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低出生重(LBW)是指仔猪在出生时体重偏低的一种现象,其发生的主要原因可能是其胚胎或组织器官在子宫内发育受阻,严重影响了其生后的生长发育。为深入认识LBW仔猪肠道发育及营养调控策略,本文通过两个动物试验比较探讨了 LBW对新生仔猪肠道发育的影响及人工乳补充精氨酸(Arg)对LBW哺乳仔猪肠道发育的影响,为LBW仔猪肠道发育及营养调控提供资料。试验一 LBW新生仔猪肠道发育及氧化还原状态研究本试验旨在比较研究LBW与NBW新生仔猪肠道发育及氧化还原状态的差异。试验选取体况相近、胎次一致、产期接近的LY母猪所产新生LBW(0.6-1.0 kg)仔公猪和正常出生重(NBW)(1.6-2.0kg)仔公猪各10头,即从一头母猪中选取一头LBW仔公猪,相应的选取一头NBW仔公猪,相互配对,不吃初乳,立即麻醉屠宰取样。结果表明:(1)LBW显著降低了新生仔猪小肠长度、小肠重量和小肠重/小肠长度(P<0.05);(2)LBW显著降低了新生仔猪血清中leptin、insulin的含量(P<0.05),对IGF1的含量有降低的趋势(P=0.06);(3)LBW显著降低了新生仔猪血清中T-AOC、SOD、CAT的活性(P<0.05),显著增加了 MDA的含量(P<0.05);(4)LBW显著降低了新生仔猪空肠的绒隐比(P<0.05),有降低空肠和回肠绒毛高度的趋势(P=0.09),有降低空肠紧密连接蛋白claudin1基因相对表达量的趋势(P=0.05);(5)LBW显著降低了仔猪空肠组织中CAT的活性,显著降低了空肠组织中AHR的活性(P<0.05),有降低ASA活性的趋势(P=0.09),显著降低了仔猪空肠组织中CAT、GPx和HO1等基因的mRNA表达量(P<0.05);(6)LBW诱导新生仔猪空肠线粒体发生空泡化和膨胀现象,LBW降低了仔猪空肠组织中线粒体合成与功能相关基因PGC1α(P<0.05)、CcoxII(P=0.07)、Cytc(P=0.08)的 mRNA 表达量;(7)LBW 显著降低了新生仔猪空肠组织中Arg转运代谢相关基因eNOS和CAT1的mRNA表达量(P<0.05)。本试验结果表明,与NBW新生仔猪相比,LBW新生仔猪的血清leptin、insulin 含量下降,血淸及空肠氧化还原状态失衡,空肠线粒体的形态结构受到损伤,空肠线粒体合成与功能相关基因表达量下降,空肠组织中Arg转运和代谢相关基因的表达量下降,肠道屏障功能降低,肠道发育不良。试验二日粮补充精氨酸对LBW仔猪生长性能、肠道发育及抗氧化功能的影响根据试验一的结果,LBW新生仔猪肠道发育不良且空肠发生氧化应激,Arg既可以促进幼龄仔猪的最大化生长,又可以有效缓解氧化应激,为此我们开展试验二来研究Arg对LBW仔猪生长性能、肠道发育及功能的影响。试验选取体况相近、产期接近的LY母猪(72头)所产新生仔猪中选取16头NBW仔猪和72头LBW仔猪,母乳饲喂至3 d断奶,按体重接近、公母比例一致的原则从中选取10对NBW和LBW仔猪以及另外30头LBW仔猪,4d时,分为5个处理,其中10对NBW和LBW仔猪饲喂基础日粮,剩余的30头LBW仔猪根据体重和性别分为3个处理,分别饲喂基础日粮+0.5%Arg(0.5%Arg),基础日粮+1.0%Arg(1.0%Arg)和基础日粮+1.5%Arg(1.5%Arg),采用人工乳饲养21 d,饲养试验结束后选择最佳生长性能的Arg添加组与NBW组和LBW组一起屠宰取样。结果表明:与NBW组相比,(1)LBW组显著降低了仔猪在试验第一周和第二周的平均日增重(ADG)和平均日采食量(ADFI)及试验全期的ADG和ADFI(P<0.05);(2)LBW显著降低了仔猪血清中Om和Ala的含量(P<0.05),有降低血清Pro含量的趋势(P=0.06);(3)LBW显著降低了仔猪血清中insulin、IGF1、IL6和TNFα的含量(P<0.05);(4)LBW显著增加了仔猪血清中PC的含量(P<0.05),(5)LBW仔猪十二指肠和回肠的绒隐比显著下降(P<0.05),显著降低了仔猪空肠组织中紧密连接蛋白claudin1的mRNA表达量(P<0.05);(6)LBW显著降低了仔猪空肠组织中CAT和GPx的活性(P<0.05),有增加空肠组织中MDA含量的趋势(P=0.08),显著增加了仔猪空肠组织中ASA的活性(P<0.05);(7)LBW显著降低了仔猪空肠线粒体中CAT的活性,增加了空肠线粒体MDA的含量(P<0.05);(8)LBW显著提高了仔猪空肠组织中IL1β、TNFα(P=0.07)、TLR4、MyD88、p65NF-κB和p38MAPK等基因的mRNA表达量(P<0.05);(9)LBW 显著提高了仔猪空肠组织中Arg转运载体CAT1和CAT2的mRNA表达量(P<0.05),有降低空肠组织中arginase2基因mRNA表达量的趋势(P=0.07)。与LBW组相比,0.5%Arg显著提高了仔猪在试验第一周及试验全期的ADG(P<0.05),1.0%Arg 显著提高了仔猪在试验第二周和第三周及试验全期的ADG(P<0.05),1.5%Arg 显著提高了仔猪在试验第三周及试验全期的ADG(P<0.05)。其中1.0%Arg组,(1)显著提高了仔猪血清中Arg和Orn的含量(P<0.05),有提高血清中Pro(P=0.06)和Glu(P=0.09)含量的趋势;(2)显著提高了仔猪血清中insulin、IL6和IL10的含量(P<0.05),降低了 IL1的含量(P<0.05);(3)显著提高了仔猪血清中SOD的活性,显著提高了血清中ASA的活性(P<0.05),显著降低了血清中PC的含量(P<0.05);(4)显著提高了仔猪回肠的绒毛高度和绒隐比及空肠的绒毛高度(P<0.05),有增加空肠绒隐比的趋势(P=0.06),显著提高了空肠粘膜中蔗糖酶和麦芽糖酶的活性以及空肠组织中claudin1的mRNA表达量(P<0.05);(5)显著降低了空肠组织中MDA的含量(P<0.05),有增加CAT(P=0.06)和GPx(P=0.09)活性的趋势,显著提高了空肠CAT、GPx的mRNA表达量(P<0.05);(6)显著增强了仔猪空肠线粒体中CAT和SOD的活性(P<0.05);(7)显著降低了空肠组织中IL1、IL6和TNFα的含量(P<0.05),显著降低了空肠IL1β、TLR4、MyD88、p65NF-κB和p38MAPK等基因的mRNA表达量(P<0.05);(8)显著降低了仔猪空肠组织中Arg转运载体CAT1和CAT2的mRNA表达量(P<0.05),显著增强了arginase 的mRNA表达量(P<0.05)。本试验结果表明,与NBW仔猪相比,LBW仔猪的生长性能显著下降,血清生长相关激素的含量显著降低,肠道形态结构受损,血清和空肠的氧化还原状态失衡,空肠线粒体抗氧化能力下降,空肠炎症相关因子和免疫信号分子的基因表达量增加,精氨酸转运水平增加,分解代谢水平降低。1.0%Arg补充显著提高了 LBW仔猪的生长性能,增加了 LBW仔猪生长相关激素水平,改善了 LBW仔猪肠道消化功能和屏障功能,增强了 LBW仔猪血清、空肠及空肠线粒体抗氧化能力,降低了空肠炎症因子的含量和免疫信号分子的基因表达量,降低了精氨酸的转运载体的基因的表达量,增强精氨酸酶的基因表达量。综上所述,本研究结果表明,与NBW新生仔猪相比,LBW新生仔猪血清及空肠氧化还原状态失衡,空肠线粒体的形态结构受到损伤,空肠线粒体合成与功能相关基因表达量下降,肠道屏障功能降低,肠道发育不良。采用人工乳饲喂21 d后,与NBW仔猪相比,LBW仔猪的生长性能显著下降,生长相关激素的分泌显著降低,肠道形态结构受损,血清、空肠以及空肠线粒体抗氧化能力下降,空肠精氨酸转运水平增加、分解水平降低。1.0%Arg补充显著提高了 LBW仔猪的生长性能,增加了 LBW仔猪生长相关激素水平,改善了 LBW仔猪肠道形态和消化功能,增强了 LBW仔猪血清、空肠及空肠线粒体抗氧化能力,增强了空肠免疫功能,降低了空肠精氨酸的转运载体基因的表达,增强了空肠精氨酸酶的基因表达。