脂多糖对五指山仔猪生长性能及抗氧化功能的影响

　摘要

为了研究脂多糖(LPS)刺激对五指山仔猪生长发育和血清抗氧化作用的影响，本试验采用五指山仔猪32头，平均体重为4.23±0.44kg，随机分为4个组别，分别为3个不同剂量的LPS组和空白对照组，每组包含8个重复。试验第一天对各组别进行LPS腹腔注射，LPS组分别注射浓度为150ug/kg、100ug/kg和50ug/kg的LPS1ml，对照组则注射等量生理盐水，试验期为7d。结果表明：在生长性能方面，LPS刺激会导致仔猪出现应激反应，生长发育受阻，生长性能降低。在抗氧化作用方面，①过氧化氢酶(CAT)方面：LPS刺激会导致仔猪血清内CAT含量在短时间内呈现下降趋势，并在24h时降至最低值，三个组别CAT含量均极显著低于对照组(P＜0.01)，随后其含量逐渐升高，至168h时，各LPS组均逐渐恢复至正常水平，但均低于对照组，其中低LPS组差异极显著(P＜0.01)，中LPS组差异显著(P＜0.05)，高LPS组差异不显著(P＞0.05)。②超氧化物歧化酶(SOD)方面：LPS刺激下会导致仔猪体内SOD活性呈现出下降趋势，并在24h时达到最低值，此时低LPS组、中LPS组和高LPS组SOD活性均极显著低于对照组(P＜0.01)；随后呈现上升趋势，至168h时，低LPS组、中LPS组和高LPS组SOD活性均极显著低于对照组(P＜0.01)。③总抗氧化能力(T-AOC)方面：LPS刺激会导致仔猪体内总抗氧化能力T-AOC在短时间内呈现下降趋势，并在24h时达到最低值，此时低LPS组、中LPS组和高LPS组T-AOC均极显著低于对照组(P＜0.01)；随后逐渐上升，至168h时，低LPS组、中LPS组和高LPS组T-AOC均低于对照组，但差异不显著(P＞0.05)。④丙二醛(MDA)方面：LPS刺激会导致仔猪血清内MDA含量在短时间内呈现升高趋势，并在12h时高LPS组MDA含量达到最高值，此时高LPS组MDA含量极显著高于对照组(P＜0.01)；24h时低LPS组和中LPS组达到最高值，此时低LPS组MDA含量显著高于对照组(P＜0.05)，中LPS组极显著高于对照组(P＜0.01)。综上所述，LPS刺激条件下，五指山仔猪会在短时间内出现强烈的应激反应，导致短时间内仔猪体重、血清内CAT含量、SOD活性、T-AOC极显著降低(P＜0.01)，MDA含量极显著升高(P＜0.01)，随着仔猪机体免疫功能的逐渐恢复，代谢逐渐恢复。LPS刺激组体重逐渐上升，CAT含量、SOD活性、T-AOC逐渐升高，MDA含量逐渐降低。

　　关键词：脂多糖；五指山猪；生长性能；抗氧化作用

　　1引言

近几年由于科技的迅猛发展，加上非洲猪瘟对我国生猪产业的冲击，个体农户不堪重负，导致我国生猪产业养殖模式更加趋于高密度、规模化、集约化，在这种境遇下，生猪养殖产业也面临着许多的挑战，不同于农户散养，高度规模化和集约化的养殖模式会使生猪更加容易受到噪音、光照、温度等不良因素的影响，产生各种应激，应激状态下猪会产生食欲减退、抵抗力下降等生理反应，从而导致其生长性能下降和畜产品品质下降，给生猪行业经济效益带来巨大损失[1]。因此，对应激机理的研究不可或缺，只有将应激机理研究通透，不仅能在生产实践上对养殖模式加以改善来尽可能避免应激，而且能够帮助寻找饲料添加剂缓解机体应激带来的损伤。脂多糖(LPS)又称内毒素，是大多革兰氏阴性菌细胞壁的主要成分，其本身并无毒性作用[2]，但进入动物机体会被识别为非特异性免疫原，造成动物机体产生应激反应，从而诱导动物机体产生大量活性氧自由基，引起机体损伤和细胞凋亡。目前脂多糖广泛应用于诱导建立仔猪应激模型，是研究营养干预和组织损伤机理的重要手段[3]。本试验通过对五指山仔猪以腹腔注射的方式注射不同浓度脂多糖，并进行饲养试验，通过试验前后体重变化、饲料消耗以及各个时间点血清抗氧化指标检测，探究不同剂量LPS刺激对五指山仔猪生长性能和抗氧化作用的影响，为五指山仔猪氧化应激模型的构建奠定基础。

　2试验材料

　　2.1试验动物

本试验采用32头35日龄断奶五指山仔猪，平均体重(4.23±0.44)kg，购买于琼海市西埇村个体农户猪场，饲养于海南大学动物科技学院动物房，预饲期3天，正式试验期7天，期间自由饮水和采食。

2.2主要药品和试剂盒

脂多糖(LPS-2880)购买于Sigma公司；钼酸铵法测定过氧化氢酶试剂盒、WST-1法测定超氧化物歧化酶试剂盒、ABTS法测定总抗氧化能力试剂盒、TBA法测定丙二醛试剂盒均购买于南京建成科技公司。

　3试验方法

　　3.1试验动物的分组与饲养

预饲期结束后，将五指山仔猪32头随机分为高剂量LPS组、中剂量LPS组、低剂量LPS组及空白对照组，进行7天的正式试验，LPS组在第一天按照50μg/kg、100μg/kg、150μg/kg单位体重注射1ml LPS，空白对照组以等量生理盐水替代，正式试验期间自由饮水，日粮为正大康地5900教槽料。

3.2指标的检测方法

　　3.2.1生长性能的测定

试验开始后每天早上对试验猪进行逐只称重，并记录其每日采食量，在试验结束后按照公式分别计算各组仔猪的平均日增重、平均日采食量和料重比。平均日增重=(末期栏均重-初期栏均重)/(试验天数×栏头数)；平均日采食量=每栏总采食量/(试验天数×栏头数)；料重比=平均日采食量/平均日增重。

3.2.2抗氧化指标的测定

试验开始第一天早上9:00注射LPS或生理盐水，并于注射前(0h)及注射后6h、12h、24h、48h、72h、96h、120h、168h前腔静脉采血3ml左右，用离心管收集并放置于微型离心机3000rpm/min离心10分钟，随后分装至小型离心管并保存至-20℃冰箱中备用，按照各试剂盒的说明书要求执行指标检测。

　3.3数据的统计和分析

本试验数据处理方法为WPS软件初步统计，SPSS软件进一步分析，试验数据以“平均数±标准差”表示，数据间差异运用邓肯法进行显著性检验，P＞0.05、P＜0.05和P＜0.01分别表示差异不显著、显著和极显著。

　4结果与分析

　　4.1 LPS刺激对仔猪生长性能的影响

LPS刺激对仔猪生长性能的影响结果见表1和图1，由图表可见，在注射LPS1d后,LPS组仔猪的体重都出现了不同程度的降低，从2d开始逐渐升高，低LPS组仔猪体重恢复程度最高，中LPS组次之，高LPS组最低，并且在1-7d时各LPS组仔猪体重均低于对照组，但差异不显著(P＞0.05)。与对照组相比，低LPS组仔猪平均日增重和日采食量出现小幅度降低，中LPS组出现中幅度降低，高LPS组出现大幅度降低；低LPS组和中LPS组料重比降低，高LPS组料重比升高，差异均不显著(P＞0.05)。

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4.2 LPS刺激对仔猪抗氧化作用的影响

　　4.2.1 LPS刺激对仔猪血清过氧化氢酶(CAT)含量的影响

LPS刺激对仔猪血清过氧化氢酶(CAT)含量的影响见表2和图2，由图表可见，与对照组相比，LPS刺激条件下仔猪血清CAT含量会在短时间内呈现下降趋势，并在24h时达到最低值，随后呈上升趋势。在0h时，各组别CAT含量无显著差异(P＞0.05)；6h时，各LPS组CAT含量均低于对照组，但低LPS差异不显著，中、高LPS组差异极显著(P＜0.01)；12h时，各LPS组CAT含量均低于对照组，但低、中LPS组差异不显著，高LPS组差异极显著(P＜0.01)；24h至120h各测定时间点，各LPS组CAT含量均极显著低于对照组(P＜0.01)；至168h时，各LPS组均逐渐恢复至正常水平，但均低于对照组，其中低LPS组差异极显著(P＜0.01)，中LPS组差异显著(P＜0.05)，高LPS组差异不显著(P＞0.05)。

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(注：同行数据肩标上的字母大小写均不相同的表示差异极显著(P＜0.01)，大写字母相同而小写不同表示差异显著(P＜0.05)，字母完全相同或无字母表示差异不显著(P＞0.05)。下表相同。)

图2 LPS刺激下不同时间点各组别CAT含量变化

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LPS刺激对仔猪血清超氧化物歧化酶(SOD)含量的影响见表3和图3，由图表可见，在LPS刺激条件下，仔猪血清内SOD含量在短时间内会呈现下降趋势，并且在24h达到最低值，随后呈现上升趋势。在0h时，各组别SOD含量无显著差异(P＞0.05)；在6h和12h时，各LPS组SOD含量均显著低于对照组(P＜0.05)；在24h时，各LPS组SOD含量降至最低值，均极显著低于对照组(P＜0.01)；48h至168h各测定时间点，各LPS组SOD含量呈现出缓慢上升趋势，但还是显著低于对照组(P＜0.05)。

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4.2.3 LPS刺激对仔猪血清总抗氧化能力(T-AOC)的影响

LPS刺激对仔猪血清总抗氧化能力(T-AOC)的影响见表4和图4，由图表可见，在LPS刺激条件下，仔猪血清内总抗氧化能力在短时间内会呈现下降趋势，并且在24h时达到最低值，随后逐渐升高。在0h时，低LPS组和中LPS组T-AOC略低于对照组，高LPS组略高于对照组，但差异均不著；在6h时，各LPS组T-AOC均低于对照组，并且仅有高LPS组差异显著(P＜0.05)；在12h时各LPS组T-AOC同样都低于对照组，但仅有低LPS组差异不显著；在24h时，各LPS组T-AOC下降至最低值，此时各LPS组T-AOC均极显著低于对照组(P＜0.01)；在48h和72h时，各LPS组T-AOC处于恢复上升阶段，但中、高LPS组T-AOC与对照组的差异仍然极显著(P＜0.01)；在96h时，各LPS组T-AOC均低于对照组，仅有中LPS组表现为差异显著(P＜0.05)；在120h和168h时，低LPS组、中LPS组和高LPS组T-AOC均低于对照组。

图4不同时间点各组别T-AOC变化

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LPS刺激对仔猪血清丙二醛(MDA)含量的影响见表5和图5，由图表可见，LPS刺激条件下，仔猪血清内MDA含量会在短时间内呈现升高趋势，低LPS组和中LPS组在24h时达到最大值，高LPS组在12h时达到最大值，随后呈现下降趋势。在0h时，低LPS组、中LPS组和高LPS组MDA含量均略低于对照组；在6h时，各LPS组MDA含量对高于对照组，但差异不显著，12h时，各LPS组MDA含量逐渐上升，中LPS与对照组的差异显著(P＜0.05)，高LPS组与对照组的差异极显著(P＜0.01)，并且达到最大值；在24h时，低、中LPS组MDA含量达到最大值，此时低LPS组与对照组差异显著(P＜0.05)，中、高LPS组与对照组差异极显著(P＜0.01)；在48h时，各LPS组MDA含量均略高于对照组；到了72h时，各LPS组MDA含量均出现了大幅下降，极显著低于对照组；在96h时，各LPS组MDA含量均低于对照组，但差异不显著；在120h时，低、中、高LPS组MDA含量分别显著(P＜0.05)、极显著(P＜0.01)、不显著低于对照组；在168h时，低LPS组、中LPS组和高LPS组MDA含量均极显著低于对照组(P＜0.01)。

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LPS是目前使用最广泛的有效应激源，具有重复性好的特点，能够很好模拟外界环境对畜禽造成的刺激[2]，诱导畜禽机体产生大量自由基，导致出现应激反应，出现体重减轻、腹泻等症状，生长性能也随之下降[4]。在本试验中，LPS组五指山仔猪在注射LPS后短时间内产生了严重的应激反应，出现了厌食等症状，日增重和日采食量均出现不同程度的下降，并且出现了呼吸急促、精神萎靡等表现，中LPS组和高LPS组较为严重，出现抽搐，卧地不起等症状，高LPS组还出现了腹泻、呕吐等症状，体重也在1d内下降，之后随着时间的延长，体内免疫机能逐渐恢复，精神状态和食欲均有所恢复。已有研究表明，LPS刺激对屯昌黑猪仔猪生长性能有显著影响[4]。贾安峰等人的研究中也表明，LPS刺激会导致仔猪出现免疫应激，抑制生长发育[5]；康保聚等人同样在研究中指出LPS刺激会引起仔猪产生强烈的免疫应激，生长性能显著下降[6]；本试验结果表明，五指山仔猪在经过LPS刺激后会产生强烈的应激反应，导致仔猪出现一系列不良症状，生长发育也受到抑制，这与前人对LPS刺激影响断奶仔猪生长性能的研究一致。

正常情况下，机体氧化系统和抗氧化系统存在一个动态平衡，当受到应激源的刺激时，体内过氧化物自由基会大量产生，导致机体出现过氧化损伤，进入氧化应激状态[2]。动物机体内过氧化氢酶(CAT)能够有效清除自由基，是动物体主要的抗氧化酶，与还原型谷胱甘肽(GSH)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)构成了对活性氧的第一道防线，其活性与机体内活性氧自由基水平密切相关[7]。SOD是一种主要的抗氧化酶，可清除体内超氧自由基并有效减轻细胞生物膜上的脂质过氧化[8]；丙二醛(MDA)是脂质过氧化的主要产物，T-AOC反映了非酶抗氧化防御系统的活性和抗氧化酶的水平，是衡量机体抗氧化系统功能状况的综合性指标[9]。因此，LPS刺激下CAT、SOD、GSH、T-AOC、MDA等指标的变化直接说明了畜禽机体机体过氧化程度大小和受到的损伤程度大小。目前已有大量研究表明动物机体内注射LPS可引起血清和组织中抗氧化指标(SOD、GSH-Px、CAT)含量降低，丙二醛(MDA)含量升高，产生ROS和O2-等，引起氧化应激，对于许多畜禽品种均有涉及。杨敏敏等人的研究中表明，LPS刺激会导致肉仔鸡出现氧化应激，从而引起仔鸡血清SOD活性、CAT活性和T-AOC显著降低，MDA含量升高[1]；闫永林在其关于LPS刺激小鼠肾组织的研究中也指出，LPS刺激小鼠肾组织会导致小鼠机体氧化和抗氧化系统失衡，显著降低肾组织T-AOC和SOD活性，显著升高MDA含量[8]；赵永伟等人的研究中表明，LPS刺激会导致断奶三元杂交(杜×长×大)仔猪肝发生严重的氧化应激，表现为肝脏T-AOC、CAT、GPx和GSH显著降低[9]；李欢等人的研究中也表明LPS刺激对三元杂交(杜×长×大)仔猪血清中抗氧化能力有显著影响，血清中MDA含量显著升高，SOD、CAT活性和T-AOC有降低趋势[10]；张海文等人的研究中也指出LPS刺激能够引起屯昌仔猪产生严重的氧化应激，导致肝组织病变和损伤[11]；王娟娟等人的研究中指出，LPS刺激会导致肉鸡产生免疫应激，引起肉鸡机体氧化损伤和抗氧化性能下降[12]；夏雪茹等人也在研究中表明，LPS刺激会导致家兔产生氧化应激，抗氧化能力下降[13]；阳金金的研究也指出LPS刺激会导致仔鹅出现严重的氧化应激，抗氧化功能下降[14]；王佳佳等人也在研究中指出LPS刺激对小鼠肝脏总抗氧化能力有显著降低作用[15]；本试验结果表明，不同浓度LPS刺激下，仔猪机体会在短时间内迅速进入氧化应激状态，造成机体炎症反应和组织损伤，机体内活性氧自由基迅速升高，体内CAT含量、SOD活性、T-AOC在短时间内迅速降低，并在24h达到最低值，之后随时间变化慢慢升高，MDA含量在短时间内迅速升高，在12h时达到最高值，之后随时间慢慢降低，这与目前对LPS刺激导致畜禽抗氧化指标变化规律相一致。

　6结论

不同浓度LPS刺激均会对五指山仔猪生长性能产生不良影响，临床上表现为精神萎靡、食欲不振、腹泻等，短时间内(24h)会引起机体产生强烈的氧化应激反应，使仔猪抗氧化能力减弱。

　参考文献

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致谢

相逢一见太匆匆，校内繁花几度红。一转眼大学生涯也接近了尾声，在这四年里，我收获了许多友情、知识，各方面也都得到了成长，怀着憧憬来到海大，跟随着老师同学一起学习，我受益匪浅，现在即将离开学校了，还是有些许不舍，但是少年终要远行，我得去为我自己奋斗了。