穆淑琴，李 馳，閆 峻，李 寧，劉 通，王文杰

(1. 天津市畜牧獸醫(yī)研究所，天津 300381；2. 天津市畜禽健康養(yǎng)殖技術工程中心，天津 300381；3. 西北農林科技大學 動物科技學院，陜西楊凌 712100)

季節(jié)性短期冷刺激對育肥豬血液生化指標的影響

穆淑琴1,2，李 馳3，閆 峻1,2，李 寧1，劉 通3，王文杰1,2

(1. 天津市畜牧獸醫(yī)研究所，天津 300381；2. 天津市畜禽健康養(yǎng)殖技術工程中心，天津 300381；3. 西北農林科技大學 動物科技學院，陜西楊凌 712100)

旨在研究季節(jié)性短期冷刺激對育肥豬血液生化指標、免疫因子水平以及抗氧化指標的影響。選取60頭體質量為(116±5) kg的育肥豬，隨機分為5組，每組12頭。試驗期間大幅降溫，對豬群造成冷刺激。試驗第9、13和25 天每頭豬前腔靜脈采集血液，測定生化、免疫和抗氧化指標。結果表明，冷刺激導致育肥豬血清中胰島素含量顯著降低，谷丙轉氨酶、谷草轉氨酶、血清葡萄糖、生長激素、三碘甲狀腺原氨酸、甲狀腺素含量顯著升高；冷刺激導致育肥豬血清中IgA、IgG、IgM和白細胞介素2(IL-2)含量顯著降低，一氧化氮含量顯著升高，并造成育肥豬免疫力下降；冷刺激導致育肥豬血液中谷胱甘肽過氧化酶、超氧化物歧化酶含量顯著降低，皮質醇含量升高，并造成育肥豬抗氧化能力降低。表明季節(jié)性短期冷刺激能通過改變育肥豬部分血清生化指標導致豬只免疫力和抗氧化能力降低。

季節(jié)性冷刺激；生化指標；免疫因子；抗氧化指標

中國華北地區(qū)秋冬季節(jié)氣候易發(fā)生急速變化，氣溫冷熱交替，環(huán)境溫差大，易造成動物季節(jié)性冷應激，導致動物生長緩慢，抗病性差，并誘發(fā)呼吸道及腸道多種疾病，甚至造成死亡，給華北地區(qū)養(yǎng)殖業(yè)造成巨大的經濟損失[1]。氣溫急速下降，引起動物神經內分泌、心血管、消化和免疫等系統(tǒng)的變化，以提高機體的適應能力[2]。國內外學者在關于冷應激對動物的神經系統(tǒng)、內分泌系統(tǒng)及生產性能的影響等方面做了大量研究[3-4]，但是對秋冬季節(jié)急速降溫前后育肥豬生理生化指標變化的研究較少。本試驗研究季節(jié)性短期冷刺激對育肥豬血液生化指標、免疫因子水平和抗氧化指標的影響，為育肥豬健康養(yǎng)殖提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗選取天津市現(xiàn)代畜牧業(yè)創(chuàng)新示范基地自繁的健康、體質量相近[(116±5) kg]的杜洛克×長白×大白三元雜交育肥豬60頭。

種豬生產性能測定系統(tǒng)(上海奧斯本牧業(yè)設備有限公司)；TH10R離線溫度自動記錄儀(深圳普爾特科技有限公司)。

1.2 試驗設計

60頭育肥豬隨機分為5組，每組12頭，試驗期25 d(2015-10-26-2015-11-19)。奧斯本種豬生長性能測定系統(tǒng)記錄試驗期間育肥豬生長性能和采食行為數(shù)據。豬舍室內采用TH10R離線溫濕度自動記錄儀檢測豬舍溫度，溫濕度計按南、中、北3側等距，前、中、后3側等距，高、中、低3層等距安置，共計27個監(jiān)測點，每分鐘記錄1次溫度。最終統(tǒng)計室內前、中、后3處的平均溫度數(shù)據。豬舍室外溫度由天津市武清區(qū)氣象監(jiān)測站記錄統(tǒng)計。

1.3 試驗飼糧

試驗飼糧根據NRC(2012)育肥豬飼養(yǎng)標準配制，基礎日糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

1.4 飼養(yǎng)管理

飼養(yǎng)試驗在天津市現(xiàn)代畜牧業(yè)創(chuàng)新示范基地進行。豬舍為東西向封閉結構，試驗期內南墻窗戶敞開。干粉料飼喂，自由采食飲水，按照常規(guī)免疫和消毒程序進行免疫消毒。

表1 基礎日糧組成及營養(yǎng)水平(風干基礎)Table 1 Composition and nutrient levels of basal diet (air dry basis)

注：預混料每千克提供：維生素A 5 000 IU，維生素D31 500 IU，維生素E 16 mg，維生素K31 mg，維生素B11.5 mg，維生素B24 mg，維生素B1260 ug，煙酸 20 mg，葉酸 0.3 mg，泛酸 12 mg，生物素 80 μg，鐵 100 mg，銅 30 mg，鋅 110 mg，錳 30 mg，硒 0.3 mg，碘 0.3 mg。

Notes:Premix per kg provides vitamin A 5 000 IU，vitamin D31 500 IU，vitamin E 16 mg，vitamin K31 mg，vitamin B11.5 mg，vitamin B24 mg，vitamin B1260 μg，niacin 20 mg，folic acid 0.3 mg，D-pantothenic acid 12 mg，Biotin 80 μg，F(xiàn)e 100 mg，Cu 30 mg，Zn 110 mg，Mn 30 mg，Se 0.3 mg，I 0.3 mg.

1.5 樣品采集與處理

每組隨機選擇3頭豬，在試驗的第9、13和25天每頭豬前腔靜脈采血，采血前12 h斷料空腹，血液采集10 mL，室溫靜置12 h，分離血清，-20 ℃保存，測定血清生化、免疫和氧化指標。

1.6 檢測指標與方法

谷丙轉氨酶(Alanine aminotransferase，ALT)、谷草轉氨酶(Aspartate transaminase，AST)、尿素氮(Blood urea nitrogen，BUN)、血液葡萄糖(Glucose，GLU)采用東芝120全自動生化分析檢測儀測定，測定試劑由北京北檢新創(chuàng)源生物技術有限公司提供；生長激素(Growth hormone，GH)、三碘甲狀腺原氨酸(Triiodothyronine，T3)、四碘甲狀腺原氨酸(Tetraiodothyronine，T4)、胰島素(Insulin，INS)、皮質醇(Cortisol，COR)用XH 6080十探頭全自動智能γ免疫儀器測定，測定試劑由北京北方生物技術研究所有限公司提供。

IgA、IgG、IgM用松上A8全自動生化分析儀測定，試劑盒由北京金?？朴缟锟萍及l(fā)展有限公司提供。谷胱甘肽過氧化物酶酶活(Glutathione Peroxidase ，GSH-Px)、超氧化物岐化酶酶活(Superoxide Dismutase，SOD)、一氧化氮(NO)由南京建成生物工程研究所提供的721型可見光分光光度計測定，白細胞介素2(Interleukin-2，IL-2)用XH 6080放免儀測定，試劑由天津九鼎試劑公司提供。

1.7 數(shù)據處理

使用Excel 2013對試驗數(shù)據進行初步整理，數(shù)據用SPSS 20.0軟件包中單因子方差分析(one-way ANOVA，LSD)進行統(tǒng)計，數(shù)據以“平均值±標準差”表示，組間以Duncan’s法進行多重比較，P<0.05為差異顯著。使用Graphpad prism 5軟件進行繪圖。

2 結果與分析

2.1 豬舍室內外溫濕度變化

由圖1可知，舍外溫度從試驗的第8 天開始急速下降，舍內溫度下降至7～8 ℃，舍內外濕度從試驗的第10 天開始急速升高，造成高濕，此時期為急速降溫期(第10～15天)，此期間對試驗豬造成冷刺激；試驗第16 天開始至試驗結束氣溫稍有回升，濕度也有降低的趨勢，為降溫后適應期(第15～25天)。

圖1 舍內外溫濕度Fig.1 Indoor and outdoor temperature and humidity

2.2 季節(jié)性冷刺激對血液生化指標的影響

由表2可知，與舒適期相比，急速降溫期育肥豬血液中ALT、AST、GLU、GH、T3和T4均顯著增高，INS顯著降低(P<0.05)，適應期的GLU、GH、INS、ALT、AST、T3、T4均無顯著差異(P>0.05)，極速降溫期和適應期的AST/ALT值均顯著降低(P<0.05)，且均低于1.0。

2.3 季節(jié)性冷刺激對血液免疫因子的影響

由表3可知，與舒適期相比，急速降溫期育肥豬血液中的IgG、IgA、IgM、IL-2均顯著降低，NO顯著增高(P<0.05)；適應期IgG、IgA、IgM、IL-2、NO均無顯著差異(P>0.05)。

表2 季節(jié)性冷刺激下育肥豬血液的生化指標Table 2 Influence of seasonal cold stimulation on blood biochemical indexes of fatten pigs

注：同行數(shù)據肩標不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下表同。

Note：In the same row,values with different lowercase letter superscripts mean significant difference atP<0.05. The same below.

2.4 季節(jié)性冷刺激對育肥豬抗氧化指標的影響

由表4可知，與舒適期相比，急速降溫期育肥豬血液中的GSH-Px、SOD均顯著降低，COR顯著增高(P<0.05)，BUN增高34%，但差異不顯著(P>0.05)，適應期GSH-Px、SOD、COR均無顯著差異(P>0.05)，BUN增高30%，但差異不顯著(P>0.05)。

表3 季節(jié)性冷刺激下育肥豬血液的免疫因子水平Table 3 Influence of seasonal cold stimulation on blood immune factor levels of fatten pigs

表4 季節(jié)性冷刺激下育肥豬血液的抗氧化指標Table 4 Influence of seasonal cold stimulation on fatten pigs' antioxidant indexes

3 討 論

當外界環(huán)境溫度發(fā)生變化時，動物機體出現(xiàn)相應的生理生化反應[5]。ALT和AST分布于肝組織中，正常情況下，由于細胞膜的屏障作用不易逸出，僅由于細胞的更新而少量釋放入血液中。異常情況下，細胞損傷，膜通透性增加，ALT、AST滲入血清中，造成血清中的含量增高。AST/ALT比值在一定程度上可以反映肝細胞的損傷程度，輕度肝病時，僅肝細胞中的AST釋放進入血清中，AST/ALT<1；嚴重肝損傷時， 線粒體和肝細胞中的大量AST釋放入血清中，造成患者血清中AST/ALT>1[6]。本試驗結果顯示，冷刺激早期AST、ALT快速升高，至后期下降恢復至降溫前舒適期水平，且AST/ALT<1.0，這與劉波等[7]和Strange[8]得出的結論一致?？赡苁且驗槎唐诶浯碳ぴ斐捎守i組織細胞膜受到氧化損傷，破壞細胞膜的完整性，使細胞通透性增加，造成輕度肝損傷，具體的作用機制還需要進一步探究。Liang等[9]研究發(fā)現(xiàn)，與對照組(處于15 ℃條件下)相比，荷斯坦奶牛暴露在-9 ℃低溫條件下3 d，血清中ALT和AST均顯著下降，本試驗結果與此報道不一致的原因可能是奶牛暴露溫度過低，導致肝臟代謝緩慢，表明短期低溫冷刺激與短期超低溫寒冷環(huán)境對機體代謝具有不同的影響。

血清中的葡萄糖主要來源于食物消化吸收、糖原分解和糖異生作用。胰島素是機體內唯一降低血糖含量的激素，參與機體內多種合成代謝，促進脂肪合成和儲存，降低血糖含量。本研究結果表明，短期冷刺激可以降低血液中胰島素水平，增加血糖濃度。血糖的異常反映腎上腺皮質機能的異常，低溫刺激腎上腺，引起下丘腦內生長抑制素減少，胰島素降低，胰高血糖素含量增加，導致糖原分解和糖原異生加強，動物減少凈能沉積，甚至動用機體沉積的能量，分解體內的營養(yǎng)物質，產生大量葡萄糖，從而使血糖含量增加。Xu等[10]研究結果表明，10 ℃的冷水刺激可使人血清中胰島素降低，這與本試驗結果一致，說明在冷刺激條件下，機體代謝率增加，體內的物質分解代謝加強加快，胰高血糖素分泌旺盛，抑制胰島素的分泌。

動物垂體分泌的生長激素，主要作用是促進生長發(fā)育和物質代謝，誘導加快DNA、RNA的合成進度，促進蛋白質合成，促進機體呈正氮平衡，GH還可以促進脂肪分解，增強脂肪酸氧化，為機體提供能量，抑制外周組織攝取和利用葡萄糖，減少葡萄糖消耗，提高機體血糖水平[11]。本試驗結果表明，短期低溫冷刺激可以顯著升高機體血清中GH含量。這與宋書豪[12]利用低溫和維生素C對籠養(yǎng)育成蛋鴨生產性能及生化指標的影響試驗得出的結論相同。低溫冷刺激使血清中GH含量升高的原因可能是育肥豬的肝細胞損傷致使肝臟對GH的清除能力下降，垂體前葉分泌GH異常。

三碘甲狀腺原氨酸(T3)和T4由動物的甲狀腺分泌，是動物機體重要的激素，可以促進組織代謝，加強組織氧化分解，增加耗氧量，使機體產熱增多；還可以加強糖異生作用，加速脂肪分解，升高血糖濃度等。本試驗結果表明，短期低溫冷刺激可以增加血清中T3和T4質量濃度。這與劉廣文等[13]報道的結論一致。短期低溫冷刺激引起甲狀腺的分泌速度增高，使機體組織的代謝率增加，產熱量增多，從而可以一定程度上緩解冷刺激對機體的損害。

IgA、IgG、IgM是動物機體分泌的免疫球蛋白，是參與機體體液免疫的主要抗體，三者在血清中的含量代表免疫球蛋白的整體水平，其含量是體液免疫的重要標志[14]。IL-2是主要由T細胞合成的一種重要細胞因子，通過增加淋巴細胞數(shù)目和提高細胞活性來增強機體免疫力，還可誘導增強對毒性細胞的殺傷活性，協(xié)同刺激細胞增殖與分泌，增強活化的細胞產生干擾素，誘導淋巴細胞產生，從而進一步增強機體的免疫功能，其含量是細胞免疫的重要標志[15]。NO在生物體內具有重要的生物功能，在免疫殺傷過程中發(fā)揮重要作用，可以殺傷入侵的細菌、真菌等微生物，清除腫瘤細胞、有機體異物，抗炎癥損傷。目前認為，激活的巨噬細胞釋放的NO可以通過抑制靶細胞線粒體中三羧酸循環(huán)、電子傳遞和細胞DNA合成等途徑，發(fā)揮殺傷靶細胞的效應。本試驗結果表明，短期效應內，低溫冷刺激可以降低血清中IgA、IgG、IgM和IL-2含量，增高血清中NO含量，導致育肥豬免疫力降低。王長平[16]研究報道， 降溫5～7 ℃進行冷刺激，與降溫前相比，肉雞血清中IgG含量相比無顯著變化。與本試驗結論不同，原因可能是試驗動物和處理溫度不同。

GSH-Px、SOD在各組織器官抵抗氧化損傷中發(fā)揮著重要作用。GSH-Px廣泛存在于生物體內，可以清除H2O2和過氧化物，催化H2O2和脂質過氧化物還原，防止脂質過氧化物對機體生物膜和組織的損傷，保護細胞膜結構和功能的完整性；SOD主要功能是清除超氧陰離子自由基，保護細胞免受損傷，因此SOD的活性可反映機體清除自由基的能力。Kaushik等[17]研究冷應激對小鼠抗氧化防御系統(tǒng)的影響，結果表明冷應激可使血清中SOD和GSH-Px的活性均顯著降低，與本試驗結果所得出的結論一致，說明季節(jié)性短期冷刺激能導致機體脂質過氧化程度加強，自由基蓄積，導致機體組織氧化損傷。

COR由腎上腺皮質分泌，主要調節(jié)體內糖和蛋白質的代謝，可以抑制肌肉和脂肪組織從血液中攝取葡萄糖；促進肌肉蛋白分解，增強脂肪組織水解；促進糖異生和誘導肝、腎中葡萄糖的合成，以維持血糖水平[18]。本試驗結果表明，低溫冷刺激增高血液中COR含量，這可能是由于冷應激使垂體分泌促腎上腺皮質激素增加，促進腎上腺皮質分泌皮質醇，從而加強細胞的代謝活動，促進蛋白質分解及糖異生，增加產熱量以維持體溫的恒定[19]。

BUN是動物機體蛋白質代謝的終產物。在機體出現(xiàn)過度應激、高蛋白膳食、蛋白分解、腎炎等狀況時，BUN含量才會出現(xiàn)升高。本試驗結果顯示，短期低溫冷刺激在一定程度上使BUN含量升高，但差異不顯著，這可能是短期低溫冷刺激對腎臟功能的影響較小，BUN含量未出現(xiàn)顯著變化。

4 結 論

季節(jié)性短期冷刺激導致育肥豬血清中ALT、AST、GLU、GH、T3和T4含量顯著增高，INS含量顯著降低，導致育肥豬合成代謝降低，促進分解代謝。季節(jié)性短期冷刺激導致血清中IgA、IgG、IgM、IL-2含量顯著降低，NO含量升高，從而使育肥豬免疫力降低。季節(jié)性短期冷刺激導致育肥豬血清中GSH-Px、SOD含量顯著降低，COR含量升高，從而使育肥豬抗氧化能力降低。

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EffectofSeasonalColdShort-TermStimulationonBloodBiochemicalIndicators,LevelsofImmuneFactorsandOxidationIndexofFinishingPigs

MU Shuqin1,2,LI Chi3,YAN Jun1,2,LI Ning1,LI Tong3and WANG Wenjie1,2

(1.Tianjin Animal Science and Veterinary Research Institute,Tianjin 300381,China; 2.Tianjin Livestock and Poultry Health Aquaculture Engineering Center,Tianjin 300381,China; 3.College of Animal Science and Technology,Northwest A&F University,Yangling Shaanxi 712100,China)

This study was conducted to explore the influence of seasonal cold short-term stimulation on blood biochemical indexes,levels of immune factors and oxidation index of finishing pigs. Sixty pigs with body weight of (116±5) kg were selected and randomly assigned into 5 groups with 12 replicates in each group. During the trial period,the average temperature of pigsty decreased caused cold stimulation to herds. The results showed that cold stimulation significantly reduced insulin content,while serum alanine aminotransferase,aspartate aminotransferase,growth hormone,L-glucose,three iodine thyroid and thyroid hormone significantly increased. Cold stimulation significantly reduced immunoglobulin a,g,m,interleukin-2 and increased nitric oxide,reduced immunity of fattening pigs. Cold stimulation significantly reduced Glutathione peroxidase,superoxide dismutase and increased cortisol,reduced the antioxidant capacity of fattening pigs. So seasonal cold short-term stimulation change partial pig serum biochemical indexes,and reduce the immune system and antioxidant capacity.

Seasonal cold stimulation; Serum biochemical indices; Immune indexes; Antioxidant indexes

2016-08-15

2016-10-06

Key Sci-tech Project of the “12th Five-year-plan” of China (No.2012BAD39B01-3); the National Natural Science Foundation of China(No.31402097).

MU Shuqin,female,researcher. Research area: animal nutrition and feed science.E-mail:mushuq@163.com

S828.9+1

A

1004-1389(2017)10-1422-07

日期：2017-10-18

網絡出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20171018.1733.004.html

2016-08-15

2016-10-06

“十二五”農村領域國家科技計劃(2012BAD39B01-3)；國家自然基金(31402097)。

穆淑琴，女，研究員，主要從事動物營養(yǎng)與飼料科學的研究。E-mail：mushq@163.com

王文杰，男，研究員，博士生導師，主要從事動物營養(yǎng)與飼料科學的研究。E-mail：anist@vip.163.com

CorrespondingauthorWANG Wenjie,male,research fellow,doctoral supervisor.Research area:animal nutrition and feed science. E-mail: anist@vip.163.com

(責任編輯：顧玉蘭Responsibleeditor:GUYulan)