褐藻寡糖對斷奶仔豬生長性能、抗氧化性能和腸道消化吸收功能的影響

張 麗，史洪濤，李月勤，彭永帥，吳 姣

（1.河南牧業(yè)經(jīng)濟學(xué)院動物醫(yī)學(xué)院，河南鄭州 450046；2.河南牧業(yè)經(jīng)濟學(xué)院動物科技學(xué)院，河南鄭州 450046）

斷奶是仔豬的一個關(guān)鍵階段，食物形態(tài)由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，環(huán)境改變，混群等容易造成斷奶應(yīng)激，常常導(dǎo)致消化不良，嚴重時甚至出現(xiàn)死亡，其胃腸道結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生改變，同時需要適應(yīng)腸道菌群和免疫反應(yīng)（Boudry等，2004）。與此同時，斷奶應(yīng)激還會產(chǎn)生過量的活性氧，導(dǎo)致仔豬機體發(fā)生氧化損傷（Zhu等，2012）。過去幾十年里，抗生素被廣泛應(yīng)用于養(yǎng)豬生產(chǎn)中，以減少斷奶后的生理反應(yīng)障礙。然而，人們越來越關(guān)注抗生素耐藥性和抗生素在動物產(chǎn)品中的殘留問題，這可能會給人類健康帶來風(fēng)險（Wan等，2016；Monroe和Polk，2000）。褐藻低聚糖是一種非免疫、無毒、生物可降解的聚合物，已被證明具有多種活性功能（Guo等，2016），包括抗氧化、抗炎、抗細胞凋亡等（Zhou等，2015）。鑒于這些特點，褐藻寡糖作為豬用抗生素的替代物具有較大潛力。雖然褐藻寡糖的各種生物學(xué)功能得到廣泛關(guān)注，但對于補充褐藻寡糖對改善斷奶應(yīng)激和腸道消化保護作用的研究報道較少。因此，本試驗以25 d斷奶仔豬為研究對象，考察在日糧中添加褐藻寡糖對其生長性能、抗氧化性能、腸道黏膜消化酶及相關(guān)基因表達的影響，為褐藻寡糖替代抗生素的應(yīng)用提供理論依據(jù)

1 材料與方法

1.1 試驗日糧與分組 試驗用褐藻寡糖（99%含量）購自湖南億全生物科技有限公司。選擇健康、體重一致的（25±1）d杜洛克×長白×大白斷奶仔豬720頭，隨機分為4組，每組6個重復(fù)，每個重復(fù)30頭豬。試驗日糧參考NRC（2012）豬營養(yǎng)需要設(shè)計4種日糧，對照組飼喂玉米-豆粕型日糧，處理組分別在對照組日糧中添加20、40和80 mg/kg褐藻寡糖。基礎(chǔ)日糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

1.2 飼養(yǎng)管理 斷奶仔豬按體重均勻度分到保育舍，每圈關(guān)豬30頭，豬只自由飲水和采食，室溫控制在（30±1）℃，之后每周降低1℃，直至溫度控制在28℃，采用自然光照和人工光照相結(jié)合，光照時間為16 h（30 lx）。試驗時間為14 d。

表1 基礎(chǔ)日糧組成及營養(yǎng)水平

1.3 測定指標

1.3.1 生長性能 試驗期間每周按重復(fù)記錄采食量，在試驗當天和14 d早上對試驗豬進行稱重，記錄期末體重，計算各組豬只平均日增重、平均日采食量和增重耗料比。每天觀察仔豬的腹瀉情況，記錄腹瀉豬只頭數(shù)，計算整個試驗期間豬只腹瀉率。

1.3.2 養(yǎng)分消化率 在試驗第11天連續(xù)收集3 d仔豬糞樣，在收集糞樣前日糧中添加0.2%三氧化二鉻作為指示劑，參考Landero等（2011）的研究方法測定干物質(zhì)、粗灰分、總能、粗蛋白質(zhì)和粗脂肪的表觀消化率。

1.3.3 血清抗氧化、激素水平和黏膜消化酶的測定 在試驗結(jié)束當天，每組隨機選擇12頭仔豬頸靜脈采血5 mL用于分離血清后屠宰，收集十二指腸、空腸和回腸黏膜。采用試劑盒法測定黏膜麥芽糖酶、乳糖酶和蔗糖酶的活力及血清超氧化物歧化酶（SOD）、總抗氧化力（T-AOC）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）的活力、丙二醛（MDA）含量、生長激素、胰島素樣因子、胰島素和胰高血糖素樣肽水平，試劑盒均購自南京建成生物工程研究所。

1.3.4 腸道相關(guān)基因表達 采用熒光定量PCR法檢測黏膜鈉離子/葡萄糖轉(zhuǎn)運載體1（SGLT1）、葡萄糖轉(zhuǎn)運載體2（GLUT2）和二價離子轉(zhuǎn)運載體（DMT1）的 mRNA相對表達量。采用 2-ΔΔCt法，以β-actin基因作為內(nèi)參計算各基因的相對表達量，將對照組各基因mRNA相對表達量歸一化。相關(guān)基因的引物設(shè)計參考Zhang等（2016）研究方法。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析 采用SPSS 18.0單因素方差分析（one-way ANOVA）對試驗數(shù)據(jù)進行分析，各組間差異采用Turkey’s檢驗進行顯著性檢驗，以P＜0.05作為差異顯著的標準。

2 結(jié)果與分析

2.1 日糧添加不同水平褐藻寡糖對斷奶仔豬生長性能的影響 由表2可知，隨著日糧褐藻寡糖添加水平的升高，斷奶仔豬平均日增重和日采食量表現(xiàn)為顯著的線性升高（P＜0.05）。與對照組相比，日糧添加20、40或80 mg/kg褐藻寡糖顯著提高了斷奶仔豬日增重和日采食量（P＜0.05）。各組對斷奶仔豬料重比無顯著影響（P＞0.05）。

2.2 日糧添加褐藻寡糖對斷奶仔豬血清生化指標的影響 日糧褐藻寡糖水平對斷奶仔豬血清抗氧化性能的影響見表3，褐藻寡糖組較對照組顯著提高了斷奶仔豬血清GSH-Px、CAT和T-AOC的含量（P＜0.05），但對血清SOD和MDA的含量無顯著影響（P＞0.05）。由表4可知，日糧添加褐藻寡糖顯著提高了血清胰島素和胰島素樣因子的含量（P＜0.05），但對血清生長激素和胰高血糖素樣肽的含量無顯著影響（P＞0.05）。

2.3 日糧添加褐藻寡糖對斷奶仔豬養(yǎng)分消化率的影響 由表5可知，日糧添加20、40或80 mg/kg褐藻寡糖較對照組顯著提高了粗打擺子、粗灰分、粗脂肪和總能的回腸表觀消化率（P＜0.05），各組對斷奶仔豬干物質(zhì)的回腸表觀消化率無顯著影響（P ＞ 0.05）。

2.4 日糧添加褐藻寡糖對斷奶仔豬消化率及腸道相關(guān)基因表達的影響 由表6可知，褐藻寡糖較對照組顯著提高了十二指腸和空腸黏膜麥芽糖酶和蔗糖酶（P＜0.05），而對乳糖酶含量的影響無顯著差異（P＞0.05）。各組對回腸麥芽糖酶、乳糖酶和蔗糖酶含量的影響無顯著差異（P＞0.05）。由表7可知，日糧添加褐藻寡糖顯著提高了空腸SGLT1和DMT1基因mRNA相對表達量（P＜0.05），各組對腸道其他基因的相對表達量無顯著影響（P＞0.05）。

表2 日糧褐藻寡糖對斷奶仔豬生長性能的影響

表3 日糧褐藻寡糖對斷奶仔豬血清抗氧化性能的影響

表4 日糧褐藻寡糖對斷奶仔豬血清激素水平的影響

表5 日糧褐藻寡糖對斷奶仔豬養(yǎng)分消化率的影響 %

3 討論

氧化應(yīng)激與蛋白質(zhì)的修飾、脂質(zhì)氧化、核酸斷裂等有關(guān)，已有相關(guān)研究報道氧化應(yīng)激由多種因素引起，如斷奶和飼養(yǎng)密度過大等（Yin等，2013）。有研究報道，通過補充某些生物活性物質(zhì)或抗氧化劑可以減輕氧化應(yīng)激引起的諸多問題（Hao等，2015）。本研究在日糧中添加褐藻寡糖，探討其對斷奶仔豬是否具有上述功能。CAT是一種很好的內(nèi)源性抗氧化酶，可以去除羥基自由基，它和SOD可以協(xié)同將超氧化物陰離子轉(zhuǎn)化為水（David等，2008）。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，日糧添加褐藻寡糖可以顯著提高血清CAT的含量，這表明日糧添加褐藻寡糖有利于促進抗氧化酶的活性。此外，GSH和T-AOC對于預(yù)防機體氧化損傷至關(guān)重要（Cao等，2015），同時GSH還是抗氧化防御系統(tǒng)的第一道防線。T-AOC的活力可以反映內(nèi)源性抗氧化能力（Fang等，2016），這與本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)的日糧添加褐藻寡糖提高了血清GSH和T-AOC研究結(jié)果一致。

表6 日糧褐藻寡糖對斷奶仔豬消化酶活力的影響 U/mg

表7 日糧褐藻寡糖對斷奶仔豬腸道相關(guān)基因表達的影響

大量研究表明，在很大程度上，豬的生長受到大腦神經(jīng)內(nèi)分泌GH-IGF軸調(diào)控（Xu等，2013）。如GH可通過直接和間接作用于蛋白、脂類而影響骨骼肌和肌肉的生長及碳水化合物代謝，通過增加IGF-1的合成量促進生長功能（Pell和Bates，1990）。因此，本試驗研究一些與生長相關(guān)的激素是否與褐藻寡糖相關(guān)。研究結(jié)果表明，添加褐藻寡糖提高了血清IGF-1，因此推斷，褐藻寡糖提高斷奶仔豬生長性能可能與IGF-1合成和釋放量增加有關(guān)，因為IGF-1是影響動物生長速度的關(guān)鍵激素之一（Garlick等，1983）。綜上所述，這些結(jié)果似乎揭示了日糧中添加褐藻寡糖可以通過改變血清INS和IGF-1水平來提高斷奶豬的生長性能。然而，內(nèi)分泌系統(tǒng)是一個復(fù)雜的調(diào)節(jié)過程，涉及激素間的各種相互作用，因此，褐藻寡糖對斷奶仔豬血清激素影響的機制還有待進一步研究。

Van Dijk等（2012）研究發(fā)現(xiàn)，斷奶應(yīng)激可增加腸細胞有絲分裂，導(dǎo)致未成熟腸細胞數(shù)量的增加。然而，未成熟的腸細胞比成熟的腸細胞降低了刷狀源酶活性，使小腸消化能力下降（Heo等，2013）。本研究發(fā)現(xiàn)，日糧添加褐藻寡糖顯著增強十二指腸和空腸黏膜麥芽糖酶和蔗糖酶活性，說明添加褐藻寡糖可以改善仔豬斷奶后的腸道消化功能（Wan等，2016）。同時，本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，日糧添加褐藻寡糖可以提高空腸SGLT1和DMT1基因mRNA相對表達水平，SGLT1和DMT1廣泛分布于腸黏膜，分別作為葡萄糖和鐵離子的主要轉(zhuǎn)運載體（Zhang等，2016），這說明 SGLT1和DMT1的mRNA表達上調(diào)，顯示了褐藻寡糖對促進斷奶仔豬葡萄糖和礦物質(zhì)的吸收具有積極作用。

4 結(jié)論

日糧添加褐藻寡糖可以提高斷奶仔豬抗氧化能力、提高消化酶活力及相關(guān)基因的表達水平，從而改善生長性能。