蔣竹英,李麗立
(1.飼料安全與高效利用教育部工程研究中心,湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究所,長(zhǎng)沙 410128;2.中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所,長(zhǎng)沙 410125)
在養(yǎng)豬生產(chǎn)中,斷奶應(yīng)激普遍存在,為提高養(yǎng)豬經(jīng)濟(jì)效益,生產(chǎn)中常提早斷奶日齡,而斷奶(特別是早期斷奶)會(huì)對(duì)仔豬腸道黏膜屏障造成極大的損傷[1]。腸道黏膜屏障損傷后,會(huì)導(dǎo)致腸道內(nèi)的病原微生物及其代謝產(chǎn)物通過腸黏膜進(jìn)入機(jī)體循環(huán)系統(tǒng),引發(fā)二次感染,最終導(dǎo)致多器官功能衰竭,甚至死亡,這給養(yǎng)豬生產(chǎn)帶來很大損失[2-4]。斷奶后的仔豬由原來靠母乳和少量的開食料供給營(yíng)養(yǎng),轉(zhuǎn)變?yōu)槿恳怨绦物暳蟻砉┙o,由于其消化機(jī)能尚未完善,能否適應(yīng)現(xiàn)有飼料的營(yíng)養(yǎng)成分和其中特殊過敏因子,對(duì)仔豬來講是嚴(yán)峻的考驗(yàn),其中精氨酸缺乏就是影響仔豬生長(zhǎng)性能的主要因素之一。
精氨酸是一種含有兩個(gè)堿性基團(tuán)(氨基和胍基)的氨基酸,在生理pH條件下,屬堿性氨基酸(pH 10.5~12.0),分子式為C6H14N4O2,為白色晶體或晶體狀粉末。精氨酸有D-精氨酸和L-精氨酸兩種異構(gòu)體,L-精氨酸是蛋白質(zhì)合成中的編碼氨基酸,哺乳動(dòng)物必需氨基酸和生糖氨基酸。精氨酸是身體功能和愈合的基本要素,其有幫助改善免疫系統(tǒng)健康和抵御疾病的作用,能夠刺激生長(zhǎng)激素的增長(zhǎng),也是動(dòng)物體蛋白合成的必需氨基酸[5]。精氨酸是一種雙基氨基酸,對(duì)成年動(dòng)物來說雖然不是必需氨基酸,但在機(jī)體發(fā)育不成熟或在嚴(yán)重應(yīng)激等條件下,如果缺乏精氨酸,機(jī)體便不能維持正氮平衡與正常的生理功能,在身體受傷情況下,添加精氨能酸能使身體免疫系統(tǒng)處于最佳狀態(tài),因此對(duì)成年動(dòng)物而言,精氨酸又被稱為條件性必需氨基酸[6]。精氨酸生素(AAA)是N-乙酰谷氨酸(NAG)的類似物,作為一種新型的功能性氨基酸,可以有效調(diào)控內(nèi)源性精氨酸合成,進(jìn)而促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)性能。因此,AAA可能是一種能有效地提高內(nèi)源性精氨酸合成與供給的物質(zhì)。
新生仔豬對(duì)精氨酸需要量很高,通過母乳和內(nèi)源合成的精氨酸基本能滿足其需要。此后母乳精氨酸含量下降,內(nèi)源精氨酸合成減少,滿足不了新生仔豬最佳生長(zhǎng)需要而使仔豬處于亞生長(zhǎng)狀態(tài)。適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充精氨酸是相當(dāng)必要的,由于斷奶的消化系統(tǒng)發(fā)育仍不完善,生理變化較快,對(duì)飼料的營(yíng)養(yǎng)及原料組成十分敏感,仔豬可能因?yàn)榫彼岵蛔愣鴮?dǎo)致生長(zhǎng)受阻,此時(shí)仔豬表現(xiàn)為亞生長(zhǎng)狀態(tài)。精氨酸缺乏影響動(dòng)物的生產(chǎn)性能[7]。豬乳中精氨酸不能滿足哺乳期仔豬生長(zhǎng)需要,人工乳中補(bǔ)充精氨酸可促進(jìn)仔豬生長(zhǎng)。仔豬在21~28日齡時(shí),補(bǔ)充精氨酸0.4%有助于促生長(zhǎng)作用;在28~35日齡時(shí),補(bǔ)充精氨酸0.2%有促生長(zhǎng)作用[8]。通過給新生仔豬口服NAG,可促使腸細(xì)胞精氨酸合成增加而改善仔豬生長(zhǎng)。在超早期斷奶仔豬日糧中添加精氨酸0.6%或0.8%能促進(jìn)其胃腸道生長(zhǎng),有利于阻止斷奶應(yīng)激導(dǎo)致的腸絨毛萎縮,提高腸道IL-2基因表達(dá)水平,提示精氨酸能改善斷奶仔豬腸黏膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)和免疫屏障作用[9]。范苗等研究等結(jié)果表明,添加精氨酸 250 mg·kg-1·d-1組效果優(yōu)于其他各組,提高了哺乳仔豬的生長(zhǎng)性能[10]。有研究表明,4~7日齡的仔豬每天需要精氨酸量為1.2 g·kg-1體重,而母乳每天僅能提供0.66 g·kg-1體重,即母乳最多提供仔豬所需精氨酸的55%,不能滿足仔豬最佳生長(zhǎng)需要。有研究表明,在半合成日糧中添加精氨酸0.3%,仔豬日增重、飼料轉(zhuǎn)化率、肌肉中精氨酸濃度均較對(duì)照組增加。Kim等研究表明,與飼喂基礎(chǔ)日糧組的仔豬相比,基礎(chǔ)日糧中添加精氨酸0.4%組的仔豬生長(zhǎng)和健康狀況更好[11]。在潘杰的試驗(yàn)研究中,通過添加精氨酸1.0%,動(dòng)物的小腸相對(duì)重量顯著高于對(duì)照組(P<0.05),動(dòng)物的生長(zhǎng)性能得到了顯著改善[12]。曲紅焱等試驗(yàn)結(jié)果表明,隨著仔豬日齡的增長(zhǎng),仔豬機(jī)體本身需要的精氨酸量增加,日糧中精氨酸建議添加量為1.2%,說明外源補(bǔ)充精氨酸是改善斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的重要措施[13]。印遇龍等試驗(yàn)結(jié)果表明,在21日齡斷奶仔豬日糧中添加AAA 0.8 g·kg-1可有效地提高仔豬血清精氨酸濃度,增強(qiáng)仔豬機(jī)體免疫力,促進(jìn)其生長(zhǎng)[14]。有研究表明,日糧中添加精氨酸1.4%可以使斷奶后腹瀉的仔豬恢復(fù)到斷奶健康仔豬的生長(zhǎng)性能水平。
哺乳母豬日糧中分別添加精氨酸0.8%和AAA 0.03%、0.06%降低了母豬血漿尿素氮含量,提高了母豬日均泌乳量,提高了仔豬斷奶窩重和斷奶均重。AAA可以有效地替代精氨酸[15]。研究表明,日糧添加精氨酸、精氨酸生素組母豬泌乳量較好,仔豬日增重較高,斷奶均重較大,這與精氨酸改善和提高泌乳量和乳品質(zhì)以及AAA促進(jìn)精氨酸的內(nèi)源合成相關(guān)[16]。添加AAA或Arg提高了斷奶仔豬生長(zhǎng)性能,降低了腹瀉率,但AAA比Arg提高了18.7%的ADG及降低78.1%的腹瀉率[17]。Zhan等報(bào)道,健康的斷奶仔豬日糧精氨酸含量為1.52%時(shí),可減少仔豬的腹瀉頻率和腹瀉率,在該水平下腹瀉率和腹瀉頻率分別是13%和5%[18]。Wu等為4日齡哺乳仔豬灌服AAA 50 g·kg-1,結(jié)果表明,哺乳仔豬血漿精氨酸濃度增加了68%,仔豬增重提高了61%[19]。Frank等對(duì)9日齡哺乳仔豬灌服AAA 50 g·kg-1,結(jié)果表明,仔豬增重提高了25%,血漿精氨酸濃度提高了32%,并有一定的促進(jìn)蛋白質(zhì)合成效應(yīng)[20]。在21日齡斷奶仔豬日糧中添加AAA 0.8 g·kg-1可有效地提高仔豬血清精氨酸濃度,增強(qiáng)仔豬機(jī)體免疫力,促進(jìn)其生長(zhǎng)[21]。研究表明,AAA有效地提高了仔豬血清精氨酸濃度,進(jìn)而增強(qiáng)了機(jī)體免疫力,促進(jìn)仔豬生長(zhǎng);但是日糧中高水平的 AAA(1.6 g·kg-1)則導(dǎo)致仔豬腹瀉,具有一定的副作用[22]。腹瀉可不同程度地影響仔豬后期的生長(zhǎng)性能[23]。因此,預(yù)防或緩解斷奶仔豬腹瀉,提高仔豬腹瀉后的生長(zhǎng)性能是提高養(yǎng)豬經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵。目前這方面的報(bào)道較少,但隨著研究的不斷深入,技術(shù)的不斷提高,問題不斷的被解決,AAA將會(huì)被廣泛應(yīng)用在動(dòng)物生產(chǎn)中。
從目前研究來看,豬母乳中精氨酸供給量和NRC(1998)推薦量遠(yuǎn)不能滿足仔豬對(duì)精氨酸的需要量,而充足的精氨酸的攝入量對(duì)維持仔豬正常生長(zhǎng)、內(nèi)分泌及免疫功能均有重要影響。近年來,有關(guān)精氨酸營(yíng)養(yǎng)和生理功能的研究日益增多,并取得了許多突破性的研究進(jìn)展。日糧添加AAA或精氨酸都可緩解仔豬斷奶應(yīng)激及提高生長(zhǎng)性能,考慮到精氨酸對(duì)賴氨酸吸收的頡頏作用、高腹瀉率及高的生產(chǎn)成本,可考慮用AAA替代精氨酸,但是精氨酸和精氨酸生素在添加量上目前還沒有達(dá)成一致,有待進(jìn)一步的研究。
[1]孟國權(quán),劉玉蘭,車政權(quán),等.L-精氨酸對(duì)脂多糖誘導(dǎo)的斷奶仔豬腸道黏膜屏障損傷的緩解作用[J].動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào),2010,22(3):647-652.
[2]Pié S,Lallès J P,Blazy F,et al.Weaning is associated with an up regulation of expression of inflammatory cytokines in the intestine of piglets[J].The Journal of Nutrition,2004,134:641-647.
[3]De Jonge W J,Kwikkers K L,Te Velde A A,et al.Arginine defi?ciency affects early B cell maturation and lymphoid organ develop?ment in transgenic mice[J].J Clin Invest,2002,110:1 539-1 548.
[4]Wu G Y,Jaeger L A,Bazer F W,et al.Arginine deficiency in pre?term infants:biochemical mechanisms and nutritional implications[J].J Nutr Biochem,2004,15:442-451.
[5]Flynn N E,Meininger C J,Haynes T E,et al.The metabolic ba?sis of arginine nutrition and pharmacotherapy[J].Biomed Pharma?cother,2002,56(9):427-438.
[6]劉兆金,印遇龍.精氨酸生理營(yíng)養(yǎng)研究[J].氨基酸和生物資源,2005,27(4):54-57.
[7]楊小萍.補(bǔ)充精氨酸對(duì)21日齡仔豬生長(zhǎng)的影響[D].雅安:四川農(nóng)業(yè)大學(xué),2007.
[8]譚碧娥,李新國,孔祥峰,等.精氨酸對(duì)早期斷奶仔豬腸道生長(zhǎng)、組織形態(tài)及IL-2基因表達(dá)水平的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,41(9):2 783-2 788.
[9]楊小萍,趙明江.精氨酸與仔豬營(yíng)養(yǎng)及免疫[J].飼料博覽,2007(17):39-42.
[10]范苗,陳楠,孫召君,等.精氨酸對(duì)哺乳仔豬生長(zhǎng)性能及內(nèi)臟器官的影響[J].中國飼料,2010(22):16-20.
[11]Kim S W,McPherson R L,Wu G Y.Dietary Arginine supplemen?tation enhances the growth of milk feed young pigs[J].The Journal of Nutrition,2004,134(3):625-630.
[12]潘杰,陳榮軍,姚康,等.精氨酸對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能、器官重及血液生化參數(shù)的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,37(7):2 981-2 982,2 990.
[13]曲紅焱,李祥輝,張曉麗,等.精氨酸對(duì)冷應(yīng)激仔豬生長(zhǎng)性能的影響[J].黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào),2010,22(2):61-64.
[14]印遇龍,吳信,唐志如,等.不同水平精氨酸衍生物對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能及腹瀉的影響[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究,2008,29(6):723-725.
[15]覃麟,施曉麗,夏先林.精氨酸對(duì)斷奶腹瀉仔豬生長(zhǎng)性能與腹瀉的影響[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,38(5):151-155.
[16]周錫紅,吳信,唐香山.不同水平精氨酸生素對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能和血液指標(biāo)的影響[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究,2010,31(2):237-240.
[17]劉星達(dá),彭瑛,吳信.精氨酸和精氨酸生素對(duì)母豬泌乳性能及哺乳仔豬生長(zhǎng)性能的影響[J].飼料工業(yè),2011,32(8):14-16.
[18]Zhan Z,Ou D,Piao X,et al.Dietary arginine supplementation af?fects microvascular development in the small intestine of ear?ly-weaned pigs[J].The Journal of Nutrition,2008,138:1 304-1 309.
[19]舒鄧群,楊利國,徐有英,等.斷奶后1周的仔豬腹瀉程度及對(duì)其生產(chǎn)性能的影響[J].畜牧與獸醫(yī),2004,36(7):24-26.
[20]Frank J W,Escobar J,Nguyen H V,et al.Oral N-carbamy-lgluta?mate supplementation increases protein syntheses in skeletal mus?cle of piglets[J].J Nutr,2007,137(2):315-319.
[21]高運(yùn)苓,吳信,周錫紅,等.精氨酸和精氨酸生素對(duì)斷奶仔豬氧化應(yīng)激的影響[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究,2010,31(4):484-487.
[22]周錫紅,朱燕午,吳信.仔豬精氨酸營(yíng)養(yǎng)及精氨酸生素在仔豬中的應(yīng)用進(jìn)展[J].飼料博覽,2010(3):6-7.
[23]Wu G,Knabe D A,Kim S W.Arginine nutrition in neonatal pigs[J].J Nutr,2004,134:3 783-2 790.