猪饲粮对母猪繁殖免疫能力的影响

本文作者：李永明 徐子伟 刘 杰 冯尚连 单位：浙江省农业科学院畜牧兽医研究所

哺乳仔猪生长发育所需营养素和对疫病的免疫抵抗力主要来源于母猪，其所面临疫病威胁的主要传染源也是母猪。因此，研究开发安全高效的生物活性添加剂，提高母猪免疫功能，减少隐性感染和排毒或排菌，促进分泌量足、质优的母乳，这对于增进仔猪健康和生长性能进而提高养猪效益具有重要意义。国内外对此进行了大量研究，主要包括微量营养素、多糖、植物雌激素、脂肪酸、氨基酸代谢产物等［1－5］。β－羟基－β－甲基丁酸(β-hydroxy-β-methylbutyrate，HMB)是亮氨酸代谢的中间产物，由Nissen博士于1988年首次发现。研究表明，HMB能促进蛋白质合成，抑制蛋白质降解，维护细胞膜完整性，促进肌肉生长发育，提高畜禽生长性能和产肉量，改善胴体品质［6］;刺激巨噬细胞和淋巴细胞增殖，增强其活性，增加抗体分泌细胞数量，改善机体免疫功能，降低疾病发生和死亡率［7－11］。Nissen等［12］、Krakowski等［13］及Tat-ara等［14］分别在母猪产前4～6周至仔猪断奶期间的不同时间段给母猪饲喂HMB，显著改善了母猪血清免疫球蛋白含量、初乳品质以及子代初生重、断奶重、初生至上市生长速度、股骨质量等指标，然而关于妊娠后期至断奶期间连续饲喂HMB的研究尚未见文献报道，连续饲喂能否取得比阶段饲喂更优的效果值得探索。本文首次研究在母猪妊娠后期及哺乳期饲粮中连续添加2000mg/kgHMB对母猪繁殖性能及其仔猪生长性能和免疫功能的影响，为其在养猪生产中的应用提供科学依据。

1材料与方法

1．1试验材料HMB购自江阴三益化工有限公司，纯度95%。

1．2试验设计采用单因素完全随机试验设计，选取20头3～6胎次、妊娠74d的“长×大”母猪，按胎次、体况和预产期相近的原则随机分成2组，每组10个重复，每个重复1头母猪，单栏饲养。对照组饲喂基础饲粮，试验组在对照组基础饲粮中添加2000mg/kgHMB。试验分妊娠后期和哺乳期2个阶段进行(妊娠后期:从妊娠第74天至分娩;哺乳期:从分娩至仔猪21日龄断奶)。参考NRC(1998)母猪营养需要配制妊娠后期和哺乳期基础饲粮，其组成及营养水平见表1。

1．3饲养管理试验母猪均饲养于同一栋妊娠母猪舍内，统一消毒，分娩前7～10天转入同一栋分娩舍。母猪每日07:30、09:40和15:40各喂料1次，妊娠母猪采取限饲方式，每日每头母猪饲喂2．5kg，并根据膘情加减0．3kg;哺乳母猪自由采食(以次日料槽中略有剩料为准);仔猪7日龄开始补饲不添加HMB的乳猪料，21日龄断奶，母猪、仔猪均自由饮水。其他饲养管理及免疫程序按常规进行。

1．4样品采集

1．4．1母乳样品采集在母猪分娩当天及分娩后第7、14、21天，每组随机选取6头母猪，从前、中、后3个部位的采集乳样30mL。其中10mL乳样4℃、3000r/min离心20min，取上清分装于1．5mL离心管中，即为脱脂乳，用于测定免疫球蛋白含量。另外20mL于－80℃储存，用于测定乳成分。

1．4．2血样采集在母猪妊娠第98天、分娩当天及分娩后第14天，每组随机选取6头母猪，耳静脉采血5mL，静置30min后，在4℃、3000r/min离心10min，收集血清，于－80℃储存。在仔猪7、14、21日龄，每组选取6窝仔猪(每窝固定2头)，采集抗凝血5mL，在4℃、3000r/min离心10min，收集血浆，于－80℃储存。

1．5测定指标及方法

1．5．1繁殖性能及生长性能测定母猪分娩后仔猪逐头称重，统计窝产仔数、窝产活仔数，计算窝产活仔率;仔猪吮吸初乳前组内调整母猪带仔数，使之相近，并于仔猪7、21日龄逐头称重，计算各阶段窝增重及断奶育成率。

1．5．2乳成分及免疫指标测定母乳成分采用超声波乳成分分析仪测定。血清及乳中免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)、免疫球蛋白A(IgA)含量采用ELISA方法测定，IgA试剂盒购自上海朗顿生物科技有限公司，IgG和IgM试剂盒购自北京永辉生物科技有限公司。1．6数据统计与分析试验结果以平均值±标准差表示，数据处理与分析采用SAS6．12统计软件，将对照组和试验组数据进行独立样本t检验，分别以P＜0．01和P＜0．05作为差异显著性判断标准。

2结果

2．1母猪饲粮添加HMB对母猪繁殖性能及仔猪生长性能的影响由表2可知，与对照组相比，母猪饲粮中添加2000mg/kgHMB使仔猪初生个体重显著提高14．1%(P＜0．05)，但对母猪窝产仔数、窝产活仔数、窝产活仔率均无显著影响(P＞0．05)。由表3可知，在母猪妊娠后期及哺乳期饲粮中连续添加2000mg/kgHMB，可显著改善所产仔猪的生长性能。与对照组相比，试验组仔猪7、21日龄窝重分别显著提高16．6%和11．7%(P＜0．05);与对照组相比，初生至7日龄及初生至21日龄窝增重分别显著提高28．3%和12．5%(P＜0．05)，7～21日龄窝增重提高8．1%，但差异不显著(P＞0．05)。仔猪断奶育成数、断奶育成率2组间差异不显著(P＞0．05)。

2．2母猪饲粮添加HMB对母猪免疫功能的影响由表4可知，母猪妊娠后期及哺乳期饲粮中连续添加2000mg/kgHMB，可显著改善母猪免疫功能。与对照组相比，试验组母猪在妊娠第98天、分娩当天及分娩后第14天血清IgG含量分别提高35．3%(P＜0．01)、13．0%(P＞0．05)和5．2%(P＞0．05)，IgM含量分别提高34．7%(P＜0．05)、12．6%(P＞0．05)和5．8%(P＞0．05)。

2．3母猪饲粮添加HMB对母乳品质的影响由表5可知，母猪妊娠后期及哺乳期饲粮中连续添加2000mg/kgHMB，对母猪初乳及常乳中乳脂、非脂固形物和乳蛋白含量均无显著影响(P＞0．05)。由表6可知，母猪妊娠后期及哺乳期饲粮中连续添加2000mg/kgHMB，可显著改善母乳免疫球蛋白含量。与对照组相比，试验组初乳中IgG含量显著提高19．0%(P＜0．05)，分娩后第14天常乳中IgM含量显著提高21．4%(P＜0．05);与对照组相比，试验组分娩后第7天常乳中IgG、IgM含量及初乳、分娩后第14天常乳中IgA含量有改善趋势，分别比对照组提高19．7%、10．7%和13．0%、16．5%(P＞0．05)，且试验组免疫球蛋白含量整齐度高。

2．4母猪饲粮添加HMB对仔猪免疫功能的影响由表7可知，在母猪妊娠后期及哺乳期饲粮中连续添加2000mg/kgHMB，可显著改善所产仔猪的免疫功能。与对照组相比，试验组仔猪7日龄血浆IgG、IgM含量分别显著提高11．4%和40．1%(P＜0．05);与对照组相比，试验组仔猪14日龄血浆IgG、IgM及21日龄血浆IgG含量均高于对照组，但差异不显著(P＞0．05)。

3讨论

3．1母猪饲粮添加HMB对母猪繁殖性能及其仔猪生长性能的影响母猪窝产仔数主要受排卵率、受精率和怀孕期胚胎存活率的影响，其中胚胎死亡主要发生在妊娠后第9～13天、3周左右和第60～70天3个时期［15］。本试验母猪饲粮添加HMB对母猪窝产仔数、窝产活仔数均无显著影响，可能与其添加时间(妊娠第74天开始)已过胚胎死亡高峰期有关。本研究试验组仔猪初生个体重显著高于对照组，与Tatara等［14］报道一致。研究表明，HMB能显著提高鼠和羔羊生长激素/胰岛素样生长因子Ⅰ轴(GH/IGF-Ⅰ)的活性［16－17］。生长激素能增加胎盘重量，改善胎儿营养供应，促进其生长［18］。因此笔者推测本研究中HMB提高仔猪初生个体重与其改善母猪体内生长激素水平有关，详细机制有待进一步研究。Nissen等［12］、Krakowski等［13］报道母猪饲喂HMB可显著提高仔猪21日龄或28日龄体重，本试验结果与其基本一致。本试验进一步分析发现，母猪饲粮添加HMB对仔猪的促生长效应主要表现在出生后第1周(补饲前)，而补饲后(7～21日龄)2组间增重差异缩小，究竟是HMB的促生长效应随时间延长而逐渐减弱，还是补饲掩盖了促生长效应，尚有待研究。有研究结果表明，饲粮中添加适量HMB能提高肉仔鸡［19］、绒山羊［20］的生长性能。根据Nissen等［12］对母乳HMB含量分析结果，仔猪通过母乳直接获得的HMB含量远小于由母乳中亮氨酸吸收后在体内代谢转化而间接获得的HMB含量及文献报道的畜禽饲粮中HMB添加量，因此，HMB难以通过母乳转运途径在仔猪体内发挥直接的促生长作用。HMB可能通过以下途径改善仔猪增重:1)增加母猪泌乳量。母乳是哺乳仔猪尤其是补饲前仔猪获取营养物质的主要途径，母乳质和量对哺乳期仔猪生长性能起关键作用。本试验中HMB对母猪初乳和常乳成分含量均无显著影响，因此增加母猪泌乳量可能是HMB发挥作用的途径之一。2)改善仔猪肠道功能。Gerlinger-Romero等［16］报道鼠连续饲喂HMB可提高垂体GH基因及肝IGF-Ⅰ基因的转录与表达，增加血清中IGF-Ⅰ含量。血液中IGF-Ⅰ等激素通过母乳被仔猪摄入后能促进小肠发育和功能成熟，提高养分的消化吸收。3)改善仔猪GH/IGF-Ⅰ轴活性。Tatara等［14］研究发现母猪产前2周饲喂HMB显著提高了初生仔猪血液中GH、IGF-Ⅰ含量，并显著改善初生至上市全期的生长速度。今后应从多角度进行深入研究，以揭示HMB的促生长机制。

3．2母猪饲粮添加HMB对母猪免疫功能的影响现代养猪业高密度集约化饲养模式，使猪舍空气质量恶化、猪群长期处于应激状态，加之免疫抑制性疾病的广泛存在，导致猪群免疫功能低下，疫苗使用效果不理想。这种状况对母猪而言后果更为严重:疫病在猪群中呈隐性感染，长期排菌或排毒而垂直传播给仔猪;仔猪因无法从母猪获得足够的被动免疫保护力，极易被外界病原感染。人们开始探索在饲粮中添加生物活性物质来提高母猪免疫功能。HMB是亮氨酸在动物体内的中间代谢产物，具有免疫刺激活性［7－11］。Siwicki等［10］报道HMB显著提高虹鳟鱼脾脏离体接种鲁氏耶尔森菌疫苗后产生的特异性抗体分泌细胞的数量;虹鳟鱼接种鲁氏耶尔森菌疫苗前2周饲喂含HMB饲粮显著提高总抗体分泌细胞及特异性抗体分泌细胞数量。饲粮中添加适量HMB显著提高梭鲈［9］、肉鸡［19，21］、绒山羊［20］血清中总IgG或特异性IgG含量。Krakowski等［13］研究表明母猪产前4～6周连续21d口服适量HMB能显著提高血清IgG含量。本试验对自妊娠74d开始连续饲喂含HMB饲粮母猪血清免疫球蛋白含量动态监测发现，HMB显著提高了妊娠第98天血清中IgG、IgM含量;分娩当天及分娩后第14天血清中IgG、IgM含量仍呈增高趋势，该结果与Krakowski等［13］相似。母猪血液中IgG自产前10～14天开始向乳腺转运富集供生成初乳［22］，因此妊娠第98天血清中免疫球蛋白含量是评价母猪免疫功能状态的较理想指标。本试验结果提示，HMB可显著增强母猪体液免疫功能，为自身及所产仔猪提供抗病保护。本试验发现，分娩后第14天无论是血浆IgG还是IgM含量，试验组相比对照组提高的幅度均明显低于妊娠第98天，饲粮中HMB对免疫系统的激活效应是否随着饲喂时间的延长而钝化减弱，值得今后进一步研究，以确定HMB在母猪饲粮中的合理添加方案。

3．3母猪饲粮添加HMB对母乳品质的影响母乳是哺乳仔猪获取营养和母源抗体的主要途径，其质量对仔猪的生长和健康有重要影响。人们探索各种方法来提高母乳品质。Nissen等［12］报道母猪自产前2天至仔猪断奶连续饲喂添加HMB饲粮，初乳中乳脂含量增加41%。Krakows-ki等［13］在母猪产前4～6周开始连续21d饲喂HMB显著提高了初乳比重，但乳蛋白含量无显著差异;显著提高了初乳中IgG含量。初乳比重增加，表明乳脂含量降低或非脂固形物含量增加。本试验自妊娠第74天至仔猪断奶，在母猪饲粮中连续添加HMB对初乳及常乳中乳脂、乳蛋白、非脂固形物含量均无显著影响，与Nissen等［12］、Kra-kowski等［13］结果不一致，可能与HMB添加量及持续时间、母猪体况等多种因素有关，有待进一步研究。初乳中抗体通过肠黏膜进入仔猪体内后，可在全身各组织发挥免疫保护作用;常乳中的抗体(尤其是IgA)虽不能被仔猪吸收进入血液，但可在消化道发挥局部抗菌、抗病毒作用。本试验对初乳及常乳中免疫球蛋白含量动态监测发现，HMB显著提高了初乳中IgG含量及分娩后第14天常乳中IgM含量，常乳中IgG、IgM、IgA含量有改善趋势，与Krakowski等［13］结果相似。研究表明，母猪初乳中所有的IgG、80%的IgM和40%的IgA来源于血液，而常乳中90%的IgA和IgM及70%的IgG是在乳腺组织局部合成的［23］。本试验HMB显著提高了初乳中IgG含量，与试验组母猪妊娠第98天血清中IgG含量显著高于对照组相吻合;试验组常乳中IgG、IgM、IgA含量高于对照组，表明HMB能刺激乳腺组织局部合成免疫球蛋白。

3．4母猪饲粮添加HMB对仔猪免疫功能的影响母猪特有的上皮绒毛膜类型胎盘结构，使胎儿无法经胎盘获得母源免疫球蛋白。初生仔猪的肠道在24h内能吸收母乳中的抗体以抵御病原感染，7日龄前血清中的IgG全部来源于母乳。目前有关母猪饲粮中添加HMB对仔猪免疫功能的影响鲜见文献报道。本试验中HMB显著提高了仔猪7日龄血浆IgG、IgM含量，但母猪初乳中仅IgG含量试验组显著高于对照组，提示HMB能提高母猪初乳分泌量，通过质和量的双重改善作用提高仔猪体内抗体水平。HMB对14、21日龄仔猪血浆IgG、IgM含量无显著影响，可能与抗体在血液循环中的衰减、外界病原微生物刺激引起的主动免疫应答等多种因素有关。在母猪饲粮中添加HMB，与其前体物亮氨酸相比，具有显著优点:1)亮氨酸在母猪体内仅有约5%被代谢转化为HMB，理论上要达到相同效果所需添加量将大大高于HMB［24］;2)饲粮中添加过量的亮氨酸会破坏氨基酸平衡，尤其是干扰其他支链氨基酸的吸收、转运和代谢。

4结论

母猪妊娠后期及哺乳期饲粮中连续添加2000mg/kgHMB，可显著提高仔猪初生重及哺乳期增重，改善母猪及仔猪免疫功能。