營(yíng)養(yǎng)限制與補(bǔ)償對(duì)蒙古羔羊體重和血液中生長(zhǎng)相關(guān)激素的影響

李俊良 侯先志 楊金麗 金 鹿 韓亞楠

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特010018)

我國(guó)北方草原在冬春季節(jié)是寒冷且漫長(zhǎng)的枯草期,而且隨著生態(tài)環(huán)境的持續(xù)惡化使得原本水肥草美的夏秋季節(jié)草原生產(chǎn)力也出現(xiàn)明顯下降,這導(dǎo)致草原羔羊的生長(zhǎng)發(fā)育不可避免的遭受長(zhǎng)期的較嚴(yán)重的營(yíng)養(yǎng)限制,使得草原羔羊生產(chǎn)遭受重大損失。因此研究蒙古羔羊營(yíng)養(yǎng)受限與補(bǔ)償對(duì)揭示動(dòng)物補(bǔ)償生長(zhǎng)現(xiàn)象的調(diào)控機(jī)理有重要的意義。前人對(duì)補(bǔ)償生長(zhǎng)的激素調(diào)控進(jìn)行了深入的研究，但營(yíng)養(yǎng)調(diào)控生長(zhǎng)軸激素的機(jī)理尚不完全清楚。研究表明動(dòng)物的內(nèi)分泌生長(zhǎng)軸[生長(zhǎng)激素(GH)和類胰島素生長(zhǎng)因子(IGF)軸]是激素以及營(yíng)養(yǎng)實(shí)現(xiàn)調(diào)控的主要機(jī)制。動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)狀況的變化能夠調(diào)節(jié)其生長(zhǎng)軸的激素水平，進(jìn)而影響動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育。Hayden（1993）發(fā)現(xiàn)閹牛在營(yíng)養(yǎng)限制期間血漿中GH的濃度升高，IGF-I的濃度降低；在恢復(fù)營(yíng)養(yǎng)后GH濃度降低到對(duì)照組相似水平,IGF-I濃度在59 d增加到與對(duì)照組相近的水平。Hayden認(rèn)為限制期GH的升高與下丘腦分泌的生長(zhǎng)抑素(SS)對(duì)垂體分泌GH的負(fù)反饋?zhàn)饔玫慕档陀嘘P(guān),而Breier等認(rèn)為限制期GH的升高可能是由于生長(zhǎng)激素受體數(shù)量減少的原因。T.J.Wester(1995)以蛋白或能量限制羔羊，發(fā)現(xiàn)限制期GH的濃度升高，IGF-I的濃度降低，在補(bǔ)償期結(jié)果相反，并認(rèn)為補(bǔ)償期高濃度的IGF-I調(diào)節(jié)了反芻動(dòng)物的補(bǔ)償生長(zhǎng)。我國(guó)北方草原地區(qū)的肉羊生產(chǎn)體系中，羔羊的補(bǔ)償生長(zhǎng)能力并未得到很好重視和充分利用。而合理地利用動(dòng)物的補(bǔ)償生長(zhǎng)能力對(duì)草原畜牧業(yè)降低飼養(yǎng)成本，提高養(yǎng)殖效率，恢復(fù)草原植被等方面有重大現(xiàn)實(shí)意義。本試驗(yàn)旨在結(jié)合蒙古羔羊斷奶后營(yíng)養(yǎng)受限和后期補(bǔ)償生長(zhǎng)這一過(guò)程，深入研究不同能氮水平的營(yíng)養(yǎng)受限與營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)償對(duì)蒙古羔羊血液中生長(zhǎng)相關(guān)激素的影響，進(jìn)一步為補(bǔ)償生長(zhǎng)現(xiàn)象的激素調(diào)控機(jī)理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選用內(nèi)蒙古草原上自然斷奶、健康的、平均體重15 kg左右的蒙古羊公羔64只，試驗(yàn)預(yù)試期7 d，在試驗(yàn)開始時(shí)選擇有代表性的羔羊4只作為試驗(yàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，其余60只進(jìn)入營(yíng)養(yǎng)限制期和營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)償期：營(yíng)養(yǎng)限制期（60 d）：將60只羔羊隨機(jī)分為對(duì)照組（control group,CG）、限制組 1(restricted group1,RG1)、限制組 2(restricted group 2,RG2)三個(gè)組，分別飼喂三個(gè)營(yíng)養(yǎng)水平的日糧（見表1）；營(yíng)養(yǎng)恢復(fù)期（90 d）：營(yíng)養(yǎng)限制試驗(yàn)結(jié)束后，試驗(yàn)羔羊馬上進(jìn)入營(yíng)養(yǎng)恢復(fù)階段，分別飼喂同種能氮水平飼料（見表1）。在整個(gè)試驗(yàn)期間,各組試驗(yàn)羊每周稱重并記錄，計(jì)算平均日增重(ADG)。

1.2 飼養(yǎng)管理與日糧

試驗(yàn)組采用人工單只飼養(yǎng)，分別于上午8：30、下午16：00兩次飼喂，各組自由飲水，自由舔食鹽磚。根據(jù)草原斷奶羔羊養(yǎng)殖過(guò)程中的營(yíng)養(yǎng)受限實(shí)際情況，本課題日糧設(shè)計(jì)以內(nèi)蒙古細(xì)毛羊飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)和本課題組前期研究得出的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為依據(jù)，將限制期日糧設(shè)定為 ME 10.88 MJ/kg、CP 13.0%(CG)；ME 10.88 MJ/kg、CP 8.9%(RG1)；ME 8.62 MJ/kg、CP 5.7%（RG2）三個(gè)營(yíng)養(yǎng)水平，補(bǔ)償期為同一水平日糧(ME 9.75 MJ/kg，CP 12%)（見表1）。

表1 基礎(chǔ)日糧組成和營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

1.3 血樣采集

整個(gè)試驗(yàn)期間，在CG、RG1、RG2三個(gè)組中每組選擇體重相近的有代表性的羔羊4只，分別在試驗(yàn)開始時(shí)（記為 0 d），限制末期（60 d），補(bǔ)償中期（105 d），補(bǔ)償末期（150 d）用滯留針在其頸靜脈采血30 ml，采血后立即離心分離，-20℃冷凍保存，用于測(cè)定其生長(zhǎng)相關(guān)激素GHRH、SS、GH、IGF-I分泌水平。

1.4 血樣檢測(cè)

血液中激素GHRH、SS、GH、IGF-I采用放射免疫法測(cè)定，所用儀器為中國(guó)科技大學(xué)實(shí)業(yè)總公司生產(chǎn)的GC-911-γ-放射免疫計(jì)數(shù)器。試劑盒由北京華英生物技術(shù)研究所提供。

1.5 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)采用SAS9.0一般線性模型統(tǒng)計(jì)分析，Duncan法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同能氮水平的營(yíng)養(yǎng)限制與補(bǔ)償對(duì)蒙古羔羊體重變化的影響（見表2）

由表2可知，在限制末期，隨著營(yíng)養(yǎng)水平的降低RG1組羔羊的平均體重顯著低于CG組（P＜0.05），RG2組極顯著低于CG組(P＜0.01）；到補(bǔ)償末期，RG2組(P＜0.01）的平均體重仍然顯著低于CG組，但RG1組羔羊的平均日增重有高于CG組的趨勢(shì)，且RG2組顯著高于CG組和RG1組(P＜0.05）。

表2 各組羔羊體重的變化

2.2 不同能氮水平的營(yíng)養(yǎng)限制與補(bǔ)償對(duì)蒙古羔羊循環(huán)血液中GHRH、SS、GH和IGF-I的影響（見表3）

由表3可知，限制末期：隨著營(yíng)養(yǎng)水平的逐步降低，RG1、RG2組血液中GHRH和GH濃度表現(xiàn)出依次升高的趨勢(shì),其中RG2組羔羊血液中GHRH濃度顯著高于CG組(P＜0.05),RG1、RG2組羔羊血液中GH濃度均顯著高于CG組(P＜0.05),而RG1、RG2組血液中SS和IGF-I的濃度表現(xiàn)出依次降低的趨勢(shì),且RG2血液中SS和IGF-I的濃度顯著低于CG組(P＜0.05)；補(bǔ)償期：RG1、RG2組血液中GHRH的濃度在補(bǔ)償中期繼續(xù)升高,到補(bǔ)償末期回落到CG組的水平，但各組差異不顯著；RG1、RG2組血液中GH在補(bǔ)償期逐步回落到CG組水平,各組無(wú)顯著差異；而RG1、RG2組血液中SS和IGF-I水平在補(bǔ)償中期均表現(xiàn)為升高到補(bǔ)償末期有回降的趨勢(shì),但各組差異不顯著(P＞0.05)。

表3 不同能氮水平的營(yíng)養(yǎng)限制與補(bǔ)償對(duì)蒙古羔羊血液激素的影響（ng/ml）

3 討論

3.1 不同能氮水平的營(yíng)養(yǎng)限制與營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)償對(duì)蒙古羔羊體重變化的影響

補(bǔ)償是相對(duì)于限制而言的，限制是補(bǔ)償?shù)那疤釛l件。試驗(yàn)開始時(shí)，各組羔羊的平均體重相近，而在限制末期，RG1組（P＜0.05）和 RG2組(P＜0.01）羔羊平均體重都顯著低于CG組的水平，表明試驗(yàn)設(shè)計(jì)的日糧能蛋水平使RG1組和RG2組羔羊體重得到不同程度的限制。補(bǔ)償末期，RG1組和RG2組的平均體重仍然顯著低于CG組，說(shuō)明RG1組和RG2組羔羊沒有得到完全補(bǔ)償，但RG1組羔羊的平均日增重有高于CG組的趨勢(shì)，RG2組顯著高于CG組和RG1組(P＜0.05），這說(shuō)明受限制組的羔羊在后期的生長(zhǎng)過(guò)程中具有補(bǔ)償生長(zhǎng)的能力和潛力，在一定范圍內(nèi)，限制程度越大補(bǔ)償潛力也越大。

3.2 不同能氮水平的營(yíng)養(yǎng)限制與營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)償對(duì)蒙古羔羊循環(huán)血液中GHRH、SS、GH、和IGF-I的影響

神經(jīng)內(nèi)分泌生長(zhǎng)軸激素由下丘腦-垂體-靶器官的一系列激素所組成。下丘腦分泌生長(zhǎng)激素釋放激素(GHRH)和生長(zhǎng)抑制激素(SS)來(lái)刺激或抑制垂體生成和分泌生長(zhǎng)激素(GH)，生長(zhǎng)激素(GH)是調(diào)控整個(gè)機(jī)體生長(zhǎng)的最重要的激素，其通過(guò)與受體結(jié)合誘導(dǎo)肝細(xì)胞等組織產(chǎn)生類胰島素生長(zhǎng)因子(IGF-I)。GH/IGF-I軸是生長(zhǎng)軸的重要組成部分，與動(dòng)物體的蛋白質(zhì)、糖、脂類代謝緊密相關(guān)，其主要功能是調(diào)控畜禽生長(zhǎng)，反映動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與生長(zhǎng)狀況。Henry對(duì)母羊進(jìn)行長(zhǎng)期的營(yíng)養(yǎng)限制，發(fā)現(xiàn)其血液中GH的濃度升高，下丘腦GHRH的mRNA的表達(dá)升高而SS的mRNA的表達(dá)降低，并認(rèn)為營(yíng)養(yǎng)限制將導(dǎo)致下丘腦GHRH的合成增加而SS的合成減少。本試驗(yàn)中,在營(yíng)養(yǎng)限制末期,隨著營(yíng)養(yǎng)水平的逐步降低,RG1、RG2組羔羊血液中GHRH濃度表現(xiàn)出依次升高都顯著高于CG組(P＜0.05),而RG1、RG2組血液中SS、IGF-I的濃度逐步降低的趨勢(shì)，其中RG2組血液中SS組顯著低于CG組（P＜0.05），這與上述研究的結(jié)果基本一致。這表明不同營(yíng)養(yǎng)水平限制可以改變羔羊血液中GHRH和SS的濃度。

高峰等（2006）在妊娠后期限飼母羊,發(fā)現(xiàn)隨著營(yíng)養(yǎng)限制程度加深，母羊血液中GH濃度有不同程度的升高，而IGF-I濃度有不同程度的降低。Hartman（1991）發(fā)現(xiàn)在9例正常的男性饑餓2 d后，24 h GH的平均濃度升高3.4倍，認(rèn)為這是由于饑餓所引起GHRH釋放增多,SS分泌減少,導(dǎo)致了GH的分泌增多。Hayden(1993)對(duì)閹牛進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)限制,發(fā)現(xiàn)閹牛營(yíng)養(yǎng)限制期間血漿中GH濃度升高(P＜0.05),而IGF-I的濃度降低，在恢復(fù)營(yíng)養(yǎng)后各組激素水平與對(duì)照組相似。他認(rèn)為限制期GH的升高與下丘腦分泌的生長(zhǎng)激素釋放抑制因子(SRIF)對(duì)腺垂體分泌GH的負(fù)反饋?zhàn)饔媒档陀嘘P(guān)。本試驗(yàn)中,隨著營(yíng)養(yǎng)水平的逐步降低，RG1、RG2組羔羊血液中GH濃度表現(xiàn)出依次升高且顯著高于 CG 組(P＜0.05)，而 RG1、RG2 組血液中 IGF-I的濃度逐步降低的趨勢(shì)，其中RG2組IGF-I濃度顯著低于CG組（P＜0.05），這與前人研究的結(jié)果基本一致。循環(huán)血液中GH主要由下丘腦分泌的生長(zhǎng)激素釋放激素(GHRH)和生長(zhǎng)抑制激素(SS)來(lái)調(diào)控。本試驗(yàn)中，血液中GH濃度升高的主要原因可能是在限制末期營(yíng)養(yǎng)受限導(dǎo)致RG1、RG2組血液中GHRH濃度升高和SS濃度降低所導(dǎo)致的。

IGF-I合成與分泌受GHR和胰島素的控制，同時(shí)也與營(yíng)養(yǎng)狀況有關(guān)，營(yíng)養(yǎng)限制引起羔羊肝臟中GHR減少，這將導(dǎo)致限制組羔羊血液中IGF-I濃度降低（Yambayamba，1996）。此時(shí)羔羊血液中GH的濃度雖然高，但是由于肝臟中GHR減少，導(dǎo)致血液中IGF-I濃度降低，可能造成機(jī)體組織蛋白合成減弱，羔羊的生長(zhǎng)發(fā)育受阻。

本試驗(yàn)中，在補(bǔ)償中期，RG1、RG2組血液中的GHRH濃度有升高的趨勢(shì)，GH的濃度下降，而IGF-I濃度表現(xiàn)出升高的趨勢(shì)，表明生長(zhǎng)激素正在被大量而高效的利用，發(fā)揮著補(bǔ)償作用。這可能是由于恢復(fù)營(yíng)養(yǎng)使得受限羔羊肝臟增重，在肝臟組織及肝外組織中GH的高活性受體數(shù)量增加，血液中GH被大量利用，增加了由GHR介導(dǎo)的IGF-I合成與分泌，導(dǎo)致血漿IGF-I濃度升高。大量的IGF-I隨血液轉(zhuǎn)運(yùn)到外周組織，促進(jìn)了外周組織蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的大量合成，使得受限制組羔羊的生長(zhǎng)速度超過(guò)了對(duì)照組的水平，從而表現(xiàn)出補(bǔ)償生長(zhǎng)的現(xiàn)象（高峰，2006）。

綜上所述，營(yíng)養(yǎng)限制所導(dǎo)致的RG1、RG2組羔羊血液中GHRH的濃度升高及SS的濃度降低可能促使限制組羔羊血液中GH的濃度升高。到補(bǔ)償期，當(dāng)受限羔羊營(yíng)養(yǎng)得到恢復(fù)時(shí)，在肝臟組織及肝外組織中高活性的GH受體數(shù)量增加,并與大量的GH結(jié)合,從而使得限制組羔羊血液中高濃度的GH充分發(fā)揮作用,刺激肝臟及肝外組織中IGF-I的合成與分泌增加，促進(jìn)動(dòng)物體內(nèi)的合成代謝，促進(jìn)肌肉、內(nèi)臟和骨骼的生長(zhǎng)，這可能是導(dǎo)致補(bǔ)償期RG1組、RG2組的平均日增重高于CG組表現(xiàn)出補(bǔ)償生長(zhǎng)能力的原因之一。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)的結(jié)果表明：①在一定范圍內(nèi)，營(yíng)養(yǎng)限制程度越大動(dòng)物的補(bǔ)償能力可能也越大。②營(yíng)養(yǎng)限制可以使得羔羊血液中GHRH、GH濃度升高和SS、IGF-I濃度降低，而限制組羔羊血液中GHRH濃度升高和SS濃度降低可能是其在限制期血液中GH濃度升高及其在補(bǔ)償期快速生長(zhǎng)的原因之一。

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