N-乙酰半胱氨酸緩解母豬夏季熱應(yīng)激的初報

程玲華，薛振華，齊　鑫，劉瀛蔚，吳中紅，安　磊，云　鵬，田見暉*

(1.中國農(nóng)業(yè)大學 動物科技學院，北京 100193；2.北京市畜牧總站，北京 100107)

注：同行數(shù)據(jù)肩標不同小寫字母表示差異顯著 (P<0.05)，相同字母表示差異不顯著 (P>0.05)

注：同行數(shù)據(jù)肩標不同小寫字母表示差異顯著 (P<0.05)，相同字母表示差異不顯著 (P>0.05)

注：同行數(shù)據(jù)肩標不同小寫字母表示差異顯著 (P<0.05)，相同字母表示差異不顯著 (P>0.05)

注：同行數(shù)據(jù)肩標不同小寫字母表示差異顯著 (P<0.05)，相同字母表示差異不顯著 (P>0.05)

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N-乙酰半胱氨酸緩解母豬夏季熱應(yīng)激的初報

程玲華1，薛振華2，齊鑫1，劉瀛蔚1，吳中紅1，安磊1，云鵬2，田見暉1*

(1.中國農(nóng)業(yè)大學 動物科技學院，北京 100193；2.北京市畜牧總站，北京 100107)

摘要：N-乙酰半胱氨酸(N-acetyl-L-cysteine，NAC)是一種含有巰基的化合物，谷胱甘肽的前體物質(zhì)，具有清除自由基、抗氧化、抗炎、防止DNA損傷等作用。本實驗擬在熱應(yīng)激條件下，向母豬的日糧中添加500 mg/kg NAC，觀察其對母豬繁殖性能的影響。結(jié)果表明：產(chǎn)前母豬日糧中添加500 mg/kg NAC，母豬的總產(chǎn)仔數(shù)增加(p<0.05)。產(chǎn)前和斷奶后母豬日糧中分別添加NAC，母豬斷奶到發(fā)情間隔縮短，且斷奶后14 d的發(fā)情率有提高的趨勢。

關(guān)鍵詞：N-乙酰半胱氨酸(NAC)；熱應(yīng)激；母豬

由于豬自身皮下脂肪厚、汗腺不發(fā)達等生理特點，其體內(nèi)熱量散發(fā)較慢，因此，是諸多家畜中對熱應(yīng)激尤其敏感的動物。熱應(yīng)激會導致哺乳母豬采食量下降、泌乳量減少甚至停止，影響母豬的繁殖性能，如產(chǎn)后子宮復舊不良，斷奶到發(fā)情間隔延長，排卵數(shù)減少，受胎率下降等[1]。大量的體外實驗研究表明，熱應(yīng)激導致卵母細胞成熟率下降[2，3]。目前，一些生產(chǎn)性實驗也表明，在母豬料或飲水中添加一種或多種的藥物或者添加劑可以緩解熱應(yīng)激對動物機體造成的損傷[4]。因此，尋找新藥物緩解母豬的熱應(yīng)激，提高繁殖生產(chǎn)性能具有重要價值。

N-乙酰半胱氨酸(N-acetyl-L-cysteine，NAC)是一種含有巰基的化合物，谷胱甘肽的前體物質(zhì)，臨床上多用于黏液溶解劑。因其含有特殊的巰基結(jié)構(gòu)，近年來其清除自由基，抗氧化，防止DNA損傷，抗凋亡等功能也成為研究熱點[5]。Whitaker B D研究表明，在豬卵母細胞成熟液中添加1.5 mmol/L的NAC，不影響豬卵母細胞的滲透性能，還能提高卵母細胞發(fā)育為囊胚的能力[6]。豬精液保護液和凍存液中添加1.0 mmol/L的NAC，精子受精時頂體反應(yīng)不受影響，DNA損傷顯著降低，添加后不影響IVF胚胎的發(fā)育[7]。仔豬飼養(yǎng)實驗表明，在日糧中添加500 mg/kg NAC可以緩解脂多糖導致的免疫應(yīng)激和能量的過度消耗，提高仔豬的抗氧化能力，促進仔豬的生長發(fā)育[8]。本實驗擬在夏季母豬的日糧中添加NAC觀察其對母豬繁殖性能的影響。

1材料與方法

1.1試驗材料

N-乙酰半胱氨酸(NAC)市售醫(yī)藥級產(chǎn)品，純度≥98%。

1.2實驗動物與試驗設(shè)計

選用健康大白3～8胎妊娠及斷奶母豬。實驗1，母豬產(chǎn)前日糧添加NAC對繁殖生產(chǎn)性能的影響。妊娠母豬分為兩組，對照(n=19)日糧中未添加NAC，試驗組(n=26)產(chǎn)前7 d至配種當天日糧添加NAC。試驗2，斷奶后日糧添加NAC對母豬發(fā)情的影響。斷奶母豬分為兩組，對照(n=12)日糧中未添加NAC，試驗組(n=11)斷奶至配種當天日糧中添加NAC。試驗期間對照組母豬飼喂本廠基礎(chǔ)日糧，試驗組在基礎(chǔ)日糧中添加500 mg/kg NAC。

1.3試驗日糧和飼養(yǎng)管理

基礎(chǔ)日糧參照NRC(2012)豬的營養(yǎng)需要配制。試驗期間使用apresys記錄母豬舍內(nèi)平均溫度在30～32℃，濕度60%～80%，母、仔豬按照本場的免疫程序進行。母豬自由飲水，定時清掃和消毒豬舍。

1.4檢測指標

實驗1統(tǒng)計母豬窩產(chǎn)仔數(shù)、健仔數(shù)、死胎、木乃伊的數(shù)量、28 d斷奶仔豬數(shù)、仔豬斷奶重。實驗1和實驗2都統(tǒng)計母豬斷奶到發(fā)情間隔、斷奶后14 d發(fā)情率。

1.5統(tǒng)計分析

實驗數(shù)據(jù)使用EXCEL2013預處理，用SPSS20.0分析。除發(fā)情率外的數(shù)據(jù)使用t檢驗分析，結(jié)果用平均數(shù)±SEM表示，斷奶后14 d發(fā)情率用卡方檢驗，P<0.05認為差異顯著。

2結(jié)果與分析

2.1日糧添加NAC對母豬產(chǎn)仔性能的影響

在熱應(yīng)激的條件下，妊娠母豬產(chǎn)前7 d日糧中添加500 mg/kg NAC平均窩產(chǎn)仔數(shù)為11.54±0.43頭，對照組為10.79±0.92頭，實驗組比對照組提高了0.75頭(p<0.05)。健仔數(shù)、死胎、木乃伊胎兩組間差異不顯著(p>0.05)。

表1日糧中添加NAC對母豬產(chǎn)仔數(shù)的影響

指標對照組NAC處理組窩產(chǎn)仔/頭10.79±0.92a11.54±0.43b健仔/頭10.21±1.03a10.92±0.49a死胎/頭0.42±0.19a0.62±0.21a木乃伊/頭0.11±0.11a0±0a

注：同行數(shù)據(jù)肩標不同小寫字母表示差異顯著 (P<0.05)，相同字母表示差異不顯著 (P>0.05)

2.2母豬日糧添加NAC對斷奶仔豬數(shù)、仔豬斷奶重的影響

仔豬出生后28 d斷奶，并測量其斷奶重。結(jié)果表明：母豬日糧添加NAC 組與對照組的平均窩斷奶仔豬數(shù)差異不顯著。實驗組和對照組斷奶仔豬的個體重無差異。

表2日糧添加NAC對母豬斷奶仔豬數(shù)、斷奶仔豬個體重的影響

指標對照組NAC處理組平均窩斷奶仔豬/頭9.08±0.37a9.05±0.48a斷奶仔豬個體重/kg8.36±0.38a8.16±0.25a

注：同行數(shù)據(jù)肩標不同小寫字母表示差異顯著 (P<0.05)，相同字母表示差異不顯著 (P>0.05)

2.3母豬產(chǎn)前日糧添加NAC對斷奶后發(fā)情的影響

與對照組相比，產(chǎn)前母豬日糧中添加NAC，發(fā)情間隔顯著減少(4.56±0.14∶7.37±0.94)。對照組斷奶后14 d的發(fā)情率為72.22%，而試驗組為96.15%，比對照組提高23.93%，但是卡方檢驗結(jié)果為差異不顯著。

表3母豬產(chǎn)前日糧添加NAC對斷奶后發(fā)情的影響

指標對照組NAC處理組斷奶間隔/d7.37±0.94b4.56±0.14a斷奶后14d發(fā)情率72.22%a96.15%a

注：同行數(shù)據(jù)肩標不同小寫字母表示差異顯著 (P<0.05)，相同字母表示差異不顯著 (P>0.05)

2.4斷奶后日糧添加NAC對母豬發(fā)情的影響

斷奶后母豬日糧中添加NAC，比對照組發(fā)情間隔也顯著減少(5.45±0.86∶8.08±1.26 d)。斷奶后日糧添加500 mg/kg NAC發(fā)情率為90.90%，發(fā)情率高于對照組，但是卡方檢驗結(jié)果為差異不顯著。

表4斷奶后日糧添加NAC對母豬發(fā)情的影響

指標對照實驗斷奶間隔/d8.08±1.26b5.45±0.86a斷奶后14d發(fā)情率66.67%a90.90%a

注：同行數(shù)據(jù)肩標不同小寫字母表示差異顯著 (P<0.05)，相同字母表示差異不顯著 (P>0.05)

3討論和結(jié)論

NAC 為谷胱甘肽(GSH)的前體，在體內(nèi)可轉(zhuǎn)化成 GSH，GSH 存在于幾乎所有組織中，是許多保護性系統(tǒng)的關(guān)鍵物質(zhì)，具有穩(wěn)定細胞膜及胞內(nèi)膜相結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定細胞內(nèi)重要大分子如酶類及蛋白質(zhì)的功能，具有解除病理狀態(tài)下二硫鍵交聯(lián)的作用，可保護組織免受各種內(nèi)源性或外源性的氧化損傷，而巰基是其對活性氧化物所致的損害起保護作用時的主要組成部分[9，10]。NAC 還可進入到白細胞內(nèi)，轉(zhuǎn)化為生理性的抗氧化物，提高細胞內(nèi)的還原水平，滅活白細胞內(nèi)和介質(zhì)中的活性氧[11]。在病理試驗條件下，NAC也常用于緩解毒性對機體和細胞的損傷作用[12～15]。動物實驗表明，NAC的安全性非常高，不存在致畸和致突變的作用，這也給動物日糧添加實驗提供了安全性的保障[16]。

在雌性生殖方面，研究表明，在母鼠的日糧中添加0.1或者1 mmol/L的NAC 能防止數(shù)卵母細胞老化，抑制卵泡凋亡[17]。此外，體外實驗還證實，NAC可能通過抗氧化作用減緩感染引發(fā)的胎膜早破[18]。在雄性生殖方面，實驗發(fā)現(xiàn)在冷凍稀釋液中添加1mmol/L 的N- 乙酰半胱氨酸可以顯著地提高解凍后精子活力和頂體完整率，降低精子的低滲膨脹百分率[19]。

大量研究表明，應(yīng)激會影響卵巢、子宮的正常功能，破壞體內(nèi)的內(nèi)分泌環(huán)境的穩(wěn)定[20]。

高溫導致母豬采食量降低，營養(yǎng)物質(zhì)攝入量不足，產(chǎn)生大量的自由基，氧化還原系統(tǒng)遭到破壞，子宮復舊時間延長。若在食物中添加了被譽為自由基清除劑的NAC，可能減緩機體受到的傷害。研究表明NAC還能緩解脂多糖造成的熱應(yīng)激蛋白70和NF-kB表達的增加，抑制TNF-α、IL-6、 PGE2等炎癥因子的表達[8]。體外實驗表明，熱應(yīng)激能導致卵母細胞和顆粒細胞凋亡，DNA損傷增加，卵母細胞的發(fā)育能力降低[3]。Monireh Mahmoodi 等人給自體卵巢移植的鼠腹腔注射150 mg/kg體重的NAC，發(fā)現(xiàn)NAC通過抑制氧化應(yīng)激，減少閉鎖卵泡的數(shù)量，增加雌激素的表達水平，提高移植后卵巢的功能[21]。此外，應(yīng)激情況下，母豬的泌乳能力可能受限，而體外培養(yǎng)乳腺上皮細胞實驗顯示，NAC可以緩解應(yīng)激導致的促乳素信號抑制現(xiàn)象[22]。

基于NAC抑制氧化應(yīng)激、抗炎、抗凋亡等作用原理，在夏季母豬日糧中添加500 mg/kg NAC，初步實驗表明可以提高總產(chǎn)仔數(shù)，縮短母豬斷奶到發(fā)情的間隔。下一步在加大試驗規(guī)模的同時，仍需對添加的劑量和時間作進一步篩選。

NAC屬小分子化合物，其化學性質(zhì)較穩(wěn)定，生產(chǎn)成本較低。隨著研究的日漸深入，NAC將可能應(yīng)用到動物生產(chǎn)上。在疾病的預防和治療，防止動物亞健康，提高動物生產(chǎn)性能上發(fā)揮作用。但是其具體的機制和不同畜種、不同年齡的最適宜的添加量仍然有待進一步研究。

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中圖分類號：S828.3

文獻標識碼：A

文章編號：1005-2739(2016)03-0012-04

作者簡介：程玲華(1990-)，女，碩士。E-mail：LHcheng @cau.edu.cn通訊作者：田見暉(1968-)，男，土家族，博士，教授。E-mail:tianjh@cau.edu.cn

收稿日期：2016-03-04

資助項目：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系北京市生豬產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新團隊項目(25015015)