丁酸鈉對斷奶仔豬生長性能及免疫功能的影響

李丹丹 馮國強 鈕海華 馮 杰

(浙江大學，教育部動物分子營養學重點實驗室，杭州 310029)

斷奶是仔豬生長發育的特殊階段，研究表明，斷奶時由于母體提供的抗體停止，而自身的主要免疫系統尚未發育完善，仔豬免疫功能受到嚴重的影響，主要表現為生長抑制和腹瀉［1］。而抗生素類生長促進劑的使用逐漸被限制，使得尋找抗生素類綠色飼料添加劑迫在眉睫，目前短鏈脂肪酸及其化合物是最具潛力的物質之一，如丁酸鈉。研究表明丁酸鈉的有效成分是一種短鏈揮發性脂肪酸——丁酸［2］，丁酸具有改善小腸形態［3－4］，維持腸黏膜上皮細胞正常形態［5］，促進小腸消化吸收［6］，增強免疫等功能［7－8］。但其對斷奶仔豬免疫功能的影響鮮有報道，工業生產的丁酸鈉易吸潮，具有脂臭味，包膜后的丁酸鈉有利于飼料加工和動物采食。因此，本研究以包膜丁酸鈉為研究對象，探討其對斷奶仔豬生長性能、腸道功能及免疫特性方面的影響，為丁酸鈉在仔豬上的綜合應用提供科學的理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

包膜丁酸鈉，丁酸鈉含量為30%，由杭州康德權飼料有限公司提供。

1.2 試驗設計與動物分組

試驗選用28日齡“杜×長×大”三元雜交斷奶仔豬162頭，隨機分為6組，每組3個重復，每個重復9頭豬。對照組飼喂基礎飼糧，試驗組分別在基礎飼糧中添加0.01%抗生素(Ⅰ組)、0.10%丁酸鈉(Ⅱ組)、0.10%丁酸鈉+0.01%抗生素(Ⅲ組)、0.30%氧化鋅 +0.01%抗生素(Ⅳ組)、0.10%丁酸鈉+0.30%氧化鋅+0.01%抗生素(Ⅴ組)。試驗仔豬自由采食和飲水，室溫24～32℃。試驗預試期7 d，正試期21 d。基礎飼糧參照我國行業標準NY/T 65—2004中瘦肉型生長育肥豬營養需要配制，基礎飼糧組成及營養水平見表1。試驗在浙江振寧牧業有限公司進行。

表1 基礎飼糧組成及營養水平(風干基礎)Table 1 Composition and nutrient levels ofthe basal diet(air－dry basis) %

1)預混料為每千克飼糧提供 The premix provided the following per kilogram of diet:VA 5 000 IU，VD3500 IU，VE 60 IU，VB26.8 mg，泛酸 pantothenic acid 20.0 mg，煙酸 nicotinic acid 3 mg，氯 化 膽 堿 chloride choline 700 mg，Cu 40 mg，Fe 180 mg，Zn 140 mg，Mn 60 mg，Se 0.3 mg。

2)消化能為計算值，其他為實測值。DE was a calculated value，while other nutrient levels were measured values.

1.3 樣本采集和指標測定

1.3.1 生長性能和腹瀉率測定

試驗期間以欄為單位記錄每天飼喂量，計算平均日采食量(ADFI);試驗第1天和第21天早上稱量仔豬空腹體重，計算平均日增重(ADG)、料重比(F/G)。

腹瀉率(%)=［總腹瀉頭數/(仔豬頭數×試驗天數)］×100。

1.3.2 血液指標

于試驗第21天，從每個重復隨機選取體重接近該組平均體重的3頭豬，空腹12 h后進行屠宰，用培養皿盛取屠宰血，于37℃水浴中靜置，待析出血清時吸取血清，3 000 r/min離心10 min，取上清液分裝于EP管中，置于－70℃冰箱中保存待用。

血漿樣品:取全血10 mL，加1%肝素抗凝后，3 000 r/min離心15 min，取上清液分裝于EP管中，置于－30℃冰箱中保存待用。

血清皮質醇濃度的測定采用放射免疫法，利用美國PACKARD－γ 8500型計數器測定，試劑盒購自北京北方生物技術研究所。血漿D－乳酸濃度測定采用分光光度法，二胺氧化酶(DAO)活性測定參照黎君友等［9］建立的分光光度法。

1.3.3 免疫指標的測定1.3.3.1 免疫器官指數

取胸腺、脾臟和腸系膜淋巴結用濾紙吸去血漬，剔除脂肪后稱鮮重，樣品保存在－70℃冰箱中待用。

免疫器官指數(g/kg)=免疫器官重量(g)/宰前活重(kg)。

1.3.3.2 血清中免疫球蛋白和補體含量的測定

采用免疫濁度法，在全自動生化分析儀上測定。

1.3.3.3 腸黏膜中漿細胞免疫球蛋白A陽性(IgA+)細胞含量檢測

應用免疫組化判定方法，并采用病理圖像分析系統(Motic Images Advanced 3.0)對空腸中IgA+細胞含量進行檢測。

1.4 數據處理

所有數據均采用SPSS 15.0軟件中GLM法，按單因子完全隨機設計對各項數據進行F值方差分析，并用LSD法進行組間的差異顯著性檢驗，以P＜0.05作為差異顯著性判斷標準。

2 結果

2.1 丁酸鈉對斷奶仔豬生長性能和腹瀉率的影響

由表2可見，各試驗組仔豬初重無顯著差異(P＞0.05)。與對照組相比，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組末重、ADFI和ADG顯著增加(P＜0.05)。其中Ⅴ組末重、ADFI和 ADG最大，F/G最低。與對照組相比，各試驗組的腹瀉率顯著下降(P＜0.05)，其中Ⅲ組腹瀉率最低，比對照組降低了48.76%，其次為Ⅴ組，較對照組降低了47.90%。

表2 丁酸鈉對斷奶仔豬生長性能的影響Table 2 Effects of sodium butyrate on growth performance of weaner piglets

同行數據肩標不同小寫字母表示差異顯著(P＜0.05)，相同字母或無肩標表示差異不顯著(P＞0.05)。下表同。

In the same row，values with different small letter superscripts mean significant difference(P＜0.05)，while with the same or no letter superscripts mean no significant difference(P＞0.05).The same as below.

2.2 丁酸鈉對仔豬免疫功能的影響

2.2.1 丁酸鈉對仔豬免疫器官發育的影響

由表3可見，除Ⅰ組外，其他4個試驗組的脾臟指數、胰臟指數和淋巴結指數與對照組相比均顯著升高(P＜0.05)。其中Ⅲ組胰臟指數最大，比對照組提高了47.54%;Ⅴ組的脾臟指數最大，比對照組提高了50.85%;Ⅳ組的淋巴結指數最大，比對照組提高了18.75%。2.2.2 丁酸鈉對仔豬血清中免疫球蛋白及補體含量的影響

表3 丁酸鈉對斷奶仔豬免疫器官指數的影響Table 3 Effects of sodium butyrate on immune organ indices of weaner piglets

由表4可見，各試驗組的免疫球蛋白G(IgG)含量均高于對照組(P＜0.05)。Ⅳ組免疫球蛋白M(IgM)含量比對照組提高了48.48%(P＜0.05)，其他各試驗組與對照組相比無顯著差異(P＞0.05)。與對照組相比，添加抗生素和丁酸鈉或單獨添加抗生素能顯著提高血清中的補體3含量(P ＜0.05)。

表4 丁酸鈉對斷奶仔豬血清中免疫球蛋白及補體含量的影響Table 4 Effects of sodium butyrate on contents of immunoglobulin and complement in serum of weaner piglets g/L

2.2.3 丁酸鈉對仔豬腸道黏膜中漿細胞IgA+細胞含量的影響

圖1中染色為棕褐色的細胞為IgA+細胞。由圖1和表5可知，與對照組相比，各試驗組腸道黏膜中漿細胞IgA+細胞含量都有所上升，其中效果最明顯的是Ⅲ組，其次是Ⅴ、Ⅱ組，最后是Ⅳ、Ⅰ組。

圖1 丁酸鈉對斷奶仔豬腸道黏膜中漿細胞IgA+細胞含量的影響Fig.1 Effects of sodium butyrate on IgA+plasmacyte count in intestinal mucosa of weaner piglets

表5 不同處理對斷奶仔豬腸道黏膜中漿細胞IgA+細胞含量的影響Table 5 Effects of different treatments on IgA+plasmacyte count in intestinal mucosa of weaner piglets

IgA計分標準按著色細胞染色強度計分為:細胞呈陰性染色，無陽性細胞為－;染色弱，陽性細胞呈淡黃色，陽性細胞＜25%為+;染色中等，陽性細胞呈棕黃色，陽性細胞25% ～50%為++;染色強，陽性細胞呈棕褐色，陽性細胞 ＞50%為+++。

IgA levels were scored by staining intensity:negative stained－cells，－;weak stained cells，with positive cells ＜25%，light yellow，+;medium stained cells，25% ～50%of positive cells，brown，+ +;strongly stained cells positive cells＞ 50%，brownish yellow，+ + +.

2.3 丁酸鈉對仔豬血液相關指標的影響

由表6可見，試驗組的D－乳酸濃度和DAO活性顯著低于對照組(P＜0.05)，Ⅴ組和Ⅲ組的D－乳酸濃度較低，分別比對照組下降了44.36%和44.52%;同時這2組的DAO濃度也較低，分別比對照組下降了46.22%和44.83%;與對照組相比，各試驗組皮質醇濃度顯著下降(P＜0.05)，其中Ⅲ組、Ⅳ組和Ⅴ組分別下降43.13%、43.14%和47.01%。

表6 丁酸鈉對斷奶仔豬血液生化指標的影響Table 6 Effects of sodium butyrate on biochemical parameters in blood of weaner piglets

3 討論

3.1 丁酸鈉對斷奶仔豬生長性能的影響

適量的丁酸鈉含有特殊的奶酪味，仔豬對這種奶酪味具有明顯的偏好。本試驗使用的包膜丁酸鈉，掩蓋了丁酸鈉的奇臭味，豬的嗅覺靈敏，仍能嗅到包膜后輕微的奶酪味，所以對仔豬仍表現出誘食作用［10－11］。丁酸鈉的添加能促進仔豬的生長并降低腹瀉率［12－14］。本試驗中，添加丁酸鈉能提高仔豬的采食量，聯合使用抗生素時，對促進生長性能和降低腹瀉率作用效果更明顯。但是，單獨添加丁酸鈉對仔豬的促生長作用不明顯，這與以往的研究結果相一致［5，15］。丁酸鈉對動物生長性能不連貫效應的原因與飼糧組成、添加劑的用量或者飼養條件等因素有關［15］。與對照組相比，各試驗組的腹瀉率明顯下降，其中Ⅲ、Ⅴ組分別比對照組降低了48.76%和47.90%。這是由于丁酸鈉可以促進仔豬腸道乳酸桿菌等有益微生物的增殖，抑制大腸桿菌、沙門菌等有害微生物的生長，促進杯狀細胞增殖，改善小腸黏膜上皮細胞的形態結構，從而降低斷奶仔豬的腹瀉率。

3.2 丁酸鈉對斷奶仔豬免疫功能的影響

3.2.1 丁酸鈉對斷奶仔豬免疫器官發育的影響

脾臟屬外周免疫器官，脾臟的發育不良會對體液免疫和細胞免疫造成巨大的傷害。本研究表明，除Ⅰ組外，其他4個試驗組的脾臟指數和淋巴結指數比對照組都有顯著的上升，其中，Ⅴ組的脾臟指數比對照組提高了50.85%;Ⅳ組的淋巴結指數比對照組提高了18.75%，這說明丁酸鈉對斷奶仔豬免疫器官的生長發育具有一定的促進作用。Ⅲ組的胰臟指數最大，比對照組提高了47.54%。研究表明丁酸鈉能提高免疫器官指數［16］，而丁酸鈉的有效成分為短鏈脂肪酸，它能降低動物胃腸道pH，這有利用于胰腺的發育［17］。丁酸鈉對仔豬胰腺發育的促進作用亦是由于仔豬胃腸道的低酸度促進了胰腺的發育。

3.2.2 丁酸鈉對斷奶仔豬血清中免疫球蛋白和道黏膜中漿細胞IgA+細胞含量的影響

IgG是血清中一種主要的免疫球蛋白，其含量反映機體的免疫狀況，起著抗體的作用，主要在仔豬腸道中發揮功效。本研究表明飼糧中添加丁酸鈉可以顯著提高斷奶仔豬血清中IgG含量。研究發現，酸化劑(富馬酸46%，乳酸19.5%)將豬血液中IgG含量提高了21.74%［18］。丁酸鈉的有效成分丁酸可提高斷奶仔豬血清IgG含量，亦可能與其酸化性能有關。

腸道上皮細胞15%為淋巴細胞，在腸道黏膜中起到重要的免疫屏障作用。丁酸鈉作為腸上皮細胞的快速能量源，能促進上皮細胞的增殖和成熟，維持小腸黏膜上皮細胞結構完整和形態正常，促進小腸消化吸收，維護腸黏膜正常的機械屏障作用［14］。研究表明丁酸鈉可顯著增加斷奶仔豬十二指腸、空腸以及回腸肥大細胞數量，分別比對照組增加了19.7%、27.2%和30.7%［19］。本試驗也得到同樣的結果，此外本試驗表明包膜丁酸鈉還可提高斷奶仔豬小腸黏膜抗體分泌型免疫球蛋白A(sIgA)分泌量。腸道黏膜內淋巴細胞、杯狀細胞和肥大細胞增多及小腸黏膜抗體sIgA分泌量的提高能增強胃腸道免疫系統的免疫應答的靈敏性，提高機體的免疫力，維持健康完整的腸上皮和腸壁結構，構建堅固的胃腸道免疫屏障。

3.3 丁酸鈉對斷奶仔豬血漿D－乳酸濃度、DAO活性以及血清皮質醇濃度的影響

血漿D－乳酸濃度可及時反映腸黏膜損傷的程度和通透性變化，DAO活性增高也提示腸屏障遭到損傷。本試驗中，對照組斷奶仔豬血漿D－乳酸濃度、DAO活性均保持較高水平，說明斷奶后仔豬腸道通透性增加、腸屏障功能遭到損傷。而飼糧添加丁酸鈉使斷奶仔豬血漿D－乳酸濃度、DAO活性維持在較低水平，抑制了早期斷奶引起的仔豬腸通透性增加，丁酸鈉能夠抑制腸通透性的增加，說明其具有保護腸屏障的功能。

斷奶應激使糖皮質激素分泌增加，這也是應激中最重要的一個反應［20］。本研究提示，添加丁酸鈉的各試驗組血清皮質醇濃度均低于對照組，其中以Ⅲ組和Ⅴ組最低，表明丁酸鈉可以降低斷奶仔豬血清皮質醇濃度，有效緩解斷奶對仔豬造成的應激，降低仔豬斷奶后腹瀉率。

4 結論

①在生長性能方面，聯合使用丁酸鈉和抗生素或氧化鋅促進了仔豬的生長性能，丁酸鈉與抗生素或氧化鋅有協同作用。

②在飼糧中添加丁酸鈉能促進斷奶仔豬免疫器官發育，提高血清免疫球蛋白和補體含量，有效刺激機體腸道黏膜分泌IgA+細胞，從而提高了斷奶仔豬的免疫功能。

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