不同氨气浓度下断奶仔猪的生长、免疫及抗氧化性能指标变化

段彦生，徐 荣，李莎莎，陈 聪，郝瑞荣，李清宏

（山西农业大学动物科学学院，山西太谷 030801）

本课题组早期研究发现，氨气是目前规模猪场向现代化猪场转型期影响猪舍环境卫生的重要因素。氨气是在一类呈碱性且易溶于水的有害气体，不合理的饲养方式常常导致畜禽舍内氨气浓度过高，危害动物及其工作人员的健康。高浓度氨气吸入可造成呼吸道疾病和炎症反应，导致心、肝、肺等脏器出现损伤，已经引起业内的极大关注。已有研究发现，氨气应激会影响肉羊的生产性能，使机体产生炎症反应，降低抗氧化活性，且随着时间的延长不良影响进一步加重；氨气会降低肉鸡生产性能，造成机体氧化损伤，且随着浓度升高而逐渐加强。我国猪舍氨气控制标准值为25 mg/m，该标准制定于1999 年。有关氨气的研究大多在牛、羊、禽类和水产等方面，对断奶仔猪的影响研究不多。因此本试验通过环境控制仓模拟不同氨气暴露浓度，以国家标准为参照，研究不同氨气浓度下断奶仔猪的生长、免疫及抗氧化性能指标变化，为猪舍内有害气体危害研究，减少经济损失以及提高动物福利提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验设计 本试验在山西农业大学动物科技试验站动物环境控制仓内（4.5 m×2.2 m×3.0 m）进行。试验前期进行清理消毒。随机选取36 头体况、日龄、体重相近（10.70±2.10）kg 的杜×长×大三元断奶仔猪分别饲养在4 个环境控制试验舱内，分为4 个处理组，每个处理3 个重复，每个重复3 头猪。每个环控舱除氨气浓度不同外，其余环境参数保持一致。预试期5 d，正试期15 d。试验设3 个阶段，试验第1、2、3 阶段分别为试验第1～5、6～10、11～15 天。

1.2 试验日粮 试验饲粮参照NRC（2012）猪营养需要配制成粉状配合饲料，基础日粮组成及营养成分表见表1，各组断奶仔猪饲喂完全相同的基础饲粮。

表1 基础日粮组成及营养成分表

1.3 饲养管理 试验采用代谢笼饲养，每日饲喂3 次（07:00、13:00、19:00），每天准确记录饲喂量和耗料量，试验期间猪只自由采食和饮水。每日16:00 清粪，通过粪尿沟以水冲粪的方式清理。仓内采用固定式氨气检测仪（JKE500-NH-IR）监测氨气的浓度进行实时校准，氨气控制精度为3 mg/m，实时传输数据，传入到电脑后自动保存，控制氨气浓度为唯一变量。氨气通过电磁阀启停和玻璃转子流量计来供给。为保证仓内浓度准确性，试验前使用手持式氨气检测仪（AR8500）对图1 不同位置氨气浓度进行检测，以使浓度前后一致。于正试期间每天每隔2 个小时用手持式氨气检测仪对仓内浓度进行一次浓度检测，保证舱内气体浓度的精确性。各环控舱的氨气浓度分别控制为0、25、35、45 mg/m，环控舱内温度控制在22～24℃，湿度控制在60%～70%，光照（11 h/d）。其余环境参数均保持一致。

图1 猪舍布局

1.4 样品采集与保存 氨气暴露5、10、15 d 后，采用真空采血管对试验猪进行前腔静脉采血。血样于3 000 r/min离心15 min，采集血清备用。

1.5 测定指标及方法

1.5.1 生长性能 正试期起每隔5 d 早晨对猪逐头进行空腹称重，称重结束后对试验猪生理、精神状态进行观察。计算断奶仔猪的平均日增重（ADG）。在试验期间每天记录每个环控舱内断奶仔猪的饲喂量与余料量，计算生长猪的平均日采食量（ADFI）。根据平均日采食量和平均日增重之比计算耗料增重比（F/G）。

1.5.2 血清生化指标测定 血清生化指标检测谷丙转氨酶（ALT/GPT）、r-谷氨酰转移酶（r-GT）、碱性磷酸酶（ALP）、总胆红素（TBil）、尿素氮（BUN）、葡萄糖（GLU）、总胆固醇（TC）和甘油三酯（TG）、总蛋白（TP）、白蛋白（ALB）、球蛋白（GLO）的含量。以上指标由全自动生化分析仪（美国贝克曼库尔特有限公司AU5811）检测。

1.5.3 免疫指标测定 测定血清中免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白M（IgM）和免疫球蛋白A（IgA）含量，采用ELISA 酶联免疫法测定。检测所用试剂盒购自南京建成生物工程研究所，所检测方法严格按照试剂盒说明书进行操作。

1.5.4 炎性因子测定 利用ELISA 酶联免疫法检测血清中白介素1（IL-1）、白介素2（IL-2）、白介素（IL-10）和肿瘤坏死因子（TNF-）含量。检测所用试剂盒购自南京建成生物工程研究所，所检测方法严格按照试剂盒说明书进行操作。

1.5.5 抗氧化指标测定 利用ELISA 酶联免疫法测定血清超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性及总抗氧化酶（T-AOC）和丙二醛（MDA）含量。检测所用试剂盒购自南京建成生物工程研究所，所检测方法严格按照试剂盒说明书进行操作。

1.6 统计分析 通过 SPSS 22.0 软件采用单因素方差分析（One-Way ANOVO）和邓肯（Duncan's）多重比较，试验最终结果以平均值±标准差表示。以＜0.05 作为差异显著性的判断标准。

2 结果

2.1 氨气环境对断奶仔猪生长性能的影响 由表2 可知，与对照组相比，不同浓度氨气暴露后，试验组断奶仔猪在各时期ADFI、ADG、F/G 无显著影响。

表2 不同氨气浓度对断奶仔猪生长性能的影响

2.2 不同氨气浓度对断奶仔猪血清生化指标的影响 由表3 可知，氨气暴露5 d，与对照组相比，试验仔猪血液中各指标均无显著变化。暴露10 d，氨气浓度为45 mg/m试验仔猪血液中ALT 高于对照组（＜0.05），各处理组无显著差异。暴露15 d，氨气浓度为45 mg/m仔猪血液中BUN 高于对照组（＜0.05），其余各处理组均无显著差异。

表3 不同氨气浓度对断奶仔猪血清生化指标的影响

2.3 不同浓度氨气对血清蛋白的影响 由表4 可知，氨气暴露5 d，与对照组相比，试验仔猪血清中TP、ALB、GLO 含量均无显著性差异；氨气暴露10 d，氨气浓度为25 mg/m和45 mg/m试验仔猪血液中GLO低于对照组（＜0.05），其余各项指标均无显著差异；氨气暴露15 d，试验仔猪血液中TP、ALB、GLO 较对照组无显著性差异。

表4 不同浓度氨气对血清蛋白含量的影响 g/L

2.2 不同浓度氨气对免疫球蛋白含量的影响 由表5 可知，氨气暴露5 d，与对照组相比，IgG 含量随着氨气浓度的升高显著下降（＜0.05）；IgM 含量在45 mg/m组显著下降（＜0.05）；而25 mg/m浓度下IgA 含量显著高于35 和45 mg/m氨气浓度组（＜0.05），其余各处理组差异不显著（＞0.05）。氨气暴露10 d，与对照组相比，氨气浓度为35 和45 mg/m下IgG 含量显著下降（＜0.05），而IgM、IgA 含量在各组间差异不显著（＞0.05）。氨气暴露15 d，与对照组相比，IgM 含量在45 mg/m显著下降（＜0.05），而其余各处理组间差异不显著（＞0.05）。

表5 不同浓度氨气对血清免疫球蛋白含量的影响 g/L

2.3 不同浓度氨气对细胞因子含量的影响 由表6 可知，氨气暴露5 d 后，与对照组相比，氨气浓度为45 mg/m试验仔猪血液中IL-2 含量降低（＜0.05），其余各项指标无显著性差异；暴露10 d 及15 d，与对照组相比，试验仔猪血液中IL-1、IL-2、IL-10、TNF-含量无显著性差异。

表6 不同浓度氨气对细胞因子含量的影响 ng/L

2.4 不同浓度氨气对抗氧化的影响 由表7 可知，氨气暴露5 d，试验组仔猪血液中CAT、T-AOC 低于照组（＜0.05），而其他指标无显著性差异。暴露10 d，氨气浓度为45 mg/m试验仔猪血液中SOD 低于对照组（＜0.05），其余各处理组与对照组相比均无显著差异。暴露15 d，氨气浓度为25 mg/m和35 mg/m试验仔猪血液中SOD 低于对照组（＜0.05），其余各处理组均无显著性差异（＞0.05）；25 mg/m和45 mg/m试验仔猪血液中T-AOC 显著低于对照组，其余处理组无显著差异，35 mg/m组高于25 mg/m组（＜0.05）。

表7 不同浓度氨气对抗氧化指标的影响

3 讨 论

3.1 不同氨气浓度对断奶仔猪生长性能的影响 氨气对畜禽生长性能的影响目前已有很多报道，结果大多表现为氨气暴露显著降低畜禽的ADG 和ADFI。本试验中，各组在3 个试验阶段的ADG 和ADFI 并没有随着猪只与氨气接触时间增长而降低，反而增高，与上述结果不一致，35 和45 mg/m组F/G 在试验第3 阶段开始有所改善，这可能与猪只受到氨气刺激从应激阶段转向适应阶段有关。

3.2 不同氨气浓度对断奶仔猪生化指标的影响 ALP 和ALT 是动物肝功能的重要标志，预示动物体内蛋白质、脂肪、钙、磷等的代谢。高浓度氨气会降低肉鸡血清ALT 和ALP 活性。本试验结果显示，第2 阶段中，45 mg/m组ALT 含量显著高于其他3 组，表明高氨浓度对肝细胞造成了损伤，与刘明等的研究结果基本一致。BUN 是动物体内蛋白质代谢状况的重要表现指标，通过血清中BUN 含量可以反映机体内氮的消耗和沉积情况。GLO 是机体内具有抗细菌、抗病毒、抗外毒素等作用的重要蛋白。当动物遇到应激时血清GLU 会有不同程度上升，氨气环境升高了猪血液中TG 含量。本试验结果显示，各氨气处理组的GLO 含量在10 d 时降低，第3 阶段35 mg/m氨气浓度组的BUN 含量显著高于25、35 mg/m组，GLU、TG未受影响，可能是由于仔猪长期在高氨环境中具有了一定的适应性。

3.3 不同氨气浓度对断奶仔猪免疫球蛋白的影响 免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）是与免疫有关的一类抗体，主要有IgA、IgG 或IgM，用于介导体液免疫，常用来评价机体的免疫力。本试验发现各氨气处理组的IgG含量在5 d 和10 d 时显著降低，35 mg/m和45 mg/m组IgM 和IgA 含量低于对照组，说明氨气降低了机体免疫力，与前人的研究结果相一致。

3.4 不同氨气浓度对断奶仔猪炎性因子的影响 细胞因子（Th）是执行机体免疫功能的细胞，根据其分泌的细胞炎性因子及其生物学功能分为Th1 和Th22 种。Th1 分 泌IL-1、IL-2、IFN-和TNF-等炎性因子；介导机体细胞免疫，帮助B 细胞产生抗体，参与机体由细胞内感染和细胞免疫引起的炎症反应。Th2 分泌IL-4、IL-6 和IL-10 等炎性因子，介导体液免疫，可协助和促进B 细胞增殖和分化抗体的产生。随着氨气浓度升高，血清中的IL-1、IL-6、IL-10 和INF-含量呈上升趋势，而IL-2 呈下降趋势。在本试验中，暴露5 d 时，45 mg/m组的IL-2 含量显著降低，IL-1和TNF-含量低于对照组，但IL-10 含量升高，说明高浓度氨气环境中，猪为了适应Th1 功能抑制下的免疫力，从而促进了Th2 分泌。

3.5 不同氨气浓度对断奶仔猪抗氧化的影响 氧化损伤是破坏机体免疫功能与健康的重要机制，机体抗氧化系统清除自由基的能力有限，过多的氧自由基会破坏体内脂肪、蛋白质、核酸等。抗氧化酶GSH-Px、SOD和CAT 等的活性变化与动物的应激反应密切相关，可用于反映机体的免疫状态。当机体抗氧化酶含量升高时，机体处于较高的免疫状态。T-AOC 是评价机体抗氧化系统功能状况的综合性指标。本试验结果显示，氨气处理组CAT 活性在5 d 时显著降低；45 mg/m组SOD 活性在10 d 时显著降低，较低氨气浓度暴露15 d时SOD 活性显著降低，45 mg/m氨气浓度T-AOC 含量在5 和15 d 时显著低于对照组，与前人研究结果相似。说明高浓度氨气短时间内使机体的抗氧化酶活性降低，造成机体抗氧化能力下降，随着刺激时间延长，低浓度的氨气会产生同样结果。因此，氨气浓度会影响机体的抗氧化系统。

4 结 论

本研究结果表明，高浓度氨气对断奶仔猪生产性能无显著影响，长期的25 mg/m氨气浓度可使肝功能受到一定损伤，氧化物大量产生，使机体产生炎症反应，并破坏Th1/Th2 平衡，激活机体免疫应答。随着暴露时间的延长，机体逐渐产生适应能力，各器官发生代偿性修复。