丙酸鉻對生長母鼠生長性能、腸道形態(tài)、血清生化指標和免疫功能的影響

張晉源，鄭燦財，XI Lin，黃艷玲*

（1.西南民族大學生命科學與技術學院，四川成都 610041；2.四川省畜牧總站，四川成都 610041；3.北卡羅萊納州立大學動物科學學院，美國羅利 27695-7621）

在養(yǎng)殖生產(chǎn)過程中，當動物處在由環(huán)境、管理、飼糧、自身生理狀態(tài)（妊娠、哺乳等）等因素引起的應激狀態(tài)下時，腎上腺皮質(zhì)會釋放更多的糖皮質(zhì)激素，機體內(nèi)的糖原會加速降解，糖異生作用也會增強，葡糖糖消耗增加致使組織中的鉻被動員，之后經(jīng)尿排出體外，引起機體鉻的缺乏[1-2]。鉻作為動物機體重要的微量元素之一，其可以通過降低血清皮質(zhì)醇濃度、提高機體免疫球蛋白含量和抗體滴度來增強機體的免疫力和抗應激能力[3]。因此，在飼糧中添加適量的鉻對于促進畜禽機體代謝具有重要作用，特別是當機體處于應激條件下時，鉻的添加顯得更為必要。

近幾年來，母體營養(yǎng)對子代營養(yǎng)代謝的影響已經(jīng)引起了越來越多研究人員的關注。母體的免疫、抗氧化能力對于子代的免疫和抗氧化能力尤為重要。妊娠后期是子代發(fā)育和增重的關鍵時期，此時母體自身不僅處于嚴重的妊娠應激狀態(tài)，更要在這種狀態(tài)下保持自身的代謝，滿足子代的生長發(fā)育。目前研究表明，母畜飼糧中添加鉻可以提高子代初生重、窩重以及斷奶窩重[4-5]，提高母畜繁殖激素含量和返情間隔[5-6]。因此，可推測母畜飼糧添加鉻可能對母畜的繁殖和子代的生長都有著重要的影響。本試驗選用雌性SD大鼠為動物模型，初步探討飼糧中添加不同水平的鉻（丙酸鉻）對雌性SD大鼠生長性能、器官發(fā)育、腸黏膜形態(tài)、腸黏膜免疫指標和血清生化指標的影響，為后期開展鉻對妊娠家畜及子代影響的研究提供一定數(shù)據(jù)基礎，為鉻在畜禽生產(chǎn)中的應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗設計 試驗選用體重（55.68±3.19）g的無特定病原體（SPF）級雌性斷奶SD大鼠36只，預試10 d后，將雌鼠按照體重無差異原則分為3個處理組，每個處理6個重復（籠），每個重復（籠）2只大鼠。根據(jù)AIN-93G推薦[7]（其中的十二水合硫酸鉻鉀以等比例玉米淀粉替代），并結(jié)合原料的實際營養(yǎng)成分進行調(diào)整，人工配制成基礎飼糧（表1）。在基礎飼糧中添加0.2、1.0 mg/kg鉻（丙酸鉻由建明（珠海）工業(yè)有限公司提供，實測鉻含量為0.11%），構(gòu)成相應的試驗飼糧。對照組飼喂基礎飼糧（鉻含量為0.14 mg/kg），2個試驗組分別飼喂試驗飼糧，試驗期9周。

表1 基礎飼糧組成及營養(yǎng)成分（風干基礎）

1.2 飼養(yǎng)管理 正式飼養(yǎng)前10 d，對動物房及飼養(yǎng)器具進行清潔和熏蒸消毒。按照《SD大鼠飼養(yǎng)管理操作規(guī)程》，結(jié)合試驗場條件，通過空調(diào)將動物房溫度控制在（24±1）℃，濕度控制在50%～60%，排氣扇24 h連續(xù)通風換氣，自然周期光照。SD大鼠自由采食相應飼糧，自由飲用去離子水（未檢測出鉻）。定期更換墊料，定期使用新潔爾滅對動物房進行消毒。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 生長性能 以周為單位，記錄并計算各重復籠的平均日采食量（ADFI）、平均日增重（ADG），并計算耗料增重比（F/G）。生長性能記錄統(tǒng)計至正試期第7周即SD大鼠體成熟時。

1.3.2 血清指標 正試期第9周，低劑量乙醚麻醉大鼠，待其處于昏迷狀態(tài)時，將其固定在解剖板上，使用真空采血針/管（不含抗凝劑）進行心臟采血，常溫靜置0.5 h后，在4℃條件下以2 000×g離心15 min制得血清，置于-20℃條件下保存待分析測定。

采用雙縮脲法測定總蛋白質(zhì)（TP）含量，采用葡萄糖氧化酶-過氧化物酶比色法（GOD-POD）測定葡萄糖（GLU）含量，采用分光光度法測定乳酸脫氫酶（LDH）、堿性磷酸酶（AKP）、二胺氧化酶（DAO）活力，采用Elisa方法測定D-乳酸（D-Lac）、免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白（IgM）的含量，試劑盒全部源于南京建成生物工程研究所。

1.3.3 小腸形態(tài)學指標 剖離小腸，將小腸置于預冷的操作臺上，然后按照十二指腸、空腸、回腸的部位進行分段，依次剪取十二指腸、空腸前端、空腸后端、回腸各2 cm，用磷酸鹽緩沖液（PBS，pH=7.2～7.4）輕輕將食糜沖洗后置于4%多聚甲醛固定液中固定，4℃保存3 d后，進行石蠟包埋、切片、常規(guī)蘇木素-伊紅（HE）染色、中性樹膠封固制成樣片。

使用數(shù)碼三目攝像顯微鏡（BA400Digital，麥克奧迪實業(yè)集團有限公司）觀察切片，使用圖像分析軟件（Motic Images Advanced 3.2）對切片中較好的區(qū)域進行拍照采樣，隨后進行分析，調(diào)整物鏡倍數(shù)（100倍）及測量數(shù)據(jù)的單位（μm），根據(jù)腸絨毛和隱窩的垂直和折疊情況，選擇兩點一線或折線工具，每個重復測定5～6根最長的絨毛高度（VH）和相應的隱窩深度（CD），計算絨毛高度/隱窩深度（V/C）。

1.3.4 空腸黏膜免疫指標 取空腸10 cm，縱向剪開，暴露黏膜面，用預先冷凍好的PBS輕輕沖洗食糜，隨后用載玻片輕輕刮取腸黏膜，置于2 mL EP管中，放入棉布袋里，投入液氮罐。采樣結(jié)束后，將樣品集中轉(zhuǎn)移至-80℃超低溫冰箱保存。

測定腸黏膜中的AKP活力（分光光度法）、DAO活性（分光光度法）、分泌性免疫球蛋白A（sIgA）（ELISA）的含量，試劑盒全部源于南京建成生物工程研究所。

1.3.5 飼料及肝臟鉻含量 將配置好的基礎飼糧以及母鼠風干樣品在自動控溫電熱板上用濃HNO3（優(yōu)級純）濕消化稀釋成含鉻溶液，在石墨爐原子吸收光譜儀（SOLAAR S2，美國熱電公司）上測定鉻含量。

1.4 統(tǒng)計分析 以各重復籠為單位，應用SAS 9.2軟件對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析（One-Way ANOVA），以P＜0.05作為差異顯著的標準，對差異顯著的結(jié)果使用LSM進行多重比較。

2 結(jié)果

2.1 不同水平鉻對母鼠生長期生長性能的影響 由表2可知，在飼糧中添加不同水平的鉻對母鼠生長期ADFI、ADG、F/G無顯著影響。

表2 不同水平鉻對母鼠生長期生長性能的影響

2.2 不同水平鉻在母鼠肝臟中的沉積及對器官指數(shù)的影響 由表3可知，在飼糧中添加丙酸鉻對母鼠肝臟中鉻的沉積無顯著影響。但隨著鉻添加水平的提高，肝臟中鉻的沉積隨之提高。在飼糧中添加不同水平的鉻對母鼠心臟指數(shù)、肝臟指數(shù)、脾臟指數(shù)、腎臟指數(shù)均無顯著影響。

表3 不同水平鉻在母鼠肝臟中的沉積及對器官指數(shù)的影響

2.3 不同水平鉻對母鼠腸道形態(tài)的影響 由表4可知，在飼糧中添加不同水平鉻對十二指腸CD、空腸前端和后端VH、CD及回腸VH、CD、V/C均無顯著影響；在十二指腸，相比對照組及0.2 mg/kg鉻組，1.0 mg/kg鉻組VH顯著降低，0.2 mg/kg鉻組V/C較對照組顯著提高。在空腸后端，添加鉻極顯著提高了V/C，0.2 mg/kg鉻組與1.0 mg/kg鉻組差異不顯著。在回腸，添加鉻有提高CD的趨勢（P=0.051）。

表4 不同水平鉻對母鼠腸道形態(tài)的影響 μm

2.4 不同水平鉻對母鼠血清生化指標的影響 從表5可以看出，不同水平的鉻對母鼠血清TP含量、GLU含量、LDH活力和AKP活力均無顯著影響。

表5 不同水平鉻對母鼠血清生化指標的影響

2.5 不同水平鉻對母鼠免疫功能的影響 從表6可知，在飼糧中添加不同水平的鉻對母鼠血清IgA、IgG、IgA含量均無顯著影響。

表6 不同水平鉻對母鼠血清免疫球蛋白的影響

從表7可知，在飼糧中添加不同水平鉻對母鼠空腸黏膜的AKP活力、DAO活力、sIgA含量均無顯著影響。

表7 不同水平鉻對母鼠空腸黏膜免疫指標的影響

3 討 論

3.1 鉻對生長母鼠生長性能的影響 對于在飼糧中添加鉻的大多數(shù)研究都是在熱應激條件下進行的。賴安強等[8]研究發(fā)現(xiàn)，在基礎日糧（鉻含量1.88 mg/kg）的基礎上每頭奶牛每天添加7.2、10.8 mg鉻（以吡啶羧酸鉻形式）可以提高熱應激下泌乳前期奶牛的生產(chǎn)性能。張敏紅等[9]在高溫條件下給肉雞日糧中添加吡啶羧酸鉻，有提高增重和飼料轉(zhuǎn)化率的趨勢。張彩虹等[10]研究發(fā)現(xiàn)在熱應激肉雞中添加酵母鉻能改善其生長性能，以3.0 mg/kg 鉻添加水平最佳。大多數(shù)試驗表明，在熱應激條件下添加鉻對動物生長性能有一定的改善作用。當機體處于應激狀態(tài)時會增加機體葡萄糖的代謝，進而增強機體中三價鉻的消耗，而鉻可以通過降低血清皮質(zhì)醇濃度作用途徑而增強動物的抗應激能力，因此在應激狀態(tài)時補鉻提高生產(chǎn)性能的效果明顯，且不同的動物種類的適宜添加量不同。因此，在生產(chǎn)中，當處于高溫或應激條件下時可以在動物飼糧中添加適量鉻。但是在常規(guī)飼養(yǎng)條件下，飼糧中添加鉻對動物生長性能影響的報道結(jié)論不一。蔡海瑞等[11]試驗發(fā)現(xiàn)在基礎飼糧（鉻含量為0.16 mg/kg）的基礎上添加鉻可以提高凡納濱對蝦的增重率，以氯化鉻、吡啶羧酸鉻和蛋氨酸鉻為鉻源時適宜添加水平為1.33、1.27、1.04 mg/kg。楊奇慧等[12]研究發(fā)現(xiàn)，在凡納濱對蝦日糧中添加吡啶羧酸鉻能提高其生長性能，且適宜添加水平在1.2～1.6 mg/kg。王丹莉等[13]在肉雞上的研究也得出類似結(jié)論，在常規(guī)飼養(yǎng)條件下0～8周日糧中添加600 μg/kg吡啶羧酸鉻時肉雞生長速度最快。但鄭燦財?shù)萚14]在常規(guī)飼養(yǎng)條件下基礎飼糧（鉻含量0.31 mg/kg）的基礎上添加丙酸鉻、吡啶羧酸鉻和三氯化鉻0.4、2.0 mg/kg均對肉仔雞生長性能沒有顯著影響。Tian等[15]得出類似的試驗結(jié)論，在常規(guī)飼養(yǎng)條件下生長豬基礎日糧（鉻含量為0.4 mg/kg）中添加蛋氨酸鉻對豬生長性能無顯著影響；在生長育肥豬日糧中添加蛋氨酸鉻也對生長性能無顯著影響[16]。Rajalekshmi等[17]也發(fā)現(xiàn)，常規(guī)飼養(yǎng)條件下在肉仔雞日糧（基礎飼糧中不含鉻）中添加丙酸鉻對生長性能沒有顯著影響。本試驗發(fā)現(xiàn)，在基礎飼糧（鉻含量為0.14 mg/kg）的基礎上添加丙酸鉻對母鼠生長性能沒有影響。Spears等2019年研究發(fā)現(xiàn)，在肉雞飼糧中添加丙酸鉻對不同性別肉雞的生長性能影響不同（未發(fā)表）。本試驗條件下添加丙酸鉻對母鼠生長性能沒有影響可能與基礎飼糧鉻水平、鉻的添加量及添加形式和性別有關。

3.2 鉻對生長母鼠血清生化指標的影響 關于鉻對血清生化指標的影響已有報道，但研究結(jié)果存在較大差異。張敏紅等[9]研究發(fā)現(xiàn)，日糧中補充鉻對處于高溫環(huán)境中（25～33℃）肉雞的血清葡糖糖、甘油三酯和膽固醇沒有顯著影響，但提高血清總蛋白、降低尿素氮水平。張彩虹等[10]研究發(fā)現(xiàn)，在熱應激肉雞飼糧中添加鉻對不同日齡階段影響效果有所不同，對28日齡肉雞的血糖和血清總膽固醇沒有顯著影響，但降低了42日齡肉雞的血糖和血清總膽固醇含量；可提高全期血清總蛋白含量，降低全期血清肌酸激酶活性。血糖的降低有可能與鉻激活膜受體與胰島素之間二硫鍵的活性、增強胰島素與其表面受體的結(jié)合力有關。Tian等[15]研究發(fā)現(xiàn)，在生長豬日糧中添加鉻可顯著降低血清葡萄糖水平，但對其他血清代謝物沒有顯著影響。賴安強等[8]在熱應激下泌乳前期奶牛中添加鉻顯著提高了血糖、血糖/胰島素以及胰島素樣生長因子-1（IGF-1）。這說明在熱應激條件下添加鉻對改善泌乳前期奶牛機體代謝及調(diào)節(jié)生殖激素濃度具有較好的作用。代建國等[18]研究發(fā)現(xiàn)，仔豬日糧添加甲基吡啶鉻對血清生化指標無顯著影響，這與本試驗的研究結(jié)果一致。王敏奇等[19]在育肥豬飼糧中添加0.2 mg/kg鉻（氯化鉻、吡啶羧酸鉻、納米鉻）40 d，發(fā)現(xiàn)添加納米鉻和吡啶羧酸鉻提高了血清總蛋白含量。由此可知，鉻對血清生化指標的影響存在差異的原因可能是鉻源的不同以及動物處于不同的生理階段。

3.3 鉻對生長母鼠腸道形態(tài)的影響 本研究發(fā)現(xiàn)，母鼠飼糧中添加鉻顯著提高了十二指腸和空腸后端的V/C，但1.0 mg/kg鉻組十二指腸的VH降低。鄭燦財?shù)萚20]試驗發(fā)現(xiàn)，添加1.0 mg/kg鉻能夠顯著提高大鼠空腸V/C。這與本試驗的結(jié)果一致，在肉鴨飼糧中添加鉻也得出了類似的結(jié)論。李燕[21]試驗發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加0.2 mg/kg的吡啶羧酸鉻可顯著增加14日齡熱應激肉鴨的V/C，并顯著增加21日齡熱應激肉鴨的V/C。腸絨毛為小腸的固有層和上皮共同凸向腸腔形成的葉狀結(jié)構(gòu)，可以增大小腸的吸收面積，特別是V/C反映了腸道黏膜的功能狀態(tài)，比值提高說明腸道的消化吸收功能增強。由此可知，在母鼠飼糧中添加鉻可以改善腸道黏膜形態(tài)，提高小腸對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。從本試驗可知，適量添加鉻可以提高V/C，但過量的鉻有可能會降低VH，因此在生產(chǎn)實踐中應控制鉻的添加量，使其發(fā)揮最大效益。

3.4 鉻對生長母鼠免疫功能的影響 本研究發(fā)現(xiàn)，在母鼠飼糧中添加鉻對血清免疫球蛋白和空腸黏膜免疫指標均無顯著影響。肖芳[22]研究發(fā)現(xiàn)，在母羊飼糧中添加丙酸鉻對妊娠120 d母羊血清IgA沒有影響，但母羊血清IgG和IgM隨著丙酸鉻添加水平升高而線性升高。與此類似，Tian等[15]試驗發(fā)現(xiàn)，在生長豬飼糧中添加0.4 mg/kg（以蛋氨酸鉻形式）可以提高免疫反應。范春玲等[2]在圍產(chǎn)后期奶牛飼糧中添加鉻也得出類似的結(jié)論。在本試驗條件下，在母鼠飼糧中添加丙酸鉻對血清免疫球蛋白沒有顯著影響。上述研究中的試驗動物均處于較高的生產(chǎn)水平，即機體處于一定的應激狀態(tài)，而本試驗中的大鼠處于較為穩(wěn)定的環(huán)境，且采樣時機體已處于成熟階段。這可能是對血清免疫球蛋白差異不顯著的原因之一。目前關于飼糧中添加鉻對空腸黏膜免疫影響的研究報道較少。肖芳[22]發(fā)現(xiàn)，在母羊飼糧中添加丙氨酸鉻對21日齡子代羔羊空腸黏膜AKP活力和DAO活性以及sIgA含量沒有顯著影響。有研究報道稱，當機體遭受應激損傷時，體內(nèi)AKP活性[23]和黏膜內(nèi)DAO活性[24]降低。而本試驗母鼠屠宰時并沒有經(jīng)受嚴重的應激，這可能是對空腸黏膜免疫影響不顯著的原因之一。

4 結(jié) 論

飼糧中添加丙酸鉻能夠提高SD生長母鼠十二指腸和空腸的V/C，對母鼠的生長性能、器官指數(shù)、血清生化指標和免疫功能沒有顯著影響。