-HCl 1 h后从颈静脉采集母体血样各10 mL，装于带有肝素钠抗凝剂的离心管，3 500 r/min离心15 min收集血浆，并-20℃冷冻保存待测。

同时在妊娠第115天和第140天，对母羊进行孕体发育检查。母羊放血后立即取出子宫，然后分别取出尿囊液和羊水，并记录体积。之后，立刻用带肝素钠的离心管收集胎儿心脏血样，并离心、分装、保存待测。将胎儿进行称重、测量和解剖。同时记录母羊体重。

表1 基础日粮组成和营养水平

表2 妊娠第90～140天母羊体重变化d，kg

1.4 测定血浆氨基酸 母体和胎儿血浆氨基酸是由北京普瑞华盛生物科技有限公司通过高效液相色谱—四级杆离子阱串联质谱仪 （HPLC-MS/MS API3200 Q-TRAP）检测血浆游离氨基酸浓度。

1.5 统计分析 母体和胎儿体重数据用SAS 9.0进行单因素（one-way）ANOVA分析统计学意义，其中，胎儿数量（单羔和双羔）作为协方差。试验数据采用单因素ANOVA进行分析，不同处理组之间差异显著性采用SNK多重比较 （student-newmankeuls multiple test），结果表示为均值±SEM，其中，P≤0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 母羊体重变化 由表2可知，L-Arg-HCl灌注对妊娠母羊活体体重无显著性影响（P＞0.05），然而妊娠第140天的Arg处理组较对照组母羊活体体重更重（P=0.07）。 在妊娠第 90～140天，灌注 L-Arg-HCl对母羊体重变化还是有明显增加，分别在体重变化时间段为 140 d-90 d、140 d-76 d和 140 d-115 d的P值为0.04、0.04和0.07。妊娠前115 d内，试验组和对照组的母羊体重变化不显著（P＞0.05）。

2.2 胎儿体重和器官重量 由表3可知，妊娠第115天精氨酸补充对胎儿体尺和器官重量没有影响（P＞0.10），但是对胎儿体重有影响。其中，Arg2组较对照组的胎儿体重更重 （P=0.05），而Arg1组与其他两组无显著差别。然而，在妊娠第140天L-Arg-HCl灌注对胎儿的肝脏（P=0.06）、心脏和肾周围脂肪重量（P＜0.05）影响明显，但是对其他器官的影响不显著。此时，Arg2组肾周围的脂肪重量较对照组和Arg1组分别增加了41%和49%，心脏重量分别增加了23%和28%。

2.3 母羊和胎儿血浆氨基酸浓度 由表4可知，在妊娠第115天精氨酸处理的2个组较对照组母羊血浆中精氨酸、鸟氨酸和丙氨酸的浓度都有显著增加（P≤0.01），其中，Arg2组的氨基酸浓度增加更多。到妊娠第140天，通过L-Arg-HCl灌注的母羊血浆中的精氨酸和鸟氨酸浓度提高显著 （P≤0.001），且甘氨酸浓度也显著增加（P=0.03），其中Arg2组的相应氨基酸浓度最高。

由表5可知，妊娠第115天，母羊精氨酸处理与对照组相比，胎儿血浆中的苏氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸和鸟氨酸均显著增加，然而丝氨酸却显著降低（P≤0.05）。其中，Arg1组苯丙氨酸浓度显著高于Arg2和对照组 （P=0.04）；Arg2组苏氨酸和甲硫氨酸浓度显著高于Arg1组和对照组 （P=0.05）；Arg1组和Arg2组赖氨酸和鸟氨酸浓度显著高于对照组（P=0.01）。但是，Arg1组和Arg2组丝氨酸浓度却显著低于对照组（P=0.04）。到妊娠第140天，鸟氨酸浓度在3组之间差异极显著 （P≤0.001），其中，Arg2组、Arg1组和对照组中的浓度分别为 333.00、224.60 和 164.60 μmol/L。 然而，Arg1组和Arg2组的赖氨酸浓度却显著低于对照组 （P=0.01）。另外，甲硫氨酸浓度在L-Arg-HCl处理后相比对照组具有增加趋势（P=0.07）。

3 讨论

怀多胎的母畜容易出现胎儿宫内生长受限，并导致后代的出生体重降低和死亡率增加［7-8］。据相关研究报道，多胎母羊妊娠第100～120天注射精氨酸对胎儿生长有影响［5-6］。然而，该试验更关注的是双胎母羊妊娠后期（妊娠第90～140天）在满足正常饲喂条件下补充精氨酸后对母羊和胎儿体内氨基酸和激素循环以及胎儿生长与发育过程中的探索评估。Sales等［9-10］研究发现，在 100%NRC 饲喂条件下母羊单胎的出生体重要比双胎的显著高21%，同样单胎的肌肉重量显著高于双胎的肌肉重量。此外，McCoard 等［11］研究发现，在妊娠第 100 天之后双羔与单羔的体重偏离差距显著，可达到15%。该试验中，3个组的怀孕母羊都有单胎和多胎的数量变化。由于单胎的出生体重通常比双胎的单个胎儿更重，因此，试验中使用方差—协方差矩阵作为胎儿出生体重数据的统计模型进行分析。该模型能够准确地考虑胎儿数量（单胎或多胎）对胎儿初生体重的影响，并不是简单地把所有胎儿初生体重的总和计算。该试验还发现了2个关键点，一个是母羊灌注L-Arg-HCl增加了血液中精氨酸和鸟氨酸浓度，另一个是提高了多胎母羊胎儿的初生体重。

表4 妊娠第115天和第140天母羊血浆氨基酸浓度的变化 μmol/L

表5 妊娠第115天和第140天胎儿血浆氨基酸浓度的变化 μmol/L

精氨酸作为一氧化氮（NO）和多胺合成的前体物，在促进哺乳动物胎盘血管生成和发育过程中具有关键作用。其中，一氧化氮（NO）可作为血管舒张和信号分子；多胺可作为DNA和蛋白合成的关键调控者［12-15］。因此，精氨酸可通过其代谢产物一氧化氮（NO）和多胺来调节和改善子宫胎盘血流量和防止出现胎儿宫内生长受限过程中具有非常重要的作用［16-17］，而且对于胎儿出生体重和羔羊产后发育有潜在的调节机制。Lassala等［5-6］研究发现，精氨酸能提高四胎儿出生体重和营养不良母羊的单胎儿出生体重，这进一步巩固了代谢调节能够有效预防或改善子宫内胎儿生长受限的观念［18-20］。妊娠第115天和第140天，精氨酸处理组与提高胎儿的生长和母体内精氨酸和鸟氨酸浓度有联系。根据前人的研究可知，促进胎儿发育主要是增加了胎盘血管增生和子宫胎盘血流量，并提高母体与胎儿之间的氧气和营养素的转换，而该过程中一氧化氮（NO）信号分子的调控作用非常关键［6，21］。鸟氨酸是精氨酸在精氨酸酶作用下的代谢产物，作为尿素循环的一部分与尿素形成有关。因此，灌注L-Arg-HCl后鸟氨酸浓度升高，并在鸟氨酸脱羧酶作用下形成多胺，从而进入尿素循环来促进氨的解毒作用。精氨酸补充后除了增加母体血浆中的精氨酸和鸟氨酸浓度外，还增加了胎儿血浆中的苏氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸等的浓度。这些氨基酸属于生糖氨基酸家族的成员，可以代谢转变为丙酮酸、α-酮戊二酸和草酰乙酸，再通过羧酸变成葡萄糖和糖原。

4 结论

与Arg1组或对照组相比，Arg2组的影响显著增加了生糖氨基酸的浓度，并且L-Arg-HCl处理组的胎儿体重相比对照组具有增加趋势。在正常饲养水平下，对妊娠后期（妊娠第90～140天）多胎母羊补充精氨酸来增加其血浆精氨酸和相关氨基酸浓度，还可有效防止胎儿宫内生长受限，促进胎儿生长发育，提高胎儿生存能力。

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Effects of Arginine on Growth and Development of Ordos Fine-wool Sheep Fetuses during Late Gestation

WU Bao-sheng1，SUN Hai-zhou2，Sangdan2，LI Sheng-li2，ZHANG Chun-hua2，ZHANG Chong-zhi2，JIN Lu2，YAN Cheng1，Shandan2
（1.College of Animal Science，Inner Mongolia Agricultural University，Hohhot 010018，China；2.Institute of Animal Nutrition and Feed，Inner Mongolia Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences， Hohhot 010031，China）

The objective of this study was to evaluate the effects of L-arginine infusion through jugular vein on growth and development of Ordos Fine-wool Sheep fetuses during late gestation.Twenty-two ewes

an i.v.bolus of either 115 μmol/（kg·BW） of Arg-HCl（Arg1 group） or 155 μmol/（kg·BW） of Arg-HCl（Arg2 group） or saline solution （control group） 3 times per day from 90 to 140 days post-pregnancy.On the days 115 and 140 of pregnancy,the ewes were physically examined;The body weight,organ weight and body length of their fetuses were recorded;The concentrations of amino acids in plasma of ewes and fetuses were determined.The results revealed that on the day 140 of pregnancy,the heart weight and liver weight of fetuses in Arg2 group were significantly increased compared with those of fetuses in Arg1 group and control group （P＜0.05）.On the days 115 and 140 of pregnancy,the plasma concentrations of arginine and ornithine of ewes received systematic L-arginine infusion were significantly increased （P≤0.01）,and the plasma concentrations of glucogenic amino acid of their fetuses,including threonine,methionine,phenylalanine and lysine,were also significantly increased （P≤0.05）.

Ordos Fine-wool Sheep；fetuses；L-arginine；growth and development

S816.71；S826.4

A文章顺序编号：1672-5190（2016）04-0033-05

2016-04-05

项目来源：2014年引进国际先进农业科学技术 “948”项目（2014-Z41）；内蒙古农牧业科技创新基金项目（2013CXJJM05）；国家现代农业产业技术体系建设专项资金资助（CARS-40-12）。

吴宝升（1989—），男，硕士研究生，主要研究方向为反刍动物营养。

孙海洲（1970—），男，研究员，博士，硕士生导师，主要研究方向为反刍动物营养。

（责任编辑：慕宗杰）