飼糧添加益生菌和合生元對妊娠-哺乳期母豬免疫功能與抗氧化能力的影響

葉 婷 馬 翠 祝 倩 譚碧娥 孔祥峰*

(1.中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過程重點實驗室，動物營養(yǎng)生理與代謝過程湖南省重點實驗室，長沙 410125；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，長沙 410128)

在集約化養(yǎng)豬生產(chǎn)中，妊娠-哺乳期母豬處于一定程度的生理應(yīng)激，導(dǎo)致其機體抵抗力降低。母豬機體的免疫功能和氧化-還原狀態(tài)直接影響著妊娠期胚胎或胎兒的成活和哺乳期仔豬的生長發(fā)育[1]，增強母豬免疫力可為仔豬提供更好的母源免疫保護，從而提高養(yǎng)豬生產(chǎn)的效益。飼糧添加微生態(tài)制劑可通過調(diào)控宿主的腸道菌群平衡而增強機體免疫功能和健康水平[2]，妊娠期間攝入富含抗氧化劑的食物有利于胎兒的生長發(fā)育[3]。益生菌可抑制病原體的定植、刺激宿主免疫系統(tǒng)、調(diào)節(jié)胃腸道微生物組成和功能[4]，同時具有顯著的抗氧化能力[5]。本實驗室前期研究發(fā)現(xiàn)，母豬飼糧添加益生菌可改變腸道菌群組成，緩解氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)，改善母豬體況和仔豬營養(yǎng)代謝[6]；母豬飼糧添加合生元可改變?nèi)焉?哺乳期母豬腸道微生物群的組成和多樣性[7]，改善仔豬的營養(yǎng)代謝和腸道屏障通透性，緩解機體氧化應(yīng)激[8]；母豬飼糧添加益生菌和合生元可提高哺乳仔豬初生重，降低腹瀉率，促進仔豬的生長發(fā)育和脂質(zhì)代謝[9]。圍產(chǎn)期是調(diào)控機體免疫功能和氧化應(yīng)激的關(guān)鍵窗口期[10]。妊娠期、哺乳期和保育期飼糧添加益生菌和合生元可提高仔豬的免疫應(yīng)答和抗氧化能力[11]，但其對妊娠-哺乳期母豬機體免疫與抗氧化狀態(tài)的影響尚不明確。因此，本試驗擬研究飼糧中添加益生菌和合生元后妊娠-哺乳期母豬免疫功能與抗氧化能力的變化，為益生菌和合生元在母豬生產(chǎn)上的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗動物、分組與飼養(yǎng)管理

選用3～5胎次、體況相近的妊娠巴馬香豬64頭，隨機分為4組，即對照組(飼喂基礎(chǔ)飼糧)、抗生素組(在基礎(chǔ)飼糧中添加50 g/t維吉尼亞霉素)、益生菌組[在基礎(chǔ)飼糧中添加200 mL/(頭·d)的益生菌發(fā)酵液]和合生元組[在基礎(chǔ)飼糧中添加200 mL/(頭·d)上述益生菌發(fā)酵液和500 g/t低聚木糖]，每組16頭，單欄飼喂。試驗期從妊娠開始持續(xù)至產(chǎn)后21 d，限位欄飼養(yǎng)，分娩前1周左右轉(zhuǎn)至產(chǎn)房。各組母豬的基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平以及飼養(yǎng)管理同文獻[12]。益生菌發(fā)酵液由湖南某生物科技有限公司提供，含有植物乳桿菌(≥1×108CFU/mL)和釀酒酵母(≥0.2×108CFU/mL)。低聚木糖(XOS)由山東某生物科技股份有限公司提供，含量大于35%。

1.2 樣品采集與處理

分別于母豬妊娠第45、75和105天以及分娩后第7和21天，每組選取6頭母豬，前腔靜脈采血，肝素抗凝，3 500 r/min離心10 min分離血漿，-20 ℃保存，用于免疫球蛋白、免疫細胞因子含量和氧化-抗氧化指標的測定。

1.3 母豬血漿免疫球蛋白和免疫細胞因子含量的測定

利用酶聯(lián)免疫吸附測定(ELISA)試劑盒(購自江蘇酶免實業(yè)有限公司)，在Cobrasc311型全自動生化分析儀上測定血漿免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)、白細胞介素-1(IL-1)、白細胞介素-2(IL-2)、白細胞介素-6(IL-6)、白細胞介素-8(IL-8)、白細胞介素-10(IL-10)、干擾素-γ(IFN-γ)和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)的含量。

1.4 母豬血漿氧化-抗氧化指標的測定

利用試劑盒(購自南京建成生物工程研究所)，在Cobrasc311型全自動生化分析儀上測定血漿中丙二醛(MDA)、過氧化氫(H2O2)、還原型谷胱甘肽(GSH)的含量和過氧化氫酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析(one-way ANOVA)，采用Duncan氏法進行組間多重比較，用“平均值±標準差”表示，P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié) 果

2.1 母豬血漿免疫球蛋白含量的變化

由表1可知，妊娠第45天，合生元組IgM含量顯著低于對照組和益生菌組(P<0.05)，抗生素組IgM含量顯著低于對照組(P<0.05)；妊娠第75天，抗生素組和合生元組IgM含量顯著低于益生菌組(P<0.05)，抗生素組IgM含量顯著低于對照組(P<0.05)；妊娠第105天，益生菌組IgM含量顯著高于抗生素組(P<0.05)；哺乳第7天，益生菌組IgG含量顯著低于其他3組(P<0.05)，合生元組IgM含量顯著低于益生菌組(P<0.05)，抗生素組IgM含量顯著低于其他3組(P<0.05)；哺乳第21天，益生菌組和合生元組IgM含量顯著高于對照組和抗生素組(P<0.05)，合生元組IgM含量顯著低于益生菌組(P<0.05)。IgA含量各時間點各組間均無顯著差異(P>0.05)。

表1 飼糧添加益生菌和合生元對妊娠-哺乳期母豬血漿免疫球蛋白含量的影響Table 1 Effects of dietary supplementation with probiotics and synbiotics on plasma immunoglobulin contents of pregnant-lactating sows

2.2 母豬血漿免疫細胞因子含量的變化

由表2可知，合生元組妊娠第45天IL-2、IL-6、IL-8、IFN-γ和TNF-α含量以及妊娠第75天IFN-γ和TNF-α含量顯著低于對照組和益生菌組(P<0.05)；妊娠第105天，益生菌組和合生元組IL-10和IFN-γ含量顯著低于對照組(P<0.05)，合生元組IL-6和IL-8含量顯著高于抗生素組(P<0.05)，抗生素組和合生元組TNF-α含量顯著低于對照組和益生菌組(P<0.05)；哺乳第7天，益生菌組和合生元組IL-2、IFN-γ和TNF-α含量顯著低于對照組(P<0.05)，合生元組IL-8和TNF-α含量顯著低于對照組和益生菌組(P<0.05)，益生菌組和合生元組IL-10含量顯著高于對照組(P<0.05)；哺乳第21天，益生菌組和合生元組IL-6含量顯著高于對照組和抗生素組(P<0.05)，抗生素組和合生元組IL-8含量顯著低于對照組和益生菌組(P<0.05)?？股亟M各時間點IL-8含量，妊娠第45和75天與哺乳第7和21天IFN-γ含量以及妊娠第45、75和105天TNF-α含量均顯著低于對照組(P<0.05)。

表2 飼糧添加益生菌和合生元對妊娠-哺乳母豬血漿免疫細胞因子含量的影響 Table 2 Effects of dietary supplementation with probiotics and synbiotics on plasma immune cytokine contents of pregnant-lactating sows pg/mL

續(xù)表2項目Items時間Time對照組Controlgroup抗生素組Antibioticsgroup益生菌組Probioticsgroup合生元組Synbioticsgroup白細胞介素-6IL-6妊娠第45天Day45ofgestation151.29±5.15a138.72±3.39b152.27±3.31a137.40±3.40b妊娠第75天Day75ofgestation150.90±5.29b142.29±3.82b164.62±2.70a150.64±4.65b妊娠第105天Day105ofgestation168.58±2.69a144.41±5.52b171.90±2.32a161.14±5.74a哺乳第7天Day7oflactation141.29±3.42141.10±1.60139.30±3.48130.96±2.53哺乳第21天Day21oflactation131.31±2.06b131.66±1.23b139.45±3.66a143.58±2.51a白細胞介素-8IL-8妊娠第45天Day45ofgestation5.96±0.22b5.36±0.13c6.66±0.22a5.14±0.12c妊娠第75天Day75ofgestation6.21±0.31ab5.08±0.11c6.84±0.23a5.65±0.18bc妊娠第105天Day105ofgestation6.56±0.24b5.65±0.19c7.21±0.21a6.32±0.19b哺乳第7天Day7oflactation5.97±0.35a4.63±0.13b6.22±0.20a5.20±0.14b哺乳第21天Day21oflactation5.87±0.47a4.51±0.12b6.12±0.40a4.74±0.22b白細胞介素-10IL-10妊娠第45天Day45ofgestation24.80±0.9525.83±1.0127.32±1.1926.29±0.91妊娠第75天Day75ofgestation53.19±0.71a52.53±0.59a28.05±0.95b28.77±0.82b妊娠第105天Day105ofgestation40.60±0.63a41.36±0.44a28.20±0.70b29.22±1.47b哺乳第7天Day7oflactation17.84±0.50c22.51±1.04b26.65±0.88a24.47±0.56ab哺乳第21天Day21oflactation17.94±1.2020.58±0.7620.09±1.6019.07±1.23干擾素-γIFN-γ妊娠第45天Day45ofgestation6.88±0.11a6.00±0.29b7.04±0.13a6.14±0.15b妊娠第75天Day75ofgestation6.58±0.14a5.16±0.16b6.29±0.18a5.55±0.26b妊娠第105天Day105ofgestation5.38±0.22a5.15±0.25ab4.70±0.14bc4.28±0.22c哺乳第7天Day7oflactation8.73±0.28a7.62±0.29b7.31±0.19c6.70±0.31c哺乳第21天Day21oflactation8.26±0.40a6.89±0.24b8.18±0.17a7.65±0.08a腫瘤壞死因子-αTNF-α妊娠第45天Day45ofgestation26.28±1.18a21.61±0.43b26.96±1.31a22.23±0.50b妊娠第75天Day75ofgestation26.07±1.04a21.59±0.52b28.20±1.14a22.05±0.68b妊娠第105天Day105ofgestation27.04±1.19b22.13±0.82c30.48±1.22a23.84±0.43c哺乳第7天Day7oflactation36.68±0.66a37.71±1.35a26.77±0.95b21.81±0.65c哺乳第21天Day21oflactation31.89±1.68b28.11±1.60b39.71±1.59a32.29±2.49b

2.3 母豬血漿氧化-抗氧化指標的變化

由表3可知，妊娠第105天，益生菌組和合生元組MDA含量顯著高于抗生素組(P<0.05)；哺乳第7天，益生菌組、合生元組和抗生素組H2O2含量顯著高于對照組(P<0.05)；哺乳第21天，益生菌組和合生元組CAT活性顯著高于抗生素組(P<0.05)，合生元組H2O2含量顯著高于對照組(P<0.05)，合生元組GSH含量顯著高于對照組和抗生素組(P<0.05)。

表3 飼糧添加益生菌和合生元對妊娠-哺乳母豬血漿氧化-抗氧化指標的影響Table 3 Effects of dietary supplementation with probiotics and synbiotics on plasma oxidation-antioxidant indicators of pregnant-lactating sows

續(xù)表3項目Items時間Time對照組Controlgroup抗生素組Antibioticsgroup益生菌組Probioticsgroup合生元組Synbioticsgroup過氧化氫H2O2/(mmol/L)妊娠第45天Day45ofgestation16.83±2.4622.77±2.4620.75±2.3620.33±1.02妊娠第75天Day75ofgestation21.00±2.4020.78±1.3526.23±1.3323.46±2.19妊娠第105天Day105ofgestation26.75±1.5932.43±1.1727.64±2.2634.02±3.12哺乳第7天Day7oflactation13.20±1.96b26.55±2.98a28.70±4.78a25.11±2.23a哺乳第21天Day21oflactation17.95±3.02b21.57±4.16ab25.43±2.23ab30.91±1.85a過氧化氫酶CAT/(U/mL)妊娠第45天Day45ofgestation29.79±0.2129.18±0.2729.86±0.2029.47±0.33妊娠第75天Day75ofgestation30.71±0.2130.82±0.4129.55±0.1729.99±0.18妊娠第105天Day105ofgestation29.34±0.1229.78±0.2929.18±0.4329.21±0.06哺乳第7天Day7oflactation28.84±0.3130.22±0.9929.74±0.1929.94±0.58哺乳第21天Day21oflactation24.09±1.06ab20.37±3.59b29.17±0.09a28.70±0.17a超氧化物歧化酶SOD/(U/mL)妊娠第45天Day45ofgestation12.54±0.3612.34±0.5611.17±0.8913.88±0.65妊娠第75天Day75ofgestation13.68±0.5313.46±0.7413.65±0.6812.77±0.59妊娠第105天Day105ofgestation13.53±0.5214.22±0.4114.14±0.6114.51±0.24哺乳第7天Day7oflactation14.04±0.4913.23±0.3914.70±0.2814.46±0.57哺乳第21天Day21oflactation11.95±0.2512.88±0.5012.90±0.5013.42±0.30還原型谷胱甘肽GSH/(μmol/L)妊娠第45天Day45ofgestation12.03±0.8611.12±0.9810.99±0.559.79±0.49妊娠第75天Day75ofgestation11.81±0.3110.92±0.6212.72±0.8113.04±0.77妊娠第105天Day105ofgestation13.20±0.4314.20±0.9415.77±1.4417.24±0.81哺乳第7天Day7oflactation13.28±1.7117.56±1.8214.81±0.8913.83±1.95哺乳第21天Day21oflactation16.92±1.75b14.78±2.73b20.96±1.80ab24.76±2.52a

3 討 論

妊娠階段的免疫調(diào)節(jié)包括著床和分娩時的炎癥階段以及妊娠中期胎兒快速生長時的抗炎階段，一方面，母體需要維持一定程度的免疫抑制來接受生長發(fā)育的胎兒；另一方面，母體需要增強免疫功能以保護自身和胎兒免受感染[13]。血液中的IgM是機體免疫應(yīng)答過程中最早出現(xiàn)的抗體，具有結(jié)合補體、溶解病原體等功能[14]。在本試驗中，飼糧添加合生元降低了妊娠第45和75天血漿IgM含量，添加抗生素降低了妊娠第45、75和105天血漿IgM含量，妊娠中期血漿IgM含量降低說明機體體液免疫反應(yīng)降低；飼糧添加益生菌和合生元提高了哺乳第21天血漿IgM含量，這說明益生菌和合生元增強了哺乳期母豬的免疫保護。另有研究發(fā)現(xiàn)，不同妊娠期血清免疫球蛋白含量存在顯著變化，妊娠中期和晚期血清IgG、IgA和IgM含量顯著下降[15]；孕婦的血液免疫球蛋白含量也顯著降低[16]。IgG被認為是唯一能夠穿過胎盤屏障的母源抗體，乳腺分泌的IgG進入初乳，使新生兒第一時間得到母源抗體的保護[17]。本試驗發(fā)現(xiàn)，飼糧添加益生菌降低了哺乳第7天血漿IgG含量，可能與母豬分泌初乳為新生仔豬提供大量免疫活性物質(zhì)有關(guān)。也有研究發(fā)現(xiàn)，圍產(chǎn)期飼糧添加由乳酸菌與酵母菌組成的復(fù)合菌發(fā)酵液可顯著提高哺乳期母豬血漿和乳汁IgM含量[18]，圍產(chǎn)期飼糧添加甘露寡糖可提高母豬血清IgG含量[19]。

過量的促炎細胞因子(包括IL-1、IL-2、IL-6、IL-8、TNF-α和IFN-γ)會導(dǎo)致機體發(fā)生炎癥反應(yīng)，而抗炎細胞因子(如IL-10)可減少炎癥的發(fā)生[20]。本研究中，飼糧添加益生菌和合生元降低了妊娠期和哺乳期母豬血漿中多個促炎細胞因子的含量以及妊娠第75和105天血漿IL-10含量，顯著增加了哺乳第7天母豬血漿IL-10含量，提示妊娠-哺乳母豬的機體炎癥反應(yīng)降低，這有利于母豬的機體健康。也有研究表明，妊娠后期和哺乳期飼糧添加酵母水解物可顯著降低血清中促炎細胞因子的含量，增強母豬的免疫和抗炎能力[21]；添加復(fù)合微生態(tài)制劑可提高小鼠空腸黏膜IL-10含量[22]。上述結(jié)果提示，飼糧添加益生菌和合生元可增強妊娠-哺乳期母豬的免疫功能和抗炎癥能力。另外，飼糧添加益生菌顯著增加了妊娠第45和105天母豬血漿IL-8含量以及妊娠第105天和哺乳第21天血漿TNF-α含量，飼糧添加益生菌和合生元顯著增加了哺乳第21天母豬血漿IL-6含量，具體原因還有待進一步研究。

H2O2是動物機體內(nèi)的活性氧分子，SOD可催化機體內(nèi)超氧自由基陰離子產(chǎn)生H2O2。機體內(nèi)過高含量的H2O2可損害細胞抗氧化防御系統(tǒng)，誘導(dǎo)機體發(fā)生氧化應(yīng)激[23]。機體的酶促抗氧化系統(tǒng)(如GSH和CAT)可清除自由基和活性氧，血漿的抗氧化能力反映了機體對氧化損傷的全身反應(yīng)能力[24]。本研究中，飼糧添加益生菌和合生元提高了哺乳第7和21天母豬血漿H2O2含量，而CAT和SOD活性未發(fā)生改變，提示機體內(nèi)存在一定程度的氧化應(yīng)激，這可能與哺乳造成的母豬氧化應(yīng)激有關(guān)。有報道稱，斷奶、營養(yǎng)和環(huán)境均可誘導(dǎo)豬的氧化應(yīng)激[25]；圍產(chǎn)期口服低聚果糖和低聚木糖復(fù)合制劑可顯著降低母鼠和子鼠大腦中SOD和CAT活性[26]。飼糧添加合生元后哺乳第21天母豬血漿GSH含量顯著增加，GSH可清除機體內(nèi)H2O2和其他有機過氧化物，防止脂質(zhì)過氧化物產(chǎn)生，有利于母豬的機體健康。

4 結(jié) 論

飼糧添加益生菌和合生元可降低妊娠-哺乳期母豬血漿中促炎細胞因子含量，增強妊娠-哺乳期母豬體液免疫功能，改善哺乳后期母豬抗氧化能力，這有利于母豬的機體健康。