25-羥基維生素D3的生物學特性及其在生豬飼糧中的應用研究進展

王海洲，曹金黨，秦甜甜

（1.日照市畜牧獸醫(yī)管理服務中心，山東 日照 276800；2.山東海能生物工程有限公司，日照 276800）

25-羥基維生素D3（25-OH-D3）是維生素D3的活性代謝物，具有更強的生理活性，并且不需要經(jīng)過肝臟的代謝[1]。維生素D3進入動物機體內后，必須先經(jīng)肝臟轉化為25-羥基維生素D3，然后經(jīng)腎臟代謝后轉化為1α，25-羥基維生素D3，才能激化小腸的鈣、磷轉運系統(tǒng)，促進鈣、磷的吸收和沉積（Nemere等，2004；Tunsophon等，2010；Zanello等，2004）[2-4]。因此25-羥基維生素D3又被稱為活性維生素D3。25-羥基維生素D3具有促進動物骨骼發(fā)育、提高飼料轉化率、增強抵抗力等功效[5]。目前25-OH-D3已經(jīng)商業(yè)化生產(chǎn)[6]，作為新型的添加劑已在后備母豬、泌乳母豬、公豬、斷奶仔豬飼糧中使用。

1 25-羥基維生素D3代謝物的生物學效價

活性25-OH-D3是維生素D3的主要循環(huán)形式，且與維生素D結合蛋白有較強的結合力，半衰期較長，因此目前多數(shù)研究將血清25-OH-D3認為是衡量體內維生素D營養(yǎng)狀況的最佳指標。瞿紅俠等[7]（2015）在肉雞飼糧中試驗證明，以生長性能和骨骼礦化指標評價25-OH-D3生物學效價約為維生素D3的1.81倍。維生素D3與25-OH-D3生物學效價的差異在其添加水平較低時更為明顯（Fritts等，2003）[8]，25-OH-D3比維生素D3更容易吸收（Bar等，1980）[9]。用25-OH-D3對生豬進行補飼，不僅縮短了維生素D3在機體的代謝過程，而且避免了因腸道損傷、肝臟腎臟功能障礙，以及其它控制因素的影響[10]。

2 25-羥基維生素D3對生豬鈣、磷代謝及骨骼形成的影響

25-OH-D3通過1，25-（OH）2-D3實現(xiàn)對鈣（Ca）、磷（P）代謝的調節(jié)，促進了腸道對Ca、P的吸收和運轉，增加了Ca、P在體內的存留。通過提高腎小管對鈣離子的重吸收能力，使尿鈣的排出量減少[11]。能夠誘導破骨細胞生成，依靠破骨細胞內溶酶體釋放的酶和有機酸對骨質進行溶解吸收，使血清Ca、P升高，以利于新骨生成[12]。1，25-（OH）2-D3還可誘導成骨細胞產(chǎn)生骨橋蛋白和骨鈣蛋白，從而促進骨骼的礦化，此外，1，25-（OH）2-D3能夠顯著提高LRP5基因的表達，通過Wnt/β-Catenin信號通路促進成骨細胞的增殖及骨的合成過程（Thomas等，2007）[13]。Jefferies等（2002）[14]用100 mg/kg 25-羥基維生素D3治療生豬骨軟骨病，能夠降低豬的發(fā)病率或病變的嚴重程度。Toshie等（2013）[15]對6～110 kg去勢公豬添加50 mg 25-OH-D3，結果表明補充25-OH-D3可顯著提高血清25-OH-D3和1α，25-羥基膽鈣化醇的水平，顯著降低骨軟骨病的發(fā)病率，促進正常軟骨內骨化、抑制骨軟骨增生和可能再生破壞的軟骨組織的趨勢，提示機體促進軟骨細胞分泌TGF-b和其他細胞因子，抑制骨軟骨病的發(fā)展，并可能促進受損軟骨組織的再生。綜上所述1，25-（OH）2-D3能直接作用于成骨細胞、破骨細胞和軟骨細胞等，通過調節(jié)其增殖、分化直接調節(jié)骨形成與骨吸收，維持骨穩(wěn)態(tài)的平衡[16]，在調節(jié)鈣磷吸收和重吸收作用，維持骨穩(wěn)態(tài)的平衡以及調節(jié)免疫系統(tǒng)等方面發(fā)揮著重要作用[17]。

3 25-羥基維生素D3對后備母豬生長性能的影響

25-OH-D3能改善初產(chǎn)母豬繁殖性能，提高受胎率，增加仔豬的初生重，并能強化仔豬骨骼質量。Zhou等（2017）[18]在玉米-豆粕基礎飼糧添加50 μg/kg 25-OH-D3，結果發(fā)現(xiàn)能有效提高初產(chǎn)母豬繁殖性能和第14天常乳乳蛋白和乳糖含量，加快母豬骨骼周轉代謝以及改善新生仔豬骨質量。Zhou等（2016）[19]研究表明，玉米-豆粕基礎飼糧添加25-OH-D350 μg/kg能改善初產(chǎn)母豬繁殖性能，乳品質和骨密度以及新生仔豬骨質量。Coffey等（2012）[20]試驗表明，后備母豬試驗組飼糧為500 IU D3/kg+50 μg 25-OH-D3/kg比對照組飼糧為2 500 IU D3/kg母豬妊娠率增加了23%，平均胎重并沒有降低，給妊娠期后備母豬喂食25-OH-D3可以改善母豬和胎兒的維生素D狀況，改善母豬的生殖性能。蘇祥等（2013）[21]研究表明，后備母豬飼糧添加50 μg/kg 25-OH-D3提高了母豬血漿中25-OH-D3的濃度，配種受胎率提高22.8%，產(chǎn)仔數(shù)提高2.5頭/胎。給第1次懷孕母豬飼喂25-OH-D3能提高胎兒肌纖維含量[22]。李結等（2018）[23]試驗表明在不缺乏鈣磷和維生素D3的前提下長期額外添加1α，25-（OH）2-維生素D3會顯著增加初產(chǎn)母豬仔豬的初生重，強化骨骼，并能縮短產(chǎn)程，改善體況，趴腳仔豬明顯減少。

4 25-羥基維生素D3對泌乳母豬繁殖性能的影響

25-OH-D3能提高泌乳母豬繁殖性能，顯著提高仔豬斷奶窩重和窩增重，改善母豬骨骼質量，降低母豬淘汰率。張連華等（2019）[24]研究表明，玉米-豆粕基礎飼糧添加50 μg/kg 25-OH-D3能顯著提高仔豬斷奶窩重和窩增重，同時有降低母豬體重損失的趨勢。Weber等（2014）[25]研究表明，飼糧添加一定量的25-OH-D3能夠改善母豬體內維生素D3供應狀況，進而維持妊娠與泌乳期體內Ca平衡穩(wěn)態(tài)，可增加仔豬的總產(chǎn)仔數(shù)和初生體重。Petersen等（2014）[26]研究表明在妊娠期間，25-OH-D3通過胎盤從母體轉運到胎兒，出生時臍帶血中25-OH-D3的濃度約為母體血液濃度的80%。Kirk等（2005）[27]研究表明豬群母豬骨骼系統(tǒng)問題是母豬淘汰的主要原因之一，比例可達10%～15%，最高可達40%。Giesemann等（1998）[28]研究表明母豬在妊娠和哺乳期要消耗更多的鈣和磷。哺乳期骨重量和強度下降，在隨后的妊娠期增加，幼齡母豬體重和力量的變化大于成熟母豬。泌乳期母體骨鈣的大量消耗，導致母體骨骼的弱化、跛行甚至骨折。Lauridsen等（2010）[29]研究表明飼糧添加25-OH-D3能夠提高母豬繁殖性能和配種受胎率，同時改善后代仔豬骨品質，但具體作用機制尚不明確。

5 25-羥基維生素D3對種公豬的影響

影響公豬繁殖性能的因素很多，內在因素，如品種、年齡和睪丸大??；外在因素，如溫度和光照，飼養(yǎng)因素，如精液采集頻率、營養(yǎng)和社會環(huán)境。隨著生豬養(yǎng)殖規(guī)?；?、集約化程度的大幅提高，環(huán)境條件和管理水平基本趨向一致，營養(yǎng)的供給將直接影響到公豬繁殖潛力的發(fā)揮。Jensen等（2011）[30]在公豬上的研究表明飼料中添加25-OH-D3與添加維生素D3相比增加了血漿中雌二醇和Ca2+的含量及芳香化酶的活性，同時精清中果糖、Ca2+含量和酸性磷酸酶（ACP）活性也顯著升高，25-OH-D3組血漿中睪酮含量未出現(xiàn)顯著增加，同時雌二醇含量顯著增加。芳香化酶活性的增加會促進睪酮轉化為雌二醇。魏冬芹等（2017）[31]在種公豬飼糧同樣添加50 μg/kg 維生素D3和添加50 μg/kg 25-OH-D3相比，添加25-OH-D3能更有效增加血漿維生素D含量，從而改善精子的形態(tài)和運動能力，提高公豬的繁殖性能。

6 25-羥基維生素D3能增強斷奶仔豬的生長骨骼發(fā)育和腸道免疫能力

25-OH-D3能顯著改善斷奶仔豬骨骼質量，改善免疫功能，增強抗病能力。25-OH-D3的重要代謝產(chǎn)物1，25-（OH）2-D3是一種新型的免疫調節(jié)激素，能夠調節(jié)造血細胞、骨細胞的增殖和分化，修飾T、B淋巴細胞活性，產(chǎn)生免疫球蛋白，增強機體免疫力，修飾免疫反應，調節(jié)單核細胞的增殖和分化，通過免疫功能的改善，大幅增強對疾病的抵抗力，以達到提高生長指標和生產(chǎn)性能的目的[32]。廖波等（2011）[33]在飼糧添加2 200 IU/kg的25-OH-D3可以提高輪狀病毒攻毒和未攻毒斷奶仔豬血清及腸內容物RV-Ab水平，降低促炎癥細胞因子的分泌及其參與的炎癥反應，促進抗炎癥細胞因子的生成及其參與的免疫應答，進而表現(xiàn)出提高斷奶仔豬抗病力的作用。Jefferies等（2002）[14]研究表明斷奶仔豬飼糧添加25-OH-D3，顯著提高了血清25-OH-D3的含量，顯著增加了白細胞數(shù)量，增強對全身和黏膜抗菌反應，免疫調節(jié)作用明顯，是補充斷奶仔豬的一種較好的飼料添加劑。Sugiyama等（2013）[34]研究表明，與空白組相比，飼糧添加25-OH-D350 μg/kg顯著降低斷奶仔豬軟骨病和骨關節(jié)病的發(fā)病率，促進軟骨正常骨化。Hines等（2013）[22]研究表明，添加25-羥基膽鈣化醇（25-OH-D3）顯著增強母豬胎兒成肌細胞活性和初生仔豬骨骼肌生長潛能。Witschi等（2011）[35]研究表明，當在母豬和仔豬飼糧中添加25-OH-D3時，母豬服用25-OH-D3所產(chǎn)仔豬的維生素D狀況顯著改善，可能是因為它們在出生時有更多的組織儲備，從這些儲存中釋放出來時維生素D的可用性更高。仔豬脛骨中軸的斷裂強度、皮質骨礦含量和密度均較其它組顯著提高。

7 小結

在生豬飼糧中添加25-OH-D3能顯著改善初產(chǎn)母豬繁殖性能及新生仔豬初生重和骨質量，提高泌乳母豬繁殖性能，顯著提高仔豬斷奶窩重和窩增重，改善骨骼質量，減少母豬骨折發(fā)生。提高種公豬生產(chǎn)性能，提高斷奶仔豬機體免疫力。關于后備母豬、泌乳母豬、種公豬和肥育豬飼糧中25-OH-D3最適宜添加量和作用機理需進行深入研究，25-OH-D3的毒性對生豬的影響需要進一步研究確定。