母鼠饲粮添加丙酸铬对子代断奶仔鼠器官指数、血清生化指标和免疫功能的影响

2020-04-22王良治张晋源郑灿财黄艳玲

中国畜牧杂志 2020年4期

王良治，张晋源，郑灿财，黄艳玲*

（1.西南民族大学生命科学与技术学院，四川成都 610041；2. 四川省畜牧总站，四川成都 610041）

铬作为人和动物机体重要的微量元素之一，可通过与寡肽结合增强胰岛素受体酪氨酸激酶的活性来调节胰岛素活性，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]。虽然正常饲养条件下饲粮中的铬含量就足以满足动物机体的需要，但营养学研究表明，铬的添加可以影响动物的代谢和生产[2-6]。在饲粮中添加适量的铬可以提高动物的生长性能和机体免疫功能[2-4]，降低机体的胆固醇含量[5]，提高肉品质[6]。近年来，母体营养对子代营养代谢的影响引起了越来越多的关注，越来越多的证据表明母体孕期的饲粮营养水平能够引起子代生理上的变化，但目前的研究大多集中在宏量营养素营养上[7-9]。Rao 等[10]认为母体孕期微量营养素和宏量营养素的供给对子代的正常生长同等重要。黎雄才等[11]研究发现母体饲粮中添加铬可以提高子代初生重、窝重以及断奶窝重。因此推测母代饲粮中添加铬对子代具有一定影响。本试验以SD 大鼠母鼠为动物模型，以丙酸铬为铬源，初步探讨在母鼠饲粮中添加丙酸铬对子代断奶仔鼠器官指数、肠道形态、血清生化指标和免疫功能的影响，为动物生产中合理使用铬提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料及试验设计试验选用体重（55.68±3.19）g的无特定病原体（SPF）级雌性断奶SD 大鼠36 只，预试10 d 后，将雌鼠按照体重无差异原则分为3 个处理组，每个处理组6 个重复（笼），每个重复（笼）2 只大鼠。根据AIN-93G 推荐[12]并结合所购买原料的实际水平进行调整，配制基础饲粮见表1。对照组饲喂基础饲粮，试验组在基础饲粮中分别添加0.2、1.0 mg/kg 铬（丙酸铬由建明（珠海）工业有限公司提供，实测铬含量0.11 %）。母鼠饲喂至正试期第7 周时将提前购买的预试1 周的SPF级体成熟公鼠以雌雄比为2:1 与母鼠合笼进行交配，通过检查阴道栓和观察体况的方式确认是否受孕。母鼠受孕后单独喂养并做好标记，继续饲养至仔鼠3 周断奶为止，试验期共104 d。

表1 基础饲粮组成及营养成分（风干基础）

1.2 饲养管理正式饲养前10 d，对动物房及饲养器具进行清洁和熏蒸消毒。按照《SD 大鼠饲养管理操作规程》，结合试验场地条件，通过空调将动物房温度控制在（24±1）℃，湿度控制在50%～60%，排气扇24 h 连续通风换气，自然周期光照。SD 大鼠自由采食相应饲粮，自由饮用去离子水（未检测出铬）。定期更换垫料，定期使用新洁尔灭对动物房进行消毒。仔鼠出生后3 d 内，同一处理组各重复之间仔鼠数量统一调整为8 只。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 饲料及肝脏铬含量将配置好的基础饲粮以及仔鼠肝脏风干样品在自动控温电热板上经浓HNO3（优级纯）湿消化稀释成含铬溶液，在石墨炉原子吸收光谱仪（SOLAAR S2，美国热电公司）上测定铬的含量。

1.3.2 器官指数试验第104 天，以重复笼为单位对仔鼠进行性别区分，选取2 只子代雄性大鼠低剂量乙醚麻醉，待其处于昏迷状态时，将其固定在解剖板上，使用真空采血针/管（不含抗凝剂）进行心脏采血，采血后剖离仔鼠的胸腺、心脏、肝脏、脾脏、肾脏、小肠，称重并计算各器官指数，并将肝脏保存置-20℃条件下以待分析测定。

器官指数（mg/g）= 器官鲜重/活体重

1.3.3 小肠形态学指标断奶仔鼠处死后，剖离小肠，将小肠置于预冷的操作台上，依次剪取十二指肠、空肠前端（空肠接近十二指肠的一端）、空肠后端（空肠接近回肠的一端）、回肠各2 cm，分别测定其绒毛高度（VH）、隐窝深度（CD）以及二者的比值（V/C）。

1.3.4 血清指标低剂量乙醚麻醉选中的子代雄性大鼠，待其处于昏迷状态时固定在解剖板上，使用真空采血针/管（不含抗凝剂）进行心脏采血，采集的血样常温静置0.5 h 后，在 4℃条件下以 2 000×g 离心 15 min 制得血清，置于-20℃条件下保存待分析测定。

采用双缩脲法测定血清总蛋白（TP）含量，采用葡萄糖氧化酶- 过氧化物酶比色法（GOD-POD）测定血清葡萄糖（GLU）含量，采用分光光度法测定血清中的乳酸脱氢酶（LDH）活力、碱性磷酸酶（AKP）含量、二胺氧化酶（DAO）活力，采用ELISA 法测定D- 乳酸（D-Lac）、免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白M（IgM）的含量。试剂盒全部来源于南京建成生物工程研究所。

1.3.5 空肠黏膜免疫指标取空肠10 cm，纵向剪开，暴露黏膜面，用预冷的磷酸盐缓冲液（PBS）轻轻冲洗食糜，随后用载玻片轻轻刮取肠黏膜。采用分光光度法测定肠黏膜中的AKP 活力、DAO 活性，采用ELISA测定分泌型免疫蛋白A（sIgA）的含量，试剂盒来自南京建成生物工程研究所。

1.4 统计分析以各重复笼为单位，应用SAS 9.2 软件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，对差异显著的结果使用LSM 进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 母体饲粮中添加丙酸铬对子代断奶仔鼠肝脏中铬沉积的影响由表2 可知，与对照组和0.2 mg/kg 铬组相比，母体1.0 mg/kg 铬组极显著提高了铬在子代断奶仔鼠肝脏中的沉积，对照组与0.2 mg/kg 铬组无显著差异。

表2 母体饲粮中不同水平丙酸铬在子代断奶仔鼠肝脏中的沉积 mg/kg

2.2 母体饲粮中添加丙酸铬对子代断奶仔鼠器官指数的影响由表3 可知，与对照组相比，在母鼠饲粮中添加丙酸铬对子代断奶仔鼠的心脏指数、胸腺指数、肝脏指数、脾脏指数均无显著影响；与对照组和0.2 mg/kg 铬组相比，1.0 mg/kg 铬组极显著提高了肾脏指数，0.2 mg/kg 铬组与对照组差异不显著；与对照组相比，1.0 mg/kg 铬组显著降低了小肠指数，而0.2 mg/kg 铬组与对照组和1.0 mg/kg铬组均无显著差异。

表3 母体饲粮中不同水平丙酸铬对子代断奶仔鼠器官指数的影响 mg/g

2.3 母体饲粮中添加丙酸铬对子代断奶仔鼠肠道形态的影响由表4 可知，与对照组相比，在母鼠饲粮中添加丙酸铬显著降低了子代断奶仔鼠十二指肠VH，对CD及V/C 无显著影响；与对照组相比，在母鼠饲粮中添加丙酸铬对断奶仔鼠空肠前端VH、CD 无显著影响，而0.2 mg/kg 铬组V/C 较1.0 mg/kg 铬组有显著提高；母鼠饲粮中添加丙酸铬对空肠后端和回肠的VH、CD及V/C 均无显著影响。

2.4 母体饲粮中添加丙酸铬对子代断奶仔鼠血清生化指标的影响由表5 可知，与对照组相比，在母鼠饲粮中添加丙酸铬对子代断奶仔鼠血清的TP 含量、GLU 含量和LDH 活力无显著影响；1.0 mg/kg 铬组显著降低了血清AKP 的含量，极显著降低D-Lac 含量。

2.5 母体饲粮中添加丙酸铬对子代断奶仔鼠免疫功能的影响由表6 可知，在母鼠饲粮中添加不同水平丙酸铬对断奶仔鼠的IgA 含量影响不显著；相比对照组，1.0 mg/kg铬组极显著降低IgG 含量，显著降低IgM 含量，而0.2 mg/kg铬组与1.0 mg/kg 铬组和对照组均无显著差异。

表4 母体饲粮中不同水平丙酸铬对子代断奶仔鼠肠道形态的影响

表5 母体饲粮中不同水平丙酸铬对子代断奶仔鼠血清生化指标的影响

表6 母体饲粮中不同水平丙酸铬对子代断奶仔鼠血清免疫指标的影响

从表7 可知，在母鼠日粮中添加丙酸铬对子代断奶仔鼠空肠黏膜的AKP 活力、DAO 活力、sIgA 含量均无显著影响。

表7 母体饲粮中不同水平丙酸铬对子代断奶仔鼠空肠黏膜免疫的影响

3 讨论

3.1 母体饲粮中添加丙酸铬对子代断奶仔鼠肝脏铬沉积的影响本研究发现，子代断奶仔鼠肝脏中铬的沉积量与母鼠饲粮中铬的添加水平密切相关。类似地，肖芳[13]发现21 日龄子代羔羊肝脏铬沉积量随着母羊饲粮丙酸铬添加水平的升高呈直线上升。Emami 等[14]亦发现羔羊血浆和组织铬含量随着日粮蛋氨酸铬添加量的增加而增加。张加力[15]试验发现，在罗曼蛋鸡中添加不同水平的酵母铬能够显著增加铬在蛋中的沉积，在试验21天时，蛋铬沉积量随着饲料中铬含量增加而增加，且达到高峰，在试验第35 天与49 天时，试验组铬的沉积量与第21 天相比略有下降，且铬的沉积量趋于一致。由此可知，随着在母体饲粮中铬的提高能够显著提高子代机体中的铬沉积。

3.2 母体饲粮中添加丙酸铬对子代断奶仔鼠器官指数的影响本研究发现，在母鼠饲粮中添加不同水平的丙酸铬对子代断奶仔鼠的心脏指数、胸腺指数、肝脏指数和脾脏指数均无显著影响，但1.0 mg/kg 铬组提高了肾脏指数，降低了小肠指数。肾脏作为机体泌尿系统的重要器官，肾脏指数的提高预示着肾脏功能的加强，这可能意味着母体饲粮中铬的添加提高了子代机体的新陈代谢能力；而小肠指数的降低可能意味着母体饲粮中添加较高剂量铬对子代肠道发育造成了一定的负面影响[16]。Rajalekshmi 等[17]研究发现，在常规饲养条件下肉鸡饲粮中添加丙酸铬对6 周龄肉公鸡的胸腺指数、脾脏指数、法氏囊指数没有显著影响。而Ghazi 等[18]在热应激条件下肉仔鸡饲粮中添加铬得出了不同结论，其发现在饲粮中添加铬能够显著提高胸腺指数和脾脏指数，但不影响法氏囊指数。郑灿财等[19]在常规饲养条件下大鼠饲粮中添加铬，发现其对大鼠肝脏指数和肾脏指数无显著影响，但0.2 mg/kg 组显著提高了脾脏指数；其在肉仔鸡饲粮中添加铬也得出了类似的结论，饲粮铬的添加有提高法氏囊指数的趋势，对胸腺指数和脾脏指数均无显著影响[20]。刘琪等[21]研究发现，在常规饲养条件下妊娠后期山羊饲粮中添加不同水平的铬可以线性提高21日龄子代断奶羔羊肾脏指数、胸腺指数和瘤胃指数。胸腺作为机体的重要淋巴器官，其功能与免疫紧密相关；脾脏是机体最大的免疫器官，是机体细胞免疫和体液免疫的中心。由此可推断，在饲粮中添加铬具有提高机体免疫功能的潜力。

3.3 母体饲粮中添加丙酸铬对子代断奶仔鼠肠道形态的影响本研究发现，母体饲粮中添加铬显著降低了十二指肠的VH，但对CD 及V/C 无显著影响；相比1.0 mg/kg铬组，0.2 mg/kg 铬组能显著提高空肠前端V/C，但均与对照组无显著差异。郑灿财等[19]发现常规饲养条件下大鼠饲粮铬添加水平对大鼠空肠VH、CD 无显著影响，但1.0 mg/kg 铬组能显著提高空肠V/C。而李燕[22]发现饲粮中添加0.2 mg/kg 吡啶羧酸铬可显著增加14日龄热应激肉鸭空肠的V/C，并可显著增加21 日龄热应激肉鸭回肠的V/C。由此可知，在饲粮中添加适量铬能够改善应激状态机体的肠道形态。而本试验发现，在母鼠饲粮中添加铬降低了子代断奶仔鼠十二指肠的VH，0.2 mg/kg 铬组提高了空肠前端的V/C，且有提高十二指肠V/C 的趋势，这与本试验中添加铬对小肠指数的影响类似，即较高剂量的铬对子代肠道形态造成了一定的负面影响。由此可知，当母鼠饲粮中铬的添加剂量达到1.0 mg/kg 时反而可能会给子代断奶仔鼠的肠道形态带来负面效果。

3.4 母体饲粮中添加丙酸铬对子代断奶仔鼠血清生化指标的影响本研究发现，在母鼠饲粮中添加铬有降低子代断奶仔鼠血清GLU 含量的趋势；相比对照组和0.2 mg/kg铬组，1.0 mg/kg 铬组显著降低了AKP、D-Lac 含量。Tian 等[23]研究也发现，在生长猪饲粮中添加0.2～0.8 mg/kg铬能显著降低血清GLU，而对其他血清代谢产物无显著影响。Emami 等[14]研究发现，羔羊血浆葡萄糖、胰岛素和甘油三酯浓度随着饲粮中铬的添加水平增加而显著降低。郑灿财等[19]研究发现在大鼠饲粮铬添加水平对大鼠血清TP、GLB 含量及白蛋白与球蛋白之比（A/G）无显著影响。这提示在饲粮中添加铬具有提高葡萄糖利用率的作用。有研究表明当机体遭受应激时，AKP 含量明显降低[24]。而在本试验中1.0 mg/kg 铬组的AKP含量较对照组和0.2 mg/kg 铬组显著降低，这表明添加高剂量的铬对机体代谢产生了负面影响。D-Lac 是胃肠道固有细菌的代谢终产物，哺乳动物不具备将其快速代谢分解的酶系统，因此血液中D-Lac 水平改变可反映肠道通透性的改变[25]。肠道通透性是反映肠道黏膜屏障功能的重要因素。本试验研究发现在母鼠饲粮中添加高剂量铬可降低子代断奶仔鼠的肠道通透性。

3.5 母体饲粮中添加丙酸铬对子代断奶仔鼠免疫功能影响本研究发现，在母鼠饲粮中添加铬对子代断奶仔鼠血清IgA 含量、AKP 活力、DAO 活性、sIgA 含量无显著影响，相比对照组，1.0 mg/kg 铬组极显著降低IgG含量，显著降低IgM 含量。肖芳[13]研究发现，在产前和产后21 d 母羊饲粮中添加铬可以提高21 日龄子代羔羊血清IgG 和IgM 含量，但对IgA 含量、AKP 活力和DAO 活性以及sIgA 含量没有影响。而Wang 等[26]在育肥猪上的试验表明，饲粮添加铬显著提高血清IgA 和IgG 的含量，并且IgA 含量随铬添加水平的增加呈先升高后降低的二次曲线变化，而IgG 含量呈线性变化；但对IgM 的含量无显著影响。本试验发现当饲粮中添加高剂量铬时会降低血清中IgG 和IgM 的含量，对IgA没有显著影响。有研究表明当机体受到应激损伤时，体内AKP 的活性降低[24]，且细胞的通透性改变，胞内的DAO 被大量分泌到细胞外，在肠道中则体现为肠腔内的DAO 活性增高，黏膜内的DAO 活性降低[27]。本试验中，仔鼠断奶后便立即进行屠宰试验，并没有经受严重的应激，而铬对处于正常状态的机体代谢作用不明显，这可能是AKP、DAO 活性差异不显著的原因之一。本试验结果表明，母鼠饲粮中添加低剂量铬对子代断奶仔鼠免疫功能无显著影响，但添加量为1.0 mg/kg 时会产生一定的负面影响。