妊娠后期饲粮中添加N-氨甲酰谷氨酸对伊犁母马血浆参数及新生马驹体重、体尺指标的影响

2023-03-07臧长江李晓斌余英英李凤鸣刘保宣陈开旭刘建成

动物营养学报 2023年2期

徐浩院东臧长江* 李晓斌余英英李凤鸣刘保宣陈开旭刘建成

(1.新疆农业大学动物科学学院，新疆肉乳用草食动物营养实验室，乌鲁木齐830052；2.昌吉市吉缘牧业有限公司，昌吉831100)

N-氨甲酰谷氨酸(N-carbamylglutamic acid，NCG)是N-乙酰谷氨酸的类似物，是内源性精氨酸合成的激活剂，可以激活精氨酸合成途径的关键酶——氨甲酰磷酸合成酶-Ⅰ(CPS-Ⅰ)，通过促进谷氨酰胺合成瓜氨酸，增加精氨酸的内源性合成及血浆中精氨酸的含量[1]。精氨酸及其代谢产物一氧化氮(NO)、多胺是胎盘血管生成的主要参与者，母畜妊娠期间在血管生成、胎盘和胎儿的生长、子宫-胎盘血流量、母体与胎儿间营养物质的交换等方面发挥着重要的作用[2-3]。母马的营养和生理状况直接影响胎儿的生长发育，母马繁育过程中具有妊娠期长、流产率高的特点。母马的流产可能发生在整个妊娠期间，30%以上的流产发生在当年妊娠的9—11月份和次年的2—3月份[4]。降低母马流产率是提高母马的繁殖效率和经济效益的有效措施。Mortensen等[5]研究表明，母马妊娠期补饲精氨酸可增加母体对子宫、胎盘的供血量，提高母马对子宫、胎盘营养物质的供应。Lassala等[6]给妊娠100～121 d的多胎母羊静脉注射精氨酸后提高了羔羊的存活率，增加了4胎羔羊的初生重。目前，关于在母马妊娠期补饲NCG的报道较少，尤其是关于母马妊娠期胎儿发育的报道。因此，为进一步提高伊犁马的繁殖性能，降低流产率，本试验开展了在妊娠后期饲粮中添加NCG对伊犁母马血浆参数及新生马驹体重、体尺指标影响的研究，以期为NCG在繁殖母马生产中的应用提供数据参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验用NCG为市购，有效成分含量为97%。

1.2 试验设计

在新疆伊犁昭苏县种马场按照体重、年龄、预产期相近的原则选取30匹妊娠后期[(280±15) d]伊犁母马为试验对象，随机分成2组，分别为对照组和NCG组，每组15匹母马。母马基本信息见表1，2组间年龄、体重和体高均差异不显著(P>0.05)。对照组饲喂基础饲粮，NCG组则饲喂添加0.17% N-氨甲酰谷氨酸的基础饲粮，即每匹马每天补饲20 g NCG。饲喂期为52 d，其中预试期7 d，正试期45 d。

表1 母马基本信息

1.3 基础饲粮组成及营养水平

基础饲粮配制参考NRC(2007)马的饲养标准中妊娠母马的营养需要量进行配制，其组成及营养水平见表2。

表2 基础饲粮组成及营养水平(干物质基础)

续表2项目Items对照组Control groupNCG组NCG group粗蛋白质 CP 9.279.29中性洗涤纤维 NDF41.8641.87酸性洗涤纤维 ADF21.0821.06钙 Ca0.760.76磷 P0.390.39消化能 DE/(MJ/kg)11.3711.38

1.4 饲养管理

试验母马进行分群饲养管理，每天在运动场自由活动。精料补充料饲喂时间为11:00，每天1次，每次按每匹母马2 kg饲喂，青干草按每匹马每天10 kg饲喂，于每天09:00、20:00各饲喂1次，每次5 kg，自由饮水，保持圈舍卫生。

1.5 样品的采集与处理

1.5.1 饲粮样品的采集与处理

于试验的第0(预试期结束时记为试验的第0天)、45天分别采集饲粮样品，在65 ℃的烘箱中烘48 h至恒重获得风干样，然后用粉碎机粉碎，过40目筛，装入密封袋中密封保存，用于常规营养成分含量的测定。

1.5.2 血液样品的采集与处理

分别于试验第0、21、45(分娩后)天用5 mL肝素钠抗凝管于马匹颈静脉采集血液2管，以3 500 r/min离心10 min，收集血浆，分装于EP管中，置于-20 ℃冰箱冻存。

1.6 指标的测定

1.6.1 饲粮常规营养成分含量的测定

干物质(DM)、粗蛋白质(CP)、钙(Ca)、磷(P)含量参照《饲料分析及饲料质量检测技术(第3版)》[7]进行检测，采用Van Soest等[8]的方法测定中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量。

1.6.2 新生马驹体重、体尺指标的测定

于母马分娩后12 h之内测定每匹马驹的体高、体斜长、胸围、管围等体尺指标和体重。马驹体重用电子秤称量，体尺指标采用测杖和软皮尺测定。体高为由鬓甲顶点到地面的垂直距离；体斜长为肩端到臀端的直线距离；胸围为肩胛骨后缘绕体躯的周长；管围为左前管骨上1/3下端，管骨最细部分水平周长。

1.6.3 产后妊娠率的测定

母马分娩时间集中在饲喂期的第42～52天，NCG组和对照组产马驹30匹，均存活。于产后母马初次发情配种后15 d使用兽用B超仪(型号：BXL-V20)检查妊娠情况，记录妊娠率；于配种结束后28 d再次用兽用B超仪检查妊娠情况，统计妊娠率。

妊娠率(%)=100×妊娠母马匹数/配种母马匹数。

1.6.4 血浆参数的测定及方法

血浆送至南京建成生物工程研究所测定血浆参数，包括NO、总一氧化氮合成酶(TNOS)、内皮型一氧化氮合成酶(eNOS)、诱导型一氧化氮合成酶(iNOS)、尿素氮、氨、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)、生长激素(GH)、胰岛素生长因子-1(IGF-1)。

1.7 统计分析

试验数据采用Excel 2019进行初步整理，新生马驹体重、体尺指标及母马血浆参数采用SPSS 19.0统计软件的独立样本t检验进行分析，结果以“平均值±标准差”表示；妊娠率采用卡方检验进行分析。差异显著性标准为P<0.05表示差异显著，P<0.01表示差异极显著。

2 结果与分析

2.1 妊娠后期饲粮中添加NCG对新生马驹体重及体尺指标的影响

由表3可知，与对照组相比，NCG组马驹的初生重、体高分别显著提高了6.82%和3.41%(P<0.05)，马驹的胸围、管围分别极显著提高了5.59%和5.70%(P<0.01)，马驹的体斜长则无显著变化(P>0.05)。

表3 妊娠后期饲粮中添加NCG对新生马驹体重及体尺指标的影响

2.2 妊娠后期饲粮中添加NCG对伊犁母马分娩后妊娠率的影响

由表4可知，分娩后对照组的妊娠率为66.67%，NCG组为80.00%，2组间差异不显著(P>0.05)。

表4 妊娠后期饲粮中添加NCG对伊犁母马分娩后妊娠率的影响

2.3 妊娠后期饲粮中NCG对伊犁母马血浆中TNOS、iNOS、eNOS活性和NO含量的影响

由表5可知，与对照组相比，在试验第0天，NCG组血浆中TNOS、iNOS、eNOS活性和NO含量分别提高了12.76%(P>0.05)、49.41%(P<0.01)、21.54%(P<0.05)、46.96(P<0.01)；在试验第21天，NCG组血浆中TNOS、iNOS、eNOS活性和NO含量分别提高了4.09%(P>0.05)、18.20%(P>0.05)、11.28%(P>0.05)、67.49%(P<0.01)；在试验第45天，NCG组血浆中TNOS、iNOS、eNOS活性分别降低了25.72%(P<0.01)、31.01%(P<0.01)、22.10%(P<0.01)，血浆中NO含量提高了42.75%(P>0.05)。

表5 妊娠后期饲粮中添加NCG对伊犁母马血浆中TNOS、iNOS、eNOS活性和NO含量的影响

2.4 妊娠后期饲粮中添加NCG对伊犁母马血浆中尿素氮和氨含量的影响

由表6可知，与对照组相比，在试验第0、21天，NCG组母马血浆中尿素氮、氨含量均有一定程度的提高，但差异不显著(P>0.05)；在试验第45天，NCG组母马血浆中尿素氮含量极显著降低(P<0.01)，氨含量差异不显著(P>0.05)。

表6 妊娠后期饲粮中添加NCG对伊犁母马血浆中尿素氮和氨含量的影响

2.5 妊娠后期饲粮中添加NCG对伊犁母马血浆中SOD、GSH-Px活性和MDA含量的影响

由表7可知，与对照组相比，在试验第0天，NCG组血清中SOD活性、MDA含量极显著升高(P<0.01)，GSH-Px活性差异不显著(P>0.05)；在试验第21、45天，NCG组血清中SOD、GSH-Px活性均无显著差异(P>0.05)，MDA含量极显著降低(P<0.01)。

表7 妊娠后期饲粮中添加NCG对伊犁母马血浆中SOD、GSH-Px活性和MDA含量的影响

2.6 妊娠后期饲粮中添加NCG对伊犁母马血浆中GH、IGF-1含量的影响

由表8可知，与对照组相比，在试验第0、21、45天，NCG组血浆中GH、IGF-1含量均无显著差异(P>0.05)，但在试验第45天NCG组血浆中GH、IGF-1含量均有所下降。

表8 妊娠后期饲粮中添加NCG对伊犁母马血浆中GH、IGF-1含量的影响

3 讨论

3.1 妊娠后期饲粮中添加NCG对新生马驹体重、体尺指标及伊犁母马分娩后妊娠率的影响

母体营养作为子宫内环境最主要的影响因素，直接影响着胎儿的生长发育。哺乳动物在妊娠早期至中期，母体的营养主要影响胎儿的器官发育，但胎重的2/3是在妊娠最后1/4期(妊娠晚期)内增长的。因此，妊娠后期母体营养物质的供给是影响新生幼畜初生重的重要因素之一。精氨酸作为动物功能性氨基酸，其自身或代谢产物通过调控多个关键代谢通路，在促进动物的生长发育、改善繁殖性能、增强机体免疫健康及促进肠道发育等方面发挥着重要的作用。NCG是N-乙酰谷氨酸(NAG)的结构类似物，参与二氢吡咯-5-羧酸合成酶(P5CS)和CPS-Ⅰ的激活，促进谷氨酰胺或脯氨酸合成瓜氨酸，进而促进精氨酸的合成；精氨酸的代谢产物NO、多胺等可扩张血管，增加母体子宫和胎盘的毛细血管的血流量，促进胎盘对胎儿的供血量及营养物质的供给，进而有效地促进胎儿的生长发育[9]。Zhang等[10]研究发现，在妊娠初期母猪饲粮中添加0.05%、0.10%的NCG显著增加了仔猪窝重和平均出生重。刘星达等[11]研究发现，在妊娠后期母猪饲粮中添加0.08%的NCG，仔猪活胎数得到了显著提高。在本试验中，在妊娠后期伊犁母马饲粮中添加0.17%的NCG，显著或极显著提高了新生马驹的初生重、体高、管围，同时提高了分娩后母马的妊娠率，这可能与添加的NCG促进动物内源生成精氨酸以及精氨酸在体内代谢过程的代谢产物NO和多胺等的增加，进而增加了母体与胎盘的血流量，促进了胎盘对胎儿的营养供给，改善了母体营养物质的转运效率和子宫内环境有关[12]。

3.2 妊娠后期饲粮中添加NCG对伊犁母马血浆中TNOS、iNOS、eNOS活性和NO含量的影响

精氨酸在动物体内可以通过一氧化氮合成酶(NOS)和鸟氨酸脱羧酶代谢为NO和多胺，NO和多胺对胎盘血管生产和生长至关重要[13-15]。机体精氨酸的含量和血管平滑肌产生的NOS限速因子是影响NO合成的关键因素。Zhang等[10]研究结果表明，在妊娠母猪饲粮中添加NCG提高了血浆中精氨酸和鸟氨酸的含量，且eNOS的基因表达增加。精氨酸是包括胎盘在内的体内NO合成的唯一前体，在饲粮中添加NCG可以通过提高血浆精氨酸含量来促进机体内NO的生成[16]。本试验结果显示，妊娠后期补饲NCG提高试验第0、21天伊犁母马血浆中TNOS、iNOS、eNOS活性和NO含量，与上述文献研究结果相近。精氨酸在机体内的代谢主要有精氨酸-胍基丁胺、精氨酸-NO、精氨酸-鸟氨酸-脯氨酸、精氨酸-胍基乙酸-肌酸、精氨酸-鸟氨酸-腐胺-精胺-亚精胺代谢途径；催化精氨酸分解的酶主要是NOS、精氨酸酶、精氨酸脱羧酶和精氨酸-甘氨酸氨基转移酶；不同的酶在线粒体和胞质中的表达存在较大差异，NOS催化精氨酸产生NO和瓜氨酸。补饲NCG降低了分娩后母马血浆中TNOS、iNOS、eNOS活性，但使NO的含量增加，这可能与分娩应激和精氨酸在体内的多条代谢途径有关。精氨酸在机体内代谢，提高了血浆中NO的含量，从而促进胎盘血管的发育并增加了胎盘的血流量，为胎儿在子宫内发育提供大量营养物质和氧气，这与前面得出的NCG提高了马驹的初生重、体高、管围的结果相一致。

3.3 妊娠后期饲粮中添加NCG对伊犁母马血浆中尿素氮和氨含量的影响

NCG是CPS-Ⅰ的辅助因子，氨甲酰磷酸合成酶是一种速率限制酶，在机体内可以促进尿素循环和精氨酸的合成[17]。血浆中尿素氮的含量能准确反映动物体内蛋白质代谢与氨基酸代谢的平衡状态。当氨基酸代谢处于平衡状态时，尿素氮含量会明显降低。动物体内血浆中氨的含量是精氨酸营养的一个敏感的指标。在动物体内，精氨酸可以通过促进尿素循环使血氨转化为尿素排出体外，从而维持动物体内氮的平衡。本试验结果显示，与对照组相比，NCG组母马血浆中尿素氮和氨的含量在妊娠后期无显著差异，分娩后呈降低趋势，说明妊娠后期饲粮添加NCG对胎儿没有造成不利影响；这与Chacher[18]的研究结果相近。Mateo等[9]在妊娠母猪饲粮中添加精氨酸所得试验结果也证实了这一点。

3.4 妊娠后期饲粮中添加NCG对伊犁母马血浆中抗氧化指标的影响

机体内的SOD、GSH-Px和CAT等活性氧清除酶共同作用来维持机体氧化和抗氧化的动态平衡，其活性的高低反映了机体抵御氧化应激清除自由基的能力[19]。MDA作为脂质过氧化物的代谢产物之一，是活性氧诱导氧化应激的指标，可以反映出动物体内氧化损伤的程度。研究表明，NCG或精氨酸可以提高大鼠[20]、营养受限的绵羊[21]、断奶仔猪[22]机体的抗氧化能力。张桂杰等[23]研究发现，在滩羊饲粮中添加瘤胃保护型NCG，滩羊血清中T-AOC和GSH-Px活性得到了显著提高，并显著降低了MDA的含量。本试验结果显示，在试验第21天，饲粮添加NCG对伊犁母马血浆中SOD、GSH-Px活性和MDA含量无显著影响，但SOD、GSH-Px活性有升高的趋势，MDA含量有降低的趋势；在分娩后(试验第45天)，血浆中SOD、GSH-Px的活性无显著变化，但MDA含量极显著降低。NOS在机体内不仅起到催化精氨酸生成NO的作用，在一定程度上也产生超氧阴离子(O2-)，精氨酸不能满足机体自身代谢的情况下，可能会产生O2-，且精氨酸在机体内存在多种代谢途径，其中代谢产物胍基丁胺是自由基清除剂[24]，具有一定的抗氧化作用，这可能是在血浆中SOD、GSH-Px的活性无显著变化的情况下而导致分娩后血浆MDA含量降低的原因。

3.5 妊娠后期饲粮中添加NCG对伊犁母马血浆中GH、IGF-1含量的影响

GH是垂体分泌的多肽，在促进脊椎动物体细胞生长方面发挥着重要的作用，同时还参与机体的代谢、免疫和生殖等过程[25-26]。胰岛素样生长因子具有复杂的生物学功能，在细胞分化、增殖、动物生长和代谢中发挥着重要的作用，尤其是在胚胎发育过程中发挥着特别重要的作用[27-28]。母马的营养摄入会影响卵巢卵泡液和血浆中胰岛素样生长因子与GH的含量，进而影响机体葡萄糖、胰岛素、促性腺激素和孕酮的分泌；营养摄入良好时，血浆IGF-1含量较高，GH含量较低，但在营养不良的马机体内则相反[29]。精氨酸在机体代谢过程中生成的胍基乙酸对GH和胰岛素样生长因子具有一定的调节作用。在本试验中，饲粮添加NCG在分娩前有提高血浆中IGF-1含量的趋势，分娩后IGF-1含量呈降低趋势，这可能与分娩后能量负平衡或分娩前后精氨酸在机体代谢途径发生变化有关。