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本课题组前期试验表明纳米级硅酸盐微粒吸附铬(CrNano)能够显著改善肥育猪胴体品质并大幅度提高铬在心、肝、肾、背最长肌中的沉积,预示CrNano可能具有特异的吸收机制和较高的生物可利用率。因此,本试验研究了CrNano、吡啶羧酸铬(CrPic)和三氯化铬(CrCl3)在Caco-2细胞体外吸收模型中的转运和摄取过程,并以Sprague-Dawley (SD)大鼠为试验对象,研究了CrNano、CrPic和CrCl3对SD大鼠生长性能、胴体组成、血清相关指标以及组织铬沉积的影响,旨在比较研究和探讨CrNano、CrPic和CrCl3的吸收机理及其体内生物学效应,为CrNano改善胴体品质的作用效果提供科学依据,同时,促进纳米技术在动物营养与饲料科学领域的研究和应用。将Caco-2细胞接种于Snapwell细胞转运培养槽的聚碳酯微孔滤膜上,在37℃和5%CO2浓度培养条件下培养21 d,细胞跨膜电阻值高于620Ω·cm2；甘露醇透过率低于0.3%·h-1·cm-2；肠腔侧(AP)碱性磷酸酶活性显著高于基底侧(BL)酶活性。表明在本实验室构建的Caco-2细胞模型在形态上与小肠上皮细胞相似,细胞已产生极性,且细胞间已形成紧密连接,可作为小肠吸收的体外模型。CrNano、CrPic和CrCl3在Caco-2细胞模型中的转运和摄取试验分别从两个方向进行：肠腔侧到基底侧(AP-BL)和基底侧到肠腔侧(BL-AP),考察了浓度(0.2-20μmol/L)、时间(120 min)和温度(37℃和4℃)对转运和摄取的影响。结果表明：CrNano、CrPic和CrCl3从AP-BL和BL-AP两个方向跨细胞单层转运都呈浓度和时间依赖型,且转运不受温度影响。CrNano的表观通透系数(Papp)为5.89-7.92×10-6 cm/s,CrPic的Papp为3.52-5.31×10-6cm/s, CrCl3的Papp为0.97-1.37×10-6cm/s。Caco-2细胞从AP-BL和BL-AP两个方向对CrNano、CrPic和CrCl3的摄取都呈浓度和时间依赖型。当将孵育温度从37℃降低到4℃时,Caco-2细胞单层AP侧对CrNano的摄取量显著降低(P<0.05),而对CrPic和CrCl3的摄取量没有影响。37℃孵育条件下,CrNano、CrPic和CrCl3的转运率分别为15.83%±0.76%,9.08%±0.25%和2.11%±0.53%；摄取率分别为10.08%±0.76%,4.73%±0.60%和0.88%±0.08%。试验结果表明CrNano在Caco-2细胞中可能主要是经过跨细胞途径被动吸收,而CrPic和CrCl3可能主要是经过细胞间途径被动吸收,CrNano在Caco-2细胞中的吸收率高于CrPic和CrCl3。将5μmol/L不同影响因素(维生素C、CuSO4、FeCl2、ZnCl2、蔗糖、EDTA、草酸钠和柠檬酸钠)与4μmol/L铬(以CrNano、CrPic和CrCl3形式)共同孵育进行转运试验。结果表明：维生素C、CuSO4、ZnCl2、EDTA、草酸盐、柠檬酸盐和蔗糖对CrNano和CrPic的转运没有显著影响(P>0.05),但FeCl3显著降低了它们在Caco-2细胞单层中的转运量(P<0.05)。维生素C和草酸盐显著增加了CrCl3的转运量(P<0.05)；FeCl3和蔗糖则显著降低了CrCl3转运量(P<0.05)；而CuSO4、ZnCl2、EDTA和柠檬酸盐不影响CrCl3转运量(P>0.05)。以上结果说明不同来源的铬在吸收时所受的影响存在差异,无机CrCl3相对于CrNano和CrPic来说较易受到各种因素的干扰。将40只雄性SD大鼠随机分成四组,第1组饲喂基础日粮,第2、3、4组在基础日粮中分别以CrCl3、CrPic和CrNano的形式添加300μg/kg的铬,试验期间称量体重并记录饲料消耗,试验6周结束,测定体组成、血清指标和组织铬含量。结果表明：CrNano处理使日增重和饲料转化效率分别提高了12.68%(P<0.05)和25.59%(P<0.05)；CrPic和CrCl3对生长性能没有显著影响(P>0.05)。CrNano使大鼠瘦体重增加了15.57%(P<0.05),体脂含量下降了24.42%(P<0.05)；CrPic使大鼠瘦体重提高了14.82%(P<0.05),对体脂含量没有显著影响(P>0.05)；CrCl3对体组成没有显著影响(P>0.05)。CrNano使血清中胰岛素样生长因子Ⅰ、总蛋白和高密度脂蛋白含量分别提高了78.57%(P<0.05)、25.05%(P<0.05)和23.07%(P<0.05),使血清中胰岛素、葡萄糖、甘油三酯和尿素氮含量分别降低了45.38%(P<0.05)、31.84%(P<0.05)、46.67%(P<0.05)和48.75%(P<0.05)。CrPic使血清中胰岛素样生长因子Ⅰ和高密度脂蛋白含量分别升高了38.46%(P<0.05)和26.15%(P<0.05),使血清葡萄糖、甘油三酯和尿素氮含量分别降低了15.05%(P<0.05)、36.00%(P<0.05)和57.62%(P<0.05)。CrCl3对血清相关指标没有显著影响(P>0.05)。同时,CrNano处理组大鼠全血、肝脏、肾脏、空肠和后腿肌肉中的铬含量显著高于对照组、CrCl3组和CrPic组大鼠对应器官中铬含量。这些结果表明,CrNano相对于CrPic和CrCl3来说在大鼠体内具有较高的吸收率；CrNano生物利用率显著高于CrCl3,也有高于CrPic的趋势。将70只雄性SD大鼠随机分为7个日粮处理组,第1组饲喂基础日粮,第2-7组分别在基础日粮中以CrNano形式添加75、150、300、450、600和1200μg/kg铬。试验期6周,试验期间称量体重并记录日粮消耗,试验期末用双能X光测定仪测定大鼠体组成,并收集组织样品,测定组织铬含量。结果如下：以CrNano形式添加75、150、300μg/kg铬显著提高了大鼠的平均日增重(P<0.05)；75、150、300、450μg/kg铬显著提高了饲料转化效率(P<0.05)。300和450μg/kg铬显著提高了大鼠瘦体重(P<0.05),而150、300、450、600μg/kg铬则显著降低了大鼠体脂含量(P<0.05)。75-1200μg/kg铬显著升高了全血中的铬浓度(P<0.05);150～1200μg/kg铬都显著升高了肝脏和肾脏中的铬浓度(P<0.05)；同时300、450和600μg/kg铬则显著升高了大鼠后腿肌肉中铬含量(P<0.05)。这些结果表明日粮中补充CrNano能促进大鼠生长,改善体组成,增加铬在肝、肾、肌肉等组织中的沉积,但这些作用并没有呈现严格的剂量效应。