$ 期吕美等氧化应激对断奶仔猪色氨酸分解代谢的影响活性氧族 1"2#,-5*251'& 因含有未成对电子而极易引起氧化反应在正常生理条件下 1'& 的产生和机体对它的清除能力处于动态平衡但许多内源性或外源性刺激导致 1'& 产生过多和或机体对其清除能力降低使机体处于氧化应激状态色氨

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Download "$ 期吕美等氧化应激对断奶仔猪色氨酸分解代谢的影响活性氧族 1"2#,-5*251'& 因含有未成对电子而极易引起氧化反应在正常生理条件下 1'& 的产生和机体对它的清除能力处于动态平衡但许多内源性或外源性刺激导致 1'& 产生过多和或机体对其清除能力降低使机体处于氧化应激状态色氨"

豌俞
7 years ago
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1 畜牧兽医学报氧化应激对断奶仔猪色氨酸分解代谢的影响吕美余冰郑萍陈代文四川农业大学动物营养研究所动物抗病营养教育部重点实验室雅安摘要旨在研究氧化应激对断奶仔猪色氨酸分解代谢产物及关键酶活性的影响采用单因子试验设计选用头日龄断奶长白大白仔猪分别饲养在个猪栏中经过预饲后随机分为个处理组每个处理组个重复每个重复头猪氧化应激组仔猪腹腔注射体质量!"# 自由采食正常对照组仔猪腹腔注射无菌生理盐水自由采食采食配对组仔猪腹腔注射无菌生理盐水控制采食量与氧化应激组仔猪相同所有仔猪自由饮水试验期 $% 结果表明与对照组和采食配对组相比氧化应激组氧化应激降低了仔猪生长性能极显著降低血清 &' 超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物活性血清丙二醛含量极显著增加氧化应激降低了血清 ()* 色氨酸水平显著或极显著增加了血清 +,- 犬尿氨酸含量或及 +,-()* 比值血清.( 羟色胺含量显著增加氧化应激显著增加了肝脏 (' 色氨酸加双氧酶总活性全酶和酶蛋白活性对十二指肠 /' 吲哚胺加双氧酶活性无显著影响结果提示!"# 诱导的氧化应激主要通过增强肝脏 (' 活性来增加断奶仔猪色氨酸分解代谢关键词氧化应激仔猪色氨酸吲哚胺加双氧酶色氨酸加双氧酶中图分类号 && 文献标识码文章编号 0$!"#$%&$'!%!!% (!% )* 67 89:-;.-."3-!"#$%%&'%%!%! (%!"#)##*+%,- +$!(55#!%, 3"5%5-%#"!"##2#5!"#-%!2%%"#5#)55- #),*#*"-2"#"5-3"-%*522)%-#"5-"2#)""))"--#"##" 6"-%)"-28)5)3"-%*#53)"55-%-##)#)"#-#5"-"5"2 2-55#-*5-"%#!"2255#%2-#)2"-%3#%!"# :"-%-"%#! "2255#% %"#5#)55)*")%#)2#5" "!-#%"5#!"#2"-%*5*")%(#)""5#%)$%",5()5!#5 53%#"# ()3#*))"-2"-%"2##5&' 5!*)%%5!#"5 "-%!#"#-*)%%5!#"55-2"-#,%2-%-!"#2" -%*5323%,-2)"5%5)! "-%"%,%!"# -%!2%%"#5#)55%2)"5%5)!)()*#),*#*"-"!-#%5)! +,-,-!) --)+,-()* "-%.(,%),#),*#"- #)!"#-2#-#)(' #),*#*"-%,-"5"2##5-2! %-##""2##,-4,"-%"*-4,"2##,3)- "-2%#2#%"#5#)55-/' -%"-%,-"53"5-5-2"-# %)-2(5)5!#55!5#%#"#!"#-%!2%%"#5#)55-2)"5%2"#"5 #),*#*"-,"!-#-('"2##,-3"-%*5,'-$%"#5#)55*#5#),*#*"--%"-%,-"5#),*#*"- %,-"5 收稿日期 0 基金项目教育部长江学者和创新团队发展计划 /1(' 作者简介吕美 0$0 女河南信阳人博士主要从事动物抗病营养研究 ","22- 通讯作者陈代文 "2-%3452"!%!2-

2 $ 期吕美等氧化应激对断奶仔猪色氨酸分解代谢的影响活性氧族 1"2#,-5*251'& 因含有未成对电子而极易引起氧化反应在正常生理条件下 1'& 的产生和机体对它的清除能力处于动态平衡但许多内源性或外源性刺激导致 1'& 产生过多和或机体对其清除能力降低使机体处于氧化应激状态色氨酸 ()* 是动物维持生长的必需氨基酸具有调节基因表达缓解应激提高动物生产性能等多种作用色氨酸又是一种对许 $ 多氧化剂如单线氧等高度敏感的氨基酸在体内的分解代谢主要有两种途径即氧化脱羧生成羟色胺.( 和经犬尿氨酸途径代谢最终转变为二氧化碳和水日粮色氨酸约有 < 转变为.( 00< 经犬尿氨酸途径代谢色氨酸加双氧酶 (' 和吲哚胺加双氧酶 /' 是色氨酸经犬 0 尿氨酸途径代谢的限速酶犬尿氨酸 +,- 是该途径重要的中间代谢产物研究发现 (' 和 /' 催化的氧化反应需要超氧阴离子的参与 /' 介导的色氨酸经犬尿氨酸途径代谢与机体众多病理及生理过程密切相关如神经病理过程免疫调节作用及抗氧化活性等然而氧化应激是否通过增强 /' 和 (' 活性增加机体色氨酸的分解代谢尚有待于进一步证实!"# 是二吡啶基除草剂能够利用分子氧产生超氧阴离子和过氧化氢是一种较理想的氧化应激诱导剂为了研究氧化应激对机体色氨酸代谢的影响本研究中采用!"# 诱导氧化应激建立仔猪氧化应激模型考察氧化应激条件下仔猪色氨酸代谢的变化旨在为仔猪精准日粮的配制提供参考为生产中缓解应激的发生和减少损失提供理论依据可以更有效地指导制定相应的营养调控措施提高养殖效益材料与方法. 试验设计采用单因子试验设计试验设个处理每个处理个重复每个重复头猪即氧化应激组仔猪腹腔注射!"# 溶液 : 自由采食正常对照组仔猪腹腔注射等体积生理盐水自由采食采食配对组仔猪腹腔注射等体积生理盐水控制采食量与氧化应激组相同. 试验日粮配制以玉米豆粕膨化大豆玉米蛋白粉为基础配制日粮营养水平参照 100 阶段生长猪营养需要日粮组成及营养成分见表表试验日粮配方及营养水平 &!%!% %/$%"$%! < 原料 /-)%-# 含量 -#-# 营养指标!#)-## 水平 6 玉米 )- 消化能 = 5#-), 0 豆粕 &,"-" 粗蛋白 )!%*)#- 鱼粉 >5" 钙 "2! 乳清粉,*3) 有效磷 5*)!5""" 0 膨化大豆 #)!%%!"#5,"-" 总赖氨酸 (#"6,5 玉米蛋白粉 )-!#-" 总蛋? 胱 (#"#?,5 0 6 赖氨酸 6,5- $ 总色氨酸 (#"()* 苏氨酸 ()-- 总苏氨酸 (#"() $$ 碳酸钙 "2!2")-"# 0 总精氨酸 (#") 0 磷酸氢钙 "2!*5*"#%"52 总组氨酸 (#".5 维生素预混料 7#"- 总异亮氨酸 (#"/ $ 食盐 &"5"# 总亮氨酸 (#"6! 氯化胆碱 -2)% 总苯丙氨酸 (#" 微量元素 ()"2-)" 总酪氨酸 (#"(,) 总计 (#" 总缬氨酸 (#"7" $ 每千克饲粮提供维生素 /9 维生素 /9 维生素 /9 维生素 + 维生素 : 维生素 : 维生素 : 维生素 : 烟酸泛酸叶酸生物素 >>&'$.'!!&'.';-;-&'$.'--&'.'&"&'.'/+/ )%%*)%#7#"-/97#"-/97#"-/9 7#"-+7#"-:7 #"-:7#"-:7#"-:2#-2"-##-2>2"2%:#- >>&'$.'!!&'.' ;- ;-&' $.' - -&'.' & "&'.'/+/

3 畜牧兽医学报卷. 试验动物及饲养管理所有仔猪单栏饲养预饲后进行为期 $% 的正式试验每天饲喂次 AAA$AA 根据!"# 处理仔猪的采食量饲喂配对组仔猪消毒程序按常规进行所有仔猪自由饮水. 氧化应激诱导正式试验第天早上 A 所有仔猪空腹称重应激组仔猪根据体质量大小腹腔注射!"# 溶液!"# 购自 &" 公司用灭菌生理盐水配成 6 的!"# 溶液诱导氧化应激 6 : 同时对应的正常组与配对组仔猪注射相同剂量的无菌生理盐水.0 样品收集及检测指标与方法样品收集在正式试验开始和结束的早上空腹称个体质量试验期间每天记录饲料消耗量在试验结束时对所有试验猪只进行前腔静脉采血 6)- 离心 - 储存待测所有猪只采血后麻醉迅速剖开腹腔分离肝脏和十二指肠放入培养皿中用预冷的无菌生理盐水清洗用滤纸擦去多余的液体液氮速冻后转入保存待测检测指标与方法生长性能指标平均日增体质量 % B 试验末体质量试验初始体质量试验天数平均日采食量 >/% B 试验期内供料量试验期内剩料量试验天数饲料转化率 >B 平均日增体质量平均日采食量氧化应激标识血清过氧化氢酶 ( 超氧化物歧化酶 &' 谷胱甘肽过氧化物酶活性及丙二醛含量采用试剂盒测定具体操作方法参照南京建成生物工程研究所的试剂盒说明书血清 ()*+,- 高效液相色谱法同时测定血清中的色氨酸和犬尿氨酸血清加等体积的 < 高氯酸溶液充分沉淀血清中的蛋白质然后以 )- 离心 - 取上清液上机分析血清羟色胺荧光分光光度法测定血清 6 经酸性正丁醇和正庚烷抽提后取含羟色胺的下层水相 6 分别加入 6,5 6 和 6 的邻苯二甲醛加热 - 冰水冷却后以激发波长 - 发射波长 $$- 测定荧光强度十二指肠 /' 活性 /' 活性根据 +!% 和 :,% 的方法测定肝脏 (' 活性 (' 活性根据 ")" 等的方法 $ 测定.1 数据处理与统计分析试验数据用 2 处理采用 &&& 软件进行统计分析用 '-3",'7 比较各组间相关指标的差异采用!-2"- 氏法进行多重比较结果以平均值标准误表示结果. 氧化应激对断奶仔猪生长性能的影响由表可知与对照组仔猪相比氧化应激仔猪 >/ 和 > 分别降低 < < 和 < B 与采食配对组仔猪相比氧化应激仔猪和 > 分别降低 <B 和 0<B 表氧化应激对断奶仔猪生长性能的影响 &!%/%!"$%*$-$$!%-!% * 项目 /# 氧化应激 '%"#5#)55 正常对照 -#) 采食配对 ")% 初始体质量 /-#"%,3# $ $ 末体质量 >-"%,3# $ 平均日增体质量 % 0 : 0$$ 平均日采食量 % >/ $$$ : $0 饲料转化率 > $ " " 数据以平均值标准误表示 -B 同行指标数据肩标不同小写字母表示差异显著不同大写字母表示差异极显著下表同 "#"")*)55%"5"-5&-B7"!5-")3 3#%)-#5"5!*)52)*#5")%)-##5 3#%)-#2"*#"5!*)52)*#5")5-2"-#,%)-#(5""53. 氧化应激对断奶仔猪抗氧化能力的影响由表可知与对照组和采食配对组仔猪相比氧化应激组仔猪血清 ( 活性分别降低 <B 和 < B&' 活性分别降低

4 $ 期吕美等氧化应激对断奶仔猪色氨酸分解代谢的影响 < 和 < 活性分别降低 $< B 和 < B0 氧化应激组仔猪血清丙二醛含量极显著高于正常对照组和采食配对组表氧化应激对血清抗氧化物酶活性及丙二醛含量的影响 &!%/%!"$%!%!%%'!% +%$/ 项目 /# 氧化应激 '%"#5#)55 正常对照 -#) 采食配对 ")% ( 96 0$ $ &' 96 $ : $ : 96 $ 00 : $ : -6 $$ : :. 氧化应激对断奶仔猪色氨酸分解代谢产物的影响由表可知与对照组和采食配对组仔猪相比氧化应激组仔猪血清 ()* 含量分别降低 0<B 和 <B0 与对照组仔猪相比氧化应激仔猪血清 +,-+,-()* 以及.( 分别增加 << $< 与采食配对组仔猪相比氧化应激仔猪血清 +,-+,-()* 以及.( 分别增加 $< << 表氧化应激对血清色氨酸犬尿氨酸犬尿氨酸色氨酸及 0 羟色胺的影响 &!%/%!"$%&$,'%,'%&$!% 0&%$/ 项目 /# 氧化应激 '%"#5#)55 正常对照 -#) 采食配对 ")% ()* -6 " 0 " +,- -6 " : : +,-()* " $ : 0$ :.( 6 0 " $ 0. 氧化应激对断奶仔猪色氨酸分解关键酶活性的影响由表可知氧化应激显著增强色氨酸加双氧酶活性而对吲哚胺加双氧酶活性无显著影响与对照组仔猪相比氧化应激组 (' 总活性全酶和酶蛋白活性分别增加 < < 和 < 与采食配对组仔猪相比氧化应激组 (' 总活性全酶和酶蛋白活性分别增加 <$< 和 < 表 0 氧化应激对色氨酸加双氧酶及吲哚胺加双氧酶活性的影响 &!0!"$%&!%!"' 项目 /# 氧化应激正常对照采食配对 '%"#5#)55 -#) ")% 色氨酸加双氧酶 (' 总活性 - *)#-(#" " $ $ 全酶 - *)#-. " $ 酶蛋白 - *)#-* " $ $ 吲哚胺加双氧酶 - *)#-/' 0 0 讨论!"# 是常用的一种氧化应激诱导剂常用于构建氧化应激模型本试验发现腹腔注射!"# 诱导的氧化应激仔猪生产性能显著低于正常对照组仔猪机体抗氧化能力如 &' 和活性均显著降低血清丙二醛含量显著增加说明本试验建立的氧化应激模型是可靠的该结果与一定剂量的 0!"# 引起氧化应激的报道一致与采食配对组仔猪相比氧化应激降低仔猪和 > 表明氧化应激影响仔猪养分利用使营养素由维持细胞功能和促生长转向防御氧化损伤本试验发现与对照组相比氧化应激显著降低仔猪血清色氨酸浓度增加色氨酸代谢产物 +,- 和.( 及 +,-()* 比值增强肝脏 (' 活性因氧化应激极显著降低仔猪采食量故不能排除血清

5 畜牧兽医学报卷色氨酸浓度的降低是因采食量的降低引起的与采食配对组仔猪相比氧化应激降低血清色氨酸浓度 <B0 增加血清色氨酸代谢产物浓度 +,-()* 比值及肝脏 (' 活性排除了因采食量降低导致的色氨酸摄入量差异对色氨酸分解代谢的影响证实了氧化应激增强仔猪色氨酸分解代谢本试验还发现氧化应激对十二指肠 /' 活性略有增强但未达到显著水平与百草枯诱导的氧化应激并未诱导大鼠和小鼠肺 /' 活性增强的报道一致动物摄入体内的色氨酸主要经犬尿氨酸途径代谢产生重要的中间产物犬尿氨酸 (' 和 /' 是色氨酸代谢为犬尿氨酸的限速酶生理条件下肝脏 (' 是主要的色氨酸氧化酶在调节血清色氨酸含量中起重要作用 (' 和 /' 利用超氧阴离子作为辅助因子催化色氨酸到犬尿氨酸的氧化反应被认为是体内自由基的清道夫和真正的抗氧化物酶二者对氧自由基的清除不需要将其转化为过氧化氢其对氧自由基的清除效率甚至高于 &' 因此氧化应激状态下色氨酸代谢酶活性增强是机体对氧化应激的一种适应机制氧化应激对 (' 和 /' 影响的差异可能是因为!"# 作用的靶器官是肝脏导致肝脏产生大量的 1'& 作为自由基的清道夫其活性与机体 1'& 的产生存在动态平衡而 (' 主要在肝脏表达 /' 则在除肝脏外的其它组织表达组织分布的不同决定了其活性的差异仔猪肝脏 (' 活性的增强导致血清色氨酸浓度降低 +,-()* 比值增加这与酒精诱导人肝脏 (' 活性增强增加色氨酸代谢的结果一致氧化应激对 +,-()* 比值变化的影响尚未见报道本试验中 +,-()* 比值增加是氧化应激导致血清色氨酸浓度降低而犬尿氨酸浓度升高的直接结果表明机体色氨酸代谢增强这与败血病和./7 感染引起的免疫应激增强人色氨酸代谢和 +,- ()* 比值的报道一致.( 生物合成的前体是色氨酸其合成率直接受色氨酸活性调控抑制 (' 活性使.( 合成增加血中的.( 全部来源于胃肠道.( 在肾脏和肝脏经单胺氧化 $ 酶转变为羟吲哚乙酸后由尿排出体外本试验中应激仔猪血清.( 含量的增加与 (' 活性增加色氨酸含量下降并不一致提示氧化应激通过激活色氨酸的.( 代谢途径增加色氨酸的代谢和或抑制.( 向羟吲哚乙酸的转变具体机制有待于进一步研究结论本试验研究氧化应激对猪色氨酸分解代谢的影响结果表明氧化应激促进色氨酸分解代谢导致血清色氨酸浓度降低色氨酸代谢产物.(+,- 及 +,-()* 显著或极显著增加色氨酸分解代谢的增加主要是通过氧化应激诱导仔猪肝脏 (' 活性增强来实现的参考文献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

6 $ 期吕美等氧化应激对断奶仔猪色氨酸分解代谢的影响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编辑郭云雁

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动物营养学报卷! 的生物素共种试验日粮表基础日粮组成和营养水平风干基础 8),..((.---(,-),,).98)(, 项目 #, 原料 #-,(,- 玉米.- 大豆油 4.18,-.() 膨化豆粕 :,.18,-,) 膨化大豆 :,.18,- (18(6 含动物营养学报圆环病毒攻击下日粮中生物素的添加水平及其对仔猪部分免疫指标及生产性能的影响陈宏张克英丁雪梅徐志文陈代文四川农业大学动物营养研究所雅安教育部动物抗病营养重点实验室雅安四川农业大学生物技术中心雅安摘要本试验旨在确定猪圆环病毒型攻击下玉米豆粕型日粮中生物素的适宜添加水平及其对仔猪部分免疫指标及生产性能的影响将日龄断奶抗体检测阴性的杜长大三元杂交仔猪