γ-氨基丁酸对断奶仔猪抗氧化性能、养分代谢和免疫功能的影响

■杨 兵 夏先林 胡忠泽 李晓凤*

（1.安徽科技学院动物科学学院，安徽凤阳 233100；2.贵州大学动物科学学院，贵州贵阳 550025）

断奶应激显著降低了仔猪的健康状况、成活率、生产性能及养殖企业生产效益，成为养猪生产面临的重要问题之一。断奶应激的引发原因主要包括母仔分离、饲料转变（由母乳转变为固体配合饲料）以及环境变换（仔猪从分娩栏到保育栏）等3个方面[1]。断奶应激对仔猪的影响包括：引起代谢、激素和免疫系统的变化；引发肠道屏障功能和通透性的破坏，胃肠道系统的破坏可导致肠道细菌、毒素和抗原向亚上皮组织的更高易位；影响肝肾功能，使能量、脂质和蛋白质代谢过程失调，从而引发全身和慢性炎症反应[2]。因此，如何缓解仔猪断奶应激，改善仔猪的免疫功能、养分代谢及抗氧化性能是当今畜牧工作者亟待解决的问题之一。目前缓解仔猪断奶应激的策略包括营养调控、饲养管理技术和遗传选育等，其中营养调控是常用策略之一，例如在饲料中添加氨基酸、矿物质、维生素、酶、益生菌和中草药饲料添加剂等[3-7]。

γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）作为一种非蛋白氨基酸类型的抑制性神经递质，表现出镇静、抗癫痫、抗焦虑、止痛、降低高血压和肌肉松弛的特性，其药理学包括选择性催眠剂、非镇静焦虑剂、记忆增强剂，其发挥作用主要通过与GABA受体结合来完成的，且GABA受体在中枢神经系统和外周器官（例如肠道）均有分布[8]。研究表明，在日粮中添加GABA能够调节猪的采食量、日增重、肉品质及繁殖性能等，并缓解热应激[9]。另外，猪的肠道上皮也存在GABA 受体[10]，因此，推测GABA在猪生产中发挥以上功能是通过与肠道上皮中GABA受体结合而实现的。目前，GABA在猪生产中的应用主要集中于育肥猪，关于断奶仔猪的研究相对较少。基于此，文章研究添加不同水平GABA对断奶仔猪养分代谢、免疫性能和抗氧化性能的影响，为缓解断奶应激、提高仔猪生产效率提供借鉴和参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验动物与试验设计

60头健康无病、体重相近、25日龄（杜×长×大）断奶猪选自贵州省贵阳市台农种养殖有限公司种猪场。采用单因素试验设计，将60头仔猪随机分成5组（对照组和20、40、60 mg/kg GABA组及80 mg/kg GABA组），每组3 个重复，每个重复4 头断奶仔猪。对照组和20、40、60 mg/kg及80 mg/kg GABA组仔猪分别饲喂添加GABA为0（基础日粮）、20、40、60 mg/kg和80 mg/kg的饲粮。试验期33 d，其中预试期5 d，正试期28 d。在正试期第1、14天和第28天分别称量每头仔猪的重量和饲料消耗量，试验结束当天清晨空腹前腔静脉采集血样，离心后备用。

1.1.2 主要试剂、仪器及样品采集

所有的指标均采用对应试剂盒（购自南京建成生物工程研究所有限公司）测定。血糖（Glucose，GLU）、尿素氮（Urea nitrogen，BUN）、总胆固醇（total cholesterol，TC）、肌酐（creatinine，Cr）、三酰甘油（Triglyceride，TG）、低密度脂蛋白（Low density lipoprotein，LDL）及高密度脂蛋白（High-density lipoprotein，HDL）浓度采用比色法进行测定；免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）A（IgA）、免疫球蛋白M（IgM）和免疫球蛋白G（IgG）含量采用酶联免疫吸附法进行测定；溶菌酶（LYS）和乳酸（Lysozyme and lactic acid，LD）采用比色法进行测定；乳酸脱氢酶（Lactate dehydrogenase，LDH）活性采用二硝基苯肼法进行测定；白蛋白（Albumin，ALB）采用溴甲酚绿比色法进行测定；总蛋白（Glutathione peroxidase，TP）采用双缩脲比色法进行测定；谷胱甘肽过氧化物酶（Glutathione peroxidase，GSH-Px）、超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）活性和总抗氧化能力（Total antioxidant capacity，T-AOC）采用比色法进行测定；丙二醛（Malondialdehyde，MDA）浓度采用分光光度法进行测定；血清过氧化氢酶（Catalase，CAT）活力采用可见光分光光度法进行测定。

YY/T 1529 酶联免疫反应读数仪、DG5033A 酶标仪、CN61M/UV-9100紫外可见分光光度计、微型振荡器、DT5-1 低速离心机及Thermo 2.5、10 μL 和50 μL移液器等。

正试期第28 天清晨，通过前腔静脉空腹采集血液5 mL，随后离心（4 ℃，5 000 r/min，15 min），小心吸取上层血清样品，-20 ℃保存、备用。

1.2 饲养管理

选用整栋消毒彻底的温控式封闭猪舍，猪舍温度、湿度、光照和通风按照仔猪养殖技术规程设置。试验仔猪自由接近饲料和饮水，免疫、消毒程序按照猪场常规制度进行。采用粉料，以重复为单位进行饲喂，并做好相关记录。在预试期，各组各重复均喂给基础日粮，逐渐转变为试验日粮。按试验仔猪的实际采食量调整给料量，使得恰好采食完。转入正试期后，按试验设计对各组猪进行处理，饲喂制度和方式不变，每天观察和记录试验猪的采食、饮水和健康状况。

1.3 试验日粮

基础日粮配置参照中国猪饲养标准（2004）及NRC 猪的营养需要（2012），养分含量满足或超过仔猪营养需要，基础日粮的组成及营养水平见表1，饲料原料由贵阳市台农种养殖有限公司饲料厂提供。GABA 通过逐级混匀方式加入到基础日粮中。GABA 购自西安拉维亚生物科技有限公司。

表1 基础日粮组成及营养水平（风干基础）

1.4 数据分析

试验数据采用统计软件SPSS 20.0进行单因素方差分析，以P＜0.05 为差异显著性标准，结果用“平均数±标准差（Mean±SD）”表示。

2 结果与分析

2.1 添加GABA对断奶仔猪抗氧化性能的影响（见表2）

表2 GABA对断奶仔猪抗氧化性能的影响

由表2可知，与对照组相比，20、40、60 mg/kg GABA组和80 mg/kg GABA组MDA含量显著降低（P＜0.05）；20、40 mg/kg GABA组和60 mg/kg GABA组SOD活性显著升高（P＜0.05），80 mg/kg GABA组SOD活性差异不显著（P＞0.05）；20 mg/kg GABA组GSH-Px活性显著升高，40、60 mg/kgGABA组和80 mg/kg GABA组GSH-Px活性无显著变化（P＞0.05）；60 mg/kgGABA组和80 mg/kg GABA 组T-AOC 显著升高，但20、40 mg/kg GABA 组T-AOC差异不显著（P＞0.05）；40、60 mg/kg GABA组和80 mg/kg GABA组CAT活性显著升高（P＜0.05）。

2.2 添加GABA对断奶仔猪糖、脂肪和蛋白质代谢的影响（见表3）

表3 GABA对断奶仔猪糖、脂肪和蛋白质代谢的影响（mmol/L）

由表3 可知，与对照组相比，20、40、60 mg/kg GABA 和80 mg/kg GABA组GLU含量差异不显著（P＞0.05）；20、60 mg/kg GABA 组BUN 含 量 显 著 降 低（P＜0.05）；20 mg/kg GABA 组血清Cr 含量显著降低（P＜0.05），但40、60 mg/kg GABA 和80 mg/kg GABA组Cr含量差异不显著（P＞0.05）。

另外，与对照组相比，20、40 mg/kg GABA 组和80 mg/kg GABA 组TG 含量显著降低（P＜0.05），但60 mg/kg GABA 组TG 含量差异不显著（P＞0.05）；40、60 mg/kg GABA 组和80 mg/kg GABA 组TC 显著降低（P＜0.05），但20 mg/kg GABA 组 差 异 不 显 著（P＞0.05）；各GABA 组LDL 含量显著降低（P＜0.05）；各GABA 组HDL 含量变化不显著（P＞0.05），各GABA 组间差异亦不显著（P＞0.05）。

2.3 添加GABA对断奶仔猪免疫性能的影响（见表4）

由表4可知，与对照组相比，40、60 mg/kg GABA组和80 mg/kg GABA 组IgA 含量显著升高（P＜0.05），20 mg/kg GABA组IgA含量变化差异不显著（P＞0.05）；20 mg/kg GABA组和40 mg/kg GABA组IgM含量显著升高（P＜0.05），但60 mg/kg GABA组和80 mg/kg GABA组IgM含量变化差异不显著（P＞0.05）；20、40、60 mg/kg GABA 组和80 mg/kg GABA 组IgG 含量显著升高（P＜0.05），但20、40 mg/kg GABA 组和60 mg/kg GABA 组IgG含量组间差异不显著（P＞0.05）。

表4 GABA对断奶仔猪免疫性能的影响

另外，与对照组相比，20 mg/kg GABA 组和60 mg/kg GABA 组TP 含量显著升高（P＜0.05），但40 mg/kg GABA 组和80 mg/kg GABA 组TP 含量变化差异不显著（P＞0.05）；60 mg/kg GABA组ALB含量显著升高（P＜0.05），但20、40 mg/kg GABA 组和80 mg/kg GABA组Alb含量变化差异不显著（P＞0.05）；40 mg/kg GABA 组和60 mg/kg GABA 组LYS 活性显著升高（P＜0.05），但20 mg/kg GABA 组和80 mg/kg GABA 组LYS变化差异不显著（P＞0.05）；80 mg/kg GABA 组LAC 含量显著降低（P＜0.05），但20、40 mg/kg GABA 组和60 mg/kg GABA 组LAC 含量变化差异不显著（P＞0.05）；LDH活性20、40、60 mg/kg GABA组和80 mg/kg GABA组LDH活性变化均差异不显著（P＞0.05）。

3 讨论

断奶导致仔猪氧化应激的发生[11]，同时氧化应激相关基因表达发生显著改变，包括CAT 和LDHA基因表达量降低，谷胱甘肽过氧化物酶2（GPX2）和超氧化物歧化酶3（SOD3）升高[12]。本研究发现，与对照组相比，添加60 mg/kg GABA能够显著提高断奶仔猪血清SOD、T-AOC 及CAT 活力，显著降低血清MDA浓度，说明60 mg/kg GABA能够显著提高机体抗氧化能力，显著改善断奶引起的氧化应激。温静等[13]发现50 mg/kg GABA能够显著提高文昌鸡热应激状态下胰腺中SOD活性，显著降低胰腺MDA含量。李锦春等[14]在奶牛饲料中添加GABA显著提高了热应激奶牛胰腺中SOD 和GSH-Px 活性，降低了胰腺MDA 含量，以上研究与本研究结果相符。目前，一般认为GABA调控机体抗氧化能力是通过与GABA受体互作的结果，但潜在机制有待进一步探究。

断奶也导致仔猪养分代谢发生紊乱。例如脂肪代谢方面，断奶后肠道脂肪酸结合蛋白1（Fatty acid binding protein 1，FABP1）、酰基辅酶α脱氢酶（Acylcoenzyme A dehydrogenase，ACADSB）和肉碱棕榈酰转移酶2（Carnitine palmityl transferase 2，CPT2）的表达降低，与胆汁酸代谢相关的基因在断奶后增加，包括FABP6、Farnesoid X 受体（Farnesoid X receptor，FXR）和溶质载体族51 亚基-α（Solute carrier family 51 subunit alpha，SLC51α）[12]。另外，断奶还会导致肠道微生物区系变化，肠道结构损伤和功能紊乱，肠道养分代谢、转运相关基因也发生剧烈变化[12]。本研究发现在断奶仔猪日粮中添加40、60 mg/kg和80 mg/kg GABA能够一定程度提高血清GLU含量（P＞0.05），与胡家澄等[15]研究报道不一致，可能是由于试验动物生理阶段不一致导致，具体机制有待进一步研究。此外，本研究还观察到60 mg/kg GABA 显著降低血清BUN、LDL及TCH浓度，提示GABA能够显著改善断奶仔猪蛋白质和脂肪代谢紊乱状态。研究发现，断奶导致粪便微生物区系中厚壁菌门（Firmicutes）丰度和厚壁菌门/拟杆菌门（Bacteroidetes）比值升高，变形菌门（Proteobacteria）丰度降低；在断奶过渡期间，拟杆菌属和梭杆菌属的丰度显著下降，且几乎消失，普雷沃氏菌属的丰度显著增加[12]，另外，α-亚麻酸代谢、视黄醇代谢、D-谷氨酰胺、D-谷氨酸代谢、柠檬酸循环、过氧化物酶体增殖物激活 受 体（Peroxisome proliferator activated receptor，PPAR）信号通路也发生改变[12]，而以上菌群和信号通路与猪的蛋白质和脂肪代谢有关[16-17]，因此，推测GABA通过调节以上菌群和信号通路改善仔猪的蛋白质和脂肪代谢紊乱状态。

GABA能够显著提高动物的免疫性能[18]。本研究显示60 mg/kg GABA显著提高断奶仔猪IgA、IgG、TP、Alb 及Lys 含量。丁亚南等[18]在妊娠母猪日粮添加100 mg/kg GABA，发现GABA能够改善血清和初乳中免疫球蛋白及相关免疫因子的含量，但差异不显著，可能因为不同生长阶段对GABA 的需要量差异造成的。GABA 提高免疫球蛋白浓度的潜在机制包括：GABA 通过抑制胃生长抑制素的分泌，促进T 淋巴细胞增殖，降低巨噬细胞凋亡，从而提高免疫球蛋白分泌；GABA与抗焦虑受体结合，并使之激活，抑制焦虑信息传递，增强机体抗病力[19-20]。马玉华等[21]还发现高脂日粮能够显著降低小鼠脾脏、胸腺指数，CD4+/CD8+比值及Treg 比例，显著降低免疫功能，但在饮水中添加2 mg/mL GABA 能够显著改善高脂膳食诱导的机体免疫功能损伤，与本研究报道相符。

4 结论

综上所述，日粮添加60 mg/kg GABA可显著改善断奶仔猪抗氧化性能、养分代谢和免疫性能，这为GABA 作为饲料添加剂在断奶仔猪中的应用提供了借鉴和参考。