廖佳欣, 趙美玉, 劉志強, 汪建國, 孫紅晨, 楊開倫
(1.新疆農(nóng)業(yè)大學動物科學學院,新疆 烏魯木齊 830052;2.新疆上品美羊科技有限公司,新疆 昌吉 831100)
羔羊哺乳期及斷奶期是綿羊一生的重要發(fā)育階段, 該階段羔羊的各組織器官快速發(fā)育受神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)控,生長激素(GH)是調(diào)節(jié)動物生長最為關(guān)鍵的激素之一。 N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)是神經(jīng)遞質(zhì)天門冬氨酸和谷氨酸的強效激活劑,天門冬氨酸和谷氨酸是哺乳動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的興奮性遞質(zhì), 參與控制垂體功能, 研究表明,NMDA 可以由此參與機體內(nèi)分泌調(diào)節(jié),促進機體生長發(fā)育(Hoffmann 等,2010)。 NMDA 在神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)中起著重要的作用,適量的NMDA 可以通過NMDA 受體與腺苷A1 受體合作的機制保護小鼠免定量的受喹啉酸引起的癲癇發(fā)作和細胞性海馬死亡(Boeck 等,2010),但NMDA 可直接調(diào)控生長內(nèi)分泌系統(tǒng)的機制暫不明確。 D’aniello 等(2000)用離體大鼠垂體細胞做試驗,證明NMDA直接刺激垂體產(chǎn)生促GH 分泌作用。 Holloway 等(1997)在虹蹲魚上試驗,表明NMDA 刺激GH 分泌是通過對垂體的直接作用產(chǎn)生, 因此人們逐漸認識到NMDA 可直接刺激腺垂體而發(fā)揮作用。Estienne 等 (2000) 利用生長激素釋放激素(GHRH)抗血清預(yù)處理動物,再注入NMDA,則血清GH 水平無升高。 Estienne 等(2000)研究顯示,NMDA 可體外刺激下丘腦分泌GHRH,說明NMDA 可能是在下丘腦水平調(diào)節(jié)GH 的,從而促進機體生長發(fā)育。 本試驗通過對哺乳期羔羊及生長期羔羊補喂不同水平的NMDA,探究其對哺乳期羔羊生長軸主要激素水平和生長的影響。
1.1 試驗時間及地點 本試驗于2022 年5 月5日至2022 年7 月23 日進行,共計79 d。 試驗地點為新疆維吾爾自治區(qū)昌吉市農(nóng)業(yè)園區(qū)上品美羊科技有限公司。
1.2 試驗設(shè)計及分組 本研究采用單因素多水平隨機分組試驗設(shè)計。 選取平均體重為 (5.6±1.15)kg、 體況健康的7 日齡羔羊32 只為試驗研究對象,公羔∶母羔數(shù)量比為1∶1,隨機分為4 組,每組8 只,進行為期38 d 飼養(yǎng)試驗。 分別為CON組、1.25 NMDA 組、2.5 NMDA 組、5 NMDA 組,所有羔羊正常隨母吮乳,7 日齡開始補喂精料,自由采食。 試驗組羔羊從8 日齡開始補喂不同劑量NMDA(購自湖北信康醫(yī)藥化工有限公司,有效含量≥98%),CON 組補喂0 mg/kg NMDA BW,1.25 NMDA 組補喂1.25 mg/kg NMDA BW,2.5 NMDA組補喂2.5 mg/kg NMDA BW,5 NMDA 組補喂5 mg/kg NMDA BW,NMDA 補喂量根據(jù)羔羊體重每7 d 調(diào)整一次。本試驗中,NMDA 的補喂量參照許梓榮等(2001a)給肥育豬補喂50 mg/kg NMDA的試驗研究,開展為期38 d 的飼喂試驗。
1.3 試驗動物飼養(yǎng)管理及日糧組成 所選取哺乳期羔羊隨母羊飼養(yǎng)于暖圈高床之上, 羔羊出生后正常隨母吮乳,7 日齡開始補喂精料,羔羊出生后第8 日補喂NMDA,CON 組補喂生理鹽水20 mL,后續(xù)NMDA 補喂量增加時,生理鹽水用量隨體重增加而增加。 在補喂之前,稱取NMDA 置于獸用奶瓶之中,倒入與CON 組相同的生理鹽水使之溶解,再放置水浴鍋中預(yù)熱至(40±1)℃。每日于09:00、18:00 兩個時段進行投喂, 觀察并記錄羔羊補喂NMDA 后腹瀉情況及精神狀態(tài)。所有試驗羔羊飼喂相同水平的基礎(chǔ)日糧。試驗期間,羔羊自由采食與飲水。 羔羊開口料的營養(yǎng)水平見表1。
表1 羔羊顆粒飼料營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))%
1.4 樣品的采集及指標測定
1.4.1 血漿樣品采集及處理 哺乳期羔羊組試驗于開始第14、28 天,早上8:00 將羔羊與母羊隔離,采集羔羊的頸靜脈血液至肝素鈉真空采血管后,用低速離心機3500 r/min 離心15 min, 用移液槍吸取血漿至2 mL Eppendorf 管中平均分裝3 份,-20 ℃冷凍保存,用于測定。
1.4.2 血漿樣品的測定 本研究測定總蛋白(TP)、 白蛋白 (ALB)、 球蛋白 (GLB)、 葡萄糖(GLU)、尿素(UREA)、甘油三酯(TG)、游離脂肪酸(NEFA)、生長激素(GH)、胰島素(INS)、胰島素樣生長因子-Ⅰ (IGF-Ⅰ)、 生長激素釋放激素(GHRH), 血漿生化指標均送至北京華英生物技術(shù)研究所進行檢測。
1.4.3 生長性能指標采集 哺乳期羔羊試驗開始時羊羔的體重記為初始體重(第7 天體重),試驗開始后每7 d 進行一次稱重,于每次清晨9:00 將羔羊與母羊隔離開2 h,斷糧斷水,隨后稱取其體重并記錄。 計算羔羊的總增重和平均日增重。
1.5 數(shù)據(jù)處理 試驗數(shù)據(jù)采用Excel-2010 進行初步整理, 采用SPSS:25.0 統(tǒng)計軟件的ANOVA程序進行單因素方差分析,差異顯著則用Duncan氏法進行多重比較,采用正交多項式對比,檢驗血漿中生化指標以及血清相關(guān)激素水平變化的線性和二次效應(yīng), 以P<0.05 為差異顯著水平,P<0.01 為差異極顯著水平,0.05 <P<0.10 為有差異趨勢。
2.1 補喂NMDA 對湖羊哺乳期羔羊生長和生長軸相關(guān)激素水平的影響
2.1.1 補喂NMDA 對湖羊哺乳期羔羊生長的影響 由表2 可知,試驗開始時補喂不同劑量NMDA 對湖羊哺乳期羔羊體重無顯著影響, 但各試驗組體重呈上升趨勢;7 ~14 d 平均日增重1.25 NMDA 組顯著高于2.5 NMDA 組(P<0.05);14 ~24 d 平均日增重2.5 NMDA 組顯著高于5 NMDA組及CON 組 (P<0.05);7 ~14 d 總增重1.25 NMDA 組顯著高于2.5 NMDA 組(P<0.05);14 ~21 d 總增重2.5 NMDA 組顯著高于CON 組 (P<0.05);1 ~38 d 總增重1.25 NMDA 組顯著高于CON 組(P<0.05)。
表2 補喂不同水平NMDA 對湖羊哺乳期羔羊生長的影響
2.1.2 補喂NMDA 對湖羊哺乳期羔羊生長軸相關(guān)激素水平的影響 由表3 可知, 哺乳羔羊補喂NMDA 14 d 血漿中,各水平血漿中GHRH 含量分別比對照組提高了10%、14.43%、23.13%(P<0.01);各水平血漿中GH 含量分別比對照組提高了6.07%、20.85%、35.63%(P<0.01);各水平血漿中IGF-1 含量分別比對照組提高了16.19%、31.95%、36.98%(P<0.01)。
表3 補喂14、28 d 不同水平N-甲基-D-天冬氨酸對湖羊哺乳羔羊相關(guān)激素水平的影響ng/mL
哺乳羔羊補喂NMDA 28 d 血漿中, 各水平血漿中GHRH 含量分別比CON 組提高了8.39%、21.67%、47.32%(P<0.01);各水平血漿中GH 含量分別比CON 組提高了6.69%、16.55%、30.63%(P<0.01);各水平血漿中IGF-1 含量分別比CON 組提高了13.14%、27.40%、35.15%(P<0.01)。
2.1.3 補喂NMDA 對湖羊哺乳期羔羊血液生化指標的影響 由表4 可知, 哺乳期羔羊補喂不同劑量NMDA 14 d 血漿中,1.25 NMDA 組血漿中白蛋白含量顯著高于CON 組(P<0.05),提高了14.12%;試驗組尿素含量與CON 組相比分別降低了24.1%、31.5%、21.3%(P<0.05);各水平血漿中INS 含量分別比對照組降低了6.72%、11.06%、13.67%(P<0.05);其中,5 NMDA 組最低,分別比1.25 NMDA 組、2.5 NMDA 組降低了4.65% 、7.44%;5 NMDA 組血漿中甘油三酯顯著高于CON 組及其他水平組 (P<0.05), 分別提高了55.17%、60.71%、63.64%(P<0.05); 其他血漿生化指標沒有顯著性差異。
表4 補喂NMDA 對湖羊哺乳期羔羊血液生化指標的影響
由表4 可知,哺乳期羔羊補喂不同劑量NMDA 28 d 血漿中, 各水平血漿中INS 含量分別比CON 組降低了8.69%、9.57%、28.41%(P<0.01);各組總蛋白、白蛋白、球蛋白、甘油三酯、尿素、葡萄糖、游離脂肪酸均無顯著差異(P>0.05),但各試驗組總蛋白、球蛋白含量均高于對照組。
2.2 補喂NMDA 對湖羊生長期羔羊生產(chǎn)性能的影響 由表5 可知, 試驗開始時補喂不同劑量NMDA 對湖羊生長期羔羊體重無顯著影響,但各試驗組體重呈上升趨勢;10 ~20 d 總增重1.25 NMDA 組體重與CON 組相比提高了14.05%(P<0.05);10 ~20 d 日增重1.25 NMDA 組體重與CON 組相比提高了10.52%(P<0.05)。根據(jù)表3 ~6 可知, 各組平均日采食量, 補喂第1 ~10 天1.25 NMDA 組顯著低于CON 組,補喂第10 ~20天1.25 NMDA 組顯著低于CON 組, 補喂第1 ~60 天總采食量1.25 NMDA 組低于5 NMDA 組,其他組無顯著差異(P>0.05)。
表5 補喂NMDA 對湖羊生長期羔羊生產(chǎn)性能的影響
3.1 補喂NMDA 對湖羊羔羊生產(chǎn)性能的影響在動物日糧中添加NMDA,可以刺激GH 分泌。動物機體垂體GH 是肌肉和骨骼生長的主要調(diào)節(jié)因子。 它的作用不僅在數(shù)量上而且在質(zhì)量上都很明顯,例如在調(diào)節(jié)動物機體生長、肌肉蛋白質(zhì)和脂肪代謝之間的關(guān)系方面。本試驗結(jié)果表明,補喂不同水平NMDA,顯著提高了湖羊哺乳期羔羊總增重,以1.25 mg/kg BW 時效果最佳。 且NMDA 作為神經(jīng)遞質(zhì),可以影響動物內(nèi)分泌系統(tǒng)。 NMDA 可能通過刺激GHRH 神經(jīng)元對GH 分泌產(chǎn)生影響(Webster 等,1996)。 Estienne 等(2000)研究表明,在去勢公豬飼糧添加0、100、200、300 mg/kg NMDA, 對公豬日增重和料耗均無顯著影響 (P<0.1)。 也有試驗表明飼糧添加NMDA 可以顯著提高育肥豬日增重。 許梓榮等(2001b)以育肥豬為主,飼喂50 mg/kg NMDA 顯著提高了育肥豬的日增重,降低了料重比。 也有試驗表明NMDA 作為興奮性神經(jīng)遞質(zhì), 長期高劑量刺激可能會導致神經(jīng)損傷,引起神經(jīng)內(nèi)分泌的改變,不利于動物生長(Lim 等,2022;馮杰,2004)。
3.2 補喂NMDA 對湖羊羔羊生長軸相關(guān)激素水平的影響 動物生長激素調(diào)控軸是目前公認的最為重要的動物生長調(diào)控系統(tǒng), 在動物生長發(fā)育的內(nèi)分泌調(diào)節(jié)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用(牟玉婷等,2011)。 GHRH、GH 和IGF-Ⅰ構(gòu)成了生長激素調(diào)控軸。 生長激素調(diào)控軸是動物體內(nèi)從下丘腦-垂體-靶器官的一系列激素及其受體所組成的神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)。 GH 的分泌模式被認為是由兩種下丘腦肽GHRH 和生長激素釋放抑制激素的相互作用達到頂峰。 N-甲基-D-天冬氨酸可刺激綿羊和豬的GH 分泌(Estienne 等,1996a;Estienne 等,1990)。NMDA 可以刺激豬下丘腦的GHRH 分泌,但在給予抗GHRH 血清的豬體內(nèi)不誘導GH 分泌 (Estienne 等,1996b)。 因此,NMDA 通過刺激GHRH 的分泌來刺激GH 的分泌。 GH 是一種代謝激素,與動物的生長速度、蛋白質(zhì)的增加和脂肪組織的代謝有關(guān)。研究表明,NMDA 對GH 的分泌具有調(diào)控作用(Lindstrm 等,1992)。 適量NMDA可以顯著促進動物機體合成和釋放GH, 提高外周血GH 水平。 但目前國內(nèi)外試驗主要于NMDA處理后研究動物機體GH 的瞬間變化, 而GH 分泌模式是自發(fā)脈沖性陣發(fā)形式分泌, 瞬間變化很難準確反映NMDA 對GH 合成分泌的影響。 本試驗通過對湖羊哺乳期羔羊補喂NMDA,提高了羔羊及生長期羔羊GHRH、GH、IGF-Ⅰ的含量。說明NMDA 可以直接刺激垂體產(chǎn)生促GH 分泌作用。馮杰等(2004)在肥育豬基礎(chǔ)日糧添加NMDA,結(jié)果顯示添加NMDA 可顯著促進豬GH 的合成與分泌,表明NMDA 參與機體內(nèi)分泌調(diào)節(jié),刺激垂體分泌GH, 從而增加了GH 的分泌。 血清中的IGF-Ⅰ受GH 和GH 受體水平的影響。GH 含量升高刺激肝細胞分泌IGF-Ⅰ,釋放到血液中,導致血液中IGF-Ⅰ含量升高(Liu 等,2016)。
3.3 補喂NMDA 對湖羊羔羊血液生化指標的影響 前述可以證明,補喂NMDA 可以提高羔羊體內(nèi)GH 含量,GH 在調(diào)節(jié)體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝中起著關(guān)鍵作用。 GH 被證明可以在全身水平上增強蛋白質(zhì)合成代謝,主要是通過刺激蛋白質(zhì)合成。蛋白質(zhì)的沉積取決于蛋白質(zhì)合成代謝和分解代謝的速率(陳守云等,2010)。 為了探討NMDA 促進蛋白質(zhì)沉積的機理, 本次試驗對血清相關(guān)生化指標進行了分析。 結(jié)果發(fā)現(xiàn),添加NMDA 使血清尿素含量顯著降低(P<0.05),尿素是衡量機體氮儲留的重要指標,血清尿素水平降低,直接反映了動物體內(nèi)蛋白質(zhì)分解減弱,氮的貯留增加,證明了蛋白質(zhì)沉積的增加。 同時,本次試驗羔羊血清生化指標中,各試驗組總蛋白含量均比CON 組高。 本試驗中,通過對湖羊哺乳期羔羊和生長期羔羊補喂NMDA,血漿中胰島素含量與CON 組相比顯著降低,同時血漿中葡糖糖含量沒有顯著性。 可能是由于營養(yǎng)攝入不足, 導致蛋白質(zhì)和葡萄糖無法引起胰島素的釋放。蛋白質(zhì)攝取引起胰島素釋放,同時蛋白質(zhì)對胰島素釋放的作用也取決于當時葡萄糖水平。 葡萄糖水平又取決于碳水化合物的攝取和蛋白質(zhì)生糖能力, 蛋白質(zhì)刺激胰島素釋放對葡萄糖的依賴性更能避免進食混合食物導致高血糖。 蛋白質(zhì)和碳水化合物刺激胰島素的協(xié)同作用可能主要是由于進食蛋白質(zhì)使腸道因子釋放(Rollo 等,2020)。 有研究表明,NMDA 能對育肥豬的脂肪產(chǎn)生代謝作用。 許梓榮等(2001a)發(fā)現(xiàn),育肥豬補喂50 mg/kg NMDA 顯著提高了血清中游離脂肪酸、脂肪酶濃度,脂肪率降低了18.01%(P<0.01)。對于育肥豬體內(nèi)脂肪代謝作用, 研究證明是因為GH 有調(diào)控脂肪代謝作用, 可以促進脂肪分解。Jorgensen 等(2009)表明,GH 刺激大鼠和人類脂肪組織的脂肪分解, 導致血漿游離脂肪酸水平增加。 與皮下脂肪組織相比, 這種效應(yīng)在內(nèi)臟脂肪組織中更為明顯, 并涉及激素敏感脂肪酶活性的刺激(Liu 等,1994)。 本試驗表明,羔羊由NMDA處理后, 血清中游離脂肪酸和甘油三酯有上升趨勢,可能是由于GH 濃度升高導致脂肪代謝,說明羔羊機體脂肪動員有所加強。
本試驗研究下補喂不同水平NMDA,顯著提高了湖羊哺乳期羔羊總增重, 以1.25 mg/kg BW時效果最佳。補喂NMDA 能顯著提高湖羊哺乳期羔羊和生長期羔羊血漿GHRH 水平, 進而提高GH、IGF-I 水平,且具有劑量依賴性。