日粮添加亮氨酸对早期断奶宫内发育迟缓仔猪肠道功能及能量代谢的影响

摘要

宫内发育迟缓(intrauterine growth retardation，IUGR)普遍存在于人类新生儿和多胎哺乳动物中，是妊娠期的一种严重并发症，会引起围产儿高发病率和高死亡率，甚至对其生长发育和健康造成持久不利的影响。亮氨酸是哺乳动物生长过程的必需氨基酸(essential amino acids，EAA)，也是机体摄入的膳食蛋白中含量最丰富的支链氨基酸(branched-chain amino acids，BCAA)，参与机体多种代谢过程，对促进动物生长、增强抗病力以及提高营养物质消化和吸收等方面起到突出作用。本试验以早期断奶IUGR仔猪为研究对象，通过在日粮中添加0.35％L-亮氨酸，考察亮氨酸对早期断奶IUGR仔猪肠道功能和能量代谢的调控作用，为IUGR仔猪的饲养和婴儿营养的临床应用提供相应的理论基础和借鉴。 1.日粮添加亮氨酸对早期断奶宫内发育迟缓仔猪肠道组织形态和免疫功能的影响 试验一从体型相似、胎次相近和正常分娩的16头母猪中挑选NBW和IUGR新生仔猪各16头，每窝选择一头IUGR仔猪和一头NBW同胞仔猪，所有新生仔猪自然哺乳至14日龄断奶，然后分别饲喂基础日粮或亮氨酸日粮（基础日粮+0.35％L-亮氨酸），即NC(NBW+基础日粮)、NL(NBW+亮氨酸日粮)、IC（IUGR+基础日粮）和IL（IUGR+亮氨酸日粮）共4组，每组8头仔猪。当仔猪饲养至35日龄时，分别从每组选择8头仔猪，公母各半，屠宰取肠道组织，测定肠道组织形态、肠道上皮内免疫细胞数量、回肠黏膜TNF-α、IL-2和IL-10含量，以及回肠黏膜TNF-α、IL-2和IL-10mRNA表达量。结果表明:(1)相比NBW仔猪，IUGR仔猪十二指肠、空肠和回肠的VH、VCR、VW、VS均显著降低(P＜0.05)，而CD显著增加（P＜0.05）。日粮添加0.35％L-亮氨酸可使IUGR仔猪十二指肠的VH、VCR和空肠的VCR及回肠的VH、VCR、VW均明显升高(P＜0.05)，而回肠的CD有下降的趋势(P=0.081)。(2)相比NBW仔猪，IUGR仔猪空肠和回肠中GC、IEL数量均明显降低（P＜0.05）。日粮添加0.35％L-亮氨酸可使IUGR仔猪回肠中GC、IEL数量及十二指肠中IEL数量均明显增加(P＜0.05)，空肠中IEL数量有增加的趋势(P=0.097)。(3)相比NBW仔猪，IUGR仔猪回肠黏膜TNF-α含量显著增加(P＜0.05)，而IL-10含量显著降低(P＜0.05)。日粮添加0.35％L-亮氨酸可使IUGR仔猪回肠黏膜TNF-α含量有降低的趋势(P=0.051)，而IL-10含量显著增加(P＜0.05)。(4)相比NBW仔猪，IUGR仔猪回肠黏膜TNF-αmRNA表达量明显上调(P＜0.05)，而IL-2mRNA表达量有下调的趋势(P=0.099)，IL-10mRNA表达量明显下调(P＜0.05)。日粮添加0.35％L-亮氨酸可使IUGR仔猪回肠黏膜TNF-αmRNA表达量有下调的趋势(P=0.073)，IL-2、IL-10mRNA表达量明显上调(P＜0.05)。总之，日粮添加0.35％L-亮氨酸可以很好的改善早期断奶IUGR仔猪肠道组织形态、增加肠道上皮内免疫细胞数量和缓解肠道炎症反应，从而对增强肠道免疫功能和修复肠道损伤有一定的帮助作用。 2.日粮添加亮氨酸对早期断奶宫内发育迟缓仔猪肠道氧化还原状态、线粒体DNA生物合成与功能的影响 试验设计同试验一。取空肠组织，测定空肠黏膜DNA、RNA和蛋白质含量、空肠黏膜抗氧化酶活性、空肠黏膜MDA、ATP和mtDNA含量，以及空肠黏膜mtDNA生物合成与线粒体功能相关基因的mRNA表达量。结果表明:(1)相比NBW仔猪，IUGR仔猪空肠黏膜DNA含量明显降低(P＜0.05)，而日粮添加0.35％L-亮氨酸可使IUGR仔猪空肠黏膜DNA含量(P=0.064)、RNA/DNA比值(P=0.089)均有升高的趋势。(2)相比NBW仔猪，IUGR仔猪空肠黏膜Mn-SOD、T-AOC活性和ATP含量显著降低(P＜0.05)，CAT（P=0.074）、GPx(P=0.087)活性有下降的趋势，而MDA含量有升高的趋势(P=0.063)。日粮添加0.35％L-亮氨酸可使IUGR仔猪空肠黏膜Mn-SOD、T-AOC活性明显升高(P＜0.05)，ATP含量有升高的趋势(P=0.097)，而MDA含量明显降低(P＜0.05)。(3)相比NBW仔猪，IUGR仔猪空肠黏膜mtDNA含量显著减少(P＜0.05)，而日粮添加0.35％L-亮氨酸可使其mtDNA含量有升高的趋势(P=0.063)。(4)相比NBW仔猪，IUGR仔猪空肠黏膜NRF1、TFAM、ATPs、CcOXV、Cytc、Glucokinase mRNA表达量均明显下调(P＜0.05)，PGC1αmRNA表达量有下调的趋势(P=0.074)。日粮添加0.35％L-亮氨酸可使IUGR仔猪空肠黏膜PGC1α、TFAM、ATPs、CcOXImRNA表达量均明显上调(P＜0.05)，CcOXVmRNA表达量有上调的趋势(P=0.068)。总之，日粮添加0.35％L-亮氨酸可以有效改善早期断奶IUGR仔猪肠道黏膜mtDNA含量及mtDNA生物合成与线粒体功能相关基因的mRNA表达量，并且可以提高肠道黏膜抗氧化能力，同时促进肠道黏膜的生长发育，可见亮氨酸对缓解IUGR仔猪肠道氧化应激和线粒体功能紊乱有很好的调控作用。 3.日粮添加亮氨酸对早期断奶宫内发育迟缓仔猪肠道消化吸收功能和能量代谢的影响 试验设计同试验一。取肠道食糜及空肠组织，测定空肠黏膜消化吸收标志酶和肠道内源消化酶活性、空肠黏膜胰岛素和胰岛素样生长因子含量、空肠黏膜糖代谢酶活性以及空肠黏膜葡萄糖转运和能量代谢相关基因的mRNA表达量。结果表明:(1)相比NBW仔猪，IUGR仔猪空肠黏膜蔗糖酶活性有降低的趋势(P=0.084)，麦芽糖酶、乳糖酶、AKP、Na+/K+-ATP酶活性显著降低(P＜0.05)。日粮添加0.35％L-亮氨酸可使IUGR仔猪空肠黏膜麦芽糖酶(P=0.082)、Na+/K+-ATP酶(P=0.062)活性有提高的趋势，AKP活性显著升高(P＜0.05)。(2)相比NBW仔猪，IUGR可明显降低(P＜0.05)仔猪空肠和回肠食糜中淀粉酶及回肠食糜中脂肪酶活性，且十二指肠食糜中淀粉酶活性有降低的趋势(P=0.071)。日粮添加0.35％L-亮氨酸可使IUGR仔猪十二指肠、空肠和回肠食糜中淀粉酶、脂肪酶及十二指肠食糜中糜蛋白酶活性均明显升高(P＜0.05)，且空肠食糜中糜蛋白酶活性有提高的趋势(P=0.090)。(3)相比NBW仔猪，IUGR可显著降低(P＜0.05)仔猪空肠黏膜Ins、IGF-1含量，而日粮添加0.35％L-亮氨酸可使IUGR仔猪空肠黏膜Ins、IGF-1含量得到显著提高(P＜0.05)。(4)相比NBW仔猪，IUGR仔猪空肠黏膜PK及其线粒体MDH活性明显降低（P＜0.05），而日粮添加0.35％L-亮氨酸可使IUGR仔猪空肠黏膜线粒体MDH、SDH活性明显升高(P＜0.05)。(5)相比NBW仔猪，IUGR仔猪空肠黏膜SGLT1、mTOR mRNA表达量明显下调(P＜0.05)，PK(P=0.071)mRNA表达量有下调的趋势。日粮添加0.35％L-亮氨酸可使IUGR仔猪空肠黏膜SGLT1、GLUT2、mTOR mRNA表达量均明显上调(P＜0.05)。总之，日粮添加0.35％L-亮氨酸可以通过调控肠道葡萄糖转运与能量代谢相关基因的mRNA表达量，提高肠道黏膜消化吸收标志酶、内源消化酶和糖代谢酶的活性，并促进黏膜Ins和IGF-1的分泌，从而有效改善早期断奶IUGR仔猪肠道消化吸收功能和能量代谢的异常现象。 综上所述，通过研究早期断奶IUGR仔猪肠道功能和能量代谢状态，发现其肠道免疫功能受损、氧化应激加剧、线粒体功能紊乱、消化吸收能力低下和能量代谢异常，这可能与相关信号通路关键因子的转录水平发生变化有关。在本试验中，早期断奶IUGR仔猪日粮中添加0.35％L-亮氨酸可以从一定程度上促进肠道生长发育、修复肠道功能和缓解机体的异常代谢。

目录

声明

摘要

本文部分缩略词的中英文对照表

引言

第一章文献综述

第一节宫内发育迟缓在猪上的研究进展

1宫内发育迟缓的定义与诊断

2宫内发育迟缓动物模型的构建

3宫内发育迟缓对仔猪肠道生长发育及功能的影响

4宫内发育迟缓仔猪肠道生长发育及功能的营养调控

第二节亮氨酸的研究进展

1亮氨酸的简介及代谢

2亮氨酸的生理功能

3亮氨酸在人类临床中的应用

4亮氨酸在啮齿类动物中的应用

5亮氨酸在猪生产中的应用

第二章日粮添加亮氨酸对早期断奶宫内发育迟缓仔猪肠道组织形态和免疫功能的影响

1材料与方法

2结果与分析

3讨论

4本章小结

第三章日粮添加亮氨酸对早期断奶宫内发育迟缓仔猪肠道氧化还原状态、线粒体DNA生物合成与功能的影响

1材料与方法

2结果与分析

3讨论

4本章小结

第四章日粮添加亮氨酸对早期断奶富内发育迟缓仔猪肠道消化吸收功能和能量代谢的影响

1材料与方法

2结果与分析

3讨论

4本章小结

参考文献

全文结论

致谢

攻读硕士学位期间发表论文