色氨酸對(duì)母豬乳成分及泌乳相關(guān)激素的影響

苗晉鋒, 徐嘉易, 王正磊, 印遇龍(.中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所/中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長沙 405；.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院， 江蘇 南京 0095)

色氨酸(tryptophan, Trp)又名α-氨基-β-吲哚丙酸，是動(dòng)物維持生長的必需氨基酸之一，在日糧中，尤其是在低蛋白水平的玉米—豆粕型日糧中容易缺乏(一般在此類日糧中，賴氨酸是第一限制性氨基酸，Trp是第二限制性氨基酸).在動(dòng)物體內(nèi)Trp有兩種主要來源，一是組織蛋白質(zhì)分解的內(nèi)源氨基酸，約占2/3；一是從日糧中消化吸收的外源性氨基酸，約占1/3[1].代謝途徑也有兩個(gè)，一是合成組織蛋白質(zhì)，一是分解代謝或轉(zhuǎn)化成其他功能分子，如5-羥色胺和尼克酸(VB5)等[2-4].因此，在畜禽體內(nèi)Trp除參與蛋白質(zhì)的合成外，還具有調(diào)節(jié)基因表達(dá)、提高食欲、促進(jìn)生長，緩解應(yīng)激和增強(qiáng)機(jī)體免疫等生理功能[5-6].

母豬的泌乳性能及乳的品質(zhì)是決定現(xiàn)代生豬養(yǎng)殖業(yè)效益的重要因素之一，受多種因素的影響.其中，營養(yǎng)因素是決定母豬泌乳的重要因素之一，因?yàn)槿橹械墓腆w成分多數(shù)由乳腺上皮細(xì)胞利用代謝前體物質(zhì)合成[7-8].在泌乳期，氨基酸營養(yǎng)是研究的熱點(diǎn)之一[9-11]，Guan et al[9]研究表明，約1/3的體循環(huán)氨基酸在豬乳腺中被用于合成乳蛋白.為此，有研究探討額外添加單一或多種氨基酸對(duì)泌乳及母豬生產(chǎn)性能的影響[10-11].

當(dāng)前，Trp在泌乳母豬日糧中的添加量為1.9 g·kg-1[12]，這是基于上世紀(jì)七八十年代的研究結(jié)果制定的.已有研究表明，額外添加Trp可在一定程度上對(duì)母豬的生產(chǎn)性能有積極的影響[13-15].Trp對(duì)母豬泌乳的影響報(bào)道很少.Paulicks et al[15]研究表明，在日糧中添加Trp能影響母豬泌乳量，本實(shí)驗(yàn)室前期在長白×大約克母豬的日糧中額外添加Trp也證實(shí)了這一點(diǎn)(數(shù)據(jù)未發(fā)表).目前關(guān)于Trp促進(jìn)母豬泌乳的機(jī)制尚未見報(bào)道.眾所周知，乳的發(fā)生和分泌受復(fù)雜的神經(jīng)內(nèi)分泌活動(dòng)調(diào)控，與生長、代謝及泌乳相關(guān)激素的改變均會(huì)影響乳的質(zhì)和量.那么，在基礎(chǔ)日糧中添加Trp對(duì)母豬生產(chǎn)性能的影響是否與乳的品質(zhì)及相關(guān)激素分泌的改變有關(guān)是本試驗(yàn)探討的問題.

1 材料與方法

1.1 材料

選用20頭健康、3～5胎次的長白×大約克母豬為供試材料.

Trp購置于希杰公司

Milko-Scan 134 A/B型紅外線乳成分分析儀為丹麥Foss公司產(chǎn)品.

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及飼糧組成

試驗(yàn)在河北省邯鄲市臨漳縣裕豐種豬養(yǎng)殖有限公司開展.將20頭供試母豬隨機(jī)分成2組，即對(duì)照組和Trp組，每組10頭.對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)日糧；Trp組飼喂基礎(chǔ)日糧+0.12% Trp.

基礎(chǔ)日糧參考妊娠期和泌乳期母豬的營養(yǎng)需要[16]進(jìn)行配制.基礎(chǔ)日糧及營養(yǎng)水平見表1、2.

表1 妊娠期母豬基礎(chǔ)日糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of basal diets for pregnant sow (air-dry basis)

1)預(yù)混料可為每千克日糧提供10 500 IU VA、54 IU VE、1.8 mg VB1、6 mg VB2、3 mg VB6、0.024 mg VB12、2250 IU VD3、30 mg煙酰胺、18 mg D-泛酸、2.4 mg葉酸、0.27 mg D-生物素、108 mg鐵、22.5 mg銅、30 mg錳、105 mg鋅、0.32 mg碘、0.3 mg硒、0.5 mg鈷；2)消化能為計(jì)算值，其余為實(shí)測值.

表2 泌乳期母豬基礎(chǔ)日糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 2 Composition and nutrient levels of basal diets for lactation sow (air-dry basis)

1)預(yù)混料可為每千克日糧提供10 500 IU VA、54 IU VE、1.8 mg VB1、6 mg VB2、3 mg VB6、0.024 mg VB12、2250 IU VD3、30 mg煙酰胺、18 mg D-泛酸、2.4 mg葉酸、0.27 mg D-生物素、108 mg鐵、22.5 mg銅、30 mg錳、105 mg鋅、0.32 mg碘、0.3 mg硒、0.5 mg鈷；2)消化能為計(jì)算值，其余為實(shí)測值.

1.3 飼養(yǎng)管理

預(yù)產(chǎn)期前14 d，Trp組母豬開始飼喂基礎(chǔ)日糧+0.12% Trp，直到第28 d斷奶(分娩前飼喂妊娠期母豬飼料，分娩后飼喂泌乳期母豬飼料).產(chǎn)前7 d將母豬轉(zhuǎn)入徹底消毒的產(chǎn)仔舍.母豬欄為全漏縫式單體限位欄，溫度保持在16～25 ℃，注意通風(fēng)并保持舍內(nèi)清潔.飼喂期間母豬自由飲水，分娩當(dāng)天不喂料，分娩后第1天飼喂2.0 kg飼料，第2天飼喂2.5 kg飼料，第3天飼喂3.0 kg飼料，此后自由采食.哺乳期間仔豬不提供補(bǔ)料.母豬斷奶后轉(zhuǎn)入配懷舍，觀察其發(fā)情情況.

仔豬出生后稱重，放入保溫欄.選擇產(chǎn)仔數(shù)為9～13頭的16頭母豬(n=8)，通過寄養(yǎng)和調(diào)出等方式調(diào)整仔豬，使每頭母豬的均仔數(shù)10頭(每窩的調(diào)整數(shù)不超過2頭)，其他4窩備用(對(duì)照組和Trp組各兩窩).7 d內(nèi)，如果有仔豬死亡的現(xiàn)象，及時(shí)調(diào)入，但每窩不超過2頭.仔豬按豬場常規(guī)程序免疫.

1.4 乳樣采集及乳成分檢測

于母豬產(chǎn)后1、3、7、14和28 d采集乳樣，1和3 d的為初乳，7、14和28 d的為常乳.采集前1 h將仔豬與母豬隔離.固定乳頭(分前、中、后3個(gè)區(qū))，采集后的乳樣等體積混勻，每次10 mL左右.用于測定乳常規(guī)的乳樣置冰箱(2～4 ℃)中備用，其余乳樣制備乳清后凍存?zhèn)溆?

乳脂、乳蛋白、乳糖、總固形物和非脂總固形物的含量采用紅外線乳成分分析儀檢測；采用試劑盒檢測乳清中泌乳相關(guān)激素(雌激素、生長激素、催乳素、胰島素)、胰島素樣生長因子和表皮生長因子的含量.

1.5 血樣采集及相關(guān)激素檢測

于產(chǎn)前1和3 d及分娩后的1、3、7、14和28 d采集母豬血液樣品，采用常規(guī)方法制備血清，采用試劑盒檢測泌乳相關(guān)激素(雌激素、生長激素、催乳素、胰島素)、胰島素樣生長因子和表皮生長因子的含量.

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 19.0方差分析程序?qū)υ囼?yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，統(tǒng)計(jì)結(jié)果以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤表示(n=8)，組間差異用t檢驗(yàn)判斷有無顯著性.

2 結(jié)果與分析

2.1 日糧中添加Trp對(duì)母豬乳成分的影響

表3顯示，母豬產(chǎn)后1和3 d的乳脂、乳蛋白、總固形物和非脂總固形物含量均明顯高于7、14和28 d，乳糖含量的變化則相反.Trp組與對(duì)照組相比，除7和14 d的乳糖含量存在顯著差異外(P<0.05)，其他指標(biāo)(各時(shí)間點(diǎn))均差異不顯著(P>0.05).

表3 日糧中添加Trp對(duì)母豬乳成分的影響1)Table 3 Effects of dietary supplementation of tryptophan on milk composition of lactation sows

1)*表示同一時(shí)間點(diǎn)的Trp組與對(duì)照組相比較，差異顯著(P<0.05).

2.2 日糧中添加Trp對(duì)乳中泌乳相關(guān)激素的影響

表4顯示，母豬開始泌乳時(shí)各種激素含量普遍較高，之后迅速下降，一般在泌乳的第3天，各指標(biāo)普遍下降1/2甚至更多，常乳中的各種激素水平進(jìn)一步下降.與對(duì)照組相比，Trp組顯著提高催乳素的含量，其中，第3、7和14天的差異顯著(P<0.05)，其他指標(biāo)的差異不顯著(P>0.05).

表4 日糧中添加Trp對(duì)乳中與泌乳相關(guān)激素的影響1)Table 4 Effects of dietary supplementation of tryptophan on hormone in milk relating to lactation

1)*表示同一時(shí)間點(diǎn)的Trp組與對(duì)照組相比較，差異顯著(P<0.05).

2.3 日糧中添加Trp對(duì)母豬血液中與泌乳相關(guān)激素的影響

表5顯示：無論Trp組還是對(duì)照組，母豬血液的雌激素含量在產(chǎn)前3 d最高，此后迅速下降，產(chǎn)后3 d后基本維持恒定，Trp組與對(duì)照組(各時(shí)間點(diǎn))的差異不顯著(P>0.05)；其他激素的含量均在產(chǎn)前1 d達(dá)到峰值，產(chǎn)后7 d后基本維持恒定.Trp組與對(duì)照組相比，生長激素含量顯著升高出現(xiàn)在產(chǎn)前1 d(P<0.05)；催乳素含量顯著升高出現(xiàn)在產(chǎn)前3 d及產(chǎn)后的7、14、28 d(P<0.05)；胰島素含量顯著升高出現(xiàn)在產(chǎn)前3 d及產(chǎn)后的7、14 d(P<0.05).

表5 日糧中添加Trp對(duì)母豬血液中與泌乳相關(guān)激素的影響1)Table 5 Effects of dietary supplementation of tryptophan on hormone relating to lactation in blood

1)*表示同一時(shí)間點(diǎn)的Trp組與對(duì)照組相比較，差異顯著(P<0.05).

3 討論

目前對(duì)母豬泌乳期營養(yǎng)的研究主要集中在蛋白需求量、能量需求、蛋白能量平衡、氨基酸配比與失衡、個(gè)別氨基酸的功能、維生素和礦物質(zhì)的作用等.Huber et al[17]研究表明，在母豬泌乳高峰期降低飼料粗蛋白的含量，額外添加晶體氨基酸會(huì)提高N的再吸收及利用，且不會(huì)影響仔豬的日增重；Craig et al[11]研究表明，在泌乳期給予母豬恰當(dāng)?shù)睦i氨酸/賴氨酸比例能有效提高乳中的乳脂含量，并提高斷奶仔豬的日增重.關(guān)于Trp對(duì)母豬泌乳影響的研究很少，泌乳母豬對(duì)Trp的需求量最早見于Lewis et al[13]的報(bào)道，此研究結(jié)果為NRC(1998)[12]關(guān)于Trp在母豬泌乳期飼料中的推薦劑量提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù).之后，Libal et al[14]、Paulicks et al[15]也就泌乳母豬對(duì)Trp的需求量進(jìn)行了研究.Paulicks et al[15]研究認(rèn)為，NRC(1998)[12]推薦的在泌乳母豬飼料中添加1.9 g·kg-1Trp是不夠的，且母豬的品種、生理狀況、生長環(huán)境、生產(chǎn)水平及胎次等因素都能影響母豬對(duì)某一特定氨基酸的需求.綜合考慮上述因素，本試驗(yàn)確定在基礎(chǔ)日糧中添加0.12% Trp，研究額外添加Trp對(duì)母豬泌乳性能及乳成分的影響，旨在初步探討Trp促進(jìn)泌乳的機(jī)制.

乳是乳腺上皮細(xì)胞的分泌產(chǎn)物，主要成分是水，此外還含有脂肪、蛋白質(zhì)、糖類、無機(jī)鹽、維生素以及酶類、激素、生長因子等生物活性物質(zhì).糖、脂和蛋白質(zhì)是乳的三大營養(yǎng)成分，其他成分雖然含量很低，卻有重要的生理功能.乳的構(gòu)成及分泌量因動(dòng)物種別、年齡、泌乳周期、飼料、飼養(yǎng)管理以及氣候等因素的改變而發(fā)生變化.乳成分是反映乳質(zhì)量的重要因素.本試驗(yàn)檢測了母豬產(chǎn)后不同時(shí)間乳脂、乳蛋白、乳糖、總固形物和非脂總固形物含量的變化.結(jié)果顯示，在基礎(chǔ)日糧中添加0.12% Trp對(duì)不同泌乳期的乳脂、乳蛋白、總固形物、非脂總固形物含量沒有明顯的影響，說明作為一種為仔豬提供全方位營養(yǎng)的食物，其基本成分保持基本穩(wěn)定，不會(huì)因?yàn)槟肛i飼料中個(gè)別組分的改變而發(fā)生顯著變化，這與前人的研究結(jié)果[15,18]相符.乳糖是影響腺泡內(nèi)滲透壓的主要因素，其含量的高低直接影響乳的分泌量.本試驗(yàn)結(jié)果顯示，在基礎(chǔ)日糧中添加0.12% Trp顯著提高了母豬產(chǎn)后7和14 d的乳糖含量，這可能與母豬泌乳量的提高有一定關(guān)系.

泌乳的啟動(dòng)和維持均由神經(jīng)—激素系統(tǒng)調(diào)節(jié)、維系，這是一個(gè)復(fù)雜的生理過程，動(dòng)物不同，該過程存在一定差異.如單胃動(dòng)物維持泌乳的激素是催乳素，而反芻動(dòng)物維持泌乳的激素是生長激素.但泌乳的基本規(guī)律相似，如妊娠期雌激素和孕酮水平升高促進(jìn)乳腺的發(fā)育，產(chǎn)前這兩種激素水平迅速下降，催乳素(或生長激素)升高啟動(dòng)并維持泌乳.本試驗(yàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測母豬產(chǎn)前、產(chǎn)后血液中及產(chǎn)后乳中與泌乳密切相關(guān)的激素(因子)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)多數(shù)指標(biāo)在分娩前后有一個(gè)顯著的峰值，說明在泌乳的啟動(dòng)過程中激素的作用必不可少.本試驗(yàn)結(jié)果顯示，母豬血液中的雌激素含量在產(chǎn)前3 d明顯高于其他時(shí)間點(diǎn)，產(chǎn)前1 d與產(chǎn)前3 d相比下降明顯，約下降50%，而在產(chǎn)后1 d已基本接近整個(gè)泌乳期的水平.但無論是乳中還是血液中的激素，在分娩前后除產(chǎn)前1 d的乳生長激素含量，Trp組與對(duì)照組均沒有顯著差異，說明Trp對(duì)母豬泌乳的影響機(jī)制不主要體現(xiàn)在對(duì)泌乳啟動(dòng)的影響上.如前所述，母豬泌乳的維持靠的是催乳素，添加Trp可顯著提高產(chǎn)后3、7、14 d乳中及產(chǎn)后7、14、28 d血液中催乳素的含量，提示催乳素分泌的提高也可能是Trp改善泌乳性能的原因之一.而血液中胰島素含量的提高，可能與采食量的增加有關(guān).原因在于胰島素是能量代謝中的重要激素.

綜上所述，在基礎(chǔ)日糧中添加0.12% Trp除影響豬乳的乳糖含量外，對(duì)乳的其他主要固形成分無顯著影響.說明添加Trp對(duì)乳主要成分的穩(wěn)定影響不明顯，而乳糖對(duì)維持腺泡內(nèi)的晶體滲透壓發(fā)揮著重要作用，其變化可能與泌乳量的增加有一定關(guān)系.與對(duì)照組相比，Trp組的生長激素、催乳素和胰島素等與泌乳及代謝相關(guān)的激素含量顯著增加，說明作為一種多功能的氨基酸，Trp可能通過體內(nèi)的轉(zhuǎn)化調(diào)控母豬的泌乳能力，但具體的機(jī)制還需進(jìn)一步研究.

4 結(jié)論

在基礎(chǔ)日糧中添加Trp對(duì)豬乳主要成分的穩(wěn)定影響不明顯，作為一種多功能的氨基酸，Trp可能通過影響乳糖及與泌乳相關(guān)激素的合成調(diào)控母豬的泌乳能力.