低劑量玉米赤霉烯酮對(duì)大鼠生長(zhǎng)性能、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用率及相關(guān)器官發(fā)育的影響

栗金麗 羅凌云 李同仁 楊 森 楊夢(mèng)園 吳峰洋 陳寶江,2*

（1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，河北保定071000；2.河北省牛羊胚胎技術(shù)創(chuàng)新中心，河北保定071000）

大量數(shù)據(jù)表明，霉菌毒素污染是影響飼料和食品安全的最主要因素，全世界每年約25%的谷物受到霉菌毒素的污染，這給動(dòng)物及人類(lèi)健康帶來(lái)嚴(yán)重威脅。玉米赤霉烯酮（zearalenone, ZEA），又稱(chēng)F-2 毒素，是最常見(jiàn)、威脅最大的霉菌毒素之一。我國(guó)幅員遼闊，地勢(shì)和氣候多樣，大部分農(nóng)區(qū)呈季風(fēng)氣候特征，是玉米赤霉烯酮污染的重災(zāi)區(qū)[1]。相關(guān)研究表明，ZEA具有生殖毒性、血液毒性、細(xì)胞毒性、免疫毒性和遺傳毒性，會(huì)給經(jīng)食物鏈攝入的人和畜禽造成多方面的危害[2]。顧威等[3]的研究表明，兒童性早熟可能與ZEA 的污染有關(guān)。Su等[4]報(bào)道，在飼糧中添加ZEA可以導(dǎo)致斷奶仔豬生殖激素分泌紊亂，免疫性能下降。ZEA污染范圍廣，危害大，但多數(shù)研究集中在短期高劑量引起中毒及防治方面，對(duì)持續(xù)低劑量（200～500 μg/kg）的研究報(bào)道相對(duì)較少。大鼠是一種常用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，常用于作為哺乳動(dòng)物和人研究的模式動(dòng)物。本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)大鼠飼喂含有低劑量ZEA的飼糧，研究其對(duì)大鼠生長(zhǎng)性能、器官發(fā)育及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用率的影響，為飼料及食品安全工作提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料和基礎(chǔ)飼糧

玉米赤霉烯酮（ZEA）購(gòu)自加拿大Triplebond公司，純度≥98%?；A(chǔ)飼糧采用斯貝福(北京)生物技術(shù)有限公司銷(xiāo)售的大鼠維持飼料（H1）（編號(hào)：X75224508），其營(yíng)養(yǎng)成分見(jiàn)表1。

表1 基礎(chǔ)飼糧營(yíng)養(yǎng)成分(風(fēng)干基礎(chǔ)，%)

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)和動(dòng)物

選取4 周齡體重相近[（101～112）g]，健康狀況良好的SPF級(jí)SD雌性大鼠75只，將其隨機(jī)分為5組，每組3 個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)5 只。對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)飼糧，為Ⅰ組，試驗(yàn)Ⅱ～Ⅴ組分別飼喂在基礎(chǔ)飼糧中添加200、300、400、500 μg/kg ZEA 的試驗(yàn)飼糧，預(yù)試期7 d，正式試驗(yàn)期42 d。試驗(yàn)前對(duì)使用的籠具進(jìn)行清理和消毒，大鼠自由采食和飲水，每3 d 更換1 次墊料，飼養(yǎng)溫度控制在18～26 ℃，相對(duì)濕度40%～70%。

于試驗(yàn)開(kāi)始前，采用酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）檢測(cè)對(duì)照組日糧黃曲霉毒素（AFT）、煙曲霉毒素（FUM）和嘔吐毒 素（DON）含量，分別為108.34、11.64、146.41 μg/kg，均低于國(guó)家飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB13078—2017）。

1.3 測(cè)定指標(biāo)和方法

1.3.1 生長(zhǎng)性能

于正式試驗(yàn)期的第1、14、28、42 d 分別稱(chēng)量各組試驗(yàn)大鼠體重，并統(tǒng)計(jì)期間的飼喂量，計(jì)算平均日增重（ADG）、平均日采食量（ADFI）和料肉比（F/G）。

平均日增重（ADG）=（試驗(yàn)?zāi)w重-試驗(yàn)初體重）/試驗(yàn)天數(shù)

平均日采食量（ADFI）=（投料量-余料量）/(試驗(yàn)動(dòng)物數(shù)×試驗(yàn)天數(shù)）

料重比（F/G）=總采食量/總增重

1.3.2 器官指數(shù)

于正式試驗(yàn)期的第14、28、42 d 每組分別隨機(jī)選取5 只試驗(yàn)鼠進(jìn)行屠宰，宰前稱(chēng)量活重，宰后分別稱(chēng)量各內(nèi)臟器官（肝腎脾）重，計(jì)算器官指數(shù)。

器官指數(shù)（g/kg）=器官鮮重（g）/宰前活重（kg）

1.3.3 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用率

采用內(nèi)源指示劑法測(cè)量各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率，每個(gè)周期結(jié)束前5 d 從各重復(fù)中采集新鮮糞便，烘干粉碎。分別采集基礎(chǔ)飼糧和糞便樣品，測(cè)定其中成分（酸不溶灰分、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、鈣、磷、粗纖維）。

內(nèi)源指示劑法測(cè)定營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率，計(jì)算公式:

某養(yǎng)分消化率(%)=100-100×（b×c）÷（a×d）

式中：a——飼料中某養(yǎng)分含量；

b——糞樣中某養(yǎng)分含量；

c——飼料中酸不溶灰分含量；

d——糞樣中酸不溶灰分含量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)使用Excel 2010 和SPSS19.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用One-Way Anova檢驗(yàn)各組數(shù)據(jù)間差異是否顯著，用LSD法進(jìn)行多重比較，P＜0.05表示差異顯著，P＜0.01表示差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 飼糧玉米赤霉烯酮添加水平對(duì)SD大鼠生長(zhǎng)性能的影響(見(jiàn)表2)

由表2 可知，ZEA 添加水平對(duì)SD 大鼠3 次屠宰時(shí)的體重、ADG、ADFI 以及F/G 均無(wú)顯著影響（P＞0.05）。其中正式試驗(yàn)期第14 d 屠宰時(shí)，Ⅲ～Ⅴ組平均體重均高于對(duì)照組（P＞0.05），分別比對(duì)照組高了1.23%、1.03%和3.30%。F/G Ⅲ～Ⅴ組均低于對(duì)照組（P＞0.05），分 別 比 對(duì) 照 組 低 了0.66%，3.31%和4.86%。第28 d 屠宰時(shí)，各試驗(yàn)組平均體重均高于對(duì)照組，分別比對(duì)照組高了0.40%、1.14%、3.73%和0.85%。第42 d 屠宰時(shí)，Ⅱ～Ⅳ組平均體重均高于對(duì)照組（P＞0.05），分別比對(duì)照組高了3.70%、3.21%和2.23%，試驗(yàn)Ⅴ組平均體重低于對(duì)照組，比對(duì)照組低了0.56%。

表2 玉米赤霉烯酮對(duì)SD大鼠生長(zhǎng)性能的影響

2.2 飼糧玉米赤霉烯酮添加水平對(duì)SD大鼠器官指數(shù)的影響(見(jiàn)表3)

由表3 可知，ZEA 添加水平對(duì)正式試驗(yàn)期第14 d 時(shí)SD 大鼠的肝臟、腎臟、脾臟指數(shù)均無(wú)顯著影響（P＞0.05），其中腎臟指數(shù)各試驗(yàn)組均低于對(duì)照組（P＞0.05）；第28 d 時(shí)，第Ⅴ組脾臟指數(shù)顯著低于對(duì)照組，比對(duì)照組降低20.16%（P＜0.05）。第42 d時(shí)，Ⅲ組和Ⅳ組肝臟指數(shù)顯著低于對(duì)照組（P＜0.05），分別比對(duì)照組降低10.33%（P＜0.05）和9.53%（P＜0.05），Ⅴ組極顯著低于對(duì)照組（P＜0.01）；各試驗(yàn)組腎臟和脾臟指數(shù)也均低于對(duì)照組，但未見(jiàn)顯著差異（P＞0.05）。

表3 玉米赤霉烯酮添加水平對(duì)SD大鼠相關(guān)器官發(fā)育指數(shù)的影響(g/kg)

2.3 飼糧玉米赤霉烯酮添加水平對(duì)SD大鼠營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用率的影響（見(jiàn)表4）

由表4 可知，ZEA 可以影響粗脂肪消化率，各試驗(yàn)組粗脂肪消化率分別比對(duì)照組降低7.95%、4.02%、3.55%和%3.96%（P＞0.05），對(duì)其他營(yíng)養(yǎng)素的消化率均無(wú)顯著影響（P＞0.05）。

表4 玉米赤霉烯酮對(duì)SD大鼠營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用率的影響(%)

3 討論

3.1 飼糧玉米赤霉烯酮添加水平對(duì)大鼠生長(zhǎng)性能的影響

ZEA是一種由禾谷鐮刀菌、三線(xiàn)鐮刀菌和木賊鐮孢等菌種產(chǎn)生的真菌毒素[5-6]，主要污染玉米、大麥、小米、燕麥、小麥和大米等谷物原料?？梢酝ㄟ^(guò)食物鏈被人和畜禽攝入體內(nèi)[7]。Nikaido等[8]用0.1、10 mg/kg BW量的ZEA對(duì)雌性青春期前SD大鼠進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)不影響體增重。楊立杰等[9]在斷奶小母豬的飼糧中添加0.5、1.0、1.5 mg/kg ZEA飼喂35 d后發(fā)現(xiàn)，對(duì)小母豬的平均日采食量、平均日增重和料肉比沒(méi)有顯著影響。伍宇超等[10]在70日齡海蘭褐蛋雞飼糧中用自然霉變的玉米蛋白質(zhì)粉代替基礎(chǔ)飼糧中的玉米蛋白質(zhì)粉，并通過(guò)純ZEA調(diào)整飼糧毒素水平(ZEA=0.4 mg/kg)，飼喂49 d后發(fā)現(xiàn)，低劑量ZEA對(duì)育成期蛋雞的生長(zhǎng)性能沒(méi)有顯著影響。本試驗(yàn)各組間SD雌鼠的ADG、ADFI以及F/G均未出現(xiàn)顯著性差異，與上述報(bào)道結(jié)果相近。除Ⅱ組（14 d）、Ⅴ組（42 d）以外，其余各試驗(yàn)組體重均高于對(duì)照組，說(shuō)明低劑量ZEA，可能對(duì)SD雌鼠的生長(zhǎng)性能有一定的促進(jìn)趨勢(shì)，產(chǎn)生這一現(xiàn)象可能的原因是，低劑量環(huán)境下，ZEA具有一定的合成代謝的作用，對(duì)動(dòng)物的生長(zhǎng)性能的提高，有一定的促進(jìn)作用[11]。42 d屠宰時(shí)Ⅴ組的平均體重略低于對(duì)照組的原因可能是，ZEA毒性具有累加效果，長(zhǎng)期較高劑量攝入，會(huì)使SD大鼠內(nèi)源損失增大，因此長(zhǎng)期攝入ZEA會(huì)使大鼠的體重降低。

3.2 飼糧玉米赤霉烯酮添加水平對(duì)大鼠器官指數(shù)的影響

肝是機(jī)體消化系統(tǒng)中最大的消化腺，同時(shí)還具有解毒功能，是機(jī)體代謝ZEA的主要代謝器官。ZEA對(duì)肝臟具有毒性作用，高爽等[12]對(duì)昆明雌鼠腹腔注射20 mg/kg和30 mg/kg的ZEA，發(fā)現(xiàn)其肝臟AST、ALT活性及肝細(xì)胞的凋亡率均顯著提升，引起肝臟損傷。本試驗(yàn)中，14 d 和28 d 時(shí)肝臟指數(shù)均未發(fā)生顯著變化，42 d 屠宰時(shí)Ⅲ組、Ⅳ組平均肝指數(shù)較對(duì)照組顯著降低，Ⅴ組較對(duì)照組極顯著降低。說(shuō)明持續(xù)攝入低劑量的ZEA（200～500 μg/kg）對(duì)SD大鼠的肝臟的發(fā)育有顯著的影響。產(chǎn)生這一現(xiàn)象可能的原因是，肝臟持續(xù)受ZEA劑量和時(shí)間累加效應(yīng)的影響，產(chǎn)生明顯的毒性作用，阻礙其正常發(fā)育和功能。

腎臟是動(dòng)物重要的排泄器官。本試驗(yàn)中三次屠宰中各組間腎臟指數(shù)均未出現(xiàn)顯著性的差異，這與Tai[13]在B6C3F1 雌鼠和Zourgui 等[14]Balb/C 雄鼠上添加ZEA 得到的結(jié)果相近，說(shuō)明低劑量的ZEA（200～500 μg/kg）未對(duì)SD大鼠的腎臟發(fā)育產(chǎn)生顯著影響。

脾臟是機(jī)體最大的免疫器官，是機(jī)體細(xì)胞免疫和體液免疫的中心，脾臟指數(shù)一定程度上反映了動(dòng)物的免疫功能狀態(tài)。王相生[15]報(bào)道，40 mg/kg BW ZEA 可顯著導(dǎo)致脾臟細(xì)胞腫脹，淋巴細(xì)胞減少，T 細(xì)胞活性降低。本試驗(yàn)中28 d和42 d屠宰時(shí)各試驗(yàn)組脾臟指數(shù)均低于對(duì)照組，其中28 d 時(shí)Ⅴ組顯著低于對(duì)照組，說(shuō)明持續(xù)攝入低劑量ZEA，會(huì)影響免疫器官的發(fā)育，從而降低大鼠的免疫功能。姜淑貞[16]在仔豬飼糧中添加ZEA，也得到的相近結(jié)果。

3.3 飼糧玉米赤霉烯酮添加水平對(duì)大鼠營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用率的影響

本試驗(yàn)中未發(fā)現(xiàn)ZEA對(duì)大鼠CP、CF、EE、Ca、P的表觀消化率產(chǎn)生顯著影響，這與姜淑貞[15]報(bào)道的研究結(jié)果相近。其可能的原因是，低劑量ZEA對(duì)腸道機(jī)能影響較小，因此沒(méi)有引起對(duì)營(yíng)養(yǎng)素消化利用的顯著變化。

4 結(jié)論

①低劑量玉米赤霉烯酮有促進(jìn)雌鼠生長(zhǎng)的趨勢(shì)。

②低劑量玉米赤霉烯酮不影響雌鼠腎臟發(fā)育及對(duì)飼料營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化。

③低劑量玉米赤霉烯酮能抑制雌鼠肝臟和脾臟發(fā)育，降低機(jī)體免疫力。