飼糧蛋白質水平對冬毛期水貂胃腸道消化酶活性以及空腸形態結構的影響

張鐵濤崔 虎岳志剛楊 穎高秀華*楊福合邢秀梅

(1.中國農業科學院飼料研究所，北京 100081;2.特種經濟動物分子生物學國家重點實驗室，吉林 132109;3.中國農業科學院特產研究所，吉林 132109)

小腸是營養物質消化吸收的主要場所，腸道中消化酶活性和組成影響腸道上皮細胞對營養物質的消化吸收［1-2］。已有研究表明，小腸不同部位消化酶的活性不同，小腸近心端和中部的消化酶活性高于遠心端，營養物質的消化吸收主要是在小腸的中前部［3］。顧憲紅［4］研究發現，飼糧蛋白質水平對仔豬的消化器官結構和功能具有一定的調節作用，適宜的蛋白質水平能夠提高腸道消化酶活性，促進腸道更好地吸收營養物質。此外，飼糧蛋白質水平對小腸形態結構也有一定的影響。研究發現，犢牛空腸前端的絨毛高度有隨飼糧蛋白質水平的升高而降低的趨勢，并且腸壁厚度在飼糧蛋白質水平最高時為最薄［5］。目前，有關胃腸道消化酶活性的研究大多集中于雜食性或草食性動物，而肉食性動物在消化道解剖學結構、飼糧組成及食物排空速度等方面與雜食性和草食性動物均有所不同［6］。水貂是嚴格的肉食性動物，其消化生理特性與雜食性和草食性動物有很大的差異。水貂的胃腸道容積較小，其消化液中蛋白酶與脂肪酶較多，對含有大量蛋白質和一定數量脂肪的動物性飼料的消化能力強。水貂的胃腸道結構與功能只有發生相應的改變，如腸道內源消化酶活性增加、腸道吸收面積增大，才能消化多種數量的植物性飼料［7］。本試驗采用干粉配合料作為試驗飼糧，擬研究飼糧蛋白質水平對冬毛期水貂胃腸道消化酶活性以及空腸形態結構的影響，旨在為進一步研究飼糧類型與水貂胃腸道發育之間的關系提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗飼糧

設計6種試驗飼糧，其蛋白質水平分別為28%、30%、32%、34%、36%和38%。試驗飼糧組成及營養水平見表1。

表1 試驗飼糧組成及營養水平(風干基礎)Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets(air-dry basis) %

1.2 試驗動物與飼養管理

選擇90日齡、平均體重為(1.13±0.14)kg的健康公貂60只，隨機分為6組(每組10個重復，每個重復1只)，分別飼喂蛋白質水平為28%(Ⅰ組)、30%(Ⅱ組)、32%(Ⅲ組)、34%(Ⅳ組)、36%(Ⅴ組)和38%(Ⅵ組)的試驗飼糧。水貂單籠飼養，各組間初始體重差異不顯著(P＞0.05)。試驗開始前，對水貂進行常規免疫接種。試驗期間每天08：00和15：00各飼喂1次，自由飲水。預試期7 d，正試期115 d。

1.3 樣品采集與處理

飼養試驗結束后進行屠宰。水貂在喂食2 h后進行屠宰，對胃、十二指腸、空腸和回腸采取分段結扎，迅速取各段內容物后冰浴。將各段內容物用生理鹽水4倍稀釋，勻漿后3 500 r/min離心10 min制備上清液。將上清液分裝于1.5 mL Eppendorf管中，于-80℃超低溫冰箱中保存備用。

將空腸對折后在其中央位置取1塊2 cm×2 cm大小的組織塊，生理鹽水沖洗后放入10%甲醛溶液中進行固定，用于制備空腸組織切片。

1.4 測定指標與方法

測定胃內容物中胃蛋白酶活性，十二指腸、空腸和回腸內容物中胰蛋白酶、胰脂肪酶和胰淀粉酶活性。胃蛋白酶活性的測定采用佛氏指示劑法，胰蛋白酶活性的測定采用苯甲酰-DL-精氨酸-對硝基苯胺(BAPNA)法，胰淀粉酶活性的測定采用碘結合法，胰脂肪酶活性的測定采用比濁法。

空腸組織經24 h固定后進行脫水、包埋、切片、染色、封片處理，于顯微鏡下放大40倍觀察空腸形態結構，測定各組水貂空腸的絨毛高度、隱窩深度、黏膜厚度和腸壁厚度，計算絨毛高度與隱窩深度比值。

1.5 數據處理

結果以平均值±標準差表示，試驗數據采用SPSS 16.0軟件進行統計分析，采用單因素方差分析(One-way ANOVA)進行差異顯著性檢驗，其中P＜0.05為差異顯著，P＜0.01為差異極顯著。

2 結果

2.1 胃與十二指腸消化酶活性

從表2可以看出，Ⅴ組水貂的胃蛋白酶活性極顯著高于Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ組(P＜0.01)，與Ⅳ和Ⅵ組差異不顯著(P＞0.05);Ⅳ組水貂的十二指腸胰淀粉酶活性極顯著高于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ和Ⅵ組(P＜0.01)，其他各組間差異不顯著(P ＞0.05);Ⅵ組水貂的十二指腸胰脂肪酶活性極顯著高于Ⅱ組(P ＜0.01)，顯著高于Ⅳ和Ⅴ組(P ＜0.05)，與Ⅰ和Ⅲ組差異不顯著(P＞0.05);Ⅳ組水貂的十二指腸胰蛋白酶活性極顯著高于Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ和Ⅵ組(P＜0.01)，與Ⅲ組差異不顯著(P ＞0.05)。

表2 胃與十二指腸消化酶活性Table 2 Digestive enzyme activity of stomach and duodenum U/g

2.2 空腸消化酶活性

從表3可以看出，Ⅳ組水貂的空腸胰淀粉酶活性極顯著高于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ和Ⅵ組(P＜0.01)，Ⅰ和Ⅲ組顯著或極顯著高于Ⅱ、Ⅴ和Ⅵ組(P＜0.05或P＜0.01);Ⅵ組水貂的空腸胰脂肪酶活性極顯著高于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ組(P＜0.01)，顯著高于Ⅴ組(P＜0.05);Ⅳ組水貂的空腸胰蛋白酶活性極顯著高于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ和Ⅵ組(P ＜0.01)，Ⅰ、Ⅱ和Ⅵ組顯著高于Ⅲ組(P＜0.05)。

表3 空腸消化酶活性Table 3 Digestive enzyme activity of jejunum U/g

2.3 回腸消化酶活性

從表4可以看出，Ⅳ和Ⅴ組水貂的回腸胰淀粉酶活性極顯著高于Ⅰ組(P＜0.01)，顯著高于Ⅱ組(P＜0.05)，與Ⅲ和Ⅵ組差異不顯著(P＞0.05);Ⅰ、Ⅲ和Ⅴ組水貂的回腸胰脂肪酶活性極顯著高于Ⅱ和Ⅵ組(P＜0.01)，與Ⅳ組差異不顯著(P＞0.05);Ⅲ組水貂的回腸胰蛋白酶活性顯著高于Ⅵ組(P＜0.05)，與其他各組差異不顯著(P＞0.05)。

表4 回腸消化酶活性Table 4 Digestive enzyme activity of ileum U/g

2.4 空腸形態結構

各組水貂的空腸形態結構見表5。水貂的空腸絨毛高度，Ⅰ和Ⅴ組極顯著高于其他4組(P＜0.01)，Ⅳ組極顯著高于Ⅱ、Ⅲ和Ⅵ組(P ＜0.01)，Ⅲ和Ⅵ組顯著高于Ⅱ組(P＜0.05);水貂的空腸隱窩深度，Ⅴ組極顯著高于Ⅲ、Ⅳ和Ⅵ組(P＜0.01)，Ⅱ組顯著高于Ⅲ和Ⅳ組(P＜0.05);水貂的空腸絨毛高度與隱窩深度比值，Ⅳ和Ⅵ組極顯著高于Ⅱ組(P＜0.01)，Ⅲ和Ⅴ組顯著高于Ⅱ組(P＜0.05);水貂的空腸腸壁厚度，Ⅰ和Ⅴ組極顯著高于其他各組(P＜0.01)，Ⅴ組極顯著高于Ⅱ和Ⅲ組(P＜0.01)，Ⅲ組極顯著低于其他各組(P＜0.01);水貂的空腸黏膜厚度，Ⅴ組極顯著高于其他各組(P＜0.01)，Ⅰ和Ⅱ組顯著或極顯著高于Ⅲ、Ⅳ和Ⅵ組(P ＜0.05或 P ＜0.01)，Ⅵ組顯著高于Ⅲ和Ⅳ組(P ＜0.05)。

3 討論

3.1 飼糧蛋白質水平對冬毛期水貂胃腸道消化酶活性的影響

本試驗中，適宜的飼糧蛋白質水平能夠提高水貂的胃蛋白酶活性，而過高的飼糧蛋白質水平并沒有使胃蛋白酶活性產生顯著變化。黃峰等［8］研究發現，飼糧蛋白質水平影響南方鲇胃腸道蛋白酶和淀粉酶的活性、合成和分泌。侯水生等［9］以全植物性蛋白質飼糧飼喂仔豬，其胃內蛋白酶和脂肪酶活性顯著降低;飼糧中增加動物性蛋白質飼料能夠有效地提高胃內蛋白酶和脂肪酶活性。本試驗中各組水貂的空腸消化酶活性要高于十二指腸和回腸消化酶活性，說明空腸是營養物質消化的主要場所。胃腸道消化酶活性與飼糧類型及品質相關，消化酶活性的改變一般集中在空腸，營養物質主要是在空腸被消化和吸收。本研究發現，水貂的空腸胰蛋白酶活性整體上隨飼糧蛋白質水平的升高呈現先降低后升高的趨勢，但胰脂肪酶活性卻與飼糧蛋白質水平呈現正相關關系，說明適宜的飼糧蛋白質水平能夠提高水貂的空腸胰蛋白酶活性，而較高的飼糧蛋白質水平能夠提高水貂的空腸胰脂肪酶活性。作者前期在研究水貂對飼糧營養物質的消化率時發現，水貂對蛋白質的消化率隨著飼糧營養水平的升高先升高后降低，而較高的飼糧蛋白質水平能夠提高脂肪的消化率［10］。這一研究結果與本試驗得出的空腸胰蛋白酶、胰脂肪酶活性變化規律相一致。

表5 空腸形態結構Table 5 Morphology of jejunum μm

通常認為，水貂等肉食性動物對植物性來源的碳水化合物消化率較低。植物性飼料中的淀粉及一些其他營養成分通過膨化等物理方法進行處理后能夠提高水貂對其的消化率［11］。本試驗中，水貂十二指腸、空腸和回腸中的胰淀粉酶活性均保持在較高的水平，說明水貂對飼糧中的植物性碳水化合物能夠進行很好的消化。胰淀粉酶在空腸中的活性最高，回腸中的胰淀粉酶活性明顯降低。飼糧蛋白質水平在34%時水貂的胰淀粉酶活性在小腸的各腸段均處于較高水平，而飼糧蛋白質水平高于34%時水貂的胰淀粉酶活性反而呈現降低的趨勢，說明適宜的飼糧蛋白質水平能夠提高水貂小腸各腸段的胰淀粉酶活性。

3.2 飼糧蛋白質水平對冬毛期水貂空腸形態結構的影響

小腸的絨毛高度、隱窩深度、黏膜厚度及絨毛表面積等是衡量小腸消化吸收功能的重要指標［12］。小腸絨毛上的微絨毛與營養物質消化吸收有關，微絨毛能夠增加小腸的吸收面積，提高營養物質的消化利用率［13］;當絨毛萎縮時，絨毛的形狀也會發生相應的變化，由正常的指狀變成扁平狀、棒狀，甚至是互相粘連，進而影響絨毛的消化吸收面積和單位面積的細胞數，降低吸收功能，最終使動物生長速度降低［14-15］。小腸黏膜結構的正常是營養物質消化吸收和動物正常生長的生理基礎，絨毛高度及絨毛高度與隱窩深度比值等代表了腸道的功能狀況［16］。此外，小腸黏膜不僅能吸收營養物質，還具有免疫保護和非免疫保護的防御作用［17］。小腸腸壁是天然的物理屏障，其厚度增加能夠對腸道起到保護作用，并能降低動物體的發病幾率。研究發現，飼糧蛋白質類型能夠顯著影響小腸的形態結構，小腸的絨毛高度、隱窩深度以及絨毛高度與隱窩深度比值等均發生改變［18］。本試驗以空腸作為小腸形態結構的研究對象，結果發現，飼糧蛋白質水平為36%時，水貂空腸絨毛高度、隱窩深度、絨毛高度與隱窩深度比值、黏膜厚度以及腸壁厚度均處在較高水平。這說明飼糧蛋白質水平能夠調節水貂的空腸形態結構，適宜的飼糧蛋白質水平奠定了空腸良好吸收營養物質的生理基礎。

4 結論

①飼糧蛋白質水平可影響水貂的胃腸道消化酶活性。飼糧蛋白質水平為34%時，水貂具有較高的胃蛋白酶、胰淀粉酶和胰蛋白酶活性;飼糧蛋白質水平為38%時，水貂具有較高的胰脂肪酶活性。

②飼糧蛋白質水平可調節水貂的空腸形態結構。飼糧蛋白質水平為36%時，水貂的空腸絨毛高度、隱窩深度、絨毛高度與隱窩深度比值、黏膜厚度以及腸壁厚度均處在較高水平。

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