豬胎盤(pán)屏障的研究進(jìn)展

韋尚麗，鄭琛，劉彥，馮濤*

(1. 北京市農(nóng)林科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所，北京 100097；2. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

隨著養(yǎng)豬業(yè)規(guī)?；l(fā)展，育種技術(shù)不斷提高，母豬的產(chǎn)仔數(shù)逐漸增加，以下兩大問(wèn)題日益突出，亟待解決。一是初生仔豬窩內(nèi)體重均勻度下降，導(dǎo)致斷奶前死亡率上升，斷奶后體重差異較大，限制了現(xiàn)代養(yǎng)豬生產(chǎn)中管理效率和生產(chǎn)效益的提高[1]；二是宮內(nèi)發(fā)育遲緩(intra-uterine growth restriction，IUGR)，IUGR導(dǎo)致的低出生體重在多胎動(dòng)物特別是豬上非常普遍，約15%～25%的新生仔豬體重低于1.1 kg。低初生重豬不但提高了斷奶前的發(fā)病率和死亡率，而且也降低了后期飼料利用率和生長(zhǎng)性能，給養(yǎng)豬生產(chǎn)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失[2]。出現(xiàn)上述兩大現(xiàn)象的主要原因是經(jīng)胎盤(pán)屏障轉(zhuǎn)運(yùn)的母體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不能滿(mǎn)足胎兒生長(zhǎng)發(fā)育的需要。在胎兒發(fā)育過(guò)程中胎盤(pán)屏障的主要作用是物質(zhì)的雙向交換，因此胎盤(pán)屏障逐漸成為胎兒發(fā)育相關(guān)研究的熱點(diǎn)內(nèi)容，它是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、病毒、藥物等從母體進(jìn)入胎兒的必經(jīng)之路[3]，胎盤(pán)能阻止大部分微生物和毒物等從母體進(jìn)入胎兒、同時(shí)也是維系母胎間物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、氣體交換與血液循環(huán)的唯一部位[4]。鑒于“胎盤(pán)屏障”的重要作用，本文綜述了胎盤(pán)屏障的結(jié)構(gòu)、功能以及影響胎盤(pán)屏障功能的因素，以期為相關(guān)研究和養(yǎng)豬生產(chǎn)提供參考。

1 豬胎盤(pán)屏障的結(jié)構(gòu)

胎盤(pán)的分類(lèi)主要有兩種，一種是根據(jù)胎盤(pán)的整體結(jié)構(gòu)以及與母體子宮內(nèi)膜接觸的部位進(jìn)行分類(lèi)[5](表1)，另一種是根據(jù)胎兒與母體血液交換需要經(jīng)過(guò)的組織層次數(shù)目進(jìn)行分類(lèi)[6](表2)。

表1 胎盤(pán)按絨毛膜與子宮內(nèi)膜接觸部位分類(lèi)

表2 胎盤(pán)按組織層次分類(lèi)

豬胎盤(pán)屬于非脫膜彌散型上皮絨毛膜胎盤(pán)，胎兒與母體的物質(zhì)交換需要經(jīng)過(guò)6層組織的胎盤(pán)屏障(如圖1)：母體微血管壁內(nèi)皮細(xì)胞層、結(jié)締組織層、子宮內(nèi)膜上皮層、胎兒內(nèi)膜上皮層、胎兒絨毛結(jié)締組織層和胎兒微血管壁內(nèi)皮細(xì)胞層[7]。

圖1 豬胎盤(pán)屏障結(jié)構(gòu)圖

2 豬胎盤(pán)屏障的功能

2.1 物質(zhì)交換

胎盤(pán)可以將母體的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)如氨基酸、脂肪、葡萄糖等轉(zhuǎn)運(yùn)至胎兒側(cè)，也可將胎兒的代謝產(chǎn)物如尿素等轉(zhuǎn)運(yùn)到母體側(cè)。母胎間物質(zhì)交換功能的實(shí)現(xiàn)主要依賴(lài)于胎盤(pán)滋養(yǎng)層細(xì)胞中豐富的轉(zhuǎn)運(yùn)載體[8]，這里主要對(duì)氨基酸和葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)載體進(jìn)行綜述。

2.1.1 氨基酸

氨基酸不但是合成蛋白質(zhì)的原料，而且是神經(jīng)遞質(zhì)、核苷酸及多胺等非蛋白質(zhì)合成的重要前體物質(zhì)，是一種不可或缺的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，對(duì)胎兒的生長(zhǎng)發(fā)育至關(guān)重要[8]。豬胎盤(pán)與所有動(dòng)物組織一樣，不能從頭合成10種氨基酸(半胱氨酸、組氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴(lài)氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、色氨酸和酪氨酸)，也不能將谷氨酸，谷氨酰胺和脯氨酸轉(zhuǎn)化為精氨酸，因此，母體只能通過(guò)血液循環(huán)將一些氨基酸提供給胎兒來(lái)滿(mǎn)足胎兒生長(zhǎng)發(fā)育的需要[9]。但是氨基酸跨胎盤(pán)轉(zhuǎn)運(yùn)的過(guò)程紛繁復(fù)雜，主要是依靠分布于胎盤(pán)滋養(yǎng)層細(xì)胞微絨毛膜以及基底膜上的各種不同氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體相互協(xié)調(diào)來(lái)調(diào)節(jié)其跨胎盤(pán)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程[10]。研究證實(shí)，在豬胎盤(pán)滋養(yǎng)層細(xì)胞溶質(zhì)載體基因(solute carrier(SLC)genes)中有許多是氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)體，包括SLC1、SLC3、SLC6、SLC7、SLC16、 SLC36和SLC38基因家族的成員(見(jiàn)表3)，其中高度表達(dá)的有3個(gè)，分別是SLC1A3、SLC7A4和SLC16A10；在胎盤(pán)高柱狀滋養(yǎng)層上皮細(xì)胞中的表達(dá)量顯著高于短立方體滋養(yǎng)層上皮細(xì)胞中的基因有3個(gè)；在短立方體滋養(yǎng)層上皮細(xì)胞中的表達(dá)量顯著高于高柱狀滋養(yǎng)層上皮細(xì)胞中的基因有2個(gè)[11]。形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能密切相關(guān)，短立方體滋養(yǎng)層上皮細(xì)胞相對(duì)于高柱狀滋養(yǎng)層上皮細(xì)胞具有較強(qiáng)的遷移能力，較弱的運(yùn)輸分泌能力。在妊娠后期，大白豬和梅山豬褶皺底端都為立方狀，使胎盤(pán)褶皺進(jìn)一步充分發(fā)育，進(jìn)而增加褶皺的復(fù)雜性，提高單位面積母胎界面營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的交換效率[12]。

表3 妊娠85 d豬胎盤(pán)褶皺立方狀和高柱狀滋養(yǎng)層上皮細(xì)胞中SLC基因表達(dá)量(n=4)

2.1.2 葡萄糖

維持細(xì)胞能量代謝及生命活動(dòng)的主要原料是葡萄糖。葡萄糖與蛋白質(zhì)均不能以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)入細(xì)胞，其主要通過(guò)兩種方式被吸收，一是主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)，如小腸和腎小管對(duì)葡萄糖的吸收；二是載體介導(dǎo)的異化擴(kuò)散，胎盤(pán)細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝入是由鑲嵌在細(xì)胞膜上的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(glucose transporters，GLUTs)來(lái)完成。葡萄糖是胎兒生長(zhǎng)發(fā)育所需的基礎(chǔ)性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，因此，葡萄糖從母體向胎兒的跨胎盤(pán)轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)胎兒生長(zhǎng)發(fā)育至關(guān)重要。葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)載體較多，按照蛋白序列的相似性可分為3類(lèi)[13]，見(jiàn)表4。在葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體家族中，GLUT1、GLUT3和GLUT12是豬胎盤(pán)中最主要的三種葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體亞型，GLUT4和GLUT10也被檢測(cè)到[11, 13]。Che等[14]用消化能為12.56 MJ /kg的飼糧飼喂妊娠期的大白豬，結(jié)果發(fā)現(xiàn)妊娠90 d時(shí)，靠近輸卵管的胎盤(pán)中GLUT的表達(dá)量比靠近子宮頸位置的高，胎兒重量和血液中葡萄糖濃度也顯著升高。

表4 葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)載體

綜上，氨基酸和葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)載體的表達(dá)影響胎盤(pán)效率和胎兒的生長(zhǎng)發(fā)育。因此，載體基因的表達(dá)調(diào)控是研究胎盤(pán)屏障功能的重要內(nèi)容之一。

2.2 屏蔽功能

妊娠期的胎盤(pán)是聯(lián)系母體血液循環(huán)與胎兒血液循環(huán)的橋梁，一般認(rèn)為物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的方式主要有四種，即主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)、自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散、胞吞胞吐，但并不是所有的物質(zhì)都能通過(guò)以上四種方式從母體進(jìn)入胎兒。目前研究主要集中于哪些物質(zhì)能被胎盤(pán)屏蔽，且主要集中在人和鼠上，豬上的相關(guān)報(bào)道較少。趙麗穎等[15]建立人中、晚期胎盤(pán)屏障模型(中期屏障作用較強(qiáng))后，研究了胎盤(pán)對(duì)雙黃連凍干粉的屏障作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在妊娠中期，體外模型中沒(méi)有檢測(cè)到待測(cè)成分，但在妊娠晚期的體外模型中檢測(cè)到了雙黃連凍干粉的四種主要成分(木犀草素，連翹苷，黃芩苷和漢黃芩苷)。張婉怡等[16]利用鐵蛋白、高分子聚乙二醇、檸檬酸三種物質(zhì)修飾納米金后注射給胎齡5.5～15.5 d的小鼠，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在胎齡11.5 d接受注射后，胎鼠納米金的含量較其他組顯著下降，這一結(jié)果與小鼠胎盤(pán)屏障在10 d左右形成相一致。另外，胎盤(pán)對(duì)鎘、汞的屏蔽作用也有相關(guān)的報(bào)道，人胎盤(pán)組織中鎘水平是臍帶組織中鎘水平的59倍，主要原因可能是微量元素硒與鎘形成了鎘-硒復(fù)合物，將鎘留在了胎盤(pán)中；臍帶組織中無(wú)機(jī)汞、甲基汞的水平依次是胎盤(pán)組織中的2.4、1.6倍[17]。上述研究均表明胎盤(pán)具有屏蔽功能，豬胎盤(pán)的基本功能與人和鼠是相似的，但結(jié)構(gòu)和具體功能仍有差別，豬胎盤(pán)的屏障功能有待進(jìn)一步研究。

2.3 分泌功能

母體維持妊娠和孕育胎兒需要建立一個(gè)適宜的宮內(nèi)環(huán)境[18]。豬胎盤(pán)中的細(xì)胞，尤其是滋養(yǎng)層細(xì)胞能分泌和運(yùn)輸大量生長(zhǎng)因子和激素，如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子、表皮生長(zhǎng)因子、胰島素樣生長(zhǎng)因子、雌激素、孕酮等，有利于母體對(duì)妊娠信號(hào)的識(shí)別、胎盤(pán)血流量的增加和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸。

2.3.1 分泌生長(zhǎng)因子

血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)主要是由胎盤(pán)屏障的血管內(nèi)皮細(xì)胞和滋養(yǎng)層細(xì)胞分泌的一種大約45 kDa的二聚體，又叫血管通透因子，是有效的促血管生成因子之一，通過(guò)與其兩種特殊的膜受體(VEGF-R1和VEGF-R2)結(jié)合促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖和遷移，促進(jìn)血管生成并增加通透性[19-20]。Jeong等[21]研究證實(shí)，后備母豬在妊娠前期植入階段(妊娠第12～15天)，胎盤(pán)滋養(yǎng)層細(xì)胞中VEGF及其受體(VEGFR-1和VEGR-2)的表達(dá)量高于發(fā)情期。

表皮生長(zhǎng)因子(epidermal growth factor，EGF)不僅是一種多功能生長(zhǎng)因子，在調(diào)控子宮內(nèi)膜腔上皮細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖、分化、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中起重要作用，也是一種強(qiáng)有力的刺激生長(zhǎng)因子，通過(guò)誘導(dǎo)不同物種滋養(yǎng)層細(xì)胞增殖、存活、分化、遷移來(lái)影響胎盤(pán)的發(fā)育。它通過(guò)與其受體(EGFR)結(jié)合發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。在母豬妊娠第13～14天時(shí)，EGF、EGFR的mRNA和蛋白質(zhì)在子宮內(nèi)膜腔上皮細(xì)胞和孕體滋養(yǎng)外胚層細(xì)胞中的表達(dá)非常豐富，是調(diào)節(jié)二者增殖和遷移的信號(hào)[22]。

胰島素樣生長(zhǎng)因子(insulin-like growth factors，IGFs)是7.5 kDa的單鏈多肽，其功能是促進(jìn)各種細(xì)胞的代謝、分裂及分化[23]。在含有0.4 mmol/L精氨酸的豬胎盤(pán)滋養(yǎng)層細(xì)胞培養(yǎng)基中分別添加3 mmol/L的L-NMMA(NO合成酶抑制劑)、5 mmol/L的DFMO(多胺合成抑制劑)后，發(fā)現(xiàn)豬胎盤(pán)滋養(yǎng)層細(xì)胞中IGF-ⅠmRNA表達(dá)量下降，然后在加入抑制劑的基礎(chǔ)上用0.5 mmol/L的硝普鈉(SNP)和10 μmol/L腐胺(NO供體)處理，發(fā)現(xiàn)該細(xì)胞中的IGF-ⅠmRNA的表達(dá)量又升高[6]，說(shuō)明豬胎盤(pán)滋養(yǎng)細(xì)胞能分泌IGFs。

2.3.2 分泌生殖激素

豬妊娠期間，孕體于11 d分泌雌激素，且在第12、15天時(shí)達(dá)到2次高峰。妊娠早期，雌激素分泌使得子宮上皮發(fā)育到接受狀態(tài)且通過(guò)分泌功能來(lái)維持胚胎的迅速發(fā)育。有研究表明，子宮上皮細(xì)胞的分泌活性和生長(zhǎng)是由本身與基質(zhì)細(xì)胞的相互作用來(lái)調(diào)控。在豬胚胎附植期，子宮內(nèi)的雌激素誘導(dǎo)骨橋蛋白在子宮內(nèi)膜腔上皮特異表達(dá)，孕體滋養(yǎng)層細(xì)胞與子宮上皮之間的黏附受骨橋蛋白與整合素受體結(jié)合的調(diào)節(jié)使子宮內(nèi)膜轉(zhuǎn)變成黏附狀態(tài)，易于接受胚胎的附植[24]。郭棚[6]研究表明，在母豬胎盤(pán)滋養(yǎng)層細(xì)胞培養(yǎng)基中添加0.2、0.4、0.8、1.6、3.2 mmol/L精氨酸，能使培養(yǎng)基中雌二醇(E2)和孕酮(P4)含量增加。胎盤(pán)和胎兒血漿中E2水平影響二者發(fā)育，繼而影響胎兒出生后的健康程度和生命力。在豬上，正常體重、弱仔和死胎仔豬血漿中E2水平存在顯著差異，且隨著產(chǎn)仔數(shù)的增加，初生重和胎盤(pán)重顯著降低，E2濃度也顯著降低[25]。在人，先兆子癇(preeclampsia，PE)患者表現(xiàn)為血液中睪酮水平顯著升高而E2水平顯著降低，伴隨著胎盤(pán)HSD17B3表達(dá)水平增加和CYP19A1表達(dá)水平降低，這種類(lèi)固醇激素合成代謝紊亂導(dǎo)致母胎界面和母體組織中血管擴(kuò)張不足和血管損傷加劇，繼而導(dǎo)致胎兒發(fā)育受阻，形成IUGR[26]。

妊娠末期人血漿中P4水平幾乎是黃體期的100倍[27]，說(shuō)明妊娠后期，胎盤(pán)代替黃體成為P4合成和分泌的主要器官。胎盤(pán)發(fā)育是滋養(yǎng)層細(xì)胞增殖分化的結(jié)果，滋養(yǎng)層細(xì)胞分化與類(lèi)固醇激素合成分泌密切相關(guān)。Ao等[28]研究發(fā)現(xiàn)妊娠65 d的克隆豬胎兒體重較人工授精豬小，且羊水中類(lèi)固醇激素水平較低，胎盤(pán)組織中CYP11A1基因表達(dá)水平降低。

綜上，胎盤(pán)屏障分泌的生長(zhǎng)因子和生殖激素影響滋養(yǎng)層細(xì)胞的增殖分化、胎盤(pán)血管的發(fā)生和生成，繼而影響胎盤(pán)及胎兒的生長(zhǎng)發(fā)育。

2.4 免疫調(diào)節(jié)

妊娠母豬與胎兒的血液循環(huán)系統(tǒng)相互獨(dú)立、互不相通，母體產(chǎn)生的部分抗體通過(guò)胎盤(pán)到達(dá)胎兒，增強(qiáng)胎兒免疫力，這一過(guò)程與胎盤(pán)屏障功能密切相關(guān)。根據(jù)前人研究得知，胎盤(pán)屏障的免疫調(diào)節(jié)極其復(fù)雜，其機(jī)制主要有：1)自我保護(hù)與調(diào)節(jié)：孕體被滋養(yǎng)層細(xì)胞分泌的類(lèi)纖維蛋白覆蓋，逃避了母體免疫細(xì)胞的識(shí)別；滋養(yǎng)層細(xì)胞分泌促乳素，是免疫細(xì)胞識(shí)別和應(yīng)答的直接靶細(xì)胞。2)補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白：子宮內(nèi)膜細(xì)胞分泌IgG和IgA，在胎盤(pán)發(fā)育過(guò)程中補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白的含量及功能活性不一致[29]。3)免疫細(xì)胞聚集和細(xì)胞因子的分泌：免疫細(xì)胞在子宮內(nèi)膜腔的聚集是豬妊娠成功的關(guān)鍵。在胎盤(pán)建立的過(guò)程中，自然殺傷細(xì)胞大量聚集在子宮內(nèi)膜腔下面、血管周?chē)?、子宮內(nèi)膜腺體并廣泛的分散在基質(zhì)中。除此之外，T細(xì)胞也聚集在子宮內(nèi)膜中[30]。在充分了解胎盤(pán)屏障免疫調(diào)節(jié)機(jī)制的基礎(chǔ)上增強(qiáng)妊娠母豬免疫功能，進(jìn)而促進(jìn)胎兒健康生長(zhǎng)也是胎盤(pán)功能研究的主要內(nèi)容之一。

3 胎盤(pán)屏障的影響因素

3.1 微生態(tài)環(huán)境

佟玉等[31]提出胎盤(pán)并不是一個(gè)無(wú)菌的環(huán)境，其中一些細(xì)菌有利于妊娠期母體與胎兒的互動(dòng)。健康的胎盤(pán)中腸桿菌屬、乳酸桿菌屬及丙酸桿菌屬的含量較高，但在早產(chǎn)孕婦的胎盤(pán)中乳酸桿菌屬的含量較少[31]。也有學(xué)者利用16 s核糖核酸法、依賴(lài)培養(yǎng)法以及非依賴(lài)培養(yǎng)法證明胎盤(pán)、羊水、胎膜以及臍帶內(nèi)的微生物菌群可引起不良妊娠，如早產(chǎn)、早發(fā)新生兒敗血癥及胎膜過(guò)早破裂等[32]。

3.2 胎盤(pán)所處的時(shí)期

妊娠早期子宮內(nèi)膜腔上皮與孕體滋養(yǎng)層上皮相互黏附，基質(zhì)層也比較薄，通透性最強(qiáng)基本無(wú)屏障作用；妊娠中期胎盤(pán)已形成，屏障作用最強(qiáng)；妊娠晚期，血管合體膜的面積僅為妊娠早期的1/10，而絨毛面積卻為妊娠中期的12倍，位于滋養(yǎng)層上皮細(xì)胞側(cè)的微血管進(jìn)一步向母體側(cè)遷移，使部分區(qū)域胎盤(pán)的微血管與母體子宮內(nèi)膜微血管之間的距離小于2 μm，血管間距縮小，有利于母體血液中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)迅速轉(zhuǎn)運(yùn)到胎兒血液中[33-34]。宋殿榮等[35]用補(bǔ)骨脂水煎液連續(xù)飼喂妊娠早、中、晚期的大鼠5 d后，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：妊娠早、晚期，胚胎組織中的藥物成分與血漿中相同(均檢測(cè)到補(bǔ)骨脂苷、異補(bǔ)骨脂苷、補(bǔ)骨脂素，異補(bǔ)骨脂素)，在妊娠中期胚胎組織中只檢測(cè)到補(bǔ)骨脂素和異補(bǔ)骨脂素。鄧麗麗等[36]用妊娠早、中、晚期的Wistar大鼠灌胃黃芩水提液5 d，各孕期胚胎組織中，早期檢測(cè)到7個(gè)化合物，包括已歸屬的5個(gè)化合物；中期未檢測(cè)到待測(cè)成分；晚期檢測(cè)到除黃芩素以外的6個(gè)化合物。以上研究結(jié)果均證明，妊娠階段會(huì)影響胎盤(pán)屏障的功能。

3.3 物質(zhì)自身的性質(zhì)

物質(zhì)能否穿過(guò)胎盤(pán)屏障到達(dá)胎兒血液與物質(zhì)的理化特性及分子特性密切相關(guān)。被動(dòng)擴(kuò)散是許多藥物通過(guò)胎盤(pán)的主要形式，主要應(yīng)用于相對(duì)分子質(zhì)量小于600 Da的疏水性物質(zhì)。相對(duì)分子質(zhì)量大于1 000 Da的物質(zhì)多以主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞酵ㄟ^(guò)胎盤(pán)屏障，這與滋養(yǎng)層表面的載體蛋白密切相關(guān)[37]，如氨基葡萄糖(GlcN)可被葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GLUT1、GLUT2和GLUT4運(yùn)至細(xì)胞內(nèi)直接發(fā)揮作用[38-39]。由于胎兒血漿pH值較母體低0.1，弱堿性物質(zhì)穿過(guò)胎盤(pán)屏障后易被蓄積在胎血中[40]。除此之外，影響物質(zhì)透過(guò)胎盤(pán)的因素還有很多，如離子化程度、蛋白結(jié)合率、脂溶性，胎盤(pán)自身的功能、對(duì)物質(zhì)的代謝能力，母胎循環(huán)的血流速度，代謝酶的生物轉(zhuǎn)化以及母體和胎兒肝臟對(duì)物質(zhì)的代謝等[41]。

3.4 營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)

3.4.1 氨基酸水平

一般認(rèn)為動(dòng)物機(jī)體可以自身合成非必需氨基酸，能夠滿(mǎn)足動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育的需要，因此其重要性易被忽視。然而，近年來(lái)一些學(xué)者發(fā)現(xiàn)母體的非必需氨基酸并不能使胎兒很好的生長(zhǎng)發(fā)育，楊慧等[42]研究發(fā)現(xiàn)，在母豬基礎(chǔ)日糧中添加1%的L-精氨酸，其窩產(chǎn)仔總數(shù)要比0.75%、0.40%添加組和對(duì)照組(不添加)依次多了0.35、0.79和1.08頭，窩產(chǎn)活仔數(shù)依次增加了0.78、1.03和1.45頭，初生窩重依次增加了0.85、1.70和2.19 kg。因此，如果把氨基酸按照原來(lái)的方法進(jìn)行劃分時(shí)有一定局限性，據(jù)此，有學(xué)者提出了“功能氨基酸”的概念[43]，其概念是指能夠調(diào)節(jié)動(dòng)物機(jī)體的關(guān)鍵代謝通路，進(jìn)而改善動(dòng)物的健康、存活、生長(zhǎng)、發(fā)育、泌乳和繁殖的氨基酸，主要包括精氨酸、亮氨酸等[44]。

郭棚[6]在豬胎盤(pán)滋養(yǎng)層細(xì)胞培養(yǎng)基中添加不同濃度的精氨酸(0.2、0.4、0.8、1.6、3.2 mmol/L)，發(fā)現(xiàn)：顯著促進(jìn)了細(xì)胞增殖。劉煬等[45]利用濃度為0、0.01、0.05、0.1、0.25、0.5、1、5、10 mmol/L亮氨酸對(duì)豬胎盤(pán)滋養(yǎng)層細(xì)胞處理24、48、72 h后，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：0.01和0.05 mmol/L處理組24、48 h后，細(xì)胞數(shù)極顯著的降低；1～10 mmol/L組處理72 h后，細(xì)胞數(shù)也極顯著的降低。由此可知，功能性氨基酸可調(diào)控胎盤(pán)滋養(yǎng)層細(xì)胞增殖，滋養(yǎng)層細(xì)胞又是胎盤(pán)屏障的主要結(jié)構(gòu)之一，母豬在妊娠期日糧中應(yīng)保證適宜的氨基酸含量。

3.4.2 功能性添加劑水平

研究表明，妊娠期與非妊娠期動(dòng)物機(jī)體的代謝途徑有所不同，這種不同隨妊娠期延長(zhǎng)越來(lái)越明顯，妊娠后期胎兒發(fā)育迅速，大大增加了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需要量，給母體代謝造成了嚴(yán)重負(fù)擔(dān)，容易發(fā)生氧化應(yīng)激；代謝產(chǎn)生的自由基對(duì)胎盤(pán)絨毛造成嚴(yán)重?fù)p傷，使線粒體膜、絨毛膜和胎盤(pán)功能異常，影響胎兒在子宮內(nèi)的正常發(fā)育[5]。朱加桃[46]研究發(fā)現(xiàn)，在基礎(chǔ)日糧中添加0.1%、0.2%、0.3%的β-羥基-β-甲基丁酸(β-hydroxy-β-methyl-butyrate，HMB)，飼喂妊娠100 d到泌乳第7天的母豬，妊娠后期，0.2%組IUGR發(fā)生率較其他兩組分別低5%、5.77%。在基礎(chǔ)日糧中添加0、50、100 g/t低聚殼聚糖，飼喂妊娠85 d到分娩21 d的母豬，發(fā)現(xiàn)50 g/t組仔豬初生窩重顯著高于其他兩組[5]。因此，在妊娠日糧中正確使用飼料添加劑是調(diào)控胎盤(pán)屏障功能可行的方法之一。

3.5 上皮細(xì)胞的形態(tài)

上皮細(xì)胞的形態(tài)不同，會(huì)影響胎盤(pán)厚度和面積，進(jìn)而影響胎盤(pán)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)交換功能。胎盤(pán)褶皺是由妊娠中期子宮內(nèi)膜腔上皮細(xì)胞與滋養(yǎng)層上皮細(xì)胞的遷移和重塑形成的，它會(huì)影響胎盤(pán)效率，進(jìn)而影響產(chǎn)仔數(shù)。胎盤(pán)褶皺的滋養(yǎng)層上皮細(xì)胞可分為兩種形態(tài)，一種是位于頂端增殖能力弱的高柱狀細(xì)胞，另一種是位于底端增值能力強(qiáng)的立方狀細(xì)胞。在妊娠50 d時(shí)，胎盤(pán)褶皺頂端和低端的滋養(yǎng)層上皮細(xì)胞形態(tài)無(wú)品種差異，但是在妊娠95 d時(shí)，不同品種間滋養(yǎng)層上皮細(xì)胞存在顯著性差異。以大白豬和梅山豬為例，大白豬胎盤(pán)褶皺頂端滋養(yǎng)層上皮細(xì)胞的形態(tài)仍然為高柱狀，底端的滋養(yǎng)層細(xì)胞變?yōu)楦〉牧⒎綘?，而梅山豬褶皺頂端和底端的滋養(yǎng)層上皮細(xì)胞都為立方狀；褶皺頂端和底端的子宮內(nèi)膜腔上皮細(xì)胞雖然在不同時(shí)期有顯著差異，但是在品種間無(wú)顯著差異[12，34]。這說(shuō)明在妊娠95 d時(shí)，大白豬胎盤(pán)褶皺滋養(yǎng)層上皮細(xì)胞的遷移能力比梅山豬的弱，胎盤(pán)褶皺較簡(jiǎn)單化，限制了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)從母體到胎兒的運(yùn)送，胎盤(pán)效率較低。

3.6 糖皮質(zhì)激素

過(guò)量的糖皮質(zhì)激素會(huì)減緩豬胎盤(pán)及胎兒生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)而出現(xiàn)IUGR。11-β羥基類(lèi)固醇脫氫酶(HSD11B1和HSD11B2編碼)和糖皮質(zhì)激素受體控制該激素在細(xì)胞內(nèi)的作用[47]。HSD11B1主要催化具有生物活性的糖皮質(zhì)激素11-脫氫皮質(zhì)酮或可的松向皮質(zhì)酮或皮質(zhì)醇轉(zhuǎn)化[48]；HSD11B2在胎盤(pán)局部將糖皮質(zhì)激素分解為無(wú)生物活性的11-脫氫皮質(zhì)酮或可的松，用于保護(hù)胎兒免受糖皮質(zhì)激素過(guò)量的傷害，起到功能性屏障作用[49-50]。近年來(lái)的研究表明，HSD11B2基因在胎盤(pán)上表達(dá)并能將母體的皮質(zhì)醇轉(zhuǎn)化為可的松[49]，糖皮質(zhì)激素與豬胎盤(pán)屏障有關(guān)。Shang等[51]給整個(gè)妊娠期的眉山豬飼喂低蛋白日糧后發(fā)現(xiàn)，分娩時(shí)總產(chǎn)仔豬中雌胎兒出現(xiàn)IUGR且IUGR胎兒胎盤(pán)中HSD11B2的活性降低。Kanitz等[47]給整個(gè)妊娠期母豬飼喂蛋白質(zhì)與碳水化合物比值為1∶5、1∶1.3、1∶10.4的日糧，發(fā)現(xiàn)妊娠94 d胎盤(pán)中1∶10.4組較1∶5組糖皮質(zhì)激素受體和HSD11B2基因表達(dá)顯著上調(diào)，分娩時(shí)胎兒初生重也顯著降低?？梢?jiàn)，糖皮質(zhì)激素及其受體也是影響胎盤(pán)屏障功能的重要因素之一。

4 展望

綜上所述，胎盤(pán)屏障作為母胎之間物質(zhì)交換的橋梁，在胎兒生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中扮演著重要的角色。在深入了解胎盤(pán)屏障結(jié)構(gòu)、功能和影響因素的基礎(chǔ)上，如何通過(guò)營(yíng)養(yǎng)調(diào)控手段促進(jìn)胎盤(pán)屏障發(fā)育、改善胎盤(pán)結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)分泌功能、調(diào)控影響因素來(lái)提高母豬繁殖效率及其相關(guān)機(jī)制將是今后豬胎盤(pán)屏障研究的主要方向。