过量维生素A对育成期雄性水貂生长性能及血清生化指标的影响

2018-11-30南韦肖张海华司华哲穆琳琳娄玉杰李光玉

畜牧兽医学报 2018年11期

南韦肖，张海华，司华哲，穆琳琳，娄玉杰，李光玉*

(1.中国农业科学院特产研究所，特种经济动物分子生物学重点实验室，长春 130112；2. 吉林农业大学动物科学技术学院，长春 130118)

维生素A(vitamin A，VA)是动物体内必需的一种脂溶性维生素，在维持上皮细胞的完整性、正常视觉、动物繁殖、基因调节、免疫功能、抗氧化作用等方面都是必不可少的[1-2]。近年来研究发现，维生素A还具有增强动物机体抗感染能力，参与蛋白质的合成，维持骨骼的正常生长代谢，促进毛囊发育等功能[3-6]；维生素A的缺乏将引起动物机体代谢的异常、生产性能及免疫机能的下降[7]，超量添加也会对动物产生不同程度的负面影响，加重了机体代谢负担，导致某些营养代谢疾病的发生[8]。当维生素A含量为2 000 000 IU·kg-1时，水貂厌食、神情紧张、骨骼脱钙、骨折、脱毛、皮肤角质化等现象极为明显[9]。已有文献证明，过度添加维生素A会增加肝损伤的风险，并在鸡、牛等动物上证实了过量的维生素A会使机体对维生素D3和维生素E的生物学利用造成负面影响，并且发现过量的维生素A对于动物存在潜在的致畸性[10-13]。

虽然人们对水貂生长各阶段所需维生素的添加量正逐步开展研究，但目前还缺乏公认的标准，在水貂的实际生产中存在饲粮中大剂量的添加维生素的现象，使维生素间的相互比例关系发生严重失调，造成营养物质利用率降低。NRC(1982)中建议维生素A摄入量为每日每千克体重100～400 IU[14]，Abernathy[15]建议维生素A添加量为每日每千克体重200 IU。佟煜人[16]推荐育成期雄性水貂每日维生素A需要量为300～400 IU；目前较少报道过量维生素A对貂生长性能的影响。

本试验在前人研究的基础上，进一步探讨日粮添加过量维生素A对水貂生长性能的影响，并结合营养物质消化率及血液生化指标探讨其影响的可能机理，为研究过量维生素A对水貂造成不良影响的机制提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

选取90只(60±3)日龄的健康雄性美国短毛黑水貂，随机分成6组，每组15个重复，每个重复1只水貂，单笼饲养，各组间初始体重差异不显著(P>0.05)。各组水貂分别饲喂不同水平的维生素A，即0(对照组)、5 000(Ⅰ组)、20 000(Ⅱ组)、80 000(Ⅲ组)、320 000(Ⅳ组)及1 280 000 IU·kg-1(Ⅴ组)(干物质基础)。维生素A的添加形式为维生素A醋酸酯(1 IU维生素A=0.344 μg维生素A醋酸酯)。试验期间每天07:00和15:00各饲喂1次，自由饮水。预试期7 d，正试期为60 d。

1.2 试验饲粮

根据NRC(1982)水貂营养需要量及国内相关报道[14,17-20]，配制水貂育成期试验饲粮，其组成及营养水平见表1。

1.3 消化代谢试验

试验30 d后，每组随机选择8只水貂进行消化代谢试验，采用全收粪法，连续收集3 d的粪便和尿液，消化代谢试验期间饲养管理与日常饲养管理相同。每天收集的粪便称重后，每100 g鲜粪加入10%硫酸溶液10 mL，以避免粪氮的损失，并加入少量甲苯防腐。每天收集的尿液中每100 mL加入10 mL 的10%硫酸溶液，避免尿氮的损失。试验结束后分别将试验期间收集的粪便及尿样混合均匀后取样，尿样保存于-20 ℃中，粪便在80 ℃下杀菌 2 h，降至 65 ℃烘干至恒重，磨碎过 40目筛，制成风干样本，以备实验室分析测定各营养物质含量。

1.4 水貂血清的制备

饲养试验结束后，从每个试验组中随机选择8只水貂，每只空腹趾尖采血5 mL，置于促凝固管中，当血液凝固后，3 500 r·min-14 ℃离心10 min，以制备血清，置于-80 ℃保存备用。

表1基础饲粮组成及营养水平(风干基础)

Table1Compositionandnutrientlevelsofexperimentaldiets(air-drybasis)

1). 预混料为每千克饲粮提供：VD32 000 IU；VE 150 mg；VK31 mg；VB120 mg；VB210 mg；VB610 mg；VB120.1 mg；烟酸40 mg；泛酸 22 mg；叶酸 1 mg；生物素 1 mg；氯化胆碱 400 mg；VC 120 mg；Cu 20 mg；Fe 80 mg；Zn 32 mg；Mn 16 mg；I 0.5 mg；Se 0.12 mg；Co 0.2 mg。2). 代谢能为计算值，其余指标为实测值

1). Premix provided the following per kilogram of diet: VD32 000 IU；VE 150 mg；VK31 mg；VB120 mg；VB210 mg；VB610 mg；VB120.1 mg；nicotinic acid 40 mg；pantothenate 22 mg；folic acid 1 mg；biotin 1 mg；choline chloride 400 mg；VC 120 mg；Cu 20 mg；Fe 80 mg；Zn 32 mg；Mn 16 mg；I 0.5 mg；Se 0.12 mg；Co 0.2 mg.2). ME is a calculated value, while the others are measured values

1.5 测定指标及方法

1.5.1 生长性能的测定利用电子天平(Mettler Toledo ME2002E)称量并记录每只水貂每天的给料量和残余剩料量，计算水貂的采食量及每组平均采食量(ADFI)。正式试验开始时的体重记为初重，每间隔 2周于早晨空腹称重并记录，试验结束后的体重记为末重，计算每只水貂的日增重及平均日增重(ADG)。根据每天的平均日增重和平均日采食量计算料重比(F/G)。

1.5.2 消化代谢试验采用105 ℃烘干法测定干物质的含量(参考GB/T 6435-2006)；采用凯氏定氮法测定粗蛋白质含量(参考GB/T 6432-1994)；采用索氏浸提法测定粗脂肪含量(参考GB/T 6433-2006)。钙含量采用乙二胺四乙酸(EDTA)络合滴定法测定(参考GB/T 6436-2002)；钒钼酸铵比色法测定磷含量(参考GB/T 6437-2002)。维生素A含量的测定采用高效液相色谱法检测(参考GB/T 17817-2010)。

某种营养物质消化率(%)=((某种营养物质摄入量-粪中某种营养物质总量)/某种营养物质摄入量)×100。

1.5.3 血清生化指标的测定血清血糖(GLU)、三酰甘油(TG)、胆固醇(CHO)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL)、碱性磷酸酶(ALP)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)及乳糖脱氢酶(LDH)的含量均采用试剂盒测定(购自中生北控有限公司)，分别按照试剂盒说明书操作，使用VITALIB-E型全自动生化分析仪测定。

1.6 数据分析

试验数据先以Excel初步处理后，利用SPSS Statistics 22.0中的One-way ANOVA进行单因素方差分析和Duncan氏多重比较。结果以“平均值±标准差”表示，P<0.05为差异显著。

2 结果

2.1 维生素A对水貂生长性能的影响

如表2所示，在初重差异不显著的情况下(P>0.05)，添加维生素A对水貂的末重、平均日增重均有显著影响，其中Ⅱ组与Ⅴ组差异显著(P<0.05)，其余组差异不显著，除料重比外，各组数据均呈现了一种先升高后降低的趋势，其中Ⅱ组末重、平均日增重最高。

表2维生素A对育成期水貂生长性能的影响

Table2EffectsofdietaryVAlevelsongrowthperformanceofminksduringgrowingperiod

项目Item对照ControlⅠⅡ初重/g Initial weight1 023.33±79.901 026.67±100.121 049.33±50.44末重/g Final weight1 941.68±140.30ab2 031.26±169.39ab2 077.00±144.22b平均日增重/(g·d-1) ADG14.50±1.79ab15.65±2.26ab16.71±3.39b干物质采食量/(g·d-1) ADFI123.47±9.61146.37±8.42141.94±9.68料重比F/G8.71±0.738.79±1.158.35±1.29项目ItemⅢⅣⅤ初重/g Initial weight1 038.18±67.091 033.92±93.781 001.43±58.43末重/g Final weight2 004.55±133.29ab1 977.09±121.90ab1 880.71±157.54a平均日增重/(g·d-1) ADG15.23±2.04ab15.14±1.84ab13.73±2.08a干物质采食量/(g·d-1) ADFI131.75±11.17123.05±9.09125.13±6.91料重比F/G8.86±1.148.12±1.219.46±1.46

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

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

2.2 维生素A对水貂营养物质消化率的影响

根据表3可知，对照组的干物质消化率与Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组差异显著(P<0.05)，同Ⅳ、Ⅴ组差异不显著(P>0.05)，其余各组间差异不显著(P>0.05)。对于蛋白质消化率而言，对照组显著低于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组(P<0.05)，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组间差异不显著(P>0.05)，但Ⅱ组的蛋白质消化率最高。Ⅰ、Ⅱ组的脂肪消化率与Ⅴ组间差异显著(P<0.05)，其中Ⅱ组的脂肪消化率最高，其余各组间差异不显著(P>0.05)。

表3维生素A对育成期水貂营养物质消化率的影响

Table3EffectsofdietaryvitaminAlevelsonnutrientdigestibilityofminksduringgrowingperiod

2.3 维生素A对水貂血清中血糖及相关脂类代谢指标的影响

由表4可知，GLU、CHO各组间差异均不显著(P>0.05)。Ⅱ组血清中TG含量最低，与Ⅴ组差异显著(P<0.05)，其余组间差异不显著(P>0.05)。对照组、Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组血清中的HDL同Ⅳ组与Ⅴ组差异显著(P<0.05)。Ⅰ组的LDL最低，显著低于Ⅳ组与Ⅴ组(P<0.05)，其余各组间差异不显著(P>0.05)。

表4维生素A对于水貂血清中血糖及脂类代谢相关指标的影响

Table4EffectsofdietaryvitaminAlevelsonbloodglucoseandlipidmetabolisminserumofminksduringgrowingperiod

mmol·L-1

2.4 维生素A对水貂血清中相关酶类的影响

由表5可知，维生素A对水貂血清中的ALP、LDH、AST及ALT活性均有显著影响，其中对照组、Ⅲ、Ⅳ组同Ⅴ组血清中的ALP差异显著(P<0.05)，与Ⅰ、Ⅱ组差异不显著(P>0.05)。AST在Ⅱ组最低，显著低于对照组、Ⅳ组及Ⅴ组(P<0.05)，Ⅲ组与其他组差异不显著(P>0.05)。Ⅱ组血清中的ALT最低，显著低于其余各组(P<0.05)，Ⅴ组显著高于对照组、Ⅰ、Ⅱ组(P<0.05)，对照组、Ⅰ组与Ⅲ组、Ⅳ组差异不显著(P>0.05)。血清中LDH的含量Ⅴ组最低，且显著低于对照组、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组(P<0.05)。

表5维生素A对水貂血清中相关酶活性的影响

Table5EffectsofdietaryvitaminAlevelsonenzymesactivityinserumofminksduringgrowingperiod

U·L-1

3 讨论

3.1 维生素A对水貂生长性能的影响

NRC(1982)建议的水貂维生素A摄入量为每日每千克体重100～400 IU[14]，这是满足水貂生长的最低添加量，并且目前有较少的报道探讨过量添加维生素A对水貂生长性能的影响机制。维生素A是一种重要的脂溶性营养素，参与机体生理过程的各种代谢及营养吸收[21]，对视力、胚胎发育、婴儿的正常生长发育等方面是必不可少的[22-24]。Ching等[25]研究表明，断奶仔猪日粮中添加2 200～26 400 IU·kg-1的维生素A对仔猪的生长性能无显著影响。Ayuso等[26]发现，在日粮中添加10 000 IU·kg-1的维生素A对保育、生长育肥阶段的伊比利亚猪的增重、日采食量、饲料转化率及胴体性状均无显著影响。同样，本试验结果表明，在水貂日粮中添加0～320 000 IU·kg-1的维生素A对水貂末重、日增重、采食量虽无显著影响，但存在先升高后降低的趋势。摄入过量维生素A可导致动物生长速度减慢，体重下降等[8]。饲粮中添加110 000 IU·kg-1的维生素A对会显著降低断奶仔猪的生长性能[27]。谢登玉和李福昌[28]发现，过量摄入维生素A会使獭兔生产性能下降。Crampton[29]发现，水貂饲粮中添加300 000 IU·kg-1维生素A，会出现生产力下降，皮张质量下降等现象。本试验中，添加维生素A水平为1 280 000 IU·kg-1的Ⅴ组与20 000 IU·kg-1的Ⅱ组的末重、日增重差异显著，且Ⅱ组末重、平均日增重及日采食量最高，料重比最低，这说明适量的维生素A在一定程度上可以促进水貂生长，而一旦食入过量的维生素A，则会加重机体的代谢负担，引起体重、日增重下降，料重比增高等现象，造成这一系列现象的原因之一可能是因为过量的维生素A使血液和外围组织之间的视黄醇异常分布，引起维甲酸水平升高，并激活细胞色素P450家族(cytochromeP450，CYP)[30]。CYP酶中1、2、3亚族，为外源性物质的重要代谢酶，其他CYP酶则主要参与内源性物质如激素、胆酸和脂肪酸的形成和消除[31]，它既可减少外源性化合物的毒性，也可催化某些化合物生成毒性更强的代谢产物，从而导致肿瘤、出生缺陷和其他不良反应等[32]。综上可知，本试验条件下，在饲粮中添加过量维生素A会造成机体负担加重，引起水貂体重及日增重的下降。

3.2 维生素A对水貂营养物质消化率的影响

蛋白质消化率是反映食物被消化酶分解的程度及消化后的氨基酸和肽被吸收程度的重要指标[33]。本试验中，添加量为20 000 IU·kg-1维生素A组的蛋白质消化率最高，与对照组差异显著，这说明缺乏维生素A在一定程度上影响了蛋白质在体内的代谢。同Esteban-Pretel等[34]的研究结果一致，这可能是饲粮中维生素A的缺乏会引起动物小肠上皮损伤[35-38]，从而影响了水貂对蛋白质的吸收。脂类是机体重要的能量来源，维生素A可抑制动物体内的脂肪合成，促进脂肪酸的氧化分解[39]，且许多研究报道了维生素A及其衍生物对调控动物脂肪代谢的重要作用，并发现维生素A及其主要活性代谢物维甲酸对细胞生长和分化的影响，以及在脂肪组织生物学、肥胖症和II型糖尿病中的重要作用[36, 40]。本试验中，维生素A添加量为1 280 000 IU·kg-1的Ⅴ组的脂肪消化率显著低于添加量为5 000～20 000 IU·kg-1的Ⅱ、Ⅲ组，这说明动物食入过量的维生素A会引起机体脂肪代谢异常，适量的维生素A可以增加组织内的脂肪动员和有效氧化脂类分解产生的脂肪酸，进而增加能量消耗。本试验中，添加20 000 IU·kg-1维生素A的水貂干物质、蛋白质及脂肪消化率均最高，这说明维生素A通过促进水貂对营养物质的消化，从而促进水貂生长，而过量添加维生素A则会引起动物营养物质代谢异常，从而影响水貂生长。

3.3 维生素A对水貂血清中血糖及脂类代谢相关指标的影响

血糖，即血液中的葡萄糖，可增强肝的解毒能力，提高肝细胞内肝糖原的含量，维持肝的正常功能[41]。本试验中，虽然维生素A对水貂血清中的血糖含量影响并不显著，但存在着先上升后降低的趋势，其中，添加维生素A含量为20 000 IU·kg-1的水貂血糖含量最高，添加量为1 280 000 IU·kg-1组的水貂血糖含量最低，且低于对照组，这说明维生素A可以促进水貂生长，保护肝，并提高对营养物质的吸收能力。肝是储存脂肪的主要场所，长期超剂量添加维生素A会造成动物机体中毒，影响生产性能和健康状况[4]，并在维持机体脂类代谢平衡过程发挥重要作用，是脂肪酸从头合成的重要场所，可将日粮中过量的碳水化合物转化成脂肪酸[39]。游离的维生素A在小肠中被酯化后吸收，经肠道淋巴系统转运的大部分维生素A以含长链脂肪酸的视黄醇形式在肝中贮存，当机体组织需要时，便水解成游离的视黄醇后通过与视黄醇结合蛋白结合，通过血液转运到达靶器官。许多研究表明，维生素A或者类维生素A能促进肝内脂肪酸分解或抑制脂肪的生成[42-44]。本试验中，添加维生素A的量为50 000 和20 000 IU·kg-1时，可以降低水貂血清中TG和LDL的含量，而超过320 000 IU·kg-1后，水貂血清中TG和LDL含量明显增高。这同Yehya等[45]通过观察服用过量维生素A的人群引起高三酰甘油血症，并导致血低密度脂蛋白含量升高的研究结果一致。维生素A的缺乏会引起鼠血清三酰甘油、高密度脂蛋白及体脂肪含量降低[46]。本试验中同样发现，对照组血清中的TG及HDL均较其他组低，这说明维生素A可以具有调控脂肪合成与氧化的能力。但关于维生素A对水貂脂类代谢的影响机制尚不明确，仍需开展深入研究。

3.4 维生素A对水貂血清中相关酶类的影响

血清中转氨酶的活性可反映机体肝细胞损伤程度，因此检测转氨酶的活性可以判断肝损害程度。当肝细胞遭受破坏或细胞膜通透性增加时，天冬氨酸氨基转移酶、丙氨酸氨基转移酶、碱性磷酸酶等渗入血液，最终导致血液中这些酶的活性显著升高。所以，这3种酶是研究脂肪代谢和胆固醇合成及肝损害的3个重要指标[47]，碱性磷酸酶和乳酸脱氢酶活性可以反映肝和肾的功能状况，天冬氨酸氨基转移酶和丙氨酸氨基转移酶活性可以反映蛋白质代谢和氨基酸利用水平[48]。本研究发现，维生素A对水貂血清中的ALP影响显著，但添加维生素A水平为1 280 000 IU·kg-1组的血清ALP含量最高，这可能是由于过量添加维生素A会使肝负担过重，从而造成血清中的ALP升高。Karar等[49]在小鼠饲粮中添加4 000和40 000 IU·kg-1的维生素A，结果发现，添加维生素A水平为40 000 IU·kg-1组血清中的AST及ALT明显较4 000 IU·kg-1组高。本试验同样发现，AST及ALT随着维生素A添加水平的提高存在着先降低后升高的趋势，Ⅰ、Ⅱ组血清中AST及ALT的含量较低说明适量的维生素A可促进水貂对营养物质的利用，添加维生素A水平为1 280 000 IU·kg-1组血清中的AST含量最高，这可能是因为过量的维生素A是具有肝毒性[50]，导致肝细胞破坏、细胞膜通透性增加，从而ALP、AST、ALT的活性显著升高，造成肝损伤。LDH是参与糖无氧酵解和糖异生的重要酶，本试验中，乳酸脱氢酶活性随着维生素A添加水平的增加先升高后降低，结合血糖试验数据，证明了维生素A的添加可以影响水貂机体的糖代谢过程。