过量铁对仔猪健康的影响

王德刚， 李嘉慧

(浙江省台州市农业科学研究院，浙江 台州 317000)

铁是动物体最重要的微量元素之一，参与众多生理生化过程[1]。由于有氧环境的存在，铁常以三价态稳定存在，而三价铁溶解度低，机体利用效率低，容易产生铁缺乏症，进而影响众多生命活动过程[2]。在畜牧业生产中，缺铁性贫血是长期困扰仔猪养殖的严重疾病，引起诸如生产率降低等问题，极大地影响生猪养殖效益[3]。仔猪缺铁性贫血的原因主要在于体内铁供需不平衡，仔猪处于快速增长阶段铁需求量大，而母乳中铁水平不足以支持其快速生长的需求[4， 5]；同时仔猪机体铁代谢系统发育尚未完善，如肠道二价金属转运蛋白(divalent metal transporter 1，DMT1)以及膜铁转运蛋白(ferroportin，FPN)表达水平低，进一步限制了仔猪的铁吸收[6]；加之仔猪自身铁储备不足[7]。在多重因素的综合作用下，仔猪易发生缺铁性贫血。新生仔猪体内铁储存量为35～50 mg[7]。随着仔猪的生长，血液容积变大，仔猪铁需求量约7 mg/天[8]，而母乳中的铁水平仅为1 mg[9]，因此仔猪出生3～5天便会出现缺铁症状。通常 3日龄仔猪血红蛋白水平仅6～7 g/dL[6]，当哺乳仔猪血红蛋白水平低于8 g/dL即认为患有贫血症[10， 11]。为了预防缺铁性贫血带来的不利影响，目前主要通过口服或注射铁制剂对仔猪进行外源补铁[12， 13]。仔猪通过补铁已被证实有改善贫血、提高生长效率的作用[14， 15]。但是实际应用中，往往容易出现仔猪补铁过量的情况，影响仔猪健康。如断奶仔猪铁需要量为100 mg/kg 饲料(干重)，但是实际饲料添加远超此水平。一方面与饲料中添加铁制剂过量相关；另一方面与一些含铁饲料原料相关，如血粉(Fe 900 mg/kg)、石粉(Fe 2 000 mg/kg)[16]。现将过量铁对仔猪健康的影响及优化补铁方案介绍如下，供参考。

1 过量饲料铁对仔猪肠道形态学的影响

肠道作为消化吸收营养物质的主要部位，极易受饲料铁水平的影响。饲料铁经口服进入消化道，由于口服铁吸收效率有限，造成消化道过量铁堆积[6， 17]。过量的铁会改变肠道形态及其通透性，影响肠道正常功能。方升林[18]发现，含Fe 400 mg/kg饲料在短期内对仔猪生产无显著影响，但是肠道和肝脏处于氧化应激状态，提示该饲料对生猪养殖存在潜在危害性。Lee S H等[19]发现，饲喂断奶仔猪250 mg/kg Fe饲料，仔猪日增重显著下降，腹泻发生率与铁水平呈线性正相关。Li Y等[20]发现，饲喂高铁日粮的仔猪十二指肠黏膜发红充血，绒毛高度降低，肠道通透性增加，中性粒细胞浸润，十二指肠炎症。Porres J M等[21]发现，饲喂含Fe 750 mg/kg饲料的猪结肠黏膜脂质过氧化指标显著升高，提示结肠处于氧化应激状态。

2 过量饲料铁对仔猪肠道微生物菌群的影响

肠道中有丰富的微生物菌群定植，而铁作为基础能量代谢的重要营养因子影响微生物繁殖。肠道中诸如沙门氏菌、病原性大肠杆菌等革兰氏阴性菌有着较强的铁需求[22]，而诸如乳酸杆菌等维系肠道健康的细菌几乎不需要铁[23]。因此，过量的铁会影响肠道菌群结构，容易引发仔猪腹泻。Lee S H等[19]发现，高铁饲喂的仔猪容易发生腹泻，粪便中双歧杆菌、乳酸菌水平显著下降，而大肠杆菌水平显著升高，提示高铁会增加大肠杆菌在肠道的定植。

3 过量铁注射剂对仔猪健康的影响

仔猪的消化以及吸收系统发育尚未健全，胃酸分泌少，胃肠道蠕动弱，仔猪口服铁制剂的补铁敏感性低，补铁效果有限[6， 17]。通常仔猪在出生第3天就开始缺铁[6]，因此养殖过程中常在仔猪出生2～3天内肌肉注射右旋糖酐铁。研究表明，注射含Fe 180 mg 的右旋糖酐铁可以改善仔猪贫血[14]。然而当铁补充水平超过血清铁的结合能力时，会影响机体铁代谢，造成机体铁代谢紊乱。研究表明，仔猪注射含Fe 450 mg的右旋糖酐铁会引起机体铁沉积水平以及铁调素(hepcidin)水平升高[24]。过量hepcidin的表达反过来会限制肠道对日粮中铁的吸收，降低机体铁输出蛋白(FPN)水平，使得大量铁沉积在细胞内。进而过量的铁沉积损伤网状内皮系统的巨噬细胞，影响系统铁回收[25]。此外，过量铁沉积于各组织器官中，将通过芬顿(Fenton)反应诱导氧化应激，催化活性氧(ROS)生成，造成线粒体DNA损伤，脂质过氧化，干扰细胞自噬，诱导铁死亡敏感性细胞死亡[26～28]。

值得注意的是，断奶仔猪阶段的猪群正处于母乳喂养转变为饲料喂养阶段，无法由母乳获得免疫因子，肠道发育不完善，消化机能差，肠道内菌群改变，加之母子分离的心理落差，多重应激作用下极易暴发腹泻症[6， 17， 19]。如果此时进行大量补铁极有可能会加重仔猪腹泻甚至死亡。Erichsen K等[29]发现，过量补铁会加重仔猪腹泻。陈群等[30]发现，过量铁会加重肠炎断奶仔猪肠道黏膜损伤，增加肠道通透性，破坏肠道屏障。

4 预防仔猪补铁过量的措施

4.1 预防过量注射补铁生产中以往多采用单次高剂量注射补铁(通常注射含Fe 200 mg的右旋糖酐铁)是1种简单有效的补铁方式，但高剂量的铁并不能被仔猪有效地代谢，大量沉积在机体的铁存在铁毒性。因此，如何优化补铁方案显得尤为重要。众多研究表明，通过多次低剂量注射铁制剂可以缓解仔猪缺铁性贫血，同时避免机体铁过量沉积而引起的毒副作用[31～33]。Starzyński R R等[25]发现，仔猪出生后第3天以及第14天注射Fe 37.5 mg/kg可以缓解仔猪缺铁性贫血，同时维持血液hepcidin处于低水平状态。hepcidin是调节机体铁代谢的激素，当系统铁水平较高时，肝脏会分泌hepcidin限制肠道对食物铁的摄取，并促进各组织器官对铁的摄取、降低铁的输出[34]。因此，仔猪低水平的hepcidin表达提示机体不存在过量铁沉积的情况。 Chen X等[35]发现，相同总补铁量，分2次补铁可以提高仔猪体重，降低腹泻率，促进肠道发育，提高铁生物利用率。出于人工成本、减少仔猪应激等方面考虑，生产中2次注射补铁更为合适。通过计算养殖成本后发现，2次注射补铁带来的养殖效益远大于其产生的铁剂成本、人工成本。生产中，工人1天可以注射200头仔猪，2次注射铁剂成本以及人工成本总计约为1.3元/头，2次补铁仔猪增重带来的效益为8.8元/头[36]。

4.2 预防过量口服补铁口服补铁不能完全解决仔猪缺铁问题，但是口服补铁可以成为注射补铁的补充。需要注意的是，口服补铁应避免饲料铁在肠道的大量残留。因此，可以通过改善仔猪肠道屏障，提高机体对饲料铁的消化利用率。研究表明，丁酸钠、抗菌肽等可以改善肠道通透性，提高肠道抗氧化能力，修复肠道屏障，促进肠道发育，缓解腹泻[37～39]。此外，可以开发新型口服补铁剂，提高铁生物利用率。研究表明，氨基酸螯合铁、酵母铁、乳铁蛋白等新型补铁剂可以提高机体铁生物利用率，改善仔猪缺铁状况，促进仔猪生长以及免疫器官的发育[37～39]。此外，母猪代服补铁也可以作为仔猪补铁的一个补充。由于母猪产仔出血、高强度产奶等原因，母猪自身铁水平较低，转移给乳腺组织的铁量本身就偏少。因此，通过饲喂母猪高铁饲料，增加其自身铁储备，进而增加母乳中的铁水平为仔猪补铁。研究发现，母猪饲料中添加苏氨酸螯合铁可以达到仔猪补铁目的[37～39]。

5 小结

仔猪易发生缺铁性贫血症，需要外源补铁。生产中极容易发生仔猪补铁过量的问题，影响猪群健康。在外源补铁时，应对仔猪进行合理补铁，提高猪群健康水平，进而提高养殖效益。