過量維生素A對育成期雄性水貂生長性能及血清生化指標(biāo)的影響

南韋肖，張海華，司華哲，穆琳琳，婁玉杰，李光玉*

(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所，特種經(jīng)濟動物分子生物學(xué)重點實驗室，長春 130112；2. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，長春 130118)

維生素A(vitamin A，VA)是動物體內(nèi)必需的一種脂溶性維生素，在維持上皮細胞的完整性、正常視覺、動物繁殖、基因調(diào)節(jié)、免疫功能、抗氧化作用等方面都是必不可少的[1-2]。近年來研究發(fā)現(xiàn)，維生素A還具有增強動物機體抗感染能力，參與蛋白質(zhì)的合成，維持骨骼的正常生長代謝，促進毛囊發(fā)育等功能[3-6]；維生素A的缺乏將引起動物機體代謝的異常、生產(chǎn)性能及免疫機能的下降[7]，超量添加也會對動物產(chǎn)生不同程度的負(fù)面影響，加重了機體代謝負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致某些營養(yǎng)代謝疾病的發(fā)生[8]。當(dāng)維生素A含量為2 000 000 IU·kg-1時，水貂厭食、神情緊張、骨骼脫鈣、骨折、脫毛、皮膚角質(zhì)化等現(xiàn)象極為明顯[9]。已有文獻證明，過度添加維生素A會增加肝損傷的風(fēng)險，并在雞、牛等動物上證實了過量的維生素A會使機體對維生素D3和維生素E的生物學(xué)利用造成負(fù)面影響，并且發(fā)現(xiàn)過量的維生素A對于動物存在潛在的致畸性[10-13]。

雖然人們對水貂生長各階段所需維生素的添加量正逐步開展研究，但目前還缺乏公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)，在水貂的實際生產(chǎn)中存在飼糧中大劑量的添加維生素的現(xiàn)象，使維生素間的相互比例關(guān)系發(fā)生嚴(yán)重失調(diào)，造成營養(yǎng)物質(zhì)利用率降低。NRC(1982)中建議維生素A攝入量為每日每千克體重100～400 IU[14]，Abernathy[15]建議維生素A添加量為每日每千克體重200 IU。佟煜人[16]推薦育成期雄性水貂每日維生素A需要量為300～400 IU；目前較少報道過量維生素A對貂生長性能的影響。

本試驗在前人研究的基礎(chǔ)上，進一步探討日糧添加過量維生素A對水貂生長性能的影響，并結(jié)合營養(yǎng)物質(zhì)消化率及血液生化指標(biāo)探討其影響的可能機理，為研究過量維生素A對水貂造成不良影響的機制提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

選取90只(60±3)日齡的健康雄性美國短毛黑水貂，隨機分成6組，每組15個重復(fù)，每個重復(fù)1只水貂，單籠飼養(yǎng)，各組間初始體重差異不顯著(P>0.05)。各組水貂分別飼喂不同水平的維生素A，即0(對照組)、5 000(Ⅰ組)、20 000(Ⅱ組)、80 000(Ⅲ組)、320 000(Ⅳ組)及1 280 000 IU·kg-1(Ⅴ組)(干物質(zhì)基礎(chǔ))。維生素A的添加形式為維生素A醋酸酯(1 IU維生素A=0.344 μg維生素A醋酸酯)。試驗期間每天07:00和15:00各飼喂1次，自由飲水。預(yù)試期7 d，正試期為60 d。

1.2 試驗飼糧

根據(jù)NRC(1982)水貂營養(yǎng)需要量及國內(nèi)相關(guān)報道[14,17-20]，配制水貂育成期試驗飼糧，其組成及營養(yǎng)水平見表1。

1.3 消化代謝試驗

試驗30 d后，每組隨機選擇8只水貂進行消化代謝試驗，采用全收糞法，連續(xù)收集3 d的糞便和尿液，消化代謝試驗期間飼養(yǎng)管理與日常飼養(yǎng)管理相同。每天收集的糞便稱重后，每100 g鮮糞加入10%硫酸溶液10 mL，以避免糞氮的損失，并加入少量甲苯防腐。每天收集的尿液中每100 mL加入10 mL 的10%硫酸溶液，避免尿氮的損失。試驗結(jié)束后分別將試驗期間收集的糞便及尿樣混合均勻后取樣，尿樣保存于-20 ℃中，糞便在80 ℃下殺菌 2 h，降至 65 ℃烘干至恒重，磨碎過 40目篩，制成風(fēng)干樣本，以備實驗室分析測定各營養(yǎng)物質(zhì)含量。

1.4 水貂血清的制備

飼養(yǎng)試驗結(jié)束后，從每個試驗組中隨機選擇8只 水貂，每只空腹趾尖采血5 mL，置于促凝固管中，當(dāng)血液凝固后，3 500 r·min-14 ℃離心10 min，以制備血清，置于-80 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

表1基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

Table1Compositionandnutrientlevelsofexperimentaldiets(air-drybasis)

%

1). 預(yù)混料為每千克飼糧提供：VD32 000 IU；VE 150 mg；VK31 mg；VB120 mg；VB210 mg；VB610 mg；VB120.1 mg；煙酸40 mg；泛酸 22 mg；葉酸 1 mg；生物素 1 mg；氯化膽堿 400 mg；VC 120 mg；Cu 20 mg；Fe 80 mg；Zn 32 mg；Mn 16 mg；I 0.5 mg；Se 0.12 mg；Co 0.2 mg。2). 代謝能為計算值，其余指標(biāo)為實測值

1). Premix provided the following per kilogram of diet: VD32 000 IU；VE 150 mg；VK31 mg；VB120 mg；VB210 mg；VB610 mg；VB120.1 mg；nicotinic acid 40 mg；pantothenate 22 mg；folic acid 1 mg；biotin 1 mg；choline chloride 400 mg；VC 120 mg；Cu 20 mg；Fe 80 mg；Zn 32 mg；Mn 16 mg；I 0.5 mg；Se 0.12 mg；Co 0.2 mg.2). ME is a calculated value, while the others are measured values

1.5 測定指標(biāo)及方法

1.5.1 生長性能的測定 利用電子天平(Mettler Toledo ME2002E)稱量并記錄每只水貂每天的給料量和殘余剩料量，計算水貂的采食量及每組平均采食量(ADFI)。正式試驗開始時的體重記為初重，每間隔 2周于早晨空腹稱重并記錄，試驗結(jié)束后的體重記為末重，計算每只水貂的日增重及平均日增重(ADG)。根據(jù)每天的平均日增重和平均日采食量計算料重比(F/G)。

1.5.2 消化代謝試驗 采用105 ℃烘干法測定干物質(zhì)的含量(參考GB/T 6435-2006)；采用凱氏定氮法測定粗蛋白質(zhì)含量(參考GB/T 6432-1994)；采用索氏浸提法測定粗脂肪含量(參考GB/T 6433-2006)。鈣含量采用乙二胺四乙酸(EDTA)絡(luò)合滴定法測定(參考GB/T 6436-2002)；釩鉬酸銨比色法測定磷含量(參考GB/T 6437-2002)。維生素A含量的測定采用高效液相色譜法檢測(參考GB/T 17817-2010)。

某種營養(yǎng)物質(zhì)消化率(%)=((某種營養(yǎng)物質(zhì)攝入量-糞中某種營養(yǎng)物質(zhì)總量)/某種營養(yǎng)物質(zhì)攝入量)×100。

1.5.3 血清生化指標(biāo)的測定 血清血糖(GLU)、三酰甘油(TG)、膽固醇(CHO)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL)、堿性磷酸酶(ALP)、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)及乳糖脫氫酶(LDH)的含量均采用試劑盒測定(購自中生北控有限公司)，分別按照試劑盒說明書操作，使用VITALIB-E型全自動生化分析儀測定。

1.6 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)先以Excel初步處理后，利用SPSS Statistics 22.0中的One-way ANOVA進行單因素方差分析和Duncan氏多重比較。結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，P<0.05為差異顯著。

2 結(jié) 果

2.1 維生素A對水貂生長性能的影響

如表2所示，在初重差異不顯著的情況下(P>0.05)，添加維生素A對水貂的末重、平均日增重均有顯著影響，其中Ⅱ組與Ⅴ組差異顯著(P<0.05)，其余組差異不顯著，除料重比外，各組數(shù)據(jù)均呈現(xiàn)了一種先升高后降低的趨勢，其中Ⅱ組末重、平均日增重最高。

表2維生素A對育成期水貂生長性能的影響

Table2EffectsofdietaryVAlevelsongrowthperformanceofminksduringgrowingperiod

項目Item對照ControlⅠⅡ初重/g Initial weight1 023.33±79.901 026.67±100.121 049.33±50.44末重/g Final weight1 941.68±140.30ab2 031.26±169.39ab2 077.00±144.22b平均日增重/(g·d-1) ADG14.50±1.79ab15.65±2.26ab16.71±3.39b干物質(zhì)采食量/(g·d-1) ADFI123.47±9.61146.37±8.42141.94±9.68料重比F/G8.71±0.738.79±1.158.35±1.29項目ItemⅢⅣⅤ初重/g Initial weight1 038.18±67.091 033.92±93.781 001.43±58.43末重/g Final weight2 004.55±133.29ab1 977.09±121.90ab1 880.71±157.54a平均日增重/(g·d-1) ADG15.23±2.04ab15.14±1.84ab13.73±2.08a干物質(zhì)采食量/(g·d-1) ADFI131.75±11.17123.05±9.09125.13±6.91料重比F/G8.86±1.148.12±1.219.46±1.46

同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)無字母或相同字母表示差異不顯著(P>0.05)，不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下表同

In the same row，values with no letter or the same letter superscripts mean no significant difference(P>0.05)，while values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05). The same as the following tables

2.2 維生素A對水貂營養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響

根據(jù)表3可知，對照組的干物質(zhì)消化率與Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組差異顯著(P<0.05)，同Ⅳ、Ⅴ組差異不顯著(P>0.05)， 其余各組間差異不顯著(P>0.05)。對于蛋白質(zhì)消化率而言，對照組顯著低于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組(P<0.05)，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組間差異不顯著(P>0.05)，但Ⅱ組的蛋白質(zhì)消化率最高。Ⅰ、Ⅱ組的脂肪消化率與Ⅴ組間差異顯著(P<0.05)，其中Ⅱ組的脂肪消化率最高，其余各組間差異不顯著(P>0.05)。

表3維生素A對育成期水貂營養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響

Table3EffectsofdietaryvitaminAlevelsonnutrientdigestibilityofminksduringgrowingperiod

%

2.3 維生素A對水貂血清中血糖及相關(guān)脂類代謝指標(biāo)的影響

由表4可知，GLU、CHO各組間差異均不顯著(P>0.05)。Ⅱ組血清中TG含量最低，與Ⅴ組差異顯著(P<0.05)，其余組間差異不顯著(P>0.05)。對照組、Ⅰ組、Ⅱ組、Ⅲ組血清中的HDL同Ⅳ組與Ⅴ組差異顯著(P<0.05)。Ⅰ組的LDL最低，顯著低于Ⅳ組與Ⅴ組(P<0.05)，其余各組間差異不顯著(P>0.05)。

表4維生素A對于水貂血清中血糖及脂類代謝相關(guān)指標(biāo)的影響

Table4EffectsofdietaryvitaminAlevelsonbloodglucoseandlipidmetabolisminserumofminksduringgrowingperiod

mmol·L-1

2.4 維生素A對水貂血清中相關(guān)酶類的影響

由表5可知，維生素A對水貂血清中的ALP、LDH、AST及ALT活性均有顯著影響，其中對照組、Ⅲ、Ⅳ組同Ⅴ組血清中的ALP差異顯著(P<0.05)，與Ⅰ、Ⅱ組差異不顯著(P>0.05)。AST在Ⅱ組最低，顯著低于對照組、Ⅳ組及Ⅴ組(P<0.05)，Ⅲ組與其他組差異不顯著(P>0.05)。Ⅱ組血清中的ALT最低，顯著低于其余各組(P<0.05)，Ⅴ組顯著高于對照組、Ⅰ、Ⅱ組(P<0.05)，對照組、Ⅰ組與Ⅲ組、Ⅳ組差異不顯著(P>0.05)。血清中LDH的含量Ⅴ組最低，且顯著低于對照組、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組(P<0.05)。

表5維生素A對水貂血清中相關(guān)酶活性的影響

Table5EffectsofdietaryvitaminAlevelsonenzymesactivityinserumofminksduringgrowingperiod

U·L-1

3 討 論

3.1 維生素A對水貂生長性能的影響

NRC(1982)建議的水貂維生素A攝入量為每日每千克體重100～400 IU[14]，這是滿足水貂生長的最低添加量，并且目前有較少的報道探討過量添加維生素A對水貂生長性能的影響機制。維生素A是一種重要的脂溶性營養(yǎng)素，參與機體生理過程的各種代謝及營養(yǎng)吸收[21]，對視力、胚胎發(fā)育、嬰兒的正常生長發(fā)育等方面是必不可少的[22-24]。Ching等[25]研究表明，斷奶仔豬日糧中添加2 200～26 400 IU·kg-1的維生素A對仔豬的生長性能無顯著影響。Ayuso等[26]發(fā)現(xiàn)，在日糧中添加10 000 IU·kg-1的維生素A對保育、生長育肥階段的伊比利亞豬的增重、日采食量、飼料轉(zhuǎn)化率及胴體性狀均無顯著影響。同樣，本試驗結(jié)果表明，在水貂日糧中添加0～320 000 IU·kg-1的維生素A對水貂末重、日增重、采食量雖無顯著影響，但存在先升高后降低的趨勢。攝入過量維生素A可導(dǎo)致動物生長速度減慢，體重下降等[8]。飼糧中添加110 000 IU·kg-1的維生素A對會顯著降低斷奶仔豬的生長性能[27]。謝登玉和李福昌[28]發(fā)現(xiàn)，過量攝入維生素A會使獺兔生產(chǎn)性能下降。Crampton[29]發(fā)現(xiàn)，水貂飼糧中添加300 000 IU·kg-1維生素A，會出現(xiàn)生產(chǎn)力下降，皮張質(zhì)量下降等現(xiàn)象。本試驗中，添加維生素A水平為1 280 000 IU·kg-1的Ⅴ組與20 000 IU·kg-1的Ⅱ組的末重、日增重差異顯著，且Ⅱ組末重、平均日增重及日采食量最高，料重比最低，這說明適量的維生素A在一定程度上可以促進水貂生長，而一旦食入過量的維生素A，則會加重機體的代謝負(fù)擔(dān)，引起體重、日增重下降，料重比增高等現(xiàn)象，造成這一系列現(xiàn)象的原因之一可能是因為過量的維生素A使血液和外圍組織之間的視黃醇異常分布，引起維甲酸水平升高，并激活細胞色素P450家族(cytochromeP450，CYP)[30]。CYP酶中1、2、3亞族，為外源性物質(zhì)的重要代謝酶，其他CYP酶則主要參與內(nèi)源性物質(zhì)如激素、膽酸和脂肪酸的形成和消除[31]，它既可減少外源性化合物的毒性，也可催化某些化合物生成毒性更強的代謝產(chǎn)物，從而導(dǎo)致腫瘤、出生缺陷和其他不良反應(yīng)等[32]。綜上可知，本試驗條件下，在飼糧中添加過量維生素A會造成機體負(fù)擔(dān)加重，引起水貂體重及日增重的下降。

3.2 維生素A對水貂營養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響

蛋白質(zhì)消化率是反映食物被消化酶分解的程度及消化后的氨基酸和肽被吸收程度的重要指標(biāo)[33]。本試驗中，添加量為20 000 IU·kg-1維生素A組的蛋白質(zhì)消化率最高，與對照組差異顯著，這說明缺乏維生素A在一定程度上影響了蛋白質(zhì)在體內(nèi)的代謝。同Esteban-Pretel等[34]的研究結(jié)果一致，這可能是飼糧中維生素A的缺乏會引起動物小腸上皮損傷[35-38]，從而影響了水貂對蛋白質(zhì)的吸收。脂類是機體重要的能量來源，維生素A可抑制動物體內(nèi)的脂肪合成，促進脂肪酸的氧化分解[39]，且許多研究報道了維生素A及其衍生物對調(diào)控動物脂肪代謝的重要作用，并發(fā)現(xiàn)維生素A及其主要活性代謝物維甲酸對細胞生長和分化的影響，以及在脂肪組織生物學(xué)、肥胖癥和II型糖尿病中的重要作用[36, 40]。本試驗中，維生素A添加量為1 280 000 IU·kg-1的Ⅴ組的脂肪消化率顯著低于添加量為5 000～20 000 IU·kg-1的Ⅱ、Ⅲ組，這說明動物食入過量的維生素A會引起機體脂肪代謝異常，適量的維生素A可以增加組織內(nèi)的脂肪動員和有效氧化脂類分解產(chǎn)生的脂肪酸，進而增加能量消耗。本試驗中，添加20 000 IU·kg-1維生素A的水貂干物質(zhì)、蛋白質(zhì)及脂肪消化率均最高，這說明維生素A通過促進水貂對營養(yǎng)物質(zhì)的消化，從而促進水貂生長，而過量添加維生素A則會引起動物營養(yǎng)物質(zhì)代謝異常，從而影響水貂生長。

3.3 維生素A對水貂血清中血糖及脂類代謝相關(guān)指標(biāo)的影響

血糖，即血液中的葡萄糖，可增強肝的解毒能力，提高肝細胞內(nèi)肝糖原的含量，維持肝的正常功能[41]。本試驗中，雖然維生素A對水貂血清中的血糖含量影響并不顯著，但存在著先上升后降低的趨勢，其中，添加維生素A含量為20 000 IU·kg-1的水貂血糖含量最高，添加量為1 280 000 IU·kg-1組的水貂血糖含量最低，且低于對照組，這說明維生素A可以促進水貂生長，保護肝，并提高對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收能力。肝是儲存脂肪的主要場所，長期超劑量添加維生素A會造成動物機體中毒，影響生產(chǎn)性能和健康狀況[4]，并在維持機體脂類代謝平衡過程發(fā)揮重要作用，是脂肪酸從頭合成的重要場所，可將日糧中過量的碳水化合物轉(zhuǎn)化成脂肪酸[39]。游離的維生素A在小腸中被酯化后吸收，經(jīng)腸道淋巴系統(tǒng)轉(zhuǎn)運的大部分維生素A以含長鏈脂肪酸的視黃醇形式在肝中貯存，當(dāng)機體組織需要時，便水解成游離的視黃醇后通過與視黃醇結(jié)合蛋白結(jié)合，通過血液轉(zhuǎn)運到達靶器官。許多研究表明，維生素A或者類維生素A能促進肝內(nèi)脂肪酸分解或抑制脂肪的生成[42-44]。本試驗中，添加維生素A的量為50 000 和20 000 IU·kg-1時，可以降低水貂血清中TG和LDL的含量，而超過320 000 IU·kg-1后，水貂血清中TG和LDL含量明顯增高。這同Yehya等[45]通過觀察服用過量維生素A的人群引起高三酰甘油血癥，并導(dǎo)致血低密度脂蛋白含量升高的研究結(jié)果一致。維生素A的缺乏會引起鼠血清三酰甘油、高密度脂蛋白及體脂肪含量降低[46]。本試驗中同樣發(fā)現(xiàn)，對照組血清中的TG及HDL均較其他組低，這說明維生素A可以具有調(diào)控脂肪合成與氧化的能力。但關(guān)于維生素A對水貂脂類代謝的影響機制尚不明確，仍需開展深入研究。

3.4 維生素A對水貂血清中相關(guān)酶類的影響

血清中轉(zhuǎn)氨酶的活性可反映機體肝細胞損傷程度，因此檢測轉(zhuǎn)氨酶的活性可以判斷肝損害程度。當(dāng)肝細胞遭受破壞或細胞膜通透性增加時，天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、堿性磷酸酶等滲入血液，最終導(dǎo)致血液中這些酶的活性顯著升高。所以，這3種酶是研究脂肪代謝和膽固醇合成及肝損害的3個重要指標(biāo)[47]，堿性磷酸酶和乳酸脫氫酶活性可以反映肝和腎的功能狀況，天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶和丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶活性可以反映蛋白質(zhì)代謝和氨基酸利用水平[48]。本研究發(fā)現(xiàn)，維生素A對水貂血清中的ALP影響顯著，但添加維生素A水平為1 280 000 IU·kg-1組的血清ALP含量最高，這可能是由于過量添加維生素A會使肝負(fù)擔(dān)過重，從而造成血清中的ALP升高。Karar等[49]在小鼠飼糧中添加4 000和40 000 IU·kg-1的維生素A，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，添加維生素A水平為40 000 IU·kg-1組血清中的AST及ALT明顯較4 000 IU·kg-1組高。本試驗同樣發(fā)現(xiàn)，AST及ALT隨著維生素A添加水平的提高存在著先降低后升高的趨勢，Ⅰ、Ⅱ組血清中AST及ALT的含量較低說明適量的維生素A可促進水貂對營養(yǎng)物質(zhì)的利用，添加維生素A水平為1 280 000 IU·kg-1組血清中的AST含量最高，這可能是因為過量的維生素A是具有肝毒性[50]，導(dǎo)致肝細胞破壞、細胞膜通透性增加，從而ALP、AST、ALT的活性顯著升高，造成肝損傷。LDH是參與糖無氧酵解和糖異生的重要酶，本試驗中，乳酸脫氫酶活性隨著維生素A添加水平的增加先升高后降低，結(jié)合血糖試驗數(shù)據(jù)，證明了維生素A的添加可以影響水貂機體的糖代謝過程。

4 結(jié) 論

在本試驗條件下，結(jié)合日增重、料肉比、營養(yǎng)物質(zhì)代謝率及相關(guān)血清指標(biāo)等發(fā)現(xiàn)，在水貂日糧中添加5 000～20 000 IU·kg-1維生素A均可以優(yōu)化水貂的生長潛力。然而過量添加維生素A會對水貂造成生長緩慢，脂類代謝能力下降等不良影響，過量添加維生素A對水貂生長造成不良影響的機制仍需進一步研究。