山药多糖对断奶仔猪免疫性能和肠道形态结构的影响研究

赵伟鑫， 曹猛猛， 靳 艳， 张金洲， 苗志国

（河南科技学院动物科技学院，河南新乡453003）

饲料中添加抗生素可以预防和治疗由断奶压力所引发的肠道疾病，但抗生素长期过量使用，会导致细菌产生多重耐药性、畜产品中抗生素残留以及肉产品质量等问题（龚泽修等，2019）。因此，开发新型饲料添加剂用于替代抗生素已成为当前研究的热点。中草药及其提取物作为抗菌剂潜在的替代品在调节早期断奶动物免疫性能与肠道健康方面的研究，已经受到学者的广泛关注（陈丽玲等，2020）。山药是我国常见的食用和药用食品之一，具有改善胃肠功能、缓解厌食和治疗腹泻等多种药理作用（Liu等，2016）。山药多糖主要由半乳糖、葡萄糖、甘露糖、木糖和阿拉伯糖组成，是山药中重要的活性成分之一。现有研究表明，山药多糖的生物活性主要包括抗肿瘤、抗突变、抗氧化、免疫调节、降血糖、调节胃肠等方面（Huang等，2020；陈梦雨等，2020；Ju等，2014）。此外，山药多糖还广泛被应用于食品和生物医药等领域，但山药多糖在断奶仔猪上的研究则鲜有报道。因此，本研究以山药多糖为试验材料，用于探讨其对断奶仔猪免疫性能、肠道形态结构与消化酶活性的影响，旨在为有效利用山药多糖、开发猪用绿色中草药饲料添加剂提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料 选择90头28日龄平均体重（7.60±0.14）kg的杜×长×大三元杂交断奶仔猪，试验仔猪由河南省沈丘县春发养殖场提供。试验猪所用基础日粮依照NRC（2012）猪营养标准进行配制，其原料组成及营养水平见表1。山药多糖购于陕西哈拿生物科技有限公司。

1.2 试验设计 断奶仔猪按胎次一致、体重相近、公母各半的分组方法，采用随机分组设计，分为5组，每组3个重复，每个重复6头。对照组饲喂基础日粮，不添加山药多糖；其他组在基础日粮的基础上分别添加0.01%、0.05%、0.10%、0.20%山药多糖。试验采用群饲，饲养管理按常规进行，自由采食和饮水，预试期7 d，正试期40 d。

表1 基础日粮组成及营养水平

1.3 肠道取样 饲养试验结束后，随机从每组的每个重复中选择体重相近的健康仔猪各2头（公母各半），共30头，自由饮水，停食12 h。然后采用颈静脉放血处死，打开腹腔，在每头仔猪相同部位剪取十二指肠、空肠和回肠0.5 cm的肠道组织，放入盛有10%福尔马林固定液的玻璃容器中，在4℃条件下保存至光学显微镜切片的制备和观察。此外，在相同部位对十二指肠、空肠、回肠进行结扎，并在结扎的两端剪断，用酒精棉球消毒各断口，放入消毒容器中，4℃立即运回实验室，用于消化酶活性的分析。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 免疫性能指标测定 通过颈静脉穿刺将10 mL血液采集到不含抗凝剂的真空管中。在4℃下放置30 min，3000 r/min离心10 min，分离血清并将其转入0.5 mL离心管中，经液氮速冻后转入-20℃冰箱中分析备用。采用ELISA法酶联免疫吸附试验法对猪免疫球蛋白M（IgM）、免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白A（IgA）、白细胞介素2（IL-2）、白细胞介素6（IL-6）、干扰素γ（IFN-γ）的含量进行分析检测，试剂盒均购自南京建成公司。

1.4.2 小肠形态结构测定 经过高温清洗、脱水、透明、蜡浸、包埋等处理后，将切片切成5μm的厚度，然后用苏木精-伊红染料染色，并用中性环氧胶固定后制成光镜切片。拍照观察、显微测量小肠各段绒毛高度和隐窝深度时采用莱卡Qwin图像分析仪，并计算绒毛高度与隐窝深度的比值。每个样品制作3个非连续性的纵向切片，每个切片测量10个绒毛高度、隐窝深度，采用计算平均值的方法对每个数据进行测定。

1.4.3 消化酶活性的测定 胰蛋白酶、胰脂肪酶和淀粉酶的活性均采用试剂盒（南京建成生物工程研究所）进行测定。取在屠宰试验中分离得到的小肠内容物，称重后，按重量体积比1∶9加入样本匀浆介质，冰浴条件下充分匀浆。2500 r/min离心10 min，取上清液测定胰蛋白酶活性；取小肠内容物，称重后，按重量体积比1∶4加入生理盐水介质匀浆。4000 r/min离心10 min，取上清液用于测定胰脂肪酶和胰淀粉酶的活性。

1.5 数据处理 本试验所得数据全部采用SPSS 19.0统计软件中的One-Way ANOVA进行统计分析，结果用“平均数±标准误”表示，P＜0.05时确定为有显著差异。

2 结果与分析

2.1 山药多糖对仔猪免疫性能的影响 由表2可知，在日粮中添加一定量的山药多糖均能不同程度地提高血清中IgA、IgG、IgM、IL-2、IL-6和IFN-γ水平。与对照组相比，各试验组的IgG分别提高了18.83%（P＞0.05）、22.87%（P＞0.05）、32.74%（P＜0.05）和21.97%（P＞0.05）；试验组IgM分别提高了8.96%（P＞0.05）、61.19%（P＜0.05）、80.60%（P＜0.05）和76.12%（P＜0.05）；试验组IgA分别提高了21.43%（P＞0.05）、42.86%（P＜0.05）、92.86%（P＜0.05）和50.00%（P＜0.05）。与对照组相比，试验组的细胞因子IL-2分别显著提高了12.43%（P＜0.05）、26.09%（P＜0.05）、32.34%（P＜0.05）和66.72%（P＜0.05）；IL-6分别提高了8.39%（P＞0.05）、32.50%（P＜0.05）、58.86%（P＜0.05）和59.34%（P＜0.05）；IFN-γ分别显著提高了14.78%（P＜0.05）、25.50%（P＜0.05）、34.40%（P＜0.05）和28.49%（P＜0.05）。

表2 山药多糖对仔猪免疫性能的影响

2.2 山药多糖对断奶仔猪肠道形态结构的影响如表3所示，与对照组相比，0.10%、0.20%山药多糖组十二指肠绒毛高度分别增加了14.70%（P＜0.05）、8.94%（P＜0.05）；隐窝深度分别降低了21.44%（P＜0.05）、15.79%（P＜0.05）；绒毛/隐窝分别增加了46.15%（P＜0.05）、29.55%（P＜0.05）。空肠绒毛高度分别增加了12.49%（P＜0.05）、10.71%（P＜0.05）；隐窝深度分别降低了20.17%（P＜0.05）、15.99%（P＜0.05）；绒毛/隐窝分别增加了40.96%（P＜0.05）、31.73%（P＜0.05）。回肠肠绒毛高度分别增加了9.56%（P＜0.05）、5.93%（P＜0.05）；隐窝深度分别降低了28.30%（P＜0.05）、20.99%（P＜0.05）；绒毛/隐窝分别增加了52.97%（P＜0.05）、34.16%（P＜0.05）。

表3 山药多糖对断奶仔猪肠道形态结构的影响

2.3 山药多糖对断奶仔猪消化酶活性的影响如表4所示，与对照组相比，0.10%、0.20%山药多糖组十二指肠蛋白酶活性分别增加了9.55%（P＜0.05）、6.17%（P＜0.05）；淀粉酶活性分别增加了15.33%（P＜0.05）、9.75%（P＜0.05）；0.1%山药多糖组脂肪酶活性增加了14.65%（P＜0.05）。0.1%山药多糖组空肠中蛋白酶、淀粉酶活性分别增加了7.62%（P＜0.05）和28.54%（P＜0.05）；0.05%、0.1%、0.2%山药多糖组回肠蛋白酶活性分别增加了7.92%（P＜0.05）、10.57%（P＜0.05）、9.06%（P＜0.05）；淀粉酶活性分别增加了16.84%（P＜0.05）、22.73%（P＜0.05）、17.27%（P＜0.05）。

表4 山药多糖对断奶仔猪消化酶活性的影响U/g

3 讨论

研究表明，山药多糖在一定程度上可以诱导免疫因子的产生，增强机体的免疫功能，起到体内外免疫调节作用（Huang等，2020；秦婷等，2013）。仔猪血清中IgA、IgG、IgM在维持动物机体免疫功能方面发挥重要的调节作用。有研究表明，机体防御能力强弱可通过干扰素的含量多少进行判断（王晓艳，2018）。另一方面，巨噬细胞能够分泌细胞因子TNF-α、IL-6、IFN-γ，以及活性效应分子NO，从而促进巨噬细胞识别抗原性异物的能力，提高巨噬细胞的吞噬功能，增强机体的抵抗力（雷金丽等，2018；Iguchi等，1996）。杨硼飞（2018）研究发现，黄芪多糖在动物体内可促进内源性干扰素的产生，以及抑制病毒蛋白的合成，因此使黄芪多糖能够发挥增强机体免疫功能的效果。王蓉等（2020）研究发现，沙棘多糖能够增强免疫低下小鼠TNF-α、IL-6和IFN-γ的表达水平，提高免疫低下小鼠的免疫功能。Zhou等（2018）发现，银耳多糖能保护免疫抑制小鼠免疫器官（改善免疫器官指数，减轻免疫器官损伤），显著提高血清IL-2、IL-12、IFN-γ和IgG水平，表明银耳多糖具有增强免疫抑制小鼠免疫活性的作用。谭春爱（2014）分析表明，日粮中添加山药多糖能显著提高宁都黄鸡的血液中IgA、IgG、IgM水平，进而提高免疫能力。日粮中添加酵母多糖仔猪血清中IgM含量显著提高（张金宝等，2018；徐杰等，2018）。这些研究结果均与本试验结果相似，说明山药多糖能够有效地发挥免疫调节作用。

动物肠道屏障结构的完整性是保障正常消化吸收功能的重要基础之一（李小兰，2015）。当肠道屏障受损时，会影响营养物质的吸收利用并导致腹泻。仔猪的免疫系统和消化系统等方面发育不完善，断奶时饲料形式和喂养条件的转变会引起机体免疫能力的下降、肠道损伤以及消化酶活性不足等问题，从而导致仔猪发病率和死亡率等风险增加。大量研究表明，山药多糖在维持肠道形态结构完整性，改善肠道健康，提高机体免疫力方面发挥重要作用（龚凌霄等，2019；Zhang等，2019；于莲等，2016）。Milm等（2018）研究发现，日粮中添加一定量的山药多糖具有调节肠道黏膜免疫的潜力。陈丽玲等（2020）发现，在断奶仔猪日粮中添加白术茯苓多糖能有效改善小肠黏膜形态结构，维持肠道正常的通透性。Rattigan等（2019）发现，添加岩藻糖胶可以改善断奶仔猪肠道形态和增加消化酶活性。Liu等（2020）研究表明，食用海藻多糖可以通过改善中华绒螯虾免疫反应和肠道健康来提高其生长性能。这些研究结果均与本试验结果相似，说明山药多糖能够有效地改善断奶仔猪肠道形态结构。

4 结论

本试验结果表明，添加山药多糖可以提高仔猪血清中IgA、IgG、IgM、IL-2、IL-6和IFN-γ水平，提高肠道绒毛高度、绒毛高度与隐窝深度比值和消化酶活性，降低肠道隐窝深度，本试验条件下，0.10%山药多糖添加效果最好。