色氨酸对母猪乳成分及泌乳相关激素的影响

苗晋锋, 徐嘉易, 王正磊, 印遇龙(.中国科学院亚热带农业生态研究所/中国科学院亚热带农业生态过程重点实验室，湖南 长沙 405；.南京农业大学动物医学院， 江苏 南京 0095)

色氨酸(tryptophan, Trp)又名α-氨基-β-吲哚丙酸，是动物维持生长的必需氨基酸之一，在日粮中，尤其是在低蛋白水平的玉米—豆粕型日粮中容易缺乏(一般在此类日粮中，赖氨酸是第一限制性氨基酸，Trp是第二限制性氨基酸).在动物体内Trp有两种主要来源，一是组织蛋白质分解的内源氨基酸，约占2/3；一是从日粮中消化吸收的外源性氨基酸，约占1/3[1].代谢途径也有两个，一是合成组织蛋白质，一是分解代谢或转化成其他功能分子，如5-羟色胺和尼克酸(VB5)等[2-4].因此，在畜禽体内Trp除参与蛋白质的合成外，还具有调节基因表达、提高食欲、促进生长，缓解应激和增强机体免疫等生理功能[5-6].

母猪的泌乳性能及乳的品质是决定现代生猪养殖业效益的重要因素之一，受多种因素的影响.其中，营养因素是决定母猪泌乳的重要因素之一，因为乳中的固体成分多数由乳腺上皮细胞利用代谢前体物质合成[7-8].在泌乳期，氨基酸营养是研究的热点之一[9-11]，Guan et al[9]研究表明，约1/3的体循环氨基酸在猪乳腺中被用于合成乳蛋白.为此，有研究探讨额外添加单一或多种氨基酸对泌乳及母猪生产性能的影响[10-11].

当前，Trp在泌乳母猪日粮中的添加量为1.9 g·kg-1[12]，这是基于上世纪七八十年代的研究结果制定的.已有研究表明，额外添加Trp可在一定程度上对母猪的生产性能有积极的影响[13-15].Trp对母猪泌乳的影响报道很少.Paulicks et al[15]研究表明，在日粮中添加Trp能影响母猪泌乳量，本实验室前期在长白×大约克母猪的日粮中额外添加Trp也证实了这一点(数据未发表).目前关于Trp促进母猪泌乳的机制尚未见报道.众所周知，乳的发生和分泌受复杂的神经内分泌活动调控，与生长、代谢及泌乳相关激素的改变均会影响乳的质和量.那么，在基础日粮中添加Trp对母猪生产性能的影响是否与乳的品质及相关激素分泌的改变有关是本试验探讨的问题.

1 材料与方法

1.1 材料

选用20头健康、3～5胎次的长白×大约克母猪为供试材料.

Trp购置于希杰公司

Milko-Scan 134 A/B型红外线乳成分分析仪为丹麦Foss公司产品.

1.2 试验设计及饲粮组成

试验在河北省邯郸市临漳县裕丰种猪养殖有限公司开展.将20头供试母猪随机分成2组，即对照组和Trp组，每组10头.对照组饲喂基础日粮；Trp组饲喂基础日粮+0.12% Trp.

基础日粮参考妊娠期和泌乳期母猪的营养需要[16]进行配制.基础日粮及营养水平见表1、2.

表1 妊娠期母猪基础日粮组成及营养水平(风干基础)Table 1 Composition and nutrient levels of basal diets for pregnant sow (air-dry basis)

1)预混料可为每千克日粮提供10 500 IU VA、54 IU VE、1.8 mg VB1、6 mg VB2、3 mg VB6、0.024 mg VB12、2250 IU VD3、30 mg烟酰胺、18 mg D-泛酸、2.4 mg叶酸、0.27 mg D-生物素、108 mg铁、22.5 mg铜、30 mg锰、105 mg锌、0.32 mg碘、0.3 mg硒、0.5 mg钴；2)消化能为计算值，其余为实测值.

表2 泌乳期母猪基础日粮组成及营养水平(风干基础)Table 2 Composition and nutrient levels of basal diets for lactation sow (air-dry basis)

1)预混料可为每千克日粮提供10 500 IU VA、54 IU VE、1.8 mg VB1、6 mg VB2、3 mg VB6、0.024 mg VB12、2250 IU VD3、30 mg烟酰胺、18 mg D-泛酸、2.4 mg叶酸、0.27 mg D-生物素、108 mg铁、22.5 mg铜、30 mg锰、105 mg锌、0.32 mg碘、0.3 mg硒、0.5 mg钴；2)消化能为计算值，其余为实测值.

1.3 饲养管理

预产期前14 d，Trp组母猪开始饲喂基础日粮+0.12% Trp，直到第28 d断奶(分娩前饲喂妊娠期母猪饲料，分娩后饲喂泌乳期母猪饲料).产前7 d将母猪转入彻底消毒的产仔舍.母猪栏为全漏缝式单体限位栏，温度保持在16～25 ℃，注意通风并保持舍内清洁.饲喂期间母猪自由饮水，分娩当天不喂料，分娩后第1天饲喂2.0 kg饲料，第2天饲喂2.5 kg饲料，第3天饲喂3.0 kg饲料，此后自由采食.哺乳期间仔猪不提供补料.母猪断奶后转入配怀舍，观察其发情情况.

仔猪出生后称重，放入保温栏.选择产仔数为9～13头的16头母猪(n=8)，通过寄养和调出等方式调整仔猪，使每头母猪的均仔数10头(每窝的调整数不超过2头)，其他4窝备用(对照组和Trp组各两窝).7 d内，如果有仔猪死亡的现象，及时调入，但每窝不超过2头.仔猪按猪场常规程序免疫.

1.4 乳样采集及乳成分检测

于母猪产后1、3、7、14和28 d采集乳样，1和3 d的为初乳，7、14和28 d的为常乳.采集前1 h将仔猪与母猪隔离.固定乳头(分前、中、后3个区)，采集后的乳样等体积混匀，每次10 mL左右.用于测定乳常规的乳样置冰箱(2～4 ℃)中备用，其余乳样制备乳清后冻存备用.

乳脂、乳蛋白、乳糖、总固形物和非脂总固形物的含量采用红外线乳成分分析仪检测；采用试剂盒检测乳清中泌乳相关激素(雌激素、生长激素、催乳素、胰岛素)、胰岛素样生长因子和表皮生长因子的含量.

1.5 血样采集及相关激素检测

于产前1和3 d及分娩后的1、3、7、14和28 d采集母猪血液样品，采用常规方法制备血清，采用试剂盒检测泌乳相关激素(雌激素、生长激素、催乳素、胰岛素)、胰岛素样生长因子和表皮生长因子的含量.

1.6 数据处理

采用SPSS 19.0方差分析程序对试验数据进行分析，统计结果以平均数±标准误表示(n=8)，组间差异用t检验判断有无显著性.

2 结果与分析

2.1 日粮中添加Trp对母猪乳成分的影响

表3显示，母猪产后1和3 d的乳脂、乳蛋白、总固形物和非脂总固形物含量均明显高于7、14和28 d，乳糖含量的变化则相反.Trp组与对照组相比，除7和14 d的乳糖含量存在显著差异外(P<0.05)，其他指标(各时间点)均差异不显著(P>0.05).

表3 日粮中添加Trp对母猪乳成分的影响1)Table 3 Effects of dietary supplementation of tryptophan on milk composition of lactation sows

1)*表示同一时间点的Trp组与对照组相比较，差异显著(P<0.05).

2.2 日粮中添加Trp对乳中泌乳相关激素的影响

表4显示，母猪开始泌乳时各种激素含量普遍较高，之后迅速下降，一般在泌乳的第3天，各指标普遍下降1/2甚至更多，常乳中的各种激素水平进一步下降.与对照组相比，Trp组显著提高催乳素的含量，其中，第3、7和14天的差异显著(P<0.05)，其他指标的差异不显著(P>0.05).

表4 日粮中添加Trp对乳中与泌乳相关激素的影响1)Table 4 Effects of dietary supplementation of tryptophan on hormone in milk relating to lactation

1)*表示同一时间点的Trp组与对照组相比较，差异显著(P<0.05).

2.3 日粮中添加Trp对母猪血液中与泌乳相关激素的影响

表5显示：无论Trp组还是对照组，母猪血液的雌激素含量在产前3 d最高，此后迅速下降，产后3 d后基本维持恒定，Trp组与对照组(各时间点)的差异不显著(P>0.05)；其他激素的含量均在产前1 d达到峰值，产后7 d后基本维持恒定.Trp组与对照组相比，生长激素含量显著升高出现在产前1 d(P<0.05)；催乳素含量显著升高出现在产前3 d及产后的7、14、28 d(P<0.05)；胰岛素含量显著升高出现在产前3 d及产后的7、14 d(P<0.05).

表5 日粮中添加Trp对母猪血液中与泌乳相关激素的影响1)Table 5 Effects of dietary supplementation of tryptophan on hormone relating to lactation in blood

1)*表示同一时间点的Trp组与对照组相比较，差异显著(P<0.05).

3 讨论

目前对母猪泌乳期营养的研究主要集中在蛋白需求量、能量需求、蛋白能量平衡、氨基酸配比与失衡、个别氨基酸的功能、维生素和矿物质的作用等.Huber et al[17]研究表明，在母猪泌乳高峰期降低饲料粗蛋白的含量，额外添加晶体氨基酸会提高N的再吸收及利用，且不会影响仔猪的日增重；Craig et al[11]研究表明，在泌乳期给予母猪恰当的缬氨酸/赖氨酸比例能有效提高乳中的乳脂含量，并提高断奶仔猪的日增重.关于Trp对母猪泌乳影响的研究很少，泌乳母猪对Trp的需求量最早见于Lewis et al[13]的报道，此研究结果为NRC(1998)[12]关于Trp在母猪泌乳期饲料中的推荐剂量提供了实验依据.之后，Libal et al[14]、Paulicks et al[15]也就泌乳母猪对Trp的需求量进行了研究.Paulicks et al[15]研究认为，NRC(1998)[12]推荐的在泌乳母猪饲料中添加1.9 g·kg-1Trp是不够的，且母猪的品种、生理状况、生长环境、生产水平及胎次等因素都能影响母猪对某一特定氨基酸的需求.综合考虑上述因素，本试验确定在基础日粮中添加0.12% Trp，研究额外添加Trp对母猪泌乳性能及乳成分的影响，旨在初步探讨Trp促进泌乳的机制.

乳是乳腺上皮细胞的分泌产物，主要成分是水，此外还含有脂肪、蛋白质、糖类、无机盐、维生素以及酶类、激素、生长因子等生物活性物质.糖、脂和蛋白质是乳的三大营养成分，其他成分虽然含量很低，却有重要的生理功能.乳的构成及分泌量因动物种别、年龄、泌乳周期、饲料、饲养管理以及气候等因素的改变而发生变化.乳成分是反映乳质量的重要因素.本试验检测了母猪产后不同时间乳脂、乳蛋白、乳糖、总固形物和非脂总固形物含量的变化.结果显示，在基础日粮中添加0.12% Trp对不同泌乳期的乳脂、乳蛋白、总固形物、非脂总固形物含量没有明显的影响，说明作为一种为仔猪提供全方位营养的食物，其基本成分保持基本稳定，不会因为母猪饲料中个别组分的改变而发生显著变化，这与前人的研究结果[15,18]相符.乳糖是影响腺泡内渗透压的主要因素，其含量的高低直接影响乳的分泌量.本试验结果显示，在基础日粮中添加0.12% Trp显著提高了母猪产后7和14 d的乳糖含量，这可能与母猪泌乳量的提高有一定关系.

泌乳的启动和维持均由神经—激素系统调节、维系，这是一个复杂的生理过程，动物不同，该过程存在一定差异.如单胃动物维持泌乳的激素是催乳素，而反刍动物维持泌乳的激素是生长激素.但泌乳的基本规律相似，如妊娠期雌激素和孕酮水平升高促进乳腺的发育，产前这两种激素水平迅速下降，催乳素(或生长激素)升高启动并维持泌乳.本试验动态监测母猪产前、产后血液中及产后乳中与泌乳密切相关的激素(因子)，结果发现多数指标在分娩前后有一个显著的峰值，说明在泌乳的启动过程中激素的作用必不可少.本试验结果显示，母猪血液中的雌激素含量在产前3 d明显高于其他时间点，产前1 d与产前3 d相比下降明显，约下降50%，而在产后1 d已基本接近整个泌乳期的水平.但无论是乳中还是血液中的激素，在分娩前后除产前1 d的乳生长激素含量，Trp组与对照组均没有显著差异，说明Trp对母猪泌乳的影响机制不主要体现在对泌乳启动的影响上.如前所述，母猪泌乳的维持靠的是催乳素，添加Trp可显著提高产后3、7、14 d乳中及产后7、14、28 d血液中催乳素的含量，提示催乳素分泌的提高也可能是Trp改善泌乳性能的原因之一.而血液中胰岛素含量的提高，可能与采食量的增加有关.原因在于胰岛素是能量代谢中的重要激素.

综上所述，在基础日粮中添加0.12% Trp除影响猪乳的乳糖含量外，对乳的其他主要固形成分无显著影响.说明添加Trp对乳主要成分的稳定影响不明显，而乳糖对维持腺泡内的晶体渗透压发挥着重要作用，其变化可能与泌乳量的增加有一定关系.与对照组相比，Trp组的生长激素、催乳素和胰岛素等与泌乳及代谢相关的激素含量显著增加，说明作为一种多功能的氨基酸，Trp可能通过体内的转化调控母猪的泌乳能力，但具体的机制还需进一步研究.

4 结论

在基础日粮中添加Trp对猪乳主要成分的稳定影响不明显，作为一种多功能的氨基酸，Trp可能通过影响乳糖及与泌乳相关激素的合成调控母猪的泌乳能力.