25-羟基维生素D3的生物学特性及其在生猪饲粮中的应用研究进展

王海洲，曹金党，秦甜甜

（1.日照市畜牧兽医管理服务中心，山东 日照 276800；2.山东海能生物工程有限公司，日照 276800）

25-羟基维生素D3（25-OH-D3）是维生素D3的活性代谢物，具有更强的生理活性，并且不需要经过肝脏的代谢[1]。维生素D3进入动物机体内后，必须先经肝脏转化为25-羟基维生素D3，然后经肾脏代谢后转化为1α，25-羟基维生素D3，才能激化小肠的钙、磷转运系统，促进钙、磷的吸收和沉积（Nemere等，2004；Tunsophon等，2010；Zanello等，2004）[2-4]。因此25-羟基维生素D3又被称为活性维生素D3。25-羟基维生素D3具有促进动物骨骼发育、提高饲料转化率、增强抵抗力等功效[5]。目前25-OH-D3已经商业化生产[6]，作为新型的添加剂已在后备母猪、泌乳母猪、公猪、断奶仔猪饲粮中使用。

1 25-羟基维生素D3代谢物的生物学效价

活性25-OH-D3是维生素D3的主要循环形式，且与维生素D结合蛋白有较强的结合力，半衰期较长，因此目前多数研究将血清25-OH-D3认为是衡量体内维生素D营养状况的最佳指标。瞿红侠等[7]（2015）在肉鸡饲粮中试验证明，以生长性能和骨骼矿化指标评价25-OH-D3生物学效价约为维生素D3的1.81倍。维生素D3与25-OH-D3生物学效价的差异在其添加水平较低时更为明显（Fritts等，2003）[8]，25-OH-D3比维生素D3更容易吸收（Bar等，1980）[9]。用25-OH-D3对生猪进行补饲，不仅缩短了维生素D3在机体的代谢过程，而且避免了因肠道损伤、肝脏肾脏功能障碍，以及其它控制因素的影响[10]。

2 25-羟基维生素D3对生猪钙、磷代谢及骨骼形成的影响

25-OH-D3通过1，25-（OH）2-D3实现对钙（Ca）、磷（P）代谢的调节，促进了肠道对Ca、P的吸收和运转，增加了Ca、P在体内的存留。通过提高肾小管对钙离子的重吸收能力，使尿钙的排出量减少[11]。能够诱导破骨细胞生成，依靠破骨细胞内溶酶体释放的酶和有机酸对骨质进行溶解吸收，使血清Ca、P升高，以利于新骨生成[12]。1，25-（OH）2-D3还可诱导成骨细胞产生骨桥蛋白和骨钙蛋白，从而促进骨骼的矿化，此外，1，25-（OH）2-D3能够显著提高LRP5基因的表达，通过Wnt/β-Catenin信号通路促进成骨细胞的增殖及骨的合成过程（Thomas等，2007）[13]。Jefferies等（2002）[14]用100 mg/kg 25-羟基维生素D3治疗生猪骨软骨病，能够降低猪的发病率或病变的严重程度。Toshie等（2013）[15]对6～110 kg去势公猪添加50 mg 25-OH-D3，结果表明补充25-OH-D3可显著提高血清25-OH-D3和1α，25-羟基胆钙化醇的水平，显著降低骨软骨病的发病率，促进正常软骨内骨化、抑制骨软骨增生和可能再生破坏的软骨组织的趋势，提示机体促进软骨细胞分泌TGF-b和其他细胞因子，抑制骨软骨病的发展，并可能促进受损软骨组织的再生。综上所述1，25-（OH）2-D3能直接作用于成骨细胞、破骨细胞和软骨细胞等，通过调节其增殖、分化直接调节骨形成与骨吸收，维持骨稳态的平衡[16]，在调节钙磷吸收和重吸收作用，维持骨稳态的平衡以及调节免疫系统等方面发挥着重要作用[17]。

3 25-羟基维生素D3对后备母猪生长性能的影响

25-OH-D3能改善初产母猪繁殖性能，提高受胎率，增加仔猪的初生重，并能强化仔猪骨骼质量。Zhou等（2017）[18]在玉米-豆粕基础饲粮添加50 μg/kg 25-OH-D3，结果发现能有效提高初产母猪繁殖性能和第14天常乳乳蛋白和乳糖含量，加快母猪骨骼周转代谢以及改善新生仔猪骨质量。Zhou等（2016）[19]研究表明，玉米-豆粕基础饲粮添加25-OH-D350 μg/kg能改善初产母猪繁殖性能，乳品质和骨密度以及新生仔猪骨质量。Coffey等（2012）[20]试验表明，后备母猪试验组饲粮为500 IU D3/kg+50 μg 25-OH-D3/kg比对照组饲粮为2 500 IU D3/kg母猪妊娠率增加了23%，平均胎重并没有降低，给妊娠期后备母猪喂食25-OH-D3可以改善母猪和胎儿的维生素D状况，改善母猪的生殖性能。苏祥等（2013）[21]研究表明，后备母猪饲粮添加50 μg/kg 25-OH-D3提高了母猪血浆中25-OH-D3的浓度，配种受胎率提高22.8%，产仔数提高2.5头/胎。给第1次怀孕母猪饲喂25-OH-D3能提高胎儿肌纤维含量[22]。李结等（2018）[23]试验表明在不缺乏钙磷和维生素D3的前提下长期额外添加1α，25-（OH）2-维生素D3会显著增加初产母猪仔猪的初生重，强化骨骼，并能缩短产程，改善体况，趴脚仔猪明显减少。

4 25-羟基维生素D3对泌乳母猪繁殖性能的影响

25-OH-D3能提高泌乳母猪繁殖性能，显著提高仔猪断奶窝重和窝增重，改善母猪骨骼质量，降低母猪淘汰率。张连华等（2019）[24]研究表明，玉米-豆粕基础饲粮添加50 μg/kg 25-OH-D3能显著提高仔猪断奶窝重和窝增重，同时有降低母猪体重损失的趋势。Weber等（2014）[25]研究表明，饲粮添加一定量的25-OH-D3能够改善母猪体内维生素D3供应状况，进而维持妊娠与泌乳期体内Ca平衡稳态，可增加仔猪的总产仔数和初生体重。Petersen等（2014）[26]研究表明在妊娠期间，25-OH-D3通过胎盘从母体转运到胎儿，出生时脐带血中25-OH-D3的浓度约为母体血液浓度的80%。Kirk等（2005）[27]研究表明猪群母猪骨骼系统问题是母猪淘汰的主要原因之一，比例可达10%～15%，最高可达40%。Giesemann等（1998）[28]研究表明母猪在妊娠和哺乳期要消耗更多的钙和磷。哺乳期骨重量和强度下降，在随后的妊娠期增加，幼龄母猪体重和力量的变化大于成熟母猪。泌乳期母体骨钙的大量消耗，导致母体骨骼的弱化、跛行甚至骨折。Lauridsen等（2010）[29]研究表明饲粮添加25-OH-D3能够提高母猪繁殖性能和配种受胎率，同时改善后代仔猪骨品质，但具体作用机制尚不明确。

5 25-羟基维生素D3对种公猪的影响

影响公猪繁殖性能的因素很多，内在因素，如品种、年龄和睾丸大小；外在因素，如温度和光照，饲养因素，如精液采集频率、营养和社会环境。随着生猪养殖规模化、集约化程度的大幅提高，环境条件和管理水平基本趋向一致，营养的供给将直接影响到公猪繁殖潜力的发挥。Jensen等（2011）[30]在公猪上的研究表明饲料中添加25-OH-D3与添加维生素D3相比增加了血浆中雌二醇和Ca2+的含量及芳香化酶的活性，同时精清中果糖、Ca2+含量和酸性磷酸酶（ACP）活性也显著升高，25-OH-D3组血浆中睾酮含量未出现显著增加，同时雌二醇含量显著增加。芳香化酶活性的增加会促进睾酮转化为雌二醇。魏冬芹等（2017）[31]在种公猪饲粮同样添加50 μg/kg 维生素D3和添加50 μg/kg 25-OH-D3相比，添加25-OH-D3能更有效增加血浆维生素D含量，从而改善精子的形态和运动能力，提高公猪的繁殖性能。

6 25-羟基维生素D3能增强断奶仔猪的生长骨骼发育和肠道免疫能力

25-OH-D3能显著改善断奶仔猪骨骼质量，改善免疫功能，增强抗病能力。25-OH-D3的重要代谢产物1，25-（OH）2-D3是一种新型的免疫调节激素，能够调节造血细胞、骨细胞的增殖和分化，修饰T、B淋巴细胞活性，产生免疫球蛋白，增强机体免疫力，修饰免疫反应，调节单核细胞的增殖和分化，通过免疫功能的改善，大幅增强对疾病的抵抗力，以达到提高生长指标和生产性能的目的[32]。廖波等（2011）[33]在饲粮添加2 200 IU/kg的25-OH-D3可以提高轮状病毒攻毒和未攻毒断奶仔猪血清及肠内容物RV-Ab水平，降低促炎症细胞因子的分泌及其参与的炎症反应，促进抗炎症细胞因子的生成及其参与的免疫应答，进而表现出提高断奶仔猪抗病力的作用。Jefferies等（2002）[14]研究表明断奶仔猪饲粮添加25-OH-D3，显著提高了血清25-OH-D3的含量，显著增加了白细胞数量，增强对全身和黏膜抗菌反应，免疫调节作用明显，是补充断奶仔猪的一种较好的饲料添加剂。Sugiyama等（2013）[34]研究表明，与空白组相比，饲粮添加25-OH-D350 μg/kg显著降低断奶仔猪软骨病和骨关节病的发病率，促进软骨正常骨化。Hines等（2013）[22]研究表明，添加25-羟基胆钙化醇（25-OH-D3）显著增强母猪胎儿成肌细胞活性和初生仔猪骨骼肌生长潜能。Witschi等（2011）[35]研究表明，当在母猪和仔猪饲粮中添加25-OH-D3时，母猪服用25-OH-D3所产仔猪的维生素D状况显著改善，可能是因为它们在出生时有更多的组织储备，从这些储存中释放出来时维生素D的可用性更高。仔猪胫骨中轴的断裂强度、皮质骨矿含量和密度均较其它组显著提高。

7 小结

在生猪饲粮中添加25-OH-D3能显著改善初产母猪繁殖性能及新生仔猪初生重和骨质量，提高泌乳母猪繁殖性能，显著提高仔猪断奶窝重和窝增重，改善骨骼质量，减少母猪骨折发生。提高种公猪生产性能，提高断奶仔猪机体免疫力。关于后备母猪、泌乳母猪、种公猪和肥育猪饲粮中25-OH-D3最适宜添加量和作用机理需进行深入研究，25-OH-D3的毒性对生猪的影响需要进一步研究确定。