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子宫内发育迟缓(IUGR)对胎儿生理机能和后期代谢产生深远影响,在猪生产上IUGR发生率高(15%-20%),导致仔猪生后生长速度、养分利用率、肉品质和健康状况低下,对养猪生产效益影响巨大。本研究选用新生IUGR仔猪和正常体重(NBW)仔猪,研究IUGR对猪出生后生长和肠道发育的影响及相关机制；并在仔猪哺乳和断奶后,补充L-精氨酸(Arg)和大豆卵磷脂(SL),研究其对IUGR猪生长和肠道发育的营养调控,为养猪生产和人类医学研究提供科学依据和调控技术。1IUGR对猪出生后生长的影响选用40头初生IUGR仔猪(IUGR组)和40头全同胞NBW仔猪(NBW组),每组4个重复,每个重复10头,仔猪于21d龄断奶,饲养至160d龄。测定各阶段猪的生产性能,并分别于1d、7d、21d、28d、66d和160d龄时,每组随机选取4头猪(1头/重复)进行屠宰取样,测定器官指数、血清常规指标、血清激素和HSP70水平。数据分析调用SAS的GLM过程,采用LSMEAN过程进行最小二乘分析,结果发现：IUGR导致猪出生后体重(NBW21.26kg vs. IUGR15.96kg, SEM0.23)和各阶段平均日增重(ADG)显著降低(P<0.05),断奶后各阶段平均日采食量(ADFI)亦显著降低(P<0.05),料重比(F/G)显著升高(P<0.05),表明IUGR损害猪出生后的生长；1-20d、1-160d和67-160d龄内IUGR猪的相对生长率(FGR)分别比NBW猪高36.04%、46.51%和28.06%(P<0.05),提示IUGR猪表现出“补偿生长”现象；与NBW猪相比,IUGR猪出生后血清总蛋白(TP)水平下降9.73%(P<0.05),尿素氮(UN)升高42.75%(P<0.05),表明IUGR对猪蛋白质代谢和利用效率产生不利影响；IUGR对猪出生后血清葡萄糖(Glu)无显著影响(P>0.05),而胰岛素(Ins)水平降低23.45%(P<0.05)；IUGR猪QUICKI、HOMA-IS和G/I指数与NBW猪相比显著升高(P<0.05), HOMA-IR降低(P<0.05),表明IUGR可改善猪的Ins敏感性;IUGR导致猪出生后血清胰岛素样生长因子I (IGF-I)和雌二醇(E2)分别降低12.97%和18.99%(P<0.05),瘦素(+15.38%)显著升高(P<0.05)；IUGR猪出生后血清皮质醇和HSP70水平分别比NBW猪高24.18%和6.11%(P<0.05),提示IUGR对猪产生明显应激影响。总之,IUGR对猪出生后的生长发育产生不利影响。2IUGR对猪出生后肠道发育的影响试验设计同1。分离猪的小肠,测定小肠及其黏膜重量、小肠形态学指标、黏膜中二糖酶和碱性磷酸酶(1AP)活性、抗氧化指标、激素和HSP70水平、小肠上皮细胞凋亡和增殖状况及Akt、mTOR、S6K1和FoxO4的磷酸化水平。数据分析同1,结果发现：IUGR显著降低猪出生后小肠(-30.07%)、小肠黏膜(-28.75%)和非黏膜(-30.53%)绝对重量(P<0.05),以及小肠单位长度肠段(-21.87%)和单位长度黏膜(-22.34%)重量(P<0.05),从日龄变化来看,此不利影响至少延续到66d龄；IUGR导致猪十二指肠、空肠前段和后段、回肠的总黏膜厚度(TMT)、绒毛高度(VH)、绒毛高度/绒毛宽度(HWR)、绒毛高度/隐窝深度(VCR)和绒毛表面积(VS)均显著降低(P<0.05),且影响至少持续到160d；IUGR显著降低猪出生后小肠黏膜乳糖酶(-20.31%)、麦芽糖酶(-30.73%)和IPA(-23.74%)活性(P<0.05); IUGR导致猪出生后肠道黏膜组中MDA(+26.98%)和H202水平(+12.68%)显著升高(P<0.05),而T-AOC (-17.28%)、GPx (-17.22%)和SOD (-11.62%)显著降低(P<0.05),表明IUGR导致小肠黏膜抗氧化能力低下,发生氧化应激(OS); IUGR猪出生后,小肠黏膜组织中NOS活性(-15.00%)和NO水平(-22.16%)显著降低(P<0.05),肠道黏膜屏障功能受损；免疫组织化学分析显示,肠道绒毛破损处的HSP70表达增多,IUGR猪黏膜HSP70水平在66d和160d龄时显著降低(P<0.05),但在哺乳期和断奶前后显著升高(P<0.05),表现出机体应激适应性反应。IUGR导致猪出生后小肠上皮细胞凋亡指数(AI,+46.06%)、AI/PI(+52.06%)和黏膜Caspase-3比活性(+14.11%)显著升高(P<0.05),增殖指数(PI,-6.29%)显著降低(P<0.05),提示肠道上皮细胞凋亡和增殖失衡,进而导致肠道形态结构发生改变,肠道生长和功能受损。IUGR导致猪出生后小肠黏膜组织中Ins (-31.34%)、IGF-I (-25.73)和E2(-11.58%)水平均显著下降(P<0.05),肠道黏膜Akt (-49.49%, NBW0.580vs. IUGR0.293, SEM0.018)、mTOR (-31.27%, NBW0.673vs. IUGR0.438, SEM0.020)、S6K1(49.10%, NBW0.269vs. IUGR0.151, SEM0.013)和FoxO4(-50.81%, NBW0.615vs. IUGR0.302, SEM0.023)磷酸化水平降低(P<0.05),这可能是IUGR导致肠道上皮细胞增殖和凋亡稳态发生紊乱,肠道生长发育受损的原因之一。其中,小肠黏膜中E2介导的Akt-FoxO4信号通路可能在猪66d和160d时发挥作用。总之,IUGR损害猪出生后肠道发育,导致猪生长因子分泌减少,肠道黏膜Akt、mTOR和FoxO4活性降低,肠细胞凋亡增加,有丝分裂减少,此可能是导致肠道发育受损的重要原因。3Arg和SL对哺乳阶段IUGR猪生长和肠道发育的调控选取18头IUGR仔猪和6头NBW仔猪,自然哺乳至7d龄,将所有IUGR仔猪随机分成三组,分别饲喂基础人工乳(IUGR组)、基础人工乳+0.6%Arg (IUGR+Arg组)和基础人工乳+1.5%SL(IUGR+SL组),所有NBW仔猪饲喂基础人工乳(NBW组),试验期7d。于结束时(14d龄)每组选取4头仔猪进行屠宰取样,测定生长性能和肠道发育相关指标(同1),以及血清和肠道黏膜中游离氨基酸水平。数据分析调用SAS的GLM过程,采用LSMEAN进行最小二乘分析,并进行两两比较。结果发现：(1)IUGR猪在7-14d龄内补充0.6%的Arg,14d龄体重比IUGR猪提高21.78%(P<0.05),但仍低于NBW猪(P<0.05)；与IUGR猪相比,IUGR+Arg猪ADG和干物质采食量(DMI)分别提高47.30%和21.41%(P<0.05),腹泻率降低61.46%(P<0.05);补充Arg后,IUGR猪血清皮质醇,血清和肠道黏膜中HSP70水平均显著降低(P<0.05),提示IUGR应激减弱；与IUGR猪相比,IUGR+Arg猪血清和小肠黏膜中Arg代谢相关AA (Arg、Orn、Cit和Pro),NO含量和NOS活性显著升高(P<0.05),血清中UN显著降低(P<0.05),Ins水平显著升高(P<0.05),但Glu、 TP、IGF-I、瘦素和E2水平无显著变化(P>0.05),表明Arg对IUGR猪蛋白质代谢和内分泌功能具有一定程度的改善。日粮中补充Arg,可显著提高7-14d龄内IUGR猪小肠肠重、黏膜和非黏膜的绝对重量和相对重量(P<0.05),以及肠重/长度(P<0.05),提高乳糖酶和麦芽糖酶活性(P<0.05),提高T-AOC和GPx (P<0.05),降低黏膜MDA含量(P<0.05),改善肠道抗氧化功能；IUGR猪补充Arg后,空肠和回肠VH显著升高(P<0.05),回肠TMT和HWR显著升高(P<0.05),空肠和回肠各形态学测量指标与NBW猪相比均无显著差异(P>0.05),表明IUGR猪补充Arg后,可改善IUGR猪小肠肠道形态和消化吸收功能;与IUGR猪相比,14d龄IUGR+Arg猪肠道黏膜Ins水平显著升高(P<0.05), IGF-I也有升高趋势(P>0.05),黏膜Akt和mTOR磷酸化水平分别升高47.09%和60.34%(P<0.05),但S6K1升高不显著(P>0.05)；同时,IUGR+Arg猪肠上皮细胞AI和AI/PI分别比IUGR猪降低42.86%和44.08%(P<0.05)。(2) IUGR猪在7-14d龄内补充1.5%的SL,仔猪体重和ADG分别升高20.46%和53.32%(P<0.05),但对DMI无显著影响(P<0.05),提示SL可能通过提高养分消化率来改善IUGR仔猪生长性能。与Arg类似,SL可降低IUGR猪血清皮质醇和HSP70水平,缓解IUGR应激；与IUGR猪相比,IUGR+SL猪小肠组织生长加快,形态结构得到改善,黏膜麦芽糖酶和乳糖酶活性显著升高(P<0.05),黏膜T-AOC、 GPx和SOD显著升高(P<0.05), MDA显著下降(P<0.05),提示氧化应激得到缓解；与IUGR猪相比,SL可提高IUGR猪小肠黏膜中Akt(+38.84%)和mTOR(+36.12%)信号通路转导(P<0.05),减少肠细胞凋亡(-24.340%,P<0.05),但Caspase-3比活性无显著变化(P>0.05)；补充SL后,IUGR猪小肠黏膜和血清中AA浓度、黏膜中Ins和IGF-I水平未出现升高(P>0.05),表明Arg和SL对肠道发育的调控机制不同。总之,在7-14d龄IUGR猪日粮中补充Arg和SL,可促进IUGR猪个体和小肠组织生长,改善肠道形态和功能,这与能与补充Arg和SL后,IUGR猪Ins分泌增加,肠道黏膜Akt和mTOR信号增强,肠细胞凋亡减少有关。4SL对IUGR猪断奶后生长和肠道发育的调控选取32头IUGR仔猪和16头NBW仔猪,自然哺乳至21d龄断奶。随后将IUGR仔猪随机分成两组,分别饲喂基础日粮(IUGR组)和基础日粮+1.5%SL (IUGR+SL组),所有NBW仔猪饲喂基础日粮(NBW组),每组4个重复(4头/重复),试验期140d。分别于仔猪28d、66d和160d龄时屠宰取样,生长性能和肠道发育相关指标测定同1,数据分析调用SAS的GLM程序,采用LSMEAN过程进行最小二乘分析,分析日粮添加SL对IUGR的调控效应,并进行两两比较,并与IUGR和NBW猪进行比较,数据结果表明：(1) IUGR断奶仔猪补充SL后,体重比IUGR猪高14.86%(P<0.05),比NBW猪低10.36%(P<0.05)；SL可显著改善IUGR猪生长性能,加快“补偿生长”,在160d时体重达到NBW仔猪水平(NBW86.14kg vs. IUGR+SL81.05kg, SEM2.41, P>0.05);与IUGR猪相比,IUGR+SL猪血清Ins和E2水平升高(P<0.05),皮质醇水平下降(P<0.05),应激得到缓解；IUGR+SL猪断奶后血清和小肠黏膜中HSP70均高于IUGR猪(P<0.05),提示SL可提高IUGR猪免疫功能和抗应激能力。(2)与在猪哺乳阶段调控结果类似,SL促进IUGR断奶猪小肠组织生长,缓解氧化应激,对黏膜中NO和NOS无显著影响(P>0.05)；补充SL后,66d和160d龄IUGR猪肠道黏膜Akt磷酸化水平分别升高56.89%和33.56%(P<0.05),IUGR断奶仔猪肠道上皮细胞AI和AI/PI分别下降21.58%和24.00%(P<0.05),小肠各段VH、TMT和VS均显著升高(P<0.05),而肠道黏膜Caspase-3活性、mTOR和FoxO4活性无显著变化(P>0.05)。总之,在IUGR断奶猪日粮中补充SL,对IUGR猪个体和小肠发育有明显改善,这与能肠道黏膜Akt信号增强,肠细胞凋亡减少有关。