丁酸钠对断奶仔猪生长性能及免疫功能的影响

李丹丹 冯国强 钮海华 冯 杰

(浙江大学，教育部动物分子营养学重点实验室，杭州 310029)

断奶是仔猪生长发育的特殊阶段，研究表明，断奶时由于母体提供的抗体停止，而自身的主要免疫系统尚未发育完善，仔猪免疫功能受到严重的影响，主要表现为生长抑制和腹泻［1］。而抗生素类生长促进剂的使用逐渐被限制，使得寻找抗生素类绿色饲料添加剂迫在眉睫，目前短链脂肪酸及其化合物是最具潜力的物质之一，如丁酸钠。研究表明丁酸钠的有效成分是一种短链挥发性脂肪酸——丁酸［2］，丁酸具有改善小肠形态［3－4］，维持肠黏膜上皮细胞正常形态［5］，促进小肠消化吸收［6］，增强免疫等功能［7－8］。但其对断奶仔猪免疫功能的影响鲜有报道，工业生产的丁酸钠易吸潮，具有脂臭味，包膜后的丁酸钠有利于饲料加工和动物采食。因此，本研究以包膜丁酸钠为研究对象，探讨其对断奶仔猪生长性能、肠道功能及免疫特性方面的影响，为丁酸钠在仔猪上的综合应用提供科学的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

包膜丁酸钠，丁酸钠含量为30%，由杭州康德权饲料有限公司提供。

1.2 试验设计与动物分组

试验选用28日龄“杜×长×大”三元杂交断奶仔猪162头，随机分为6组，每组3个重复，每个重复9头猪。对照组饲喂基础饲粮，试验组分别在基础饲粮中添加0.01%抗生素(Ⅰ组)、0.10%丁酸钠(Ⅱ组)、0.10%丁酸钠+0.01%抗生素(Ⅲ组)、0.30%氧化锌 +0.01%抗生素(Ⅳ组)、0.10%丁酸钠+0.30%氧化锌+0.01%抗生素(Ⅴ组)。试验仔猪自由采食和饮水，室温24～32℃。试验预试期7 d，正试期21 d。基础饲粮参照我国行业标准NY/T 65—2004中瘦肉型生长育肥猪营养需要配制，基础饲粮组成及营养水平见表1。试验在浙江振宁牧业有限公司进行。

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)Table 1 Composition and nutrient levels ofthe basal diet(air－dry basis) %

1)预混料为每千克饲粮提供 The premix provided the following per kilogram of diet:VA 5 000 IU，VD3500 IU，VE 60 IU，VB26.8 mg，泛酸 pantothenic acid 20.0 mg，烟酸 nicotinic acid 3 mg，氯 化 胆 碱 chloride choline 700 mg，Cu 40 mg，Fe 180 mg，Zn 140 mg，Mn 60 mg，Se 0.3 mg。

2)消化能为计算值，其他为实测值。DE was a calculated value，while other nutrient levels were measured values.

1.3 样本采集和指标测定

1.3.1 生长性能和腹泻率测定

试验期间以栏为单位记录每天饲喂量，计算平均日采食量(ADFI);试验第1天和第21天早上称量仔猪空腹体重，计算平均日增重(ADG)、料重比(F/G)。

腹泻率(%)=［总腹泻头数/(仔猪头数×试验天数)］×100。

1.3.2 血液指标

于试验第21天，从每个重复随机选取体重接近该组平均体重的3头猪，空腹12 h后进行屠宰，用培养皿盛取屠宰血，于37℃水浴中静置，待析出血清时吸取血清，3 000 r/min离心10 min，取上清液分装于EP管中，置于－70℃冰箱中保存待用。

血浆样品:取全血10 mL，加1%肝素抗凝后，3 000 r/min离心15 min，取上清液分装于EP管中，置于－30℃冰箱中保存待用。

血清皮质醇浓度的测定采用放射免疫法，利用美国PACKARD－γ 8500型计数器测定，试剂盒购自北京北方生物技术研究所。血浆D－乳酸浓度测定采用分光光度法，二胺氧化酶(DAO)活性测定参照黎君友等［9］建立的分光光度法。

1.3.3 免疫指标的测定1.3.3.1 免疫器官指数

取胸腺、脾脏和肠系膜淋巴结用滤纸吸去血渍，剔除脂肪后称鲜重，样品保存在－70℃冰箱中待用。

免疫器官指数(g/kg)=免疫器官重量(g)/宰前活重(kg)。

1.3.3.2 血清中免疫球蛋白和补体含量的测定

采用免疫浊度法，在全自动生化分析仪上测定。

1.3.3.3 肠黏膜中浆细胞免疫球蛋白A阳性(IgA+)细胞含量检测

应用免疫组化判定方法，并采用病理图像分析系统(Motic Images Advanced 3.0)对空肠中IgA+细胞含量进行检测。

1.4 数据处理

所有数据均采用SPSS 15.0软件中GLM法，按单因子完全随机设计对各项数据进行F值方差分析，并用LSD法进行组间的差异显著性检验，以P＜0.05作为差异显著性判断标准。

2 结果

2.1 丁酸钠对断奶仔猪生长性能和腹泻率的影响

由表2可见，各试验组仔猪初重无显著差异(P＞0.05)。与对照组相比，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组末重、ADFI和ADG显著增加(P＜0.05)。其中Ⅴ组末重、ADFI和 ADG最大，F/G最低。与对照组相比，各试验组的腹泻率显著下降(P＜0.05)，其中Ⅲ组腹泻率最低，比对照组降低了48.76%，其次为Ⅴ组，较对照组降低了47.90%。

表2 丁酸钠对断奶仔猪生长性能的影响Table 2 Effects of sodium butyrate on growth performance of weaner piglets

同行数据肩标不同小写字母表示差异显著(P＜0.05)，相同字母或无肩标表示差异不显著(P＞0.05)。下表同。

In the same row，values with different small letter superscripts mean significant difference(P＜0.05)，while with the same or no letter superscripts mean no significant difference(P＞0.05).The same as below.

2.2 丁酸钠对仔猪免疫功能的影响

2.2.1 丁酸钠对仔猪免疫器官发育的影响

由表3可见，除Ⅰ组外，其他4个试验组的脾脏指数、胰脏指数和淋巴结指数与对照组相比均显著升高(P＜0.05)。其中Ⅲ组胰脏指数最大，比对照组提高了47.54%;Ⅴ组的脾脏指数最大，比对照组提高了50.85%;Ⅳ组的淋巴结指数最大，比对照组提高了18.75%。2.2.2 丁酸钠对仔猪血清中免疫球蛋白及补体含量的影响

表3 丁酸钠对断奶仔猪免疫器官指数的影响Table 3 Effects of sodium butyrate on immune organ indices of weaner piglets

由表4可见，各试验组的免疫球蛋白G(IgG)含量均高于对照组(P＜0.05)。Ⅳ组免疫球蛋白M(IgM)含量比对照组提高了48.48%(P＜0.05)，其他各试验组与对照组相比无显著差异(P＞0.05)。与对照组相比，添加抗生素和丁酸钠或单独添加抗生素能显著提高血清中的补体3含量(P ＜0.05)。

表4 丁酸钠对断奶仔猪血清中免疫球蛋白及补体含量的影响Table 4 Effects of sodium butyrate on contents of immunoglobulin and complement in serum of weaner piglets g/L

2.2.3 丁酸钠对仔猪肠道黏膜中浆细胞IgA+细胞含量的影响

图1中染色为棕褐色的细胞为IgA+细胞。由图1和表5可知，与对照组相比，各试验组肠道黏膜中浆细胞IgA+细胞含量都有所上升，其中效果最明显的是Ⅲ组，其次是Ⅴ、Ⅱ组，最后是Ⅳ、Ⅰ组。

图1 丁酸钠对断奶仔猪肠道黏膜中浆细胞IgA+细胞含量的影响Fig.1 Effects of sodium butyrate on IgA+plasmacyte count in intestinal mucosa of weaner piglets

表5 不同处理对断奶仔猪肠道黏膜中浆细胞IgA+细胞含量的影响Table 5 Effects of different treatments on IgA+plasmacyte count in intestinal mucosa of weaner piglets

IgA计分标准按着色细胞染色强度计分为:细胞呈阴性染色，无阳性细胞为－;染色弱，阳性细胞呈淡黄色，阳性细胞＜25%为+;染色中等，阳性细胞呈棕黄色，阳性细胞25% ～50%为++;染色强，阳性细胞呈棕褐色，阳性细胞 ＞50%为+++。

IgA levels were scored by staining intensity:negative stained－cells，－;weak stained cells，with positive cells ＜25%，light yellow，+;medium stained cells，25% ～50%of positive cells，brown，+ +;strongly stained cells positive cells＞ 50%，brownish yellow，+ + +.

2.3 丁酸钠对仔猪血液相关指标的影响

由表6可见，试验组的D－乳酸浓度和DAO活性显著低于对照组(P＜0.05)，Ⅴ组和Ⅲ组的D－乳酸浓度较低，分别比对照组下降了44.36%和44.52%;同时这2组的DAO浓度也较低，分别比对照组下降了46.22%和44.83%;与对照组相比，各试验组皮质醇浓度显著下降(P＜0.05)，其中Ⅲ组、Ⅳ组和Ⅴ组分别下降43.13%、43.14%和47.01%。

表6 丁酸钠对断奶仔猪血液生化指标的影响Table 6 Effects of sodium butyrate on biochemical parameters in blood of weaner piglets

3 讨论

3.1 丁酸钠对断奶仔猪生长性能的影响

适量的丁酸钠含有特殊的奶酪味，仔猪对这种奶酪味具有明显的偏好。本试验使用的包膜丁酸钠，掩盖了丁酸钠的奇臭味，猪的嗅觉灵敏，仍能嗅到包膜后轻微的奶酪味，所以对仔猪仍表现出诱食作用［10－11］。丁酸钠的添加能促进仔猪的生长并降低腹泻率［12－14］。本试验中，添加丁酸钠能提高仔猪的采食量，联合使用抗生素时，对促进生长性能和降低腹泻率作用效果更明显。但是，单独添加丁酸钠对仔猪的促生长作用不明显，这与以往的研究结果相一致［5，15］。丁酸钠对动物生长性能不连贯效应的原因与饲粮组成、添加剂的用量或者饲养条件等因素有关［15］。与对照组相比，各试验组的腹泻率明显下降，其中Ⅲ、Ⅴ组分别比对照组降低了48.76%和47.90%。这是由于丁酸钠可以促进仔猪肠道乳酸杆菌等有益微生物的增殖，抑制大肠杆菌、沙门菌等有害微生物的生长，促进杯状细胞增殖，改善小肠黏膜上皮细胞的形态结构，从而降低断奶仔猪的腹泻率。

3.2 丁酸钠对断奶仔猪免疫功能的影响

3.2.1 丁酸钠对断奶仔猪免疫器官发育的影响

脾脏属外周免疫器官，脾脏的发育不良会对体液免疫和细胞免疫造成巨大的伤害。本研究表明，除Ⅰ组外，其他4个试验组的脾脏指数和淋巴结指数比对照组都有显著的上升，其中，Ⅴ组的脾脏指数比对照组提高了50.85%;Ⅳ组的淋巴结指数比对照组提高了18.75%，这说明丁酸钠对断奶仔猪免疫器官的生长发育具有一定的促进作用。Ⅲ组的胰脏指数最大，比对照组提高了47.54%。研究表明丁酸钠能提高免疫器官指数［16］，而丁酸钠的有效成分为短链脂肪酸，它能降低动物胃肠道pH，这有利用于胰腺的发育［17］。丁酸钠对仔猪胰腺发育的促进作用亦是由于仔猪胃肠道的低酸度促进了胰腺的发育。

3.2.2 丁酸钠对断奶仔猪血清中免疫球蛋白和道黏膜中浆细胞IgA+细胞含量的影响

IgG是血清中一种主要的免疫球蛋白，其含量反映机体的免疫状况，起着抗体的作用，主要在仔猪肠道中发挥功效。本研究表明饲粮中添加丁酸钠可以显著提高断奶仔猪血清中IgG含量。研究发现，酸化剂(富马酸46%，乳酸19.5%)将猪血液中IgG含量提高了21.74%［18］。丁酸钠的有效成分丁酸可提高断奶仔猪血清IgG含量，亦可能与其酸化性能有关。

肠道上皮细胞15%为淋巴细胞，在肠道黏膜中起到重要的免疫屏障作用。丁酸钠作为肠上皮细胞的快速能量源，能促进上皮细胞的增殖和成熟，维持小肠黏膜上皮细胞结构完整和形态正常，促进小肠消化吸收，维护肠黏膜正常的机械屏障作用［14］。研究表明丁酸钠可显著增加断奶仔猪十二指肠、空肠以及回肠肥大细胞数量，分别比对照组增加了19.7%、27.2%和30.7%［19］。本试验也得到同样的结果，此外本试验表明包膜丁酸钠还可提高断奶仔猪小肠黏膜抗体分泌型免疫球蛋白A(sIgA)分泌量。肠道黏膜内淋巴细胞、杯状细胞和肥大细胞增多及小肠黏膜抗体sIgA分泌量的提高能增强胃肠道免疫系统的免疫应答的灵敏性，提高机体的免疫力，维持健康完整的肠上皮和肠壁结构，构建坚固的胃肠道免疫屏障。

3.3 丁酸钠对断奶仔猪血浆D－乳酸浓度、DAO活性以及血清皮质醇浓度的影响

血浆D－乳酸浓度可及时反映肠黏膜损伤的程度和通透性变化，DAO活性增高也提示肠屏障遭到损伤。本试验中，对照组断奶仔猪血浆D－乳酸浓度、DAO活性均保持较高水平，说明断奶后仔猪肠道通透性增加、肠屏障功能遭到损伤。而饲粮添加丁酸钠使断奶仔猪血浆D－乳酸浓度、DAO活性维持在较低水平，抑制了早期断奶引起的仔猪肠通透性增加，丁酸钠能够抑制肠通透性的增加，说明其具有保护肠屏障的功能。

断奶应激使糖皮质激素分泌增加，这也是应激中最重要的一个反应［20］。本研究提示，添加丁酸钠的各试验组血清皮质醇浓度均低于对照组，其中以Ⅲ组和Ⅴ组最低，表明丁酸钠可以降低断奶仔猪血清皮质醇浓度，有效缓解断奶对仔猪造成的应激，降低仔猪断奶后腹泻率。

4 结论

①在生长性能方面，联合使用丁酸钠和抗生素或氧化锌促进了仔猪的生长性能，丁酸钠与抗生素或氧化锌有协同作用。

②在饲粮中添加丁酸钠能促进断奶仔猪免疫器官发育，提高血清免疫球蛋白和补体含量，有效刺激机体肠道黏膜分泌IgA+细胞，从而提高了断奶仔猪的免疫功能。

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