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为研究饲喂氧化鱼油对新生仔猪肠道发育和黏膜免疫的影响以及添加大豆异黄酮和精氨酸对其保护作用及可能机制,本研究共进行了四个试验,包括两个动物试验和两个离体试验。试验一选用平均体重为1.78±0.04kg的4日龄杜×(长×大)三元杂公猪96头,随机分成4个处理组(新鲜鱼油组、氧化鱼油组、氧化鱼油+20mg/kg大豆异黄酮组、氧化鱼油+40mg/kg大豆异黄酮组),每个处理组6个重复,每个重复4头。试验二在猪肠上皮细胞培养液中加入400μmol/L FeSO4/H2O2溶液,2h后,分别加入0、10、20、40和80μmol/L大豆异黄酮。试验三选用96头仔猪,随机分成4个处理组(新鲜鱼油组、氧化鱼油组、氧化鱼油+0.4%精氨酸组、氧化鱼油+0.8%精氨酸组),每个处理组6个重复,每个重复4头。试验四在细胞培养液中加入400μmol/L FeSO4/H2O2溶液,2h后,分别加入0、0.1、0.2、0.4和0.8mmol/L精氨酸。结果如下:
1.饲喂氧化鱼油显著降低了新生仔猪末重和平均日增重(p<0.05),显著提高了仔猪料重比(P<0.05)和腹泻率(P<0.05);饲喂氧化鱼油降低了新生仔猪血清中三碘甲状原氨酸(T3)、甲状腺素(T4)、胰岛素样生长因子-I(IGF-I)含量和谷胱甘肽过氧化酶(GSH-Px)活性(P<0.05),极显著提高了血清中丙二醛(MDA)含量(P<0.01);饲喂氧化鱼油降低了十二指肠绒毛高度(P<0.05),极显著提高了空肠黏膜中MDA含量(p<0.01),显著降低了空肠黏膜中总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性(P<0.05),显著提高了空肠黏膜中氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量(P<0.05),引起仔猪肠道氧化应激;提高了空肠黏膜细胞因子白介素1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-2(IL-2)、核因子-κB(NF-κB)含量以及半胱天冬酶-3(caspase-3)和诱导型一氧化氮合成酶(iNOS)活性(P<0.05),降低了空肠黏膜中分泌型免疫球蛋白A(sIgA)、白介素-4(IL-4)和一氧化氮(NO)含量(P<0.05)。
2.添加20mg/kg和40mg/kg大豆异黄酮显著降低了仔猪腹泻率(p<0.05),提高了血清中T3含量(P<0.05);添加20mg/kg大豆异黄酮显著降低了饲喂氧化鱼油新生仔猪血清和空肠黏膜中MDA含量(P<0.05),提高了仔猪十二指肠绒毛高度(P<0.05)和空肠黏膜中过氧化氢酶(CAT)、GSH-Px活性(P<0.05)和sIgA分泌(P<0.05),添加40mg/kg大豆异黄酮与氧化鱼油组之间无显著差异(P>0.05):添加20mg/kg和40mg/kg大豆异黄酮显著降低了仔猪空肠黏膜中GSSG、IL-1β和IL-2含量(P<0.05);添加40mg/kg大豆异黄酮显著降低了仔猪空肠黏膜中NF-κB含量(P<0.05)。
3.由仔猪肠上皮细胞体外培养试验得出,氧化应激条件下,添加10-40μmol/L大豆异黄酮显著提高了仔猪肠上皮细胞增殖率(P<0.05)。添加10-40μmol/L大豆异黄酮降低了细胞凋亡率和细胞中caspase-3活性(P<0.05),添加大豆异黄酮降低了细胞中GSSG、TNF-α和c-Jun氨基末端激酶(JNK)含量(P<0.05)。
4.添加0.4%精氨酸提高了饲喂氧化鱼油新生仔猪平均日采食量(P<0.05),降低了11~21天仔猪腹泻率(P<0.05),提高了血清中NO含量和GSH-Px活性(P<0.05),降低了血清中乳酸脱氢酶(LDH)活性(P<0.05),显著降低了仔猪空肠黏膜中MDA含量(P<0.05),添加0.8%精氨酸与氧化鱼油之间无显著差异(P>0.05);添加0.8%精氨酸提高了仔猪血清中T-SOD、CAT和GSH-Px活性(P<0.05);添加0.4%和0.8%精氨酸提高了仔猪血清中T3、T4和IgM含量(P<0.05)和仔猪十二指肠绒毛高度和空肠绒毛面积(P<0.05),降低了空肠黏膜中IL-2、TNF-α、NF-κB含量以及caspase-3、iNOS活性(P<0.05),提高了空肠黏膜中NO含量和精氨酸含量(P<0.05)。
5.由仔猪肠上皮细胞体外培养试验得出,添加精氨酸培养1d时,氧化应激条件下猪肠上皮细胞增殖率提高(P<0.05),培养3d和5d时,添加0.1-0.8mmol/L精氨酸组细胞增殖率提高(P<0.05),细胞凋亡率显著下降(P<0.05)。添加精氨酸显著降低了细胞中IL-1β、IL-2、NF-κB、JNK含量,增加了细胞中IL-4、精氨酸和NO含量。
以上结果表明,给4日龄新生仔猪饲喂氧化鱼油导致仔猪肠道产生了氧化损伤,降低了仔猪生产性能,肠道绒毛受损,且黏膜中sIgA分泌减少,促炎细胞因子增加,NF-κB和iNOS含量增加。添加大豆异黄酮缓解了仔猪肠道受到的氧化损伤,体内试验最佳添加量为20mg/kg,体外试验最佳添加量为10-40μmol/L,可能机制为大豆异黄酮通过抑制了NF-κB表达,促进肠道黏膜中sIgA分泌,减少了肠道黏膜中IL-1β和IL-2含量。添加精氨酸缓解了仔猪肠道受到的氧化损伤,体内试验最佳添加量为0.4%,体外试验最佳添加量为0.1-0.2mmol/L,可能机制是精氨酸通过抑制NF-1B和iNOS表达,降低了空肠黏膜中caspase-3、IL-2和TNF-α含量,提高了肠道中NO和精氨酸含量,从而缓解了仔猪肠道受损。