脯氨酸對脂多糖多次刺激的仔豬生長性能及血液生化指標的影響

張麗麗 胡 堯 侯永清 丁斌鷹 王 蕾 劉玉蘭 朱惠玲

現代養豬生產中，細菌、病毒、飼養管理以及環境因素等各方面的刺激，使仔豬的免疫系統長期處于高度激活狀態，影響了營養物質在仔豬體內的分配，造成仔豬生長受阻，生產性能下降。脯氨酸（proline，PRO）在健康成年哺乳動物中，可以通過精氨酸酶途徑由精氨酸合成，也可以通過吡咯啉-5-羧酸鹽（P5C）合成途徑由谷氨酸酯和谷氨酸鹽合成。然而，這些合成途徑在禽類和幼畜中非常有限。PRO占膠原蛋白質中氨基酸的1/3，對于骨骼的發育有著極其重要的作用。臨床證明，日糧中添加PRO可以加快動物及人類手術后的傷口復合。近幾年的研究結果表明，功能性氨基酸能增強斷奶仔豬的腸道免疫屏障和抗氧化能力，從而促進仔豬生長發育。Ronald O.Ball等指出，PRO可能是仔豬腸道受損時必需的氨基酸。當前有關PRO在仔豬日糧中的應用研究還很少，因此我們假設脯氨酸在仔豬日糧中——特別是腸道受損時有明顯應用效果。本試驗用大腸桿菌脂多糖（LPS）多次刺激斷奶仔豬建立免疫應激及腸道受損模型，通過觀測PRO對LPS刺激仔豬生長性能和血液生化指標的影響，探索PRO在仔豬日糧中的應用效果，為PRO應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

L-脯氨酸（PRO），純度≥99.6%，L-丙氨酸（ALA），純度≥99.7%，兩種均為市售藥用級產品。大腸桿菌脂多糖（LPS）：大腸桿菌血清型055:B5，SIGMA公司產品。

1.2 試驗動物和試驗設計

選取來源一致，(22±2)日齡斷奶仔豬[杜洛克×長白×大白，體重(9.13±0.85)kg]36 頭，采用 2×3因子試驗設計。設免疫應激和PRO添加量2個因子，其中免疫應激設2個水平：無應激（不注射LPS，注射等劑量的生理鹽水）和LPS應激（腹膜注射100 μg/kgBW LPS）；PRO添加量設3個水平：0、0.5%和1.0%。共6個處理組，分別為：①無應激，0%PRO，②LPS應激，0%PRO，③無應激，0.5%PRO，④LPS應激，0.5%PRO，⑤無應激，1%PRO，⑥LPS應激，1%PRO。每個處理6個重復，每重復1頭仔豬。各處理組的基礎日糧營養水平一致，為了平衡各組的含氮量，①、②組添加與1%PRO等氮的丙氨酸，③、④組另添加與0.5%PRO等氮的丙氨酸。試驗期共20 d，試驗前10 d，未進行LPS刺激處理，分別于試驗第10、13、20 d對LPS應激處理組（②、④、⑥組）仔豬按100 μg/kgBW劑量腹膜注射LPS，無應激處理組（①、③、⑤組）仔豬腹膜注射相應劑量的滅菌生理鹽水。于試驗第10、20 d空腹稱重，前腔靜脈采血，分離血漿，測定血液生化指標。

1.3 飼養管理

仔豬預飼3 d后進行正式試驗。豬舍為全封閉式，屋頂以排氣扇通風，試驗期間豬舍保持溫度為22～25℃。試驗豬在代謝籠中單體飼養，自由采食，乳頭式飲水器飲水，定時清掃和消毒豬舍。

1.4 日糧組成

基礎日糧配制參照NRC（1998）豬的營養需要（8～20 kg），其組成及營養水平見表1。

表1 基礎日糧組成與營養水平（風干基礎）

1.5 測定指標與方法

1.5.1 生長性能

詳細記錄每天的采食量，分別于試驗的第10、20 d清晨空腹稱重（禁食12 h，禁水1 h后），計算試驗豬在10～20 d的平均日采食量（ADFI）、平均日增重（ADG）以及料重比（F/G）。

1.5.2 血液生化指標的測定

分別于試驗第10、20 d注射LPS或生理鹽水3 h后前腔靜脈無菌采血，用10 ml肝素抗凝管收集，靜置15 min后以3 000 r/min離心10 min，取上清液。測定以下血液指標：

尿素氮（BUN），酶偶聯速率法測定。過氧化氫酶（CAT）、丙二醛（MDA）和超氧化物歧化酶（SOD），均采用試劑盒測定，購自南京建成生物工程研究所，操作按說明書進行。

1.6 數據處理

試驗數據用SPSS13.0統計軟件GLM模型下的多因素方差分析以及Duncan's法多重比較，以P＜0.05為差異顯著性標準。

2 結果與分析

2.1 日糧中添加脯氨酸對LPS刺激仔豬生長性能的影響（見表2）

由表2可知，在試驗的10～20 d，LPS刺激導致仔豬的采食量比非LPS刺激組下降14.07%（P＜0.05），日糧中添加0.5%和1.0%的PRO對采食量沒有影響（P＞0.05）；LPS應激導致仔豬的平均日增重比非應激組降低12.18%（P＜0.05），日糧添加PRO對仔豬日增重沒有影響（P＞0.05）；在料重比方面，各處理組之間差異不顯著（P＞0.05）。

2.2 脯氨酸對LPS刺激仔豬血液生化指標的影響（見表3、表4）

LPS首次應激時（第10 d）：由表3和表4可知，LPS刺激提高了血漿BUN（3.71 vs 4.03，+8.72%）（P=0.05），對血漿 CAT、MDA 和 SOD 均無影響（P＞0.05）；PRO 降低了血漿 BUN（4.15 vs 3.73，－10.1%）（P＜0.05），與0%PRO組相比，0.5%PRO組血漿BUN降低了 20.18%（P＜0.05），1%PRO 組差異不顯著（P＞0.05），0.5%和1%PRO 組差異顯著（P＜0.05）。PRO 降低了 MDA（9.16 vs 8.19，－10.59%）（P＜0.05），另外，PRO對血液中的MDA的影響與LPS刺激存在互作效應，即對注射生理鹽水的仔豬，與0%PRO組相比，0.5%PRO 組血漿 MDA 差異不顯著（P＞0.05），1%PRO組降低了47.19%（P＜0.05），而對于LPS注射仔豬，三組差異均不顯著（P＞0.05）。PRO提高了SOD（138.40 vs 160.55，+16.0%）（P＜0.05），與 0%PRO 組相比，0.5%和1%PRO組的SOD分別提高了8.64%和16.87%（P＜0.05），0.5%和 1%PRO 組差異不顯著（P＞0.05）。PRO 對血漿 CAT無影響（P＞0.05）。

仔豬經3次LPS刺激后（第20 d）：由表3和表4可知，LPS刺激對血漿中BUN、CAT、MDA和SOD均無影響；PRO提高了SOD（148.32 vs 155.69，+4.97%）（P＜0.05），與0%PRO組相比，0.5%PRO組的SOD 提高了 6.63%（P＜0.05），1%PRO 組差異不顯著 （P＞0.05）。PRO對血漿CAT和MDA無影響（P＞0.05）。

表2 日糧添加脯氨酸對LPS刺激仔豬生長性能的影響（10～20 d）

表3 日糧中添加脯氨酸對LPS刺激仔豬血液生化指標的影響

表4 不同水平的脯氨酸添加量對仔豬血液生化指標的影響

3 討論

3.1 日糧添加脯氨酸對LPS應激仔豬生長性能的影響

LPS是革蘭氏陰性菌膜結構物質，能誘導動物產生急性細菌感染癥狀，如厭食、嗜睡和發熱等，導致動物的生產性能降低。本試驗中，LPS刺激導致仔豬的日增重和日采食量顯著降低，并出現厭食、嘔吐、嗜睡和發熱等癥狀，這與劉玉蘭等的研究結果一致。在本試驗的10～20 d期間，仔豬受到LPS刺激后，應激組的生長性能顯著降低，日糧中添加不同水平PRO對仔豬生長性能的降低沒有緩解作用，可能由于基礎日糧中PRO水平較高，可以滿足應激的需要。

3.2 日糧添加脯氨酸對LPS刺激仔豬血液生化指標的影響

血漿BUN約占機體非蛋白氮的一半左右，BUN含量高低反映蛋白質分解代謝速率的變化。BUN濃度的降低表明氮（蛋白質）的體內沉積增加，氨基酸平衡良好，飼料中蛋白質利用率提高。本試驗結果表明PRO顯著降低LPS首次應激后血漿BUN，日糧添加0.5%和1%PRO均能提高血漿BUN，且兩組差異不顯著，說明日糧中添加0.5%的PRO已經滿足仔豬需要。可能的原因是：LPS刺激后，炎性因子分泌增加，導致肌肉蛋白質分解加強，使血漿BUN濃度升高，添加0.5%的脯氨酸促進了氮素的重新利用，從而降低了血漿BUN濃度。

動物機體內抗氧化能力與健康存在著密切關系，自由基理論認為，生物體內存在自由基的清除系統，抗氧化酶系統是其中的一種，它包括CAT和SOD等。它們能有效阻止生物膜發生自由基連鎖反應，防止發生膜脂質過氧化作用，從而保護組織細胞免受氧化劑的傷害，其活力的高低可間接反映機體清除自由基能力的強弱，正常生理條件下自由基的產生與清除處于動態平衡。MDA是脂質過氧化反應的一種重要分解產物，能與蛋白質，核酸及腦磷脂等含氨基化合物反應，使之發生交聯，喪失功能。MDA作為生物體內自由基的指示物，廣泛地作為各種氧自由基損傷機體的指標[8]。本試驗中，日糧中添加PRO顯著提高了血漿SOD活性，降低了MDA，說明日糧中添加PRO可提高機體清除氧自由基的能力，從而改善仔豬機體抗氧化能力。可能是因為PRO通過生成精氨酸進一步生成氮，清除過多自由基。Wu（1997）研究結果指出，脯氨酸是合成瓜氨酸和精氨酸的重要來源。有研究表明日糧中添加精氨酸可維持腸道黏膜的抗氧化和過氧化的平衡，清除過多的自由基。

4 結論

在本次試驗條件下，LPS刺激顯著降低了仔豬的生長性能，提高了血漿中尿素氮水平，日糧添加0.5%的PRO可提高機體抗氧化能力和降低血漿中尿素氮水平；添加脯氨酸對LPS刺激導致的生長抑制沒有緩解作用。

若干篇，刊略，需者可函索）