王海洲,曹金黨,秦甜甜
(1.日照市畜牧獸醫(yī)管理服務(wù)中心,山東 日照 276800;2.山東海能生物工程有限公司,日照 276800)
25-羥基維生素D3(25-OH-D3)是維生素D3的活性代謝物,具有更強(qiáng)的生理活性,并且不需要經(jīng)過肝臟的代謝[1]。維生素D3進(jìn)入動物機(jī)體內(nèi)后,必須先經(jīng)肝臟轉(zhuǎn)化為25-羥基維生素D3,然后經(jīng)腎臟代謝后轉(zhuǎn)化為1α,25-羥基維生素D3,才能激化小腸的鈣、磷轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng),促進(jìn)鈣、磷的吸收和沉積(Nemere等,2004;Tunsophon等,2010;Zanello等,2004)[2-4]。因此25-羥基維生素D3又被稱為活性維生素D3。25-羥基維生素D3具有促進(jìn)動物骨骼發(fā)育、提高飼料轉(zhuǎn)化率、增強(qiáng)抵抗力等功效[5]。目前25-OH-D3已經(jīng)商業(yè)化生產(chǎn)[6],作為新型的添加劑已在后備母豬、泌乳母豬、公豬、斷奶仔豬飼糧中使用。
活性25-OH-D3是維生素D3的主要循環(huán)形式,且與維生素D結(jié)合蛋白有較強(qiáng)的結(jié)合力,半衰期較長,因此目前多數(shù)研究將血清25-OH-D3認(rèn)為是衡量體內(nèi)維生素D營養(yǎng)狀況的最佳指標(biāo)。瞿紅俠等[7](2015)在肉雞飼糧中試驗(yàn)證明,以生長性能和骨骼礦化指標(biāo)評價(jià)25-OH-D3生物學(xué)效價(jià)約為維生素D3的1.81倍。維生素D3與25-OH-D3生物學(xué)效價(jià)的差異在其添加水平較低時(shí)更為明顯(Fritts等,2003)[8],25-OH-D3比維生素D3更容易吸收(Bar等,1980)[9]。用25-OH-D3對生豬進(jìn)行補(bǔ)飼,不僅縮短了維生素D3在機(jī)體的代謝過程,而且避免了因腸道損傷、肝臟腎臟功能障礙,以及其它控制因素的影響[10]。
25-OH-D3通過1,25-(OH)2-D3實(shí)現(xiàn)對鈣(Ca)、磷(P)代謝的調(diào)節(jié),促進(jìn)了腸道對Ca、P的吸收和運(yùn)轉(zhuǎn),增加了Ca、P在體內(nèi)的存留。通過提高腎小管對鈣離子的重吸收能力,使尿鈣的排出量減少[11]。能夠誘導(dǎo)破骨細(xì)胞生成,依靠破骨細(xì)胞內(nèi)溶酶體釋放的酶和有機(jī)酸對骨質(zhì)進(jìn)行溶解吸收,使血清Ca、P升高,以利于新骨生成[12]。1,25-(OH)2-D3還可誘導(dǎo)成骨細(xì)胞產(chǎn)生骨橋蛋白和骨鈣蛋白,從而促進(jìn)骨骼的礦化,此外,1,25-(OH)2-D3能夠顯著提高LRP5基因的表達(dá),通過Wnt/β-Catenin信號通路促進(jìn)成骨細(xì)胞的增殖及骨的合成過程(Thomas等,2007)[13]。Jefferies等(2002)[14]用100 mg/kg 25-羥基維生素D3治療生豬骨軟骨病,能夠降低豬的發(fā)病率或病變的嚴(yán)重程度。Toshie等(2013)[15]對6~110 kg去勢公豬添加50 mg 25-OH-D3,結(jié)果表明補(bǔ)充25-OH-D3可顯著提高血清25-OH-D3和1α,25-羥基膽鈣化醇的水平,顯著降低骨軟骨病的發(fā)病率,促進(jìn)正常軟骨內(nèi)骨化、抑制骨軟骨增生和可能再生破壞的軟骨組織的趨勢,提示機(jī)體促進(jìn)軟骨細(xì)胞分泌TGF-b和其他細(xì)胞因子,抑制骨軟骨病的發(fā)展,并可能促進(jìn)受損軟骨組織的再生。綜上所述1,25-(OH)2-D3能直接作用于成骨細(xì)胞、破骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞等,通過調(diào)節(jié)其增殖、分化直接調(diào)節(jié)骨形成與骨吸收,維持骨穩(wěn)態(tài)的平衡[16],在調(diào)節(jié)鈣磷吸收和重吸收作用,維持骨穩(wěn)態(tài)的平衡以及調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)等方面發(fā)揮著重要作用[17]。
25-OH-D3能改善初產(chǎn)母豬繁殖性能,提高受胎率,增加仔豬的初生重,并能強(qiáng)化仔豬骨骼質(zhì)量。Zhou等(2017)[18]在玉米-豆粕基礎(chǔ)飼糧添加50 μg/kg 25-OH-D3,結(jié)果發(fā)現(xiàn)能有效提高初產(chǎn)母豬繁殖性能和第14天常乳乳蛋白和乳糖含量,加快母豬骨骼周轉(zhuǎn)代謝以及改善新生仔豬骨質(zhì)量。Zhou等(2016)[19]研究表明,玉米-豆粕基礎(chǔ)飼糧添加25-OH-D350 μg/kg能改善初產(chǎn)母豬繁殖性能,乳品質(zhì)和骨密度以及新生仔豬骨質(zhì)量。Coffey等(2012)[20]試驗(yàn)表明,后備母豬試驗(yàn)組飼糧為500 IU D3/kg+50 μg 25-OH-D3/kg比對照組飼糧為2 500 IU D3/kg母豬妊娠率增加了23%,平均胎重并沒有降低,給妊娠期后備母豬喂食25-OH-D3可以改善母豬和胎兒的維生素D狀況,改善母豬的生殖性能。蘇祥等(2013)[21]研究表明,后備母豬飼糧添加50 μg/kg 25-OH-D3提高了母豬血漿中25-OH-D3的濃度,配種受胎率提高22.8%,產(chǎn)仔數(shù)提高2.5頭/胎。給第1次懷孕母豬飼喂25-OH-D3能提高胎兒肌纖維含量[22]。李結(jié)等(2018)[23]試驗(yàn)表明在不缺乏鈣磷和維生素D3的前提下長期額外添加1α,25-(OH)2-維生素D3會顯著增加初產(chǎn)母豬仔豬的初生重,強(qiáng)化骨骼,并能縮短產(chǎn)程,改善體況,趴腳仔豬明顯減少。
25-OH-D3能提高泌乳母豬繁殖性能,顯著提高仔豬斷奶窩重和窩增重,改善母豬骨骼質(zhì)量,降低母豬淘汰率。張連華等(2019)[24]研究表明,玉米-豆粕基礎(chǔ)飼糧添加50 μg/kg 25-OH-D3能顯著提高仔豬斷奶窩重和窩增重,同時(shí)有降低母豬體重?fù)p失的趨勢。Weber等(2014)[25]研究表明,飼糧添加一定量的25-OH-D3能夠改善母豬體內(nèi)維生素D3供應(yīng)狀況,進(jìn)而維持妊娠與泌乳期體內(nèi)Ca平衡穩(wěn)態(tài),可增加仔豬的總產(chǎn)仔數(shù)和初生體重。Petersen等(2014)[26]研究表明在妊娠期間,25-OH-D3通過胎盤從母體轉(zhuǎn)運(yùn)到胎兒,出生時(shí)臍帶血中25-OH-D3的濃度約為母體血液濃度的80%。Kirk等(2005)[27]研究表明豬群母豬骨骼系統(tǒng)問題是母豬淘汰的主要原因之一,比例可達(dá)10%~15%,最高可達(dá)40%。Giesemann等(1998)[28]研究表明母豬在妊娠和哺乳期要消耗更多的鈣和磷。哺乳期骨重量和強(qiáng)度下降,在隨后的妊娠期增加,幼齡母豬體重和力量的變化大于成熟母豬。泌乳期母體骨鈣的大量消耗,導(dǎo)致母體骨骼的弱化、跛行甚至骨折。Lauridsen等(2010)[29]研究表明飼糧添加25-OH-D3能夠提高母豬繁殖性能和配種受胎率,同時(shí)改善后代仔豬骨品質(zhì),但具體作用機(jī)制尚不明確。
影響公豬繁殖性能的因素很多,內(nèi)在因素,如品種、年齡和睪丸大?。煌庠谝蛩?,如溫度和光照,飼養(yǎng)因素,如精液采集頻率、營養(yǎng)和社會環(huán)境。隨著生豬養(yǎng)殖規(guī)模化、集約化程度的大幅提高,環(huán)境條件和管理水平基本趨向一致,營養(yǎng)的供給將直接影響到公豬繁殖潛力的發(fā)揮。Jensen等(2011)[30]在公豬上的研究表明飼料中添加25-OH-D3與添加維生素D3相比增加了血漿中雌二醇和Ca2+的含量及芳香化酶的活性,同時(shí)精清中果糖、Ca2+含量和酸性磷酸酶(ACP)活性也顯著升高,25-OH-D3組血漿中睪酮含量未出現(xiàn)顯著增加,同時(shí)雌二醇含量顯著增加。芳香化酶活性的增加會促進(jìn)睪酮轉(zhuǎn)化為雌二醇。魏冬芹等(2017)[31]在種公豬飼糧同樣添加50 μg/kg 維生素D3和添加50 μg/kg 25-OH-D3相比,添加25-OH-D3能更有效增加血漿維生素D含量,從而改善精子的形態(tài)和運(yùn)動能力,提高公豬的繁殖性能。
25-OH-D3能顯著改善斷奶仔豬骨骼質(zhì)量,改善免疫功能,增強(qiáng)抗病能力。25-OH-D3的重要代謝產(chǎn)物1,25-(OH)2-D3是一種新型的免疫調(diào)節(jié)激素,能夠調(diào)節(jié)造血細(xì)胞、骨細(xì)胞的增殖和分化,修飾T、B淋巴細(xì)胞活性,產(chǎn)生免疫球蛋白,增強(qiáng)機(jī)體免疫力,修飾免疫反應(yīng),調(diào)節(jié)單核細(xì)胞的增殖和分化,通過免疫功能的改善,大幅增強(qiáng)對疾病的抵抗力,以達(dá)到提高生長指標(biāo)和生產(chǎn)性能的目的[32]。廖波等(2011)[33]在飼糧添加2 200 IU/kg的25-OH-D3可以提高輪狀病毒攻毒和未攻毒斷奶仔豬血清及腸內(nèi)容物RV-Ab水平,降低促炎癥細(xì)胞因子的分泌及其參與的炎癥反應(yīng),促進(jìn)抗炎癥細(xì)胞因子的生成及其參與的免疫應(yīng)答,進(jìn)而表現(xiàn)出提高斷奶仔豬抗病力的作用。Jefferies等(2002)[14]研究表明斷奶仔豬飼糧添加25-OH-D3,顯著提高了血清25-OH-D3的含量,顯著增加了白細(xì)胞數(shù)量,增強(qiáng)對全身和黏膜抗菌反應(yīng),免疫調(diào)節(jié)作用明顯,是補(bǔ)充斷奶仔豬的一種較好的飼料添加劑。Sugiyama等(2013)[34]研究表明,與空白組相比,飼糧添加25-OH-D350 μg/kg顯著降低斷奶仔豬軟骨病和骨關(guān)節(jié)病的發(fā)病率,促進(jìn)軟骨正常骨化。Hines等(2013)[22]研究表明,添加25-羥基膽鈣化醇(25-OH-D3)顯著增強(qiáng)母豬胎兒成肌細(xì)胞活性和初生仔豬骨骼肌生長潛能。Witschi等(2011)[35]研究表明,當(dāng)在母豬和仔豬飼糧中添加25-OH-D3時(shí),母豬服用25-OH-D3所產(chǎn)仔豬的維生素D狀況顯著改善,可能是因?yàn)樗鼈冊诔錾鷷r(shí)有更多的組織儲備,從這些儲存中釋放出來時(shí)維生素D的可用性更高。仔豬脛骨中軸的斷裂強(qiáng)度、皮質(zhì)骨礦含量和密度均較其它組顯著提高。
在生豬飼糧中添加25-OH-D3能顯著改善初產(chǎn)母豬繁殖性能及新生仔豬初生重和骨質(zhì)量,提高泌乳母豬繁殖性能,顯著提高仔豬斷奶窩重和窩增重,改善骨骼質(zhì)量,減少母豬骨折發(fā)生。提高種公豬生產(chǎn)性能,提高斷奶仔豬機(jī)體免疫力。關(guān)于后備母豬、泌乳母豬、種公豬和肥育豬飼糧中25-OH-D3最適宜添加量和作用機(jī)理需進(jìn)行深入研究,25-OH-D3的毒性對生豬的影響需要進(jìn)一步研究確定。