苏姜猪早期消化酶分泌规律的研究
2016-11-29林道密王宵燕
林道密,王宵燕
(1 福建省长乐市首占镇畜牧兽医站,福建 长乐 350202;2 扬州大学动物科学与技术学院,江苏 扬州 225009)
苏姜猪早期消化酶分泌规律的研究
林道密1,王宵燕2
(1 福建省长乐市首占镇畜牧兽医站,福建 长乐 350202;2 扬州大学动物科学与技术学院,江苏 扬州 225009)
仔猪消化酶活性受日龄、日粮组成、断奶日龄、遗传等因素的影响。文内对苏姜仔猪0~75日龄消化酶分泌规律进行了全面研究。结果显示不同日龄小肠食糜消化酶活性差异显著,且十二指肠、空肠和回肠食糜消化酶活性变化规律基本相同,以空肠食糜消化酶活性最高。胰脏中消化酶活性的变化规律与小肠食糜的变化规律基本一致,断奶后60日龄各种酶活均有不同程度的下降,空肠的各项消化酶活性的指标均高于十二指肠和回肠,说明空肠在仔猪的消化吸收生理中有重要的作用。
苏姜猪;消化酶;分泌规律
仔猪消化酶包括胃酶、胰酶和小肠酶,许多研究表明,仔猪消化酶活性受日龄、日粮组成、断奶日龄、遗传等因素的影响[1,2]。Iubmb (1992)[3]指出仔猪胃黏膜上有4种蛋白酶:胃蛋白酶A、胃蛋白酶B、胃亚蛋白酶和胃凝乳蛋白酶。Cranwe11(1995)[4]报道仔猪出生后3~4周龄时胃蛋白酶B和胃凝乳蛋白酶是胃底腺黏膜的优势酶。
计成等(1997)[5]报道,仔猪刚出生时胰淀粉酶活性很低,一直到4周龄才有显著增长,仔猪断奶后胰脏和小肠内胰淀粉酶活性都有明显下降。Han(2000)[6]指出,小肠分泌6种碳水化合物分解酶(乳糖酶、海藻糖酶、异麦芽糖酶、蔗糖酶、麦芽糖酶Ⅱ及Ⅲ)、4种蛋白质分解酶和2种脂肪酶。Aumaitre等(1978)[7]报道,初生仔猪小肠内麦芽糖酶和蔗糖酶活性都很低,而乳糖酶的活性较高,是肠道内的优势酶,2~5周龄乳糖酶的活性持续下降,而麦芽糖酶和蔗糖酶活性迅速增加,到10~16日龄达到最高峰。
表1 日粮组成及营养水平
猪出生后消化酶的分泌是一种种质属性,由于猪的品种不同,遗传基础各异,因此分泌规律也不尽相同。本试验用新培育的含中外品种血统的姜曲海瘦肉型品种早期不同日龄(初生、15日龄、30日龄、45日龄、60日龄、75日龄)的母猪进行消化酶分泌规律的研究,为进一步选育和新品种种质特性的建立提供必要的理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验动物
在江苏省姜堰市种猪场选取姜曲海瘦肉型品种猪10窝,采用同期发情技术配种。分娩后选择时间相差24 h之内的初生体重接近的健康的24头母仔猪用作屠宰试验,分别于初生、15日龄、30日龄、45日龄、60日龄和75日龄各屠宰4头。试验猪群采用猪场常规饲养管理, 45日龄断奶,换料前进行为期1周的日粮过渡。
1.2 试验猪日粮配方和营养水平
1.3 测定项目及方法
1.3.1 胰腺及肠道消化酶活性测定
取样及现场测定:采用颈静脉放血的方法处死。打开腹腔,立即结扎贲门瓣、幽门瓣、直肠远端,迅速取出肝、胃、胰及小肠。将胰剥除多余脂肪和组织,和肝分别称重。胰腺称重后迅速放入液氮中速冻。
小肠按解剖位置分为十二指肠、空肠、回肠3段,将十二指肠,空肠,回肠每段各取约10 cm肠段结扎后称重(肠重+食糜),然后放入液氮中速冻,所用速冻样品立即移入-20 ℃冰箱中保存备用。
1.3.2 样品前处理
胰腺上清液的制备:从冰箱中取出的胰腺在完全解冻前从头、体、尾三个部位取至少0.5 g的胰腺,用其重量10倍体积(Vo1/wt)的0.4 mo1/L氯化钾溶液匀浆45 s,匀浆管外设冰浴。匀浆液在4 ℃下离心15 min(15 000×g),将上清液置-20 ℃冰箱中保存备用[8]。
小肠食糜上清液的制备:置室温下的小肠在完全解冻前沿肠管纵向切开,取出食糜,刮下黏膜后用4 ℃的0.4 mo1/L氯化钾溶液按5倍(Vo1/wt)稀释后其他处理过程同胰腺上清液的制备[8]。
1.3.3 测试指标及测定方法
胰腺组织和食糜上清液的胰蛋白酶、糜蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶。
胰蛋白酶活性的测定以TAME(ρ-tosy1-ι-arginine methy1 ester,对甲苯磺酰-L-精氨酸甲酯,C14H22N4O4S HCL,Sigma,T4626)为底物,采用Worthington法测定,胰蛋白酶将甲苯磺酰-L-精氨酸从TAME中释放出来,用分光光度计于247 nm处测定由上述反应引起的吸光度增大值。一个胰蛋白酶单位相当于在规定条件(pH8.1,37 ℃,Ca2+浓度为0.01 mo1/L)下每分钟释放出1 μmo1对甲苯磺酰-L-精氨酸甲酯时所需要的酶量。
糜蛋白酶(即α-凝乳蛋白酶)活性的测定以BTEE(N-benzoy1-ι-tyrosine ethy1 ester,N-苯甲酰-L-酪氨酸乙酯,C18H19NO4,Sigma,B4875)为 底 物, 采 用Humme1法 测 定, 在pH为7.8,37 ℃,Ca2+浓度为0.05 mo1/L的条件下,每分钟水解1 μmo1BTEE的酶量为一个酶活单位。
胰腺组织在测定前加入等体积 的0.1%肠 激 酶(Enterokinase,Sigma,E5510)将蛋白酶原激活[2]。
淀粉酶的测定采用宁波慈城试剂厂生产的淀粉酶试剂盒,所用方法为碘比色法,测前做预试验确定稀释倍数。
脂肪酶的测定以甘油三醋酸酯为底物,采用BP63法[9]测定,一个脂酶单位相当于在试验条件下释放出1 μmo1醋酸所需的酶量。
1.4 统计分析
采用SPSS软件建立原始数据库,数据以平均值±标准差的方式表示。 LSD统计差异显著性。
2 结果与分析
表2测定结果表明,不同日龄小肠食糜消化酶活性差异显著,且十二指肠、空肠和回肠食糜消化酶活性变化规律基本相同,以空肠食糜消化酶活性最高。
2.1 小肠食糜淀粉酶活性的研究
初生仔猪哺乳前空肠食糜的淀粉酶活性约为569.7 μ/g食糜,到30日龄已升至3 110.5 μ/g食糜,此后有上升趋势但差异不显著。到60日龄时淀粉酶活性略有下降,估计是断奶应激所致,但到75日龄时淀粉酶活性极显著上升至10 333.2μ/g食糜(P<0.01),见图1。
2.2 小肠食糜胰蛋白酶活性
胰蛋白酶活性在45日龄前随着日龄增加而显著提高,45日龄时升至最高值,而60日龄显著下降,至75日龄时恢复增高趋势,见图2。
2.3 小肠食糜胰糜蛋白酶活性
胰糜蛋白酶活性在初生仔猪哺乳前很低,为0.4 μ/g食糜,到15日龄时达到高峰为1.5 μ/g食糜,随后极显著下降。断奶对胰糜蛋白酶的活性影响不大,见图3。
2.4 胰腺中消化酶的活性
如表3所示,胰腺中消化酶活性与小肠的消化酶活性在各日龄间变化趋势基本相同,断奶对胰腺淀粉酶,脂肪酶,胰蛋白酶的影响较大。胰蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶的活性在45日龄前随着日龄增加而升高,45日龄达到最高值。如初生仔猪哺乳前胰淀粉酶活性已达到787.8 μ/g食糜,到45日龄显著上升到8 171.3 μ/g食糜,断奶后60日龄酶活有所下降,为6 282.3 μ/g食糜,但与断奶时(45日龄)的酶活相比差异不显著。胰蛋白酶的活性受断奶的影响较大,断奶后的60日龄的活性较45日龄显著下降。而糜蛋白酶的活性除在15日龄时达到高峰外,初生及其他各日龄的活性基本相近,且差异不显著。胰脂肪酶活性随着日龄的增加而升高,且断奶后的活性显著降低。
图1 各日龄小肠淀粉酶活性图
图2 各日龄小肠胰蛋白酶活性图
图3 各日龄小肠胰糜蛋白酶活性图
表3 不同日龄胰脏消化酶活性观测值
3 讨论
小肠内消化酶主要来自于胰腺和小肠黏膜上皮细胞,本试验表明,尽管初生仔猪消化道发育不完善,但为了满足生理需要,消化酶分泌迅速。小肠中淀粉酶在45日龄时即达到相当高水平,而断奶后60日龄的淀粉酶活性降低,但差异不显著,可能是因为断奶反应和日粮改变引起的,但由于已经距断奶15 d之久,故已逐渐恢复。 Jensen等(1997)[9]报道,断奶后淀粉酶活性显著降低,断奶后淀粉酶活性恢复时间可见,消化酶合成和分泌受影响后,并不能很快修复,这与分泌酶组织的细胞受到损伤有关。
胰蛋白酶和胰糜蛋白酶是蛋白质消化分解过程中的两种重要消化酶,由于它们分解肽链的方式不同,因此随着仔猪日龄的增加和消化道中蛋白质底物种类的改变,这两种酶的比例发生适应性的调整,张宏福等(2002)[10]指出,糜蛋白酶活性在哺乳期较高,至22日龄时达到峰值。本试验表明糜蛋白酶是哺乳期蛋白质消化分解过程中的优势酶,具有特殊的作用,但随着日龄和日粮的改变,其优势地位逐渐被胰蛋白酶代替。哺乳前由于没有食物刺激作用,所以小肠食糜中两种酶活性很低,但是15日龄时胰糜蛋白酶显著增加,随着仔猪补料的开始,糜蛋白酶的活性开始显著下降,而胰蛋白酶在45日龄时开始显著上升,说明消化道的蛋白酶系统发育较慢,这也许就是断奶前仔猪对植物蛋白消化力不强的原因,本试验发现十二指肠和空肠的胰蛋白酶的活性在60日龄显著下降,而有关报道[11]指出在改变日粮蛋白质水平时,胰液中糜蛋白酶就开始剧烈变化,但胰蛋白酶活性很少变化,这一差异原因有待进一步查明。
Borgstrom报道,尽管胰脂肪酶含量不高,乳中脂肪消化率可达96%,断奶时脂肪消化率下降为断奶前的65%~80%,与本试验结果相似。仔猪出生开始哺乳后,胰脂肪酶活性提高很快,这也许不是年龄的作用,而是因为母乳中含有大量的脂肪,因为出生后的3~4周,乳中脂肪含量逐渐增加,脂肪酶活性与脂肪食入量有关。
胰脏中消化酶活性的变化规律与小肠食糜的变化规律基本一致,断奶后60日龄各种酶活均有不同程度的下降,这与许多学者的报道相似。有报道指出,仔猪一般在断奶后的7~12 d恢复正常。本试验采用45日龄断奶,而60日龄的消化酶各项指标均有不同程度的下降,说明仔猪断奶后的恢复时间至少在15 d以上。
本试验发现,空肠的各项消化酶活性的指标均高于十二指肠和回肠,说明空肠在仔猪的消化吸收生理中有重要的作用。
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2016-08-02)
江苏省科技厅“九五”、“十五”科技攻关项目:“姜曲海猪瘦肉型品系的选育” (BE2001364);江苏省科技厅高新技术项目:“应用现代遗传育种技术选育姜曲海猪瘦肉型品系(3-5世代)”(BG2006303);江苏省科技厅科技支撑计划:“应用多基因聚合技术辅助选育姜曲海猪瘦肉型品系”(BE2009330-3)