妊娠后期营养限制对蒙古绵羊胎儿生物原胺类神经递质的影响

2021-02-07秦宇龙乔依娜刘迎春

动物营养学报 2021年1期

秦宇龙马驰杨欢訾阳乔依娜刘迎春高峰*

(1.内蒙古农业大学动物科学学院，呼和浩特010018；2.内蒙古农业大学生命科学学院，呼和浩特010018)

宫内生长受限(IUGR)对胎儿有直接和长期的影响，可导致围产期发病率和死亡率增加、生长衰竭、智力缺陷和成年性疾病风险增加[1]。长期以来，由于IUGR胎儿的脑保护效应，有研究表明IUGR胎儿脑重未受影响，因此大量的研究主要集中在IUGR胎儿的心脏[2]、肝脏[3]、胸腺[4]、T淋巴细胞[4]、肌肉和肾脂肪组织[5]、肾脏及肠组织[6]等生长发育，而忽略了IUGR对脑发育及功能影响的相关研究。直到近几年才发现IUGR会导致胎儿脑的重量[7-8]、结构[9-10]等发生不同程度的改变。在机体神经系统中，脑神经传递充当着不可或缺的角色[11]。神经递质可分为氨基酸类、γ-氨基丁酸、生物胺类以及胆碱类[12]，其作用在机体中极其重要，对动物体的学习和记忆、感觉、运动、心血管活动的调节[13]，神经元可塑性[14]，睡眠调节、体温调节、精神稳定[15]以及大脑发育等方面起着重要作用[16]。虽然IUGR会导致胎儿脑发育和结构等发生不同程度的改变，但是，IUGR胎儿脑重和结构改变是否会影响其生物原胺类神经递质生成及分泌的相关报道较少。因此，本试验拟开展妊娠后期营养限制对蒙古绵羊胎儿生物原胺类神经递质分泌影响的相关研究。

1 材料与方法

1.1 试验动物、试验期及营养水平的确定

试验选择健康、体况优良的蒙古绵羊18只，对其进行同期发情、配种后，在妊娠第90天，将其随机分为3组，参照吴庶青[17]、高峰[18]研究确定的不影响蒙古绵羊所产羔羊补偿生长能力的最低营养供给值，即代谢能(ME)0.330 MJ/(kg BW0.75·d)(阈值)，设定低于该阈值50%的营养限制1组[NG1组，n=6，ME=0.175 MJ/(kg BW0.75·d)]、等于该“阈值”水平的营养限制2组[NG2组，n=6，ME=0.330 MJ/(kg BW0.75·d)]以及高于该阈值50%的对照组[CG组，n=6，ME=0.670 MJ/(kg BW0.75·d)]。各组按照营养设置饲喂(表1和表2)，在妊娠第140天时进行屠宰。在此饲喂期间，各组母羊自由饮水和采食盐砖。

表1 饲草及营养物质采食量

表2 采食饲草及剩料的营养水平(风干基础)

1.2 屠宰方法

屠宰前的24 h时开始停止进食，15 h时停止饮水。屠宰后，即刻取出胎儿称重，称重后立即静脉采血，肝素钠抗凝离心分离血浆(3 500 r/min，15 min)，-80 ℃冷冻保存待测；打开胎儿颅腔，完整地取出胎儿的脑组织，用无酶的生理盐水进行冲洗，待冲洗干净后对称重，然后取样待测。

1.3 胎儿脑中生物原胺类神经递质含量的测定

称取约0.05 g的胎儿脑组织，并放入已经灭菌的离心管中，充分剪碎，按照称取脑组织质量的9倍体积加入生理盐水和1颗小钢珠，进行充分匀浆。然后取其上清液，所得上清液即为10%的脑组织匀浆液，采用酶联免疫吸附检测试剂盒(南京建成生物工程研究所)测定多巴胺(DA)、去甲肾上腺素(NA)、肾上腺素(EPI)、5-羟色胺(5-HT)的含量。

1.4 胎儿血浆中生物原胺类神经递质含量的测定

将离心分离后的血浆采用酶联免疫检测试剂盒(南京建成生物工程研究所)测定DA、NA、EPI、5-HT的含量。

1.5 数据统计分析

试验数据采用Excel 2003和SAS 9.0进行一般线性模型统计分析，并采用Duncan氏法进行多重比较。P<0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 妊娠后期营养限制对蒙古绵羊胎儿脑重的影响

妊娠后期营养限制对蒙古绵羊胎儿脑重的影响见表3。由表可知，妊娠第140天，NG1组胎儿的脑重和脑重占体重的百分比显著高于CG组(P<0.05)，而NG2组胎儿的脑重和脑重占体重的百分比与CG组差异不显著(P>0.05)。

表3 妊娠后期营养限制对蒙古绵羊胎儿脑重的影响

2.2 妊娠后期营养限制对蒙古绵羊胎儿脑中生物原胺类神经递质的影响

妊娠后期营养限制对蒙古绵羊胎儿脑组织生物原胺类神经递质的影响见表4。由表可知，NG1组胎儿脑中5-HT(P<0.01)、EPI(P<0.05)含量显著或极显著高于CG组，NA含量极显著低于CG组(P<0.01)，DA含量与CG组差异不显著(P>0.05)；NG2组胎儿脑中5-HT含量极显著高于CG组(P<0.01)，NA(P<0.01)、DA(P<0.05)含量显著或极显著低于CG组，EPI含量与CG组差异不显著(P>0.05)。

表4 妊娠后期营养限制对蒙古绵羊胎儿脑中生物原胺类神经递质的影响

2.3 妊娠后期营养限制对蒙古绵羊胎儿血浆中生物原胺类神经递质的影响

妊娠后期宫内生长受限对蒙古绵羊胎儿血生物原胺类神经递质的影响见表5。由表可知，NG1组胎儿血液的5-HT(P<0.01)、EPI(P<0.01)、NA(P<0.05)、DA(P<0.01)的含量显著或极显著低于CG组；NG2组胎儿血液的5-HT(P<0.01)、NA(P<0.01)、DA(P<0.05)的含量显著或极显著低于CG组，2组间的EPI含量无显著差异(P>0.05)。

表5 妊娠后期营养限制对蒙古绵羊胎儿血浆中生物原胺类神经递质的影响

3 讨论

在妊娠后期，胚胎快速生长发育，当母羊的饲粮营养水平不能满足胚胎的正常发育的需求时，母羊会动员自身的营养储备，尽量满足胚胎的生长发育[19]。但是当母体动员自身的营养储备仍不能满足胎儿需求时，胎儿的组织、器官将会受到影响。母体营养对胎儿和新生儿中枢神经系统的发育成熟和功能完善起着重要的作用[20]。在本试验中，妊娠后期母羊营养限饲严重限制了NG1组和NG2组胎儿体重，并导致NG1组胎儿脑重显著增加，这与高峰[18]、Morgane等[20]的试验结果相似。绵羊脑组织在胎儿期快速发育，胎儿脑组织对营养的获取会优先于其他组织[21]。当母体营养水平受限，胎儿会通过血液营养再分配牺牲其他组织器官的营养来优先保障脑发育的营养供应，从而确保脑在一定程度上的正常发育，这就是“脑保护效应”[22-23]。

神经递质的含量及其变化规律是动物机体中重要的生物学指标。在正常情况下，动物中枢内神经递质的分泌保持在一定水平，并且它们相互之间的比例协调，从而维持功能的稳定[24]。神经递质作为蛋白质和氨基酸的代谢产物，如色氨酸中的5-HT、苯丙氨酸或酪氨酸中的NA和DA，其合成因此也对营养不良敏感[25]。广泛存在于脑皮层质中的5-HT对哺乳动物大脑的发育与成熟起到调节作用[16]。Мрипевскии等[26]研究发现脑中5-HT含量升高，抑制了脑在营养不良情况下对营养物质的消耗。本试验中，随着母体营养水平的降低，NG1组和NG2组胎儿脑中5-HT含量极显著升高。而且，5-HT会抑制NA的释放[27]。正常情况下，NA与其受体作用有收缩血管、升高血压的作用。本试验中2个营养限制组胎儿脑中NA含量极显著降低，这可能与5-HT含量的升高有关。另外，赵文培等[28]、Kerage等[29]的研究中指出EPI和DA都可以扩张血管，增加血流量。本试验中，随着母体营养水平的降低，NG1组胎儿脑中EPI含量极显著升高，从而增加了脑中的血流量。妊娠后期营养限制使胎儿脑中升高的5-HT、EPI和降低的NA可能会导致脑中血管扩张、血流量增加，血管营养物质转运增加、消耗减少，而形成脑保护效应。然而，随着母体营养水平的降低，胎儿血浆中5-HT、EPI、NA、DA含量不同程度地降低，这可能会导致外周组织血管收缩，血流量降低，机体外周组织血液向脑组织有关。总之，IUGR胎儿脑和血中生物原胺类神经递质含量的改变，一方面使机体外周血管收缩，促使血液向脑中回流；另一方面使脑中血管扩张，加大外周血液回流，这可能是生物原胺类神经递质在“脑保护效应”中起到协调平衡作用的一个重要机理。