口服精胺促進哺乳仔豬腸道發(fā)育機制的初探

廖國周，樊月圓，王桂瑛，蘇子峰，王雪峰，畢保良， 潘洪彬,4，趙平，黃麗梅，程志斌,4*

（1.云南農(nóng)業(yè)大學，昆明　650201；2.云南省畜產(chǎn)品加工工程技術(shù)研究中心，昆明　650201；3.大理學院農(nóng)學與生物科學學院,云南大理　671003；4.云南省動物營養(yǎng)與飼料科學重點實驗室,昆明　650201）

口服精胺促進哺乳仔豬腸道發(fā)育機制的初探

廖國周1,2，樊月圓1，王桂瑛2，蘇子峰3，王雪峰2，畢保良1， 潘洪彬1,4，趙平1，黃麗梅1，程志斌1,4*

（1.云南農(nóng)業(yè)大學，昆明650201；2.云南省畜產(chǎn)品加工工程技術(shù)研究中心，昆明650201；3.大理學院農(nóng)學與生物科學學院,云南大理671003；4.云南省動物營養(yǎng)與飼料科學重點實驗室,昆明650201）

試驗通過血漿皮質(zhì)醇抑制模型初步探索精胺促進哺乳仔豬腸道發(fā)育的機制。選取來自6窩的11日齡哺乳仔豬24頭進行試驗。試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，以窩別為區(qū)組，每頭仔豬為試驗重復，將同窩選取的4頭試驗仔豬隨機分配到4個處理組。處理1組豬只口服生理鹽水和注射生理鹽水；處理2組口服精胺0.4 mmol·kg-1BW·d-1和注射生理鹽水；處理3組口服生理鹽水和肌肉注射甲雙吡丙酮5 mg·kg-1BW·d-1；處理4組注射甲雙吡丙酮5 mg·kg-1BW·d-1和口服精胺0.4 mmol·kg-1BW·d-1。試驗結(jié)果表明，成功建立血漿皮質(zhì)醇模型；處理1～4組仔豬空腸黏膜麥芽糖酶比活力分別為118.5、195.3、88.3和144.2 U·g-1蛋白質(zhì)。處理2組麥芽糖酶比活力顯著高于處理1和4組（P＜0.05），極顯著高于處理3組（P＜0.01）；處理1和4組麥芽糖酶比活力差異不顯著（P＞0.05），但顯著高于處理3組（P＜0.05）。結(jié)果表明，口服精胺通過刺激血漿皮質(zhì)醇的分泌促進了幼齡仔豬腸道發(fā)育。

精胺；哺乳仔豬；腸道發(fā)育；初探

精胺存在于所有真核細胞和原核細胞中，在哺乳動物細胞的增殖、增生和分化等生物過程中有重要生理作用，尤其是對幼齡哺乳動物的小腸黏膜上皮細胞等快速增殖和分化起到重要作用[1]。大量研究及試驗表明，口服精胺具有促進幼齡仔豬腸道發(fā)育的作用，在養(yǎng)豬生產(chǎn)中具有巨大的應用潛能[2-8]。然而，精胺促進幼齡仔豬腸道發(fā)育的機制尚不明確。本試驗設(shè)計皮質(zhì)醇抑制模型，初步探索精胺促進哺乳仔豬腸道發(fā)育和成熟的機理。

1　材料與方法

1.1試驗動物

試驗選取6頭“長白×大白”妊娠母豬所產(chǎn)的6窩哺乳仔豬進行試驗。仔豬出生后6 h，每頭母豬窩產(chǎn)仔數(shù)統(tǒng)一為10頭。0 d定義為第1頭仔豬出生日，仔豬0～10 d維持正常的哺乳。哺乳11 d的早晨7:00～7:30，每窩選取6頭，體重最相近、健康狀況良好的仔豬共24頭（初始體重3.58±0.05 kg）進行試驗。

1.2精胺與甲雙吡丙酮

精胺為Sigma公司產(chǎn)品，精胺由0.9%生理鹽水配制成濃度50 μmol·mL-1的溶液。甲雙吡丙酮用生理鹽水配制成濃度10 mg·mL-1的溶液。

1.3飼糧組成

母豬的哺乳日糧按NRC（1998）營養(yǎng)推薦量配制玉米-豆粕型粉料，日糧組成和營養(yǎng)水平見附表。

1.4飼養(yǎng)管理

哺乳母豬采用單欄飼喂管理，欄圈面積為1.5× 2.1 m2，采用乳頭式飲水器自由飲水，哺乳日糧不限飼，飼喂時間為每天8:00和17:00。產(chǎn)仔舍的溫度控制在22±2℃，仔豬保溫箱通過加熱燈維持溫度32±2℃，產(chǎn)仔舍保持24 h光照。專門飼養(yǎng)員管理母豬采食情況，母豬采食后，料槽剩料和拋灑在地面的飼料立即清掃干凈，以防止仔豬采食。同時，哺乳全期所有仔豬不提供補料。在3 d的試驗期中，試驗仔豬和母豬健康狀況良好。

附表哺乳母豬日糧組成及營養(yǎng)水平

1.5試驗方法

試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，以窩別為區(qū)組，將同窩選取的4頭試驗仔豬隨機分配到4個處理組。處理1組口服生理鹽水和注射生理鹽水；處理2組口服精胺0.4 mmol·kg-1BW·d-1和注射生理鹽水；處理3組口服生理鹽水和肌肉注射甲雙吡丙酮5 mg·kg-1BW·d-1；處理4組注射甲雙吡丙酮5 mg·kg-1BW·d-1和口服精胺0.4 mmol·kg-1BW·d-1。根據(jù)前期試驗結(jié)果，試驗選取口服精胺0.4 mmol·kg-1BW·d-1[2,4]。

參考Wu等的試驗方法，仔豬皮質(zhì)醇抑制模型的建立方法具體如下，在11～13 d的早晨7:00，試驗仔豬肌肉注射甲雙吡丙酮5 mg·kg-1BW·d-1，1 次·d-1，持續(xù)3 d[7]。13 d早晨7:00，試驗操作結(jié)束后2 h，所有試驗仔豬頸靜脈放血致死，采集靜脈血樣用于分析血漿皮質(zhì)醇濃度。血樣在4℃4 000 rpm離心15 min。采集仔豬空腸20 cm黏膜，分析麥芽糖酶和乳糖酶比活力。

1.6檢測方法

血漿皮質(zhì)醇使用放免法測定，在云南省動物營養(yǎng)與飼料重點實驗室完成。二糖酶比活力的測定參考前期報道的方法[2-4]。

1.7統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 11.0軟件進行單因素方差分析，并進行Student-Newman-Keuls多重比較。

2　試驗結(jié)果

2.1血漿皮質(zhì)醇濃度

哺乳13 d血漿皮質(zhì)醇濃度見圖1。

圖1　肌肉注射甲雙吡丙酮和口服精胺對哺乳仔豬血漿皮質(zhì)醇濃度的影響

由圖1可知，處理1～4組的皮質(zhì)醇濃度分別為20.5、25.8、5.1、12.1 μg·L-1。注射甲雙吡丙酮的處理組3和4仔豬血漿皮質(zhì)醇濃度極顯著低于處理1組（P＜0.01）；處理2組口服精胺仔豬血漿皮質(zhì)醇濃度顯著高于處理1組（P＜0.05）；處理4組血漿皮質(zhì)醇濃度極顯著高于處理3組（P＜0.01）。

2.2空腸黏膜二糖酶比活力

空腸黏膜麥芽糖酶比活力見圖2。

圖2　肌肉注射甲雙吡丙酮和口服精胺對哺乳仔豬空腸麥芽糖酶比活力的影響

由圖2可知，處理1～4組空腸黏膜麥芽糖酶比活力分別為118.5、195.3、88.3、144.2 U·g-1（腸黏膜蛋白）。處理2組仔豬空腸黏膜麥芽糖酶比活力顯著高于處理1和4組（P＜0.05），極顯著高于處理3組（P＜0.01）；處理1和4組麥芽糖酶比活力顯著高于處理組3（P＜0.05）。

空腸黏膜乳糖酶比活力見圖3。

圖3　肌肉注射甲雙吡丙酮和口服精胺對哺乳仔豬空腸乳糖酶比活力的影響

由圖3可知，處理組1～4空腸黏膜乳糖酶比活力分別為143.7、95.8、153.2、115.2 U·g-1（腸黏膜蛋白）。處理1和3組仔豬空腸黏膜乳糖糖酶比活力差異不顯著（P＞0.05），顯著高于處理2和4組（P＜0.05），處理2和4組之間差異不顯著（P＞0.05）。

3　討論

3.1皮質(zhì)醇抑制模型的建立

本試驗結(jié)果表明，注射甲雙吡丙酮的處理組3 和4仔豬血漿皮質(zhì)醇濃度顯著低于處理1組（P＜0.01），本試驗模型與Wu等結(jié)果一致[7]。說明本試驗成功的建立了皮質(zhì)醇抑制模型，此模型適合用于研究口服精胺促進哺乳仔豬腸道發(fā)育的機制。

處理2組仔豬血漿皮質(zhì)醇濃度顯著高于處理1組（P＜0.01），說明口服外源精胺激發(fā)了仔豬血漿皮質(zhì)醇分泌，這與Kaouass等用大鼠試驗發(fā)現(xiàn)口服精胺提高血漿皮質(zhì)醇濃度的結(jié)果一致，表明精胺可能激發(fā)皮質(zhì)醇，間接促進哺乳仔豬小腸的發(fā)育[9]。

同時注射甲雙吡丙酮和口服精胺的仔豬（處理4組）血漿皮質(zhì)醇濃度比處理組3仔豬血漿皮質(zhì)醇濃度高（P＜0.01），但仍然顯著低于處理1組（P＜0.05）。說明在抑制皮質(zhì)醇模型下，口服精胺雖然顯著提高了仔豬血漿皮質(zhì)醇濃度，但血漿皮質(zhì)醇濃度不能恢復到正常哺乳仔豬的水平。

試驗結(jié)果表明，口服外源精胺有促進哺乳仔豬合成和分泌皮質(zhì)醇的作用。

3.2口服精胺促進皮質(zhì)醇對腸道黏膜二糖酶的影響

大量研究表明，小腸黏膜二糖酶比活力是仔豬腸道發(fā)育的重要指標之一[2,5]。血漿皮質(zhì)醇對幼齡大鼠、小鼠和仔豬小腸黏膜麥芽糖酶和蔗糖酶活性有重要的調(diào)控作用。處理3組注射皮質(zhì)醇抑制劑甲雙吡丙酮的仔豬空腸黏膜麥芽糖酶比活力顯著低于處理1組（P＜0.05），說明血漿皮質(zhì)醇的濃度降低會抑制仔豬空腸黏膜麥芽糖酶比活力。由此可見，血液皮質(zhì)醇的正常生理濃度對幼齡哺乳動物小腸正常發(fā)育是至關(guān)重要的。也證明本試驗建立的皮質(zhì)醇抑制模型適合用來研究精胺刺激皮質(zhì)醇間接促進腸道發(fā)育的作用機理。

處理4組仔豬同時口服精胺和注射甲雙吡丙酮，空腸黏膜麥芽糖酶比活力極顯著高于處理3組（P＜0.01），與處理組1差異不顯著（P＞0.05）。結(jié)果表明，在抑制血漿皮質(zhì)醇模型下，口服精胺使皮質(zhì)醇抑制仔豬的空腸黏膜麥芽糖酶比活力恢復到正常哺乳仔豬水平，這表明精胺作用空腸上皮細胞，提高麥芽糖酶比活力的直接作用機制。然而，處理4組空腸黏膜麥芽糖酶比活力與處理3組相比顯著提高（P＜0.05），但仍未達到處理2組麥芽糖酶比活力水平。同樣口服精胺，處理4與2組相比，降低的空腸黏膜麥芽糖酶比活力是因為在皮質(zhì)醇抑制模型下降低了血漿皮質(zhì)醇濃度，使口服精胺不能完全逆轉(zhuǎn)低水平血漿皮質(zhì)醇導致的麥芽糖酶比活力降低。由此可見，從黏膜麥芽糖酶比活力數(shù)據(jù)說明，精胺對小腸發(fā)育和成熟的促進效果是通過激發(fā)血漿皮質(zhì)醇分泌實現(xiàn)的。

此外，圖3表明，在抑制血漿皮質(zhì)醇模型下，處理1組（正常皮質(zhì)醇濃度）和處理3組（抑制皮質(zhì)醇濃度）空腸乳糖酶比活力差異不顯著（P＞0.05）。這一結(jié)果表明，血漿皮質(zhì)醇對乳糖酶無調(diào)控作用。這與Martin等、Arsenault等、Chapple等的試驗結(jié)果一致，發(fā)現(xiàn)血漿皮質(zhì)醇濃度不影響乳糖酶比活力[10-12]。Morisset和Henning認為，無論是豬還是大鼠，黏膜乳糖酶酶蛋白合成和乳糖酶比活力表達的調(diào)控機制與麥芽糖酶不同，血漿皮質(zhì)醇只能影響麥芽糖酶和蔗糖酶比活力，對黏膜乳糖酶比活力無顯著影響（P＜0.05）[13-14]。小鼠小腸細胞體外培養(yǎng)試驗也證實了這一點[11]。

4　結(jié)論

本試驗通過皮質(zhì)醇抑制模型證明口服外源精胺刺激了血漿皮質(zhì)醇分泌，促進了幼齡仔豬腸道發(fā)育，作用體現(xiàn)在小腸麥芽糖酶活性的提高上。

[1]Sabater-Molina M,Larqué E,Torrella F,et al.Effects of dietary polyamines at physiologic doses in early-weaned piglets[J].Nutri?tion,2009,25（9）:940-946.

[2]姜自琴,廖國周,樊月圓,等.精胺對哺乳仔豬小腸黏膜二糖酶比活力的影響[J].飼料博覽,2014（9）:1-5.

[3]程志斌,廖啟順,蘇子峰.豬乳中多胺濃度的研究進展[J].飼料博覽,2010（5）:8-11.

[4]程志斌,姜自琴,廖國周,等.口服精胺對哺乳仔豬小腸組織發(fā)育的影響[J].飼料工業(yè),2014,35（18）:34-37.

[5]何余湧,鄒偉,劉曉蘭,等.妊娠后期母豬和仔豬補飼外源精胺對初生和28日齡仔豬腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)及二糖酶活性的影響[J].動物營養(yǎng)學報,2012,24（8）:1 429-1 437.

[6]何余湧,鄒偉,王仁華,等.飼料中添加精胺對哺乳仔豬血液生化指標及胃腸道發(fā)育的影響研究[J].飼料工業(yè),2012,33（9）: 14-16.

[7]Wu G,Flynn N E,Knabe D A.Enhanced intestinal synthesis of polyamines from proline in cortisol-treated piglets[J].American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism,2000,42 （2）:395-402.

[8]王猛侯永清丁斌鷹,等.精胺對斷奶仔豬腸組織形態(tài)的影響[J].動物營養(yǎng)學報,2007,19（4）:366-371.

[9]Kaouass M,Sulon J,Deloyer P,et al.Spermine-induced preco?cious intestinal maturation in suckling rats:possible involvement of glucocorticoids[J].Journal of Endocrinology,1994,141（2）:279-283.

[10]Martin G R,Henning S J.Relative importance of corticosterone and thyroxine in the postnatal development of sucrase and malt?ase in rat small intestine[J].Endocrinology,1982,111（3）:912-918.

[11]Arsenault P,Ménard D.Comparative study of the effect of hydro?cortisone and thyroxine on suckling mouse small intestine in or?gan culture[J].Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Physiology,1984,77（4）:721-725.

[12]Chapple R P,Cuaron J A,Easter R A.Effect of glucocorticoids and limiting nursing on the carbohydrate digestive capacity and growth rate of piglets[J].Journal of Animal Science,1989,67 （11）:2 956-2 973.

[13]Morisset J.Regulation of growth and development of the gastroin?testinal tract[J].Journal of Dairy Science,1993,76（7）:2 080-2 093.

[14]Henning S J.Postnatal development:coordination of feeding,di?gestion,and metabolism[J].American Journal of Physiology-Gas?trointestinal and Liver Physiology,1981,241（3）:199-214.

Primary Studies of Orally Administered Spermine on the Intestinal Development in Suckling Piglets

LIAO Guozhou1,2,FAN Yueyuan1,WANG Guiying2,SU Zifeng3,WANG Xuefeng2, BI Baoliang1,PAN Hongbin1,4,ZHAO Ping1,HUANG Limei1,CHENG Zhibin1,4*

（1.Yunnan Agricultural University,Kunming 650201,China; 2.Livestock Product Processing Engineering and Technology Research Center of Yunnan Province,Kunming 650201,China; 3.Department of Agriculture and Biological Science of Dali College,Dali 671003,Yunnan China; 4.Key Laboratory of Animal Nutrition and Feed Science of Yunnan Province,Kunming 650201,China）

The plasma cortisol inhibition model was established to primary studies of orally administered spermine on the intestinal development in suckling piglets.For three consecutive days,24 suckling piglets at 11 days of age were randomly assigned within litter to four groups with six animals each group and-1BW·d-1spermine and intramuscular injection of physiological saline), group 3(orally administered physiological saline and intramuscular injection of 5 mg·kg-1BW·d-1metyrapone),or group 4(orally administered 0.4 mmol·kg-1BW·d-1spermine and-1BW·d-1metyrapone).The data of plasma cortisol concentration showed that the cortisol inhibition model was suc?cessful in this study.The jejunum maltase specific activities of pigs were 118.5,195.3,88.3,144.2 U·g-1protein. The maltase specific activities of group 1 and 4 were identical,and were higher than that of group 3(P＜0.01),and were lower than that of group 2(P＜0.05).Collectively,the results showed that orally administered spermine induced young piglet intestinal maturation by stimulating the release of cortisol in plasma.

the intramuscular injection of 5 mg·kg

following treatments,group 1(orally administered physiological saline and intramuscular injection of physiological saline), group 2(orally administered 0.4 mmol·kg

spermine;suckling piglets;intestinal development;primary studies

S828；S852.21

A

1001-0084（2015）12-0001-04

2015-10-23

國家自然科學基金（31201830）；云南省應用基礎(chǔ)研究計劃項目（2011FB054）

廖國周（1978-），男，廣東江門人，博士，副教授，研究方向為動物營養(yǎng)與畜產(chǎn)品科學。

副教授，E-mail:179783349@163.com。