不同氨氣濃度下斷奶仔豬的生長、免疫及抗氧化性能指標變化

段彥生，徐 榮，李莎莎，陳 聰，郝瑞榮，李清宏

（山西農業(yè)大學動物科學學院，山西太谷 030801）

本課題組早期研究發(fā)現(xiàn)，氨氣是目前規(guī)模豬場向現(xiàn)代化豬場轉型期影響豬舍環(huán)境衛(wèi)生的重要因素。氨氣是在一類呈堿性且易溶于水的有害氣體，不合理的飼養(yǎng)方式常常導致畜禽舍內氨氣濃度過高，危害動物及其工作人員的健康。高濃度氨氣吸入可造成呼吸道疾病和炎癥反應，導致心、肝、肺等臟器出現(xiàn)損傷，已經引起業(yè)內的極大關注。已有研究發(fā)現(xiàn)，氨氣應激會影響肉羊的生產性能，使機體產生炎癥反應，降低抗氧化活性，且隨著時間的延長不良影響進一步加重；氨氣會降低肉雞生產性能，造成機體氧化損傷，且隨著濃度升高而逐漸加強。我國豬舍氨氣控制標準值為25 mg/m，該標準制定于1999 年。有關氨氣的研究大多在牛、羊、禽類和水產等方面，對斷奶仔豬的影響研究不多。因此本試驗通過環(huán)境控制倉模擬不同氨氣暴露濃度，以國家標準為參照，研究不同氨氣濃度下斷奶仔豬的生長、免疫及抗氧化性能指標變化，為豬舍內有害氣體危害研究，減少經濟損失以及提高動物福利提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗設計 本試驗在山西農業(yè)大學動物科技試驗站動物環(huán)境控制倉內（4.5 m×2.2 m×3.0 m）進行。試驗前期進行清理消毒。隨機選取36 頭體況、日齡、體重相近（10.70±2.10）kg 的杜×長×大三元斷奶仔豬分別飼養(yǎng)在4 個環(huán)境控制試驗艙內，分為4 個處理組，每個處理3 個重復，每個重復3 頭豬。每個環(huán)控艙除氨氣濃度不同外，其余環(huán)境參數(shù)保持一致。預試期5 d，正試期15 d。試驗設3 個階段，試驗第1、2、3 階段分別為試驗第1～5、6～10、11～15 天。

1.2 試驗日糧 試驗飼糧參照NRC（2012）豬營養(yǎng)需要配制成粉狀配合飼料，基礎日糧組成及營養(yǎng)成分表見表1，各組斷奶仔豬飼喂完全相同的基礎飼糧。

表1 基礎日糧組成及營養(yǎng)成分表

1.3 飼養(yǎng)管理 試驗采用代謝籠飼養(yǎng)，每日飼喂3 次（07:00、13:00、19:00），每天準確記錄飼喂量和耗料量，試驗期間豬只自由采食和飲水。每日16:00 清糞，通過糞尿溝以水沖糞的方式清理。倉內采用固定式氨氣檢測儀（JKE500-NH-IR）監(jiān)測氨氣的濃度進行實時校準，氨氣控制精度為3 mg/m，實時傳輸數(shù)據(jù)，傳入到電腦后自動保存，控制氨氣濃度為唯一變量。氨氣通過電磁閥啟停和玻璃轉子流量計來供給。為保證倉內濃度準確性，試驗前使用手持式氨氣檢測儀（AR8500）對圖1 不同位置氨氣濃度進行檢測，以使?jié)舛惹昂笠恢?。于正試期間每天每隔2 個小時用手持式氨氣檢測儀對倉內濃度進行一次濃度檢測，保證艙內氣體濃度的精確性。各環(huán)控艙的氨氣濃度分別控制為0、25、35、45 mg/m，環(huán)控艙內溫度控制在22～24℃，濕度控制在60%～70%，光照（11 h/d）。其余環(huán)境參數(shù)均保持一致。

圖1 豬舍布局

1.4 樣品采集與保存 氨氣暴露5、10、15 d 后，采用真空采血管對試驗豬進行前腔靜脈采血。血樣于3 000 r/min離心15 min，采集血清備用。

1.5 測定指標及方法

1.5.1 生長性能 正試期起每隔5 d 早晨對豬逐頭進行空腹稱重，稱重結束后對試驗豬生理、精神狀態(tài)進行觀察。計算斷奶仔豬的平均日增重（ADG）。在試驗期間每天記錄每個環(huán)控艙內斷奶仔豬的飼喂量與余料量，計算生長豬的平均日采食量（ADFI）。根據(jù)平均日采食量和平均日增重之比計算耗料增重比（F/G）。

1.5.2 血清生化指標測定 血清生化指標檢測谷丙轉氨酶（ALT/GPT）、r-谷氨酰轉移酶（r-GT）、堿性磷酸酶（ALP）、總膽紅素（TBil）、尿素氮（BUN）、葡萄糖（GLU）、總膽固醇（TC）和甘油三酯（TG）、總蛋白（TP）、白蛋白（ALB）、球蛋白（GLO）的含量。以上指標由全自動生化分析儀（美國貝克曼庫爾特有限公司AU5811）檢測。

1.5.3 免疫指標測定 測定血清中免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白M（IgM）和免疫球蛋白A（IgA）含量，采用ELISA 酶聯(lián)免疫法測定。檢測所用試劑盒購自南京建成生物工程研究所，所檢測方法嚴格按照試劑盒說明書進行操作。

1.5.4 炎性因子測定 利用ELISA 酶聯(lián)免疫法檢測血清中白介素1（IL-1）、白介素2（IL-2）、白介素（IL-10）和腫瘤壞死因子（TNF-）含量。檢測所用試劑盒購自南京建成生物工程研究所，所檢測方法嚴格按照試劑盒說明書進行操作。

1.5.5 抗氧化指標測定 利用ELISA 酶聯(lián)免疫法測定血清超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）和谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）活性及總抗氧化酶（T-AOC）和丙二醛（MDA）含量。檢測所用試劑盒購自南京建成生物工程研究所，所檢測方法嚴格按照試劑盒說明書進行操作。

1.6 統(tǒng)計分析 通過 SPSS 22.0 軟件采用單因素方差分析（One-Way ANOVO）和鄧肯（Duncan's）多重比較，試驗最終結果以平均值±標準差表示。以＜0.05 作為差異顯著性的判斷標準。

2 結果

2.1 氨氣環(huán)境對斷奶仔豬生長性能的影響 由表2 可知，與對照組相比，不同濃度氨氣暴露后，試驗組斷奶仔豬在各時期ADFI、ADG、F/G 無顯著影響。

表2 不同氨氣濃度對斷奶仔豬生長性能的影響

2.2 不同氨氣濃度對斷奶仔豬血清生化指標的影響 由表3 可知，氨氣暴露5 d，與對照組相比，試驗仔豬血液中各指標均無顯著變化。暴露10 d，氨氣濃度為45 mg/m試驗仔豬血液中ALT 高于對照組（＜0.05），各處理組無顯著差異。暴露15 d，氨氣濃度為45 mg/m仔豬血液中BUN 高于對照組（＜0.05），其余各處理組均無顯著差異。

表3 不同氨氣濃度對斷奶仔豬血清生化指標的影響

2.3 不同濃度氨氣對血清蛋白的影響 由表4 可知，氨氣暴露5 d，與對照組相比，試驗仔豬血清中TP、ALB、GLO 含量均無顯著性差異；氨氣暴露10 d，氨氣濃度為25 mg/m和45 mg/m試驗仔豬血液中GLO低于對照組（＜0.05），其余各項指標均無顯著差異；氨氣暴露15 d，試驗仔豬血液中TP、ALB、GLO 較對照組無顯著性差異。

表4 不同濃度氨氣對血清蛋白含量的影響 g/L

2.2 不同濃度氨氣對免疫球蛋白含量的影響 由表5 可知，氨氣暴露5 d，與對照組相比，IgG 含量隨著氨氣濃度的升高顯著下降（＜0.05）；IgM 含量在45 mg/m組顯著下降（＜0.05）；而25 mg/m濃度下IgA 含量顯著高于35 和45 mg/m氨氣濃度組（＜0.05），其余各處理組差異不顯著（＞0.05）。氨氣暴露10 d，與對照組相比，氨氣濃度為35 和45 mg/m下IgG 含量顯著下降（＜0.05），而IgM、IgA 含量在各組間差異不顯著（＞0.05）。氨氣暴露15 d，與對照組相比，IgM 含量在45 mg/m顯著下降（＜0.05），而其余各處理組間差異不顯著（＞0.05）。

表5 不同濃度氨氣對血清免疫球蛋白含量的影響 g/L

2.3 不同濃度氨氣對細胞因子含量的影響 由表6 可知，氨氣暴露5 d 后，與對照組相比，氨氣濃度為45 mg/m試驗仔豬血液中IL-2 含量降低（＜0.05），其余各項指標無顯著性差異；暴露10 d 及15 d，與對照組相比，試驗仔豬血液中IL-1、IL-2、IL-10、TNF-含量無顯著性差異。

表6 不同濃度氨氣對細胞因子含量的影響 ng/L

2.4 不同濃度氨氣對抗氧化的影響 由表7 可知，氨氣暴露5 d，試驗組仔豬血液中CAT、T-AOC 低于照組（＜0.05），而其他指標無顯著性差異。暴露10 d，氨氣濃度為45 mg/m試驗仔豬血液中SOD 低于對照組（＜0.05），其余各處理組與對照組相比均無顯著差異。暴露15 d，氨氣濃度為25 mg/m和35 mg/m試驗仔豬血液中SOD 低于對照組（＜0.05），其余各處理組均無顯著性差異（＞0.05）；25 mg/m和45 mg/m試驗仔豬血液中T-AOC 顯著低于對照組，其余處理組無顯著差異，35 mg/m組高于25 mg/m組（＜0.05）。

表7 不同濃度氨氣對抗氧化指標的影響

3 討 論

3.1 不同氨氣濃度對斷奶仔豬生長性能的影響 氨氣對畜禽生長性能的影響目前已有很多報道，結果大多表現(xiàn)為氨氣暴露顯著降低畜禽的ADG 和ADFI。本試驗中，各組在3 個試驗階段的ADG 和ADFI 并沒有隨著豬只與氨氣接觸時間增長而降低，反而增高，與上述結果不一致，35 和45 mg/m組F/G 在試驗第3 階段開始有所改善，這可能與豬只受到氨氣刺激從應激階段轉向適應階段有關。

3.2 不同氨氣濃度對斷奶仔豬生化指標的影響 ALP 和ALT 是動物肝功能的重要標志，預示動物體內蛋白質、脂肪、鈣、磷等的代謝。高濃度氨氣會降低肉雞血清ALT 和ALP 活性。本試驗結果顯示，第2 階段中，45 mg/m組ALT 含量顯著高于其他3 組，表明高氨濃度對肝細胞造成了損傷，與劉明等的研究結果基本一致。BUN 是動物體內蛋白質代謝狀況的重要表現(xiàn)指標，通過血清中BUN 含量可以反映機體內氮的消耗和沉積情況。GLO 是機體內具有抗細菌、抗病毒、抗外毒素等作用的重要蛋白。當動物遇到應激時血清GLU 會有不同程度上升，氨氣環(huán)境升高了豬血液中TG 含量。本試驗結果顯示，各氨氣處理組的GLO 含量在10 d 時降低，第3 階段35 mg/m氨氣濃度組的BUN 含量顯著高于25、35 mg/m組，GLU、TG未受影響，可能是由于仔豬長期在高氨環(huán)境中具有了一定的適應性。

3.3 不同氨氣濃度對斷奶仔豬免疫球蛋白的影響 免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）是與免疫有關的一類抗體，主要有IgA、IgG 或IgM，用于介導體液免疫，常用來評價機體的免疫力。本試驗發(fā)現(xiàn)各氨氣處理組的IgG含量在5 d 和10 d 時顯著降低，35 mg/m和45 mg/m組IgM 和IgA 含量低于對照組，說明氨氣降低了機體免疫力，與前人的研究結果相一致。

3.4 不同氨氣濃度對斷奶仔豬炎性因子的影響 細胞因子（Th）是執(zhí)行機體免疫功能的細胞，根據(jù)其分泌的細胞炎性因子及其生物學功能分為Th1 和Th22 種。Th1 分 泌IL-1、IL-2、IFN-和TNF-等炎性因子；介導機體細胞免疫，幫助B 細胞產生抗體，參與機體由細胞內感染和細胞免疫引起的炎癥反應。Th2 分泌IL-4、IL-6 和IL-10 等炎性因子，介導體液免疫，可協(xié)助和促進B 細胞增殖和分化抗體的產生。隨著氨氣濃度升高，血清中的IL-1、IL-6、IL-10 和INF-含量呈上升趨勢，而IL-2 呈下降趨勢。在本試驗中，暴露5 d 時，45 mg/m組的IL-2 含量顯著降低，IL-1和TNF-含量低于對照組，但IL-10 含量升高，說明高濃度氨氣環(huán)境中，豬為了適應Th1 功能抑制下的免疫力，從而促進了Th2 分泌。

3.5 不同氨氣濃度對斷奶仔豬抗氧化的影響 氧化損傷是破壞機體免疫功能與健康的重要機制，機體抗氧化系統(tǒng)清除自由基的能力有限，過多的氧自由基會破壞體內脂肪、蛋白質、核酸等。抗氧化酶GSH-Px、SOD和CAT 等的活性變化與動物的應激反應密切相關，可用于反映機體的免疫狀態(tài)。當機體抗氧化酶含量升高時，機體處于較高的免疫狀態(tài)。T-AOC 是評價機體抗氧化系統(tǒng)功能狀況的綜合性指標。本試驗結果顯示，氨氣處理組CAT 活性在5 d 時顯著降低；45 mg/m組SOD 活性在10 d 時顯著降低，較低氨氣濃度暴露15 d時SOD 活性顯著降低，45 mg/m氨氣濃度T-AOC 含量在5 和15 d 時顯著低于對照組，與前人研究結果相似。說明高濃度氨氣短時間內使機體的抗氧化酶活性降低，造成機體抗氧化能力下降，隨著刺激時間延長，低濃度的氨氣會產生同樣結果。因此，氨氣濃度會影響機體的抗氧化系統(tǒng)。

4 結 論

本研究結果表明，高濃度氨氣對斷奶仔豬生產性能無顯著影響，長期的25 mg/m氨氣濃度可使肝功能受到一定損傷，氧化物大量產生，使機體產生炎癥反應，并破壞Th1/Th2 平衡，激活機體免疫應答。隨著暴露時間的延長，機體逐漸產生適應能力，各器官發(fā)生代償性修復。