飼糧添加L－精氨酸或N－氨甲酰谷氨酸對經(jīng)產(chǎn)母豬繁殖性能及血液參數(shù)的影響

江雪梅 吳 德* 方正鋒 譙仕彥 林 燕 車煉強

(1.四川農業(yè)大學動物營養(yǎng)研究所，動物抗病營養(yǎng)教育部重點實驗室，雅安 625014;2.中國農業(yè)大學動物科技學院，國家飼料工程技術研究中心，北京 100193)

母豬繁殖性能是集約化豬場生產(chǎn)成績的一個關鍵指標，近年來國內外研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加L－精氨酸能提高母豬的繁殖性能［1－2］。精氨酸是動物體內的一種重要的堿性氨基酸，在許多代謝過程中發(fā)揮重要作用［3－4］。研究發(fā)現(xiàn)，飼糧添加L－精氨酸能提高母豬窩活仔數(shù)，但不影響仔豬初生個體重。N－氨甲酰谷氨酸(N-carbamylglutamate，NCG)是N－乙酰谷氨酸(N-acetylglutamate，NAG)的代謝穩(wěn)定類似物［5］。NAG是精氨酸內源性合成途徑中的必需輔助因子氨甲酰磷酸合成酶 －1(CPS-1)的變構激活劑［6］。同時，NCG 不會被細胞質中降解酶分解，容易進入細胞線粒體發(fā)揮作用［6］，激活 CPS-1，促進精氨酸的內源合成。但將NCG直接添加在母豬飼糧中對其繁殖性能的影響還未見報道。本試驗旨在研究經(jīng)產(chǎn)母豬整個妊娠期飼糧中添加NCG或L－精氨酸對母豬繁殖性能的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

L－精氨酸鹽酸鹽和 L－丙氨酸(純度均≥98.5%)購于北京嘉康源科技有限公司，NCG(有效含量為50%)由國家飼料工程技術研究中心提供。

1.2 試驗動物及分組

選擇120頭胎次(3～4胎)和體重相近的長白×約克雜交母豬，隨機分為3組:對照組、0.1%NCG組和1%L－精氨酸組，每組40頭母豬，每頭母豬為1個重復。母豬配種當天計為妊娠第0天，從妊娠第0天開始給母豬分別飼喂各組試驗飼糧，直到分娩(約114 d)。

1.3 試驗飼糧

妊娠母豬飼糧參照NRC(1998)推薦的營養(yǎng)需要量并做適當調整配制。對照組飼喂添加1.7%L－丙氨酸的飼糧，0.1%NCG 組飼喂添加0.1%NCG的飼糧，1%L－精氨酸組飼喂添加1%L－精氨酸鹽酸鹽的飼糧。選擇L－丙氨酸作為對照是由于L－丙氨酸不參與精氨酸的代謝并在豬體內廣泛代謝［7－8］。L－精氨酸和NCG的添加劑量參照Mateo等［4］在妊娠母豬上的試驗劑量和口服NCG的劑量制定［9－10］。妊娠期飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1 飼糧組成及營養(yǎng)水平(風干基礎)Table 1 Composition and nutrient levels of diets(air-dry basis) %

1.4 飼養(yǎng)管理及樣品采集

試驗在四川省資陽市生源生豬專業(yè)合作社進行。母豬妊娠期平均飼喂量為2.4 kg/d，分為2次飼喂(07:00和17:00)。按照豬場常規(guī)的清潔和消毒制度定時清掃豬圈和消毒，并保證舍內清潔干燥、通風良好、溫度適宜。每組選擇10頭體況相近的母豬，在妊娠第0、30、60和90天，采食后2 h［11］耳緣靜脈采血10 m L于滅菌的肝素鈉抗凝管中，血液樣品即刻離心，將血漿分裝于EP管中，于－20℃凍存，用于測定血漿氨基酸、尿素、總一氧化氮合酶(TNOS)、誘導型一氧化氮合酶(iNOS)、一氧化氮(NO)和氨濃度。

1.5 測定指標及方法

1.5.1 母豬繁殖性能

記錄產(chǎn)仔數(shù)、活仔數(shù)、弱仔數(shù)(仔豬初生個體重＜900 g的為弱仔)、初生個體重，計算弱仔率和初生窩重。

1.5.2 血漿氨基酸濃度的測定

血漿氨基酸濃度采用日立L－8800氨基酸自動分析儀(日本日立公司)測定。取0.3 m L血漿樣品與10%磺基水楊酸按1∶3比例稀釋，混勻，12 000 r/m in離心30 m in，取上清液過濾裝瓶上機測定。

1.5.3 血漿尿素濃度的測定

采用TMS1024i全自動生化分析儀(日本東京貿易公司)測定，所用試劑購于邁瑞生化試劑有限公司。

1.5.4 血漿 TNOS、iNOS、NO、氨濃度的測定

采用相應的試劑盒(南京建成生物工程研究所)測定，操作按試劑盒說明進行。

1.6 數(shù)據(jù)分析

試驗期間有少量母豬空懷或流產(chǎn)，因此對照組、0.1%NCG組和1%L－精氨酸組進入統(tǒng)計的母豬頭數(shù)分別為36、37和37頭。數(shù)據(jù)先用Excel作初步統(tǒng)計，采用SPSS 16.0軟件進行重復數(shù)不等的方差分析，處理間的差異采用F檢驗，百分數(shù)采用χ2檢驗。除百分數(shù)以外，所有數(shù)據(jù)均以平均值±標準差表示，以P＜0.05作為差異顯著性評判標準。

2 結果

2.1 飼糧添加L－精氨酸或NCG對母豬繁殖性能的影響

由表2可知，與對照組相比，1%L－精氨酸組窩產(chǎn)活仔數(shù)提高了1.15頭(P＜0.05)，弱仔率降低了 50%(P ＜0.05)，初生窩重提高了 1.88 kg(P＜0.05);0.1%NCG 組窩產(chǎn)活仔數(shù)提高了0.55頭(P ＞0.05)，仔豬初生窩重提高了 1.39 kg(P ＜0.05)，初生個體重提高了 70 g(P ＞0.05)。1%L－精氨酸組與0.1%NCG組間繁殖性能無顯著差異(P ＞0.05)。

表2 飼糧添加L－精氨酸或NCG對母豬繁殖性能的影響Table 2 Effects of dietary L-arginine or NCG on reproductive performance of gestating sows

2.2 飼糧添加L－精氨酸或NCG對母豬血漿氨基酸濃度的影響

由表3可知，與對照組相比，1%L－精氨酸組和0.1%NCG組妊娠第0天母豬血漿氨基酸濃度無顯著差異(P＞0.05);1%L－精氨酸組妊娠第30天和第60天血漿鳥氨酸和精氨酸以及第90天血漿苯丙氨酸、脯氨酸、鳥氨酸和精氨酸濃度顯著升高(P＜0.05);0.1%NCG組妊娠第90天血漿亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸和瓜氨酸濃度顯著升高(P＜0.05)，精氨酸濃度提高了 31%(P=0.084)。與1%L－精氨酸組相比，0.1%NCG 組妊娠第30天血漿精氨酸、妊娠第60天血漿鳥氨酸和精氨酸、妊娠第90天血漿精氨酸濃度顯著降低(P＜0.05)，妊娠第90天血漿脯氨酸濃度顯著提高(P＜0.05)。妊娠第30、60和90天，對照組丙氨酸濃度顯著高于0.1%NCG組和1%L－精氨酸組(P＜0.05)，其他血漿游離氨基酸濃度各組間無顯著差異(P ＞0.05)。

表3 飼糧添加L－精氨酸或NCG對妊娠第0、30、60和90天母豬血漿氨基酸濃度的影響Table 3 Effects of dietary L-arginine or NCG on plasma am ino acid concentrations of sow s on d 0，30，60 and 90 of gestation μmol/L

2.3 飼糧添加L－精氨酸或NCG對母豬血漿TNOS、iNOS和NO濃度的影響

由表4可知，與對照組相比，1%L－精氨酸組和0.1%NCG組妊娠第0天母豬血漿中TNOS、iNOS和NO濃度均無顯著差異(P＞0.05)，妊娠第30、60和90天母豬血漿NO濃度均顯著升高(P＜0.05);0.1%NCG組妊娠第90天母豬血漿中TNOS和iNOS的濃度顯著提高(P＜0.05);1%L－精氨酸組妊娠第90天母豬血漿中TNOS濃度顯著提高(P＜0.05)。1%L－精氨酸組與0.1%NCG組間母豬血漿中 TNOS、iNOS和 NO濃度無顯著差異(P＞0.05)。

表4 飼糧添加L－精氨酸或NCG對母豬血漿TNOS、iNOS和NO濃度的影響Table 4 Effects of dietary L-arginine or NCG on the concentrations of plasma TNOS，iNOS and NO of sows on d 0，30，60 and 90 of gestation

2.4 飼糧添加L－精氨酸或NCG對母豬血漿尿素和氨濃度的影響

由表5可知，與對照組相比，1%L－精氨酸組和0.1%NCG組妊娠第0天和第30天母豬血漿尿素和氨濃度無顯著差異(P＞0.05)，妊娠第60天血漿尿素濃度顯著降低(P＜0.05);1%L－精氨酸組妊娠第60天和第90天、0.1%NCG組妊娠第90天血漿氨濃度顯著降低(P＜0.05)。與1%L－精氨酸組相比，0.1%NCG組妊娠第0、30和90天血漿尿素和氨濃度無顯著差異(P＞0.05)，但妊娠第60天血漿尿素濃度顯著降低(P ＜0.05)。

3 討論

本試驗研究表明，在妊娠母豬飼糧中添加L－精氨酸和NCG能改善經(jīng)產(chǎn)母豬的繁殖性能，提高活仔數(shù)和初生窩重，精氨酸的改善作用尤為明顯。作為子宮內環(huán)境最主要的影響因素，母體營養(yǎng)對胎兒生長發(fā)育和存活率至關重要［12］。因此，給母體提供適宜的營養(yǎng)，包括足量的氨基酸，對胚胎的生長發(fā)育非常重要［13］。精氨酸是豬胚胎中最豐富的氮載體，也是胚胎組織中儲存最豐富的氨基酸之一［14］。NCG作為精氨酸內源合成途徑中關鍵酶CPS-1的有效激活劑，能促進精氨酸的內源合成。研究發(fā)現(xiàn)，在妊娠母豬飼糧中添加精氨酸鹽酸鹽不影響母豬體重和背脂厚度，窩活仔數(shù)增加2頭，初生窩重增加 24%［3］。Ramaekers 等［15］在妊娠第14～28天給母豬飼喂添加1%L－精氨酸的飼糧，活產(chǎn)仔數(shù)增加1頭。在大鼠妊娠前期或整個妊娠期添加L－精氨酸使窩產(chǎn)仔數(shù)提高了3頭［16］。Berard等［17］在妊娠第 14 ～28 天給母豬飼喂添加1%精氨酸的飼糧使妊娠第70天胎兒數(shù)目從9.3頭提高到 13.0頭。葉帥等［18］在母豬妊娠后期飼糧中添加1%精氨酸，也提高了窩產(chǎn)活仔數(shù)。然而上述文獻和本試驗均發(fā)現(xiàn)，精氨酸對初生個體重無顯著影響，但由于精氨酸能顯著提高窩產(chǎn)仔數(shù)，因此顯著提高了初生窩重。

表5 飼糧添加L－精氨酸或NCG對母豬血漿尿素和氨濃度的影響Table 5 Effects of dietary L-arginine or NCG on the concentrations of plasma urea and ammonia of sows on d 0，30，60 and 90 of gestation

妊娠母豬氨基酸攝入不足會導致胎盤和胎兒血漿精氨酸濃度降低［13］。本試驗中，飼糧添加L－精氨酸顯著提高了母豬血漿中精氨酸及其代謝產(chǎn)物(鳥氨酸和脯氨酸)的濃度;飼糧添加NCG使妊娠第90天母豬血漿精氨酸濃度提高了31%，且顯著提高了母豬血漿中瓜氨酸和脯氨酸的濃度。事實上，豬胎盤上精氨酸酶的活性非常有限，因此，母體其他組織中精氨酸經(jīng)由精氨酸酶途徑轉化成鳥氨酸和脯氨酸，以及豬胎盤中脯氨酸代謝產(chǎn)生鳥氨酸顯得非常重要［19］。瓜氨酸是精氨酸內源合成過程中一個重要的氨基酸。Wu等［19］在體內和體外試驗中發(fā)現(xiàn)，在小腸上皮細胞培養(yǎng)液中添加2 mmol/L NCG，由谷氨酰胺和脯氨酸合成的瓜氨酸分別提高了7.7和0.6倍。由于在整個妊娠期均對試驗母豬進行限飼，即各組間母豬采食量一致，因此可以說明血漿中氨基酸濃度的提高并不是由于提高了飼糧蛋白質的攝入。精氨酸是機體內包括胎盤和胎液NO合成的唯一前體物，而脯氨酸和鳥氨酸則是胎盤和胎液合成多胺的主要前體物。同時精氨酸還能通過雷帕霉素靶蛋白(m TOR)和Toll樣受體4(TLR4)信號途徑促進腸上皮細胞內蛋白質周轉以及細胞增殖［20］。重要的是，妊娠飼糧添加精氨酸或NCG并沒有影響母豬血漿中賴氨酸和組氨酸的濃度，這與之前在妊娠母豬和泌乳母豬上的研究結果一致［3－4］。因此，飼糧添加精氨酸或NCG能通過提高精氨酸及其代謝相關氨基酸的濃度，促進機體NO和多胺的產(chǎn)生。本試驗中，飼糧添加NCG提高了妊娠第90天母豬血漿亮氨酸和苯丙氨酸的濃度，說明NCG可能會影響機體其他氨基酸的代謝，具體原因有待進一步研究。

精氨酸在NOS的催化下生成NO，細胞液中L－精氨酸的濃度是限制NO合成的關鍵因素;血管平滑肌產(chǎn)生iNOS的限速因子也是精氨酸的濃度。妊娠母豬氨基酸攝入不足會導致胎盤NOS活性降低［21］。NO是內皮細胞合成最重要的血管活性物質，它不但有強大的擴張血管作用，而且有抑制血小板聚集、平滑肌細胞增生、單核細胞黏附和黏附分子表達的作用，同時它可直接激活可溶性鳥苷酸環(huán)化酶(sGC)，被激活的sGC立即將二磷酸鳥苷(GDP)轉化為環(huán)磷酸鳥苷(cGMP)，產(chǎn)生的cGMP最終參與到心血管擴張這一核心生理過程中［22］。本試驗研究發(fā)現(xiàn)，飼糧添加L－精氨酸或NCG均能有效提高母豬血漿中TNOS、iNOS和NO的濃度，特別是在妊娠后期提高幅度增加。因此，精氨酸能通過提高循環(huán)中NO的濃度，促進胎盤血管發(fā)生并增加胎盤血流量［22］，在促進胎盤發(fā)育的同時為胎兒在子宮中的發(fā)育提供大量的營養(yǎng)素［19］，為妊娠期胚胎發(fā)育提供最適的子宮環(huán)境。

尿素是非反芻動物氨基酸代謝的主要終產(chǎn)物。以往研究發(fā)現(xiàn)，母豬血漿尿素的濃度是整個機體對氮有效利用率的指示物［23］。因此，本試驗中精氨酸組和NCG組血漿尿素濃度降低說明母體對飼糧氨基酸的利用增加，這與前人在妊娠［3］、泌乳［8］和新生仔豬［24］飼糧中添加精氨酸的試驗結果一致。精氨酸缺乏的標志是血漿氨濃度提高，而血漿氨濃度過高會導致胚胎和胎兒死亡。在人類臨床醫(yī)學中，NCG常被用來治療酸血癥引起的血漿氨濃度過高［25］。本試驗發(fā)現(xiàn)，飼糧添加L－精氨酸或NCG可以有效降低母豬血漿氨濃度，特別是在妊娠中后期，而此時正是胎兒快速發(fā)育時期，說明L－精氨酸或NCG在提高氮利用的同時，能避免血漿氨濃度過高的發(fā)生，促進胎兒的發(fā)育。

4 結論

①在經(jīng)產(chǎn)母豬整個妊娠期飼糧中添加1%L－精氨酸顯著提高了窩產(chǎn)活仔數(shù)和初生窩重;添加0.1%NCG顯著提高了初生窩重，改善了仔豬初生個體重。

②在經(jīng)產(chǎn)母豬整個妊娠期飼糧中添加1%L－精氨酸或0.1%NCG提高了母豬血漿中相應氨基酸、TNOS、iNOS和NO的濃度，有效降低了血漿尿素和氨的濃度，提高機體對氮的利用，從而改善母豬的繁殖性能。

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