斷奶仔豬氧化應(yīng)激模型的建立及其營(yíng)養(yǎng)調(diào)控的研究進(jìn)展

葛雨竹，喻禮懷，董 麗

（揚(yáng)州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 ，江蘇揚(yáng)州 225009）

在動(dòng)物體內(nèi)，氧化系統(tǒng)與抗氧化系統(tǒng)具有協(xié)同作用，自由基生成和消除處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。當(dāng)機(jī)體處于非健康狀態(tài)，例如仔豬斷奶時(shí)，自身的消化和免疫系統(tǒng)的高度生長(zhǎng)發(fā)育需要大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，由于日糧的突然改變，其體內(nèi)自由基的生成大于消除，從而使氧化和抗氧化系統(tǒng)失衡，導(dǎo)致細(xì)胞、組織、器官等損傷，引起氧化應(yīng)激。生產(chǎn)過(guò)程中，氧化應(yīng)激極大降低了仔豬的消化能力和免疫力，進(jìn)而引發(fā)疾病，給養(yǎng)殖業(yè)帶來(lái)巨大損失。為了更好的研究氧化應(yīng)激的機(jī)制及抗應(yīng)激措施，建立穩(wěn)定的氧化應(yīng)激模型非常重要。

1 斷奶仔豬氧化應(yīng)激的產(chǎn)生

現(xiàn)代化養(yǎng)豬生產(chǎn)為了提高母豬的生產(chǎn)能力，常通過(guò)早期斷奶的技術(shù)手段將仔豬斷奶日齡由45～60日齡縮短到21～28日齡，這樣不僅增加了母豬年產(chǎn)次，提高了生產(chǎn)能力和欄舍利用率，也減少了母豬與仔豬之間疾病的傳播。但早期斷奶會(huì)使仔豬的斷奶應(yīng)激更加強(qiáng)烈。仔豬斷奶離開(kāi)母體后環(huán)境的變化、仔豬的負(fù)擔(dān)、日糧由液態(tài)母乳到不同質(zhì)的固體飼料變化共同構(gòu)成仔豬的應(yīng)激來(lái)源。這些都可導(dǎo)致仔豬體內(nèi)產(chǎn)生大量的自由基，引起氧化應(yīng)激，損壞機(jī)體的抗氧化系統(tǒng)，降低仔豬的抗病能力、飼料轉(zhuǎn)化效率。腸道系統(tǒng)的炎癥反應(yīng)通常也會(huì)降低動(dòng)物的抗氧化能力，從而導(dǎo)致某些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收障礙，特別是脂溶性維生素的吸收方面。此外，陳剛（2015）研究發(fā)現(xiàn)，斷奶后飼糧和環(huán)境變化使得神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)變化異常，研究證實(shí)皮質(zhì)醇、兒茶酪胺類(lèi)激素在斷奶初期都有增加。兒茶酪胺含量的升高促進(jìn)了機(jī)體能量代謝，導(dǎo)致基礎(chǔ)代謝速率的提高，這意味著線(xiàn)粒體有氧代謝的增加，進(jìn)而增加了自由基的生成量。斷奶仔豬產(chǎn)生氧化應(yīng)激的原因方方面面，要想最大力度的減少減少氧化應(yīng)激的副作用，提高經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，需要對(duì)斷奶仔豬氧化應(yīng)激有更深入的研究。

2 斷奶仔豬氧化應(yīng)激的危害

2.1 氧化應(yīng)激對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的影響 消化道是仔豬消化、吸收和代謝的主要器官，在氧化應(yīng)激狀態(tài)下，細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生大量的自由基，破壞生物膜，影響細(xì)胞的正常生理功能，誘發(fā)消化道疾病，致使消化道腺體分泌異常、腸道損傷及腸黏膜通透性升高和腸源性感染，仔豬表現(xiàn)出采食量下降，生產(chǎn)性能降低。研究發(fā)現(xiàn)，氧化應(yīng)激通過(guò)破壞細(xì)胞之間的緊密連接，引起水和大量離子由腸黏膜進(jìn)入腸腔內(nèi)，誘發(fā)腹瀉，顯著降低仔豬的平均日采食量和平均日增重。田剛等（2018）在24頭斷奶仔豬腹腔一次性注射10 mg/kg BW Diquat發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)第22～28天仔豬的平均日增重和平均日采食量極顯著降低，料重比極顯著升高。袁施彬等（2007）發(fā)現(xiàn)在日糧中添加POV約為1065.74 meq O2/kg時(shí)，仔豬平均日增重降低8.16%，料重比提高9.22%，粗蛋白質(zhì)表觀(guān)消化率、表觀(guān)利用率、干物質(zhì)和粗脂肪表觀(guān)消化率均顯著下降。

2.2 氧化應(yīng)激對(duì)斷奶仔豬胃腸道發(fā)育的影響初生仔豬胃底腺不發(fā)達(dá)，只分泌少量鹽酸，一般從20日齡開(kāi)始出現(xiàn)游離鹽酸，以后隨日齡增加而逐漸增加。仔豬胃酸分泌能力不夠，使得斷奶后仔豬腸道pH快速升高，大腸桿菌數(shù)量增加，乳酸桿菌數(shù)量減少，腸道遭到致病菌感染的機(jī)會(huì)增多。斷奶后，T細(xì)胞、B細(xì)胞及巨噬細(xì)胞等受到抑制，仔豬免疫細(xì)胞增殖下降，導(dǎo)致體液免疫、細(xì)胞免疫水平顯著降低，腸道的非特異性免疫遭到損害。應(yīng)激時(shí)，胃腸道最早發(fā)生缺血缺氧，又最遲得到恢復(fù)，所以易受損或衰竭，且胃腸道健康直接影響到仔豬的生長(zhǎng)性能，需得到重視。辛向榮（2014）通過(guò)腹腔注射8 mg/kg BW Diquat誘導(dǎo)氧化應(yīng)激，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)空腸中谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GSH-Px）、總超氧化物歧化酶 （T-SOD）活力和總抗氧化能力 （TAOC）極顯著下降（P ＜ 0.01），丙二醛（MDA）含量極顯著上升（P ＜ 0.01），過(guò)氧化氫酶（CAT）活力顯著下降（P＜0.05）?？漳c絨毛高度以及空腸絨毛高度與隱窩深度的比值極顯著降低，腸上皮細(xì)胞變性壞死，腸絨毛顯著變短，毛細(xì)血管有充血現(xiàn)象。

2.3 氧化應(yīng)激對(duì)斷奶仔豬免疫功能的影響 仔豬從母乳當(dāng)中獲得的被動(dòng)免疫水平在7日齡時(shí)會(huì)達(dá)到高峰，之后下降，而到4～5周時(shí)仔豬自身免疫才開(kāi)始作用，因此3周齡左右是仔豬免疫力最低的時(shí)段，仔豬對(duì)病原體的抵抗力極差，此時(shí)斷奶會(huì)降低循環(huán)抗體水平，抑制細(xì)胞免疫能力，使仔豬產(chǎn)生一些不良反應(yīng)，進(jìn)而影響仔豬的健康。在氧化應(yīng)激狀態(tài)下，自由基會(huì)促使炎性因子過(guò)度表達(dá)，引起炎癥反應(yīng)和組織損傷，從而降低斷奶仔豬的免疫能力。氧化應(yīng)激會(huì)對(duì)機(jī)體的體液免疫和細(xì)胞免疫造成影響。李永義（2018）通過(guò)腹腔注射Diquat誘導(dǎo)斷奶仔豬氧化應(yīng)激，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，血液中IgG、I-gA、IgM的合成和分泌減少，仔豬的細(xì)胞免疫和體液免疫功能受到抑制。同時(shí)氧化應(yīng)激還會(huì)對(duì)仔豬的脾臟、肝臟和淋臣結(jié)等免疫器官造成損傷，最終降低仔豬的免疫能力。辛向榮（2014）通過(guò)Diquat誘導(dǎo)氧化應(yīng)激，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)仔豬血清中GSH-Px、TSOD和T-AOC活力極顯著降低。

3 氧化應(yīng)激模型的建立

3.1 氧化魚(yú)油誘導(dǎo)應(yīng)激仔豬模型 植物油脂和一些動(dòng)物油脂如魚(yú)油等富含多不飽和脂肪酸（PUFA），在飼料儲(chǔ)存過(guò)程中，因氧氣、光照、濕度、溫度、銅、鐵、霉菌等因素的作用，會(huì)形成大量脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物。這些產(chǎn)物不但會(huì)影響飼料脂質(zhì)利用效率，還會(huì)造成畜禽氧化應(yīng)激。因此，若能成功構(gòu)建食源性的可復(fù)制的氧化應(yīng)激動(dòng)物模型將具有非常重要的價(jià)值。袁施彬（2007）制作不同過(guò)氧化物值（POV）的氧化魚(yú)油，按照3%的比例加入到飼料中，擬構(gòu)建食源性的氧化應(yīng)激模型。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同POV值的氧化魚(yú)油可提高仔豬的腹瀉指數(shù)，降低生產(chǎn)性能和養(yǎng)分利用率。其中，以POV值約為l000 meq O2／kg的氧化魚(yú)油作用效果最明顯。黃琳等（2011）在新生仔豬飼糧中添加氧化魚(yú)油，試驗(yàn)時(shí)間為21 d，新生仔豬腸道T-SOD、肌酸激酶（CK）活性、T-AOC以及MDA含量有顯著變化，說(shuō)明試驗(yàn)添加氧化魚(yú)油組成功建立了新生仔豬腸道氧化應(yīng)激模型。黃琳等（2012）發(fā)現(xiàn)，飼喂氧化魚(yú)油顯著降低了新生仔豬末重和平均日增重，顯著提高了仔豬料重比和腹瀉率，降低了十二指腸絨毛高度，極顯著提高了空腸系膜中MDA含量，顯著降低了空腸系膜中T-SOD活性，顯著提高了空腸黏膜中氧化型谷胱甘肽（GSSG）含量，引起了仔豬腸道氧化應(yīng)激。

3.2 Diquat誘導(dǎo)氧化應(yīng)激仔豬模型 Diquat是二吡啶基除草劑，有研究表明，Diquat能利用分子氧產(chǎn)生O2-和H2O2，其誘導(dǎo)產(chǎn)生氧化應(yīng)激程度取決于劑量和次數(shù)，易于操作和控制，可作為構(gòu)建氧化應(yīng)激的誘導(dǎo)物。劉通等（2016）通過(guò)一次性腹腔注射10 mg/kg Diquat溶液可有效誘導(dǎo)仔豬發(fā)生氧化應(yīng)激，建立穩(wěn)定的氧化應(yīng)激模型，試驗(yàn)中，仔豬在注射 Diquat后的3周內(nèi)均處于氧化應(yīng)激狀態(tài)，說(shuō)明應(yīng)激效應(yīng)時(shí)間可持續(xù)21 d以上。袁施彬等（2007）研究發(fā)現(xiàn)，給仔豬一次性腹腔注射12 mg/kg Diquat溶液后第49天，血清抗氧化酶活力及免疫指標(biāo)仍顯著低于對(duì)照組，表明應(yīng)激持續(xù)了49 d。鄭萍等（2009）根據(jù)斷奶仔豬體重大小腹腔注射Diquat溶液誘導(dǎo)氧化應(yīng)激 （10 mg/kg BW），結(jié)果表明斷奶仔豬的生產(chǎn)性能和血漿抗氧化酶活性顯著降低。徐靜等（2008）對(duì)生長(zhǎng)豬按照8 mg/kg體重劑量一次性腹腔注射Diquat溶液，誘導(dǎo)生長(zhǎng)豬氧化應(yīng)激發(fā)現(xiàn)，生長(zhǎng)豬血清谷胱甘肽過(guò)氧化物酶和超氧化物歧化酶、過(guò)氧化氫酶活性受到抑制，丙二醇含量顯著提高，其氧化應(yīng)激效應(yīng)持續(xù)28 d。

3.3 H2O2誘導(dǎo)氧化應(yīng)激 H2O2是一種重要的外源性活性氧，可與細(xì)胞膜中不飽和脂肪酸發(fā)生脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)，其代謝產(chǎn)物會(huì)破壞細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能，從而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，其損傷程度取決于細(xì)胞的種類(lèi)、密度、H2O2的濃度和作用時(shí)間。氧化應(yīng)激是心肌細(xì)胞發(fā)生凋亡的重要原因，H2O2是細(xì)胞內(nèi)氧化代謝的中間產(chǎn)物，黃小芳等（2014）將2%血清心肌細(xì)胞培養(yǎng)液培養(yǎng)24 h后加入濃度100 μmol/L的H2O2作用30 min，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)心肌細(xì)胞活力顯著下降，凋亡率顯著升高。金鹿等（2014）利用H2O2作為刺激源置于細(xì)胞培養(yǎng)液中，以細(xì)胞存活率及抗氧化指標(biāo)為判斷指標(biāo)，建立奶牛乳腺上皮細(xì)胞（BMEC）的氧化損傷模型，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)H2O2作用濃度為 600μmol/L、作用時(shí)間為 6 h，使BMEC產(chǎn)生了明顯的氧化應(yīng)激，可作為建立細(xì)胞氧化損傷模型時(shí)的適宜條件。Zhu等（2012）研究證實(shí)，在仔豬斷奶等生理過(guò)程中存在著過(guò)氧化氫升高的情況，因此，利用H2O2構(gòu)建細(xì)胞氧化應(yīng)激模型不僅穩(wěn)定，更具有現(xiàn)實(shí)依據(jù)。

4 斷奶仔豬氧化應(yīng)激的營(yíng)養(yǎng)調(diào)控

4.1 添加中草藥添加劑 仔豬在斷奶以后，體內(nèi)易受應(yīng)激影響形成大量自由基，造成氧化應(yīng)激，許多中草藥添加劑都具有清除體內(nèi)自由基作用，且與化學(xué)合成藥物相比，中草藥添加劑具有安全高效、無(wú)殘留及毒副作用，發(fā)展前景良好。毛平等（2008）用小鼠試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，大劑量牛膝多糖能顯著延長(zhǎng)血漿凝血酶原時(shí)間（PT），小劑量亦有延長(zhǎng)PT趨勢(shì)。楊兵等（2017）試驗(yàn)表明，牛膝多糖能夠顯著改善斷奶仔豬氧化應(yīng)激反應(yīng)及免疫力，改善仔豬健康狀態(tài)。研究結(jié)果表明，飼料中添加止痢草植物提取物28 d后能有效促進(jìn)斷奶仔豬的生長(zhǎng)和提高斷奶仔豬的日增重。史東輝等（2016）分別用止痢草提取物代替需使用的一半和全部的抗生素，研究發(fā)現(xiàn)斷奶后各組仔豬血清TSOD、CAT活性均呈下降趨勢(shì)，但添加止痢草提取物組始終高于對(duì)照組，結(jié)果表明斷奶應(yīng)激導(dǎo)致機(jī)體的抗氧化能力降低，而添加止痢草提取物在一定程度上能夠改善抗氧化酶活性的降低?？梢?jiàn)止痢草提取物可增強(qiáng)仔豬的抗氧化能力，具有改善仔豬生產(chǎn)性能的趨勢(shì)。馬玉芳等（2007）選用黃芪、金銀花、茯苓、山楂等組成配方，經(jīng)提取加工制成中草藥飼料添加劑，添加在不含抗生素和化學(xué)合成藥物的基礎(chǔ)日糧中，從7日齡開(kāi)始飼喂仔豬，直至斷奶后的4周，檢測(cè)仔豬血清中的抗氧化酶活性升高，丙二醛含量降低，證明添加中草藥添加劑可以增強(qiáng)機(jī)體的抗氧化能力，緩解仔豬斷奶應(yīng)激。胡健等（2018）發(fā)現(xiàn)添加復(fù)合中草藥添加劑，可顯著提高斷奶仔豬的平均日增重和平均日采食量，且和抗生素組相比差異顯著，這說(shuō)明該中草藥的添加，有利于提高仔豬采食量，提高增重和飼料轉(zhuǎn)化效率，且0.3%～0.5%的添加量效果最佳。

4.2 添加復(fù)合抗氧化劑 復(fù)合抗氧化劑是由多種能清除機(jī)體自由基和提高機(jī)體抗疲勞、抗氧化能力的物質(zhì)組成，各個(gè)成分之間又能發(fā)揮較好的協(xié)同增效作用，所以?xún)?yōu)于其他單一抗氧化劑。許叢叢等（2012）以硫辛酸、維生素C、維生素E、茶多酚和微生物源抗氧化劑按一定比例配合成的復(fù)合抗氧化劑，可改善腸道結(jié)構(gòu)與功能，增強(qiáng)早期斷奶仔豬腸道乳酸桿菌的增殖和降低大腸桿菌的繁殖，腸道中大腸桿菌數(shù)量的減少，乳酸桿菌等有益菌數(shù)量盡快恢復(fù)正常，有利于促進(jìn)仔豬腸道健康。趙珂立等（2011）在基礎(chǔ)日糧中添加復(fù)合抗氧化劑（每千克復(fù)合抗氧化劑含有200 mg維生素C、100 mg維生素E、450 mg茶多酚和5 g微生物抗氧化劑），以自由基H2O2、NO和腸道絨毛與腸胰蛋白酶的活性為腸道損傷與修復(fù)的主要生物標(biāo)志物，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)使用復(fù)合抗氧化劑能夠顯著提高仔豬抵抗氧化應(yīng)激的能力，減輕腸道損傷，是有效的干預(yù)斷奶應(yīng)激的方法。單一抗氧化劑使用也較普遍，但復(fù)合添加劑由于各成分之間的協(xié)同作用，作用效果更加顯著，優(yōu)勢(shì)明顯。

4.3 補(bǔ)充礦物元素 仔豬斷奶后的消化系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)的高速生長(zhǎng)發(fā)育需要大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，由于日糧的突然改變易造成應(yīng)激引起仔豬采食量減少，仔豬機(jī)體處于氧化與抗氧化的不平衡狀態(tài)，需要消耗大量的抗氧化酶來(lái)抵抗氧化應(yīng)激。硒是谷胱甘肽過(guò)氧化物酶的重要組成部分，因而導(dǎo)致機(jī)體對(duì)硒的需要量上升。袁施彬等（2008）將所有試驗(yàn)豬腹腔注射10 mg/kg的Diquat誘導(dǎo)慢性氧化應(yīng)激，飼喂基礎(chǔ)日糧和0.2、0.4、0.6 mg/kg的硒添加日糧，試驗(yàn)21 d采血后，頸部皮下注射豬瘟兔化弱毒疫苗（2頭份/頭），試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，添加硒可促進(jìn)氧化應(yīng)激仔豬生長(zhǎng)和增強(qiáng)免疫功能，其中，以0.6 mg/kg組效果最為突出，表現(xiàn)為全期日增重提高，料肉比降低；IgG、IgA和IgM提高，證明硒可提高氧化應(yīng)激仔豬細(xì)胞免疫和體液免疫能力，提高試豬生產(chǎn)性能。與亞硒酸鈉比較，酵母硒能增加生長(zhǎng)豬肌肉中硒含量。王曉秋等（2009）飼喂斷奶仔豬正常劑量氧化鋅日糧（100 mg/kg氧化鋅，對(duì)照組），藥理劑量氧化鋅日糧（3000 mg/kg氧化鋅，處理組），試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)藥理劑量氧化鋅斷奶仔豬腸道細(xì)胞中還原型與氧化型谷胱甘肽比值顯著提高，谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶的活性顯著降低，證明藥理劑量氧化鋅可在一定程度上減緩斷奶所引起的仔豬腸道細(xì)胞的氧化應(yīng)激，但目前國(guó)家禁止高鋅高銅飼喂，因此，方法有待改進(jìn)。

5 小結(jié)

氧化應(yīng)激動(dòng)物模型的成功構(gòu)建是系統(tǒng)研究氧化應(yīng)激危害效應(yīng)、機(jī)制及抗氧化的基礎(chǔ)，目前主要是以試驗(yàn)動(dòng)物作疾病性的氧化應(yīng)激模型，在畜禽氧化應(yīng)激模型的研究上相對(duì)較少。斷奶仔豬的氧化應(yīng)激后果較嚴(yán)重，會(huì)影響仔豬的生長(zhǎng)性能、消化及免疫功能，嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致死亡，降低經(jīng)濟(jì)效益。因此建立氧化應(yīng)激仔豬模型極其重要，今后，應(yīng)更充分地認(rèn)識(shí)和關(guān)注氧化應(yīng)激發(fā)生的原因、機(jī)理和危害，深入研究自由基的種類(lèi)和不同水平下對(duì)動(dòng)物機(jī)能表達(dá)的影響，針對(duì)不同的氧化應(yīng)激類(lèi)型，在動(dòng)物生產(chǎn)中合理使用抗氧化劑以減少疾病發(fā)生、提高畜禽生產(chǎn)性能和保證動(dòng)物源性食品安全。就目前集約化養(yǎng)殖現(xiàn)狀來(lái)說(shuō)，通過(guò)營(yíng)養(yǎng)調(diào)控來(lái)緩解斷奶仔豬的氧化應(yīng)激尤為重要。其中，中草藥添加劑由于其種類(lèi)多、副作用小、無(wú)耐藥性、成本低，在養(yǎng)殖過(guò)程中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，在斷奶仔豬中使用不影響其生長(zhǎng)發(fā)育，并且能有效預(yù)防氧化應(yīng)激，減少經(jīng)濟(jì)損失。