γ-氨基丁酸對(duì)斷奶仔豬抗氧化性能、養(yǎng)分代謝和免疫功能的影響

■楊 兵 夏先林 胡忠澤 李曉鳳*

（1.安徽科技學(xué)院動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，安徽鳳陽(yáng) 233100；2.貴州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，貴州貴陽(yáng) 550025）

斷奶應(yīng)激顯著降低了仔豬的健康狀況、成活率、生產(chǎn)性能及養(yǎng)殖企業(yè)生產(chǎn)效益，成為養(yǎng)豬生產(chǎn)面臨的重要問(wèn)題之一。斷奶應(yīng)激的引發(fā)原因主要包括母仔分離、飼料轉(zhuǎn)變（由母乳轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w配合飼料）以及環(huán)境變換（仔豬從分娩欄到保育欄）等3個(gè)方面[1]。斷奶應(yīng)激對(duì)仔豬的影響包括：引起代謝、激素和免疫系統(tǒng)的變化；引發(fā)腸道屏障功能和通透性的破壞，胃腸道系統(tǒng)的破壞可導(dǎo)致腸道細(xì)菌、毒素和抗原向亞上皮組織的更高易位；影響肝腎功能，使能量、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)代謝過(guò)程失調(diào)，從而引發(fā)全身和慢性炎癥反應(yīng)[2]。因此，如何緩解仔豬斷奶應(yīng)激，改善仔豬的免疫功能、養(yǎng)分代謝及抗氧化性能是當(dāng)今畜牧工作者亟待解決的問(wèn)題之一。目前緩解仔豬斷奶應(yīng)激的策略包括營(yíng)養(yǎng)調(diào)控、飼養(yǎng)管理技術(shù)和遺傳選育等，其中營(yíng)養(yǎng)調(diào)控是常用策略之一，例如在飼料中添加氨基酸、礦物質(zhì)、維生素、酶、益生菌和中草藥飼料添加劑等[3-7]。

γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）作為一種非蛋白氨基酸類型的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，表現(xiàn)出鎮(zhèn)靜、抗癲癇、抗焦慮、止痛、降低高血壓和肌肉松弛的特性，其藥理學(xué)包括選擇性催眠劑、非鎮(zhèn)靜焦慮劑、記憶增強(qiáng)劑，其發(fā)揮作用主要通過(guò)與GABA受體結(jié)合來(lái)完成的，且GABA受體在中樞神經(jīng)系統(tǒng)和外周器官（例如腸道）均有分布[8]。研究表明，在日糧中添加GABA能夠調(diào)節(jié)豬的采食量、日增重、肉品質(zhì)及繁殖性能等，并緩解熱應(yīng)激[9]。另外，豬的腸道上皮也存在GABA 受體[10]，因此，推測(cè)GABA在豬生產(chǎn)中發(fā)揮以上功能是通過(guò)與腸道上皮中GABA受體結(jié)合而實(shí)現(xiàn)的。目前，GABA在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用主要集中于育肥豬，關(guān)于斷奶仔豬的研究相對(duì)較少?；诖?，文章研究添加不同水平GABA對(duì)斷奶仔豬養(yǎng)分代謝、免疫性能和抗氧化性能的影響，為緩解斷奶應(yīng)激、提高仔豬生產(chǎn)效率提供借鑒和參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 試驗(yàn)動(dòng)物與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

60頭健康無(wú)病、體重相近、25日齡（杜×長(zhǎng)×大）斷奶豬選自貴州省貴陽(yáng)市臺(tái)農(nóng)種養(yǎng)殖有限公司種豬場(chǎng)。采用單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)，將60頭仔豬隨機(jī)分成5組（對(duì)照組和20、40、60 mg/kg GABA組及80 mg/kg GABA組），每組3 個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)4 頭斷奶仔豬。對(duì)照組和20、40、60 mg/kg及80 mg/kg GABA組仔豬分別飼喂添加GABA為0（基礎(chǔ)日糧）、20、40、60 mg/kg和80 mg/kg的飼糧。試驗(yàn)期33 d，其中預(yù)試期5 d，正試期28 d。在正試期第1、14天和第28天分別稱量每頭仔豬的重量和飼料消耗量，試驗(yàn)結(jié)束當(dāng)天清晨空腹前腔靜脈采集血樣，離心后備用。

1.1.2 主要試劑、儀器及樣品采集

所有的指標(biāo)均采用對(duì)應(yīng)試劑盒（購(gòu)自南京建成生物工程研究所有限公司）測(cè)定。血糖（Glucose，GLU）、尿素氮（Urea nitrogen，BUN）、總膽固醇（total cholesterol，TC）、肌酐（creatinine，Cr）、三酰甘油（Triglyceride，TG）、低密度脂蛋白（Low density lipoprotein，LDL）及高密度脂蛋白（High-density lipoprotein，HDL）濃度采用比色法進(jìn)行測(cè)定；免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）A（IgA）、免疫球蛋白M（IgM）和免疫球蛋白G（IgG）含量采用酶聯(lián)免疫吸附法進(jìn)行測(cè)定；溶菌酶（LYS）和乳酸（Lysozyme and lactic acid，LD）采用比色法進(jìn)行測(cè)定；乳酸脫氫酶（Lactate dehydrogenase，LDH）活性采用二硝基苯肼法進(jìn)行測(cè)定；白蛋白（Albumin，ALB）采用溴甲酚綠比色法進(jìn)行測(cè)定；總蛋白（Glutathione peroxidase，TP）采用雙縮脲比色法進(jìn)行測(cè)定；谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（Glutathione peroxidase，GSH-Px）、超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）活性和總抗氧化能力（Total antioxidant capacity，T-AOC）采用比色法進(jìn)行測(cè)定；丙二醛（Malondialdehyde，MDA）濃度采用分光光度法進(jìn)行測(cè)定；血清過(guò)氧化氫酶（Catalase，CAT）活力采用可見(jiàn)光分光光度法進(jìn)行測(cè)定。

YY/T 1529 酶聯(lián)免疫反應(yīng)讀數(shù)儀、DG5033A 酶標(biāo)儀、CN61M/UV-9100紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)、微型振蕩器、DT5-1 低速離心機(jī)及Thermo 2.5、10 μL 和50 μL移液器等。

正試期第28 天清晨，通過(guò)前腔靜脈空腹采集血液5 mL，隨后離心（4 ℃，5 000 r/min，15 min），小心吸取上層血清樣品，-20 ℃保存、備用。

1.2 飼養(yǎng)管理

選用整棟消毒徹底的溫控式封閉豬舍，豬舍溫度、濕度、光照和通風(fēng)按照仔豬養(yǎng)殖技術(shù)規(guī)程設(shè)置。試驗(yàn)仔豬自由接近飼料和飲水，免疫、消毒程序按照豬場(chǎng)常規(guī)制度進(jìn)行。采用粉料，以重復(fù)為單位進(jìn)行飼喂，并做好相關(guān)記錄。在預(yù)試期，各組各重復(fù)均喂給基礎(chǔ)日糧，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樵囼?yàn)日糧。按試驗(yàn)仔豬的實(shí)際采食量調(diào)整給料量，使得恰好采食完。轉(zhuǎn)入正試期后，按試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)各組豬進(jìn)行處理，飼喂制度和方式不變，每天觀察和記錄試驗(yàn)豬的采食、飲水和健康狀況。

1.3 試驗(yàn)日糧

基礎(chǔ)日糧配置參照中國(guó)豬飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)（2004）及NRC 豬的營(yíng)養(yǎng)需要（2012），養(yǎng)分含量滿足或超過(guò)仔豬營(yíng)養(yǎng)需要，基礎(chǔ)日糧的組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1，飼料原料由貴陽(yáng)市臺(tái)農(nóng)種養(yǎng)殖有限公司飼料廠提供。GABA 通過(guò)逐級(jí)混勻方式加入到基礎(chǔ)日糧中。GABA 購(gòu)自西安拉維亞生物科技有限公司。

表1 基礎(chǔ)日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平（風(fēng)干基礎(chǔ)）

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 20.0進(jìn)行單因素方差分析，以P＜0.05 為差異顯著性標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果用“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（Mean±SD）”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 添加GABA對(duì)斷奶仔豬抗氧化性能的影響（見(jiàn)表2）

表2 GABA對(duì)斷奶仔豬抗氧化性能的影響

由表2可知，與對(duì)照組相比，20、40、60 mg/kg GABA組和80 mg/kg GABA組MDA含量顯著降低（P＜0.05）；20、40 mg/kg GABA組和60 mg/kg GABA組SOD活性顯著升高（P＜0.05），80 mg/kg GABA組SOD活性差異不顯著（P＞0.05）；20 mg/kg GABA組GSH-Px活性顯著升高，40、60 mg/kgGABA組和80 mg/kg GABA組GSH-Px活性無(wú)顯著變化（P＞0.05）；60 mg/kgGABA組和80 mg/kg GABA 組T-AOC 顯著升高，但20、40 mg/kg GABA 組T-AOC差異不顯著（P＞0.05）；40、60 mg/kg GABA組和80 mg/kg GABA組CAT活性顯著升高（P＜0.05）。

2.2 添加GABA對(duì)斷奶仔豬糖、脂肪和蛋白質(zhì)代謝的影響（見(jiàn)表3）

表3 GABA對(duì)斷奶仔豬糖、脂肪和蛋白質(zhì)代謝的影響（mmol/L）

由表3 可知，與對(duì)照組相比，20、40、60 mg/kg GABA 和80 mg/kg GABA組GLU含量差異不顯著（P＞0.05）；20、60 mg/kg GABA 組BUN 含 量 顯 著 降 低（P＜0.05）；20 mg/kg GABA 組血清Cr 含量顯著降低（P＜0.05），但40、60 mg/kg GABA 和80 mg/kg GABA組Cr含量差異不顯著（P＞0.05）。

另外，與對(duì)照組相比，20、40 mg/kg GABA 組和80 mg/kg GABA 組TG 含量顯著降低（P＜0.05），但60 mg/kg GABA 組TG 含量差異不顯著（P＞0.05）；40、60 mg/kg GABA 組和80 mg/kg GABA 組TC 顯著降低（P＜0.05），但20 mg/kg GABA 組 差 異 不 顯 著（P＞0.05）；各GABA 組LDL 含量顯著降低（P＜0.05）；各GABA 組HDL 含量變化不顯著（P＞0.05），各GABA 組間差異亦不顯著（P＞0.05）。

2.3 添加GABA對(duì)斷奶仔豬免疫性能的影響（見(jiàn)表4）

由表4可知，與對(duì)照組相比，40、60 mg/kg GABA組和80 mg/kg GABA 組IgA 含量顯著升高（P＜0.05），20 mg/kg GABA組IgA含量變化差異不顯著（P＞0.05）；20 mg/kg GABA組和40 mg/kg GABA組IgM含量顯著升高（P＜0.05），但60 mg/kg GABA組和80 mg/kg GABA組IgM含量變化差異不顯著（P＞0.05）；20、40、60 mg/kg GABA 組和80 mg/kg GABA 組IgG 含量顯著升高（P＜0.05），但20、40 mg/kg GABA 組和60 mg/kg GABA 組IgG含量組間差異不顯著（P＞0.05）。

表4 GABA對(duì)斷奶仔豬免疫性能的影響

另外，與對(duì)照組相比，20 mg/kg GABA 組和60 mg/kg GABA 組TP 含量顯著升高（P＜0.05），但40 mg/kg GABA 組和80 mg/kg GABA 組TP 含量變化差異不顯著（P＞0.05）；60 mg/kg GABA組ALB含量顯著升高（P＜0.05），但20、40 mg/kg GABA 組和80 mg/kg GABA組Alb含量變化差異不顯著（P＞0.05）；40 mg/kg GABA 組和60 mg/kg GABA 組LYS 活性顯著升高（P＜0.05），但20 mg/kg GABA 組和80 mg/kg GABA 組LYS變化差異不顯著（P＞0.05）；80 mg/kg GABA 組LAC 含量顯著降低（P＜0.05），但20、40 mg/kg GABA 組和60 mg/kg GABA 組LAC 含量變化差異不顯著（P＞0.05）；LDH活性20、40、60 mg/kg GABA組和80 mg/kg GABA組LDH活性變化均差異不顯著（P＞0.05）。

3 討論

斷奶導(dǎo)致仔豬氧化應(yīng)激的發(fā)生[11]，同時(shí)氧化應(yīng)激相關(guān)基因表達(dá)發(fā)生顯著改變，包括CAT 和LDHA基因表達(dá)量降低，谷胱甘肽過(guò)氧化物酶2（GPX2）和超氧化物歧化酶3（SOD3）升高[12]。本研究發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，添加60 mg/kg GABA能夠顯著提高斷奶仔豬血清SOD、T-AOC 及CAT 活力，顯著降低血清MDA濃度，說(shuō)明60 mg/kg GABA能夠顯著提高機(jī)體抗氧化能力，顯著改善斷奶引起的氧化應(yīng)激。溫靜等[13]發(fā)現(xiàn)50 mg/kg GABA能夠顯著提高文昌雞熱應(yīng)激狀態(tài)下胰腺中SOD活性，顯著降低胰腺M(fèi)DA含量。李錦春等[14]在奶牛飼料中添加GABA顯著提高了熱應(yīng)激奶牛胰腺中SOD 和GSH-Px 活性，降低了胰腺M(fèi)DA 含量，以上研究與本研究結(jié)果相符。目前，一般認(rèn)為GABA調(diào)控機(jī)體抗氧化能力是通過(guò)與GABA受體互作的結(jié)果，但潛在機(jī)制有待進(jìn)一步探究。

斷奶也導(dǎo)致仔豬養(yǎng)分代謝發(fā)生紊亂。例如脂肪代謝方面，斷奶后腸道脂肪酸結(jié)合蛋白1（Fatty acid binding protein 1，F(xiàn)ABP1）、?；o酶α脫氫酶（Acylcoenzyme A dehydrogenase，ACADSB）和肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶2（Carnitine palmityl transferase 2，CPT2）的表達(dá)降低，與膽汁酸代謝相關(guān)的基因在斷奶后增加，包括FABP6、Farnesoid X 受體（Farnesoid X receptor，F(xiàn)XR）和溶質(zhì)載體族51 亞基-α（Solute carrier family 51 subunit alpha，SLC51α）[12]。另外，斷奶還會(huì)導(dǎo)致腸道微生物區(qū)系變化，腸道結(jié)構(gòu)損傷和功能紊亂，腸道養(yǎng)分代謝、轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)基因也發(fā)生劇烈變化[12]。本研究發(fā)現(xiàn)在斷奶仔豬日糧中添加40、60 mg/kg和80 mg/kg GABA能夠一定程度提高血清GLU含量（P＞0.05），與胡家澄等[15]研究報(bào)道不一致，可能是由于試驗(yàn)動(dòng)物生理階段不一致導(dǎo)致，具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究。此外，本研究還觀察到60 mg/kg GABA 顯著降低血清BUN、LDL及TCH濃度，提示GABA能夠顯著改善斷奶仔豬蛋白質(zhì)和脂肪代謝紊亂狀態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)，斷奶導(dǎo)致糞便微生物區(qū)系中厚壁菌門（Firmicutes）豐度和厚壁菌門/擬桿菌門（Bacteroidetes）比值升高，變形菌門（Proteobacteria）豐度降低；在斷奶過(guò)渡期間，擬桿菌屬和梭桿菌屬的豐度顯著下降，且?guī)缀跸В绽孜质暇鷮俚呢S度顯著增加[12]，另外，α-亞麻酸代謝、視黃醇代謝、D-谷氨酰胺、D-谷氨酸代謝、檸檬酸循環(huán)、過(guò)氧化物酶體增殖物激活 受 體（Peroxisome proliferator activated receptor，PPAR）信號(hào)通路也發(fā)生改變[12]，而以上菌群和信號(hào)通路與豬的蛋白質(zhì)和脂肪代謝有關(guān)[16-17]，因此，推測(cè)GABA通過(guò)調(diào)節(jié)以上菌群和信號(hào)通路改善仔豬的蛋白質(zhì)和脂肪代謝紊亂狀態(tài)。

GABA能夠顯著提高動(dòng)物的免疫性能[18]。本研究顯示60 mg/kg GABA顯著提高斷奶仔豬IgA、IgG、TP、Alb 及Lys 含量。丁亞南等[18]在妊娠母豬日糧添加100 mg/kg GABA，發(fā)現(xiàn)GABA能夠改善血清和初乳中免疫球蛋白及相關(guān)免疫因子的含量，但差異不顯著，可能因?yàn)椴煌L(zhǎng)階段對(duì)GABA 的需要量差異造成的。GABA 提高免疫球蛋白濃度的潛在機(jī)制包括：GABA 通過(guò)抑制胃生長(zhǎng)抑制素的分泌，促進(jìn)T 淋巴細(xì)胞增殖，降低巨噬細(xì)胞凋亡，從而提高免疫球蛋白分泌；GABA與抗焦慮受體結(jié)合，并使之激活，抑制焦慮信息傳遞，增強(qiáng)機(jī)體抗病力[19-20]。馬玉華等[21]還發(fā)現(xiàn)高脂日糧能夠顯著降低小鼠脾臟、胸腺指數(shù)，CD4+/CD8+比值及Treg 比例，顯著降低免疫功能，但在飲水中添加2 mg/mL GABA 能夠顯著改善高脂膳食誘導(dǎo)的機(jī)體免疫功能損傷，與本研究報(bào)道相符。

4 結(jié)論

綜上所述，日糧添加60 mg/kg GABA可顯著改善斷奶仔豬抗氧化性能、養(yǎng)分代謝和免疫性能，這為GABA 作為飼料添加劑在斷奶仔豬中的應(yīng)用提供了借鑒和參考。