丙酸铬对生长母鼠生长性能、肠道形态、血清生化指标和免疫功能的影响

张晋源，郑灿财，XI Lin，黄艳玲*

（1.西南民族大学生命科学与技术学院，四川成都 610041；2.四川省畜牧总站，四川成都 610041；3.北卡罗莱纳州立大学动物科学学院，美国罗利 27695-7621）

在养殖生产过程中，当动物处在由环境、管理、饲粮、自身生理状态（妊娠、哺乳等）等因素引起的应激状态下时，肾上腺皮质会释放更多的糖皮质激素，机体内的糖原会加速降解，糖异生作用也会增强，葡糖糖消耗增加致使组织中的铬被动员，之后经尿排出体外，引起机体铬的缺乏[1-2]。铬作为动物机体重要的微量元素之一，其可以通过降低血清皮质醇浓度、提高机体免疫球蛋白含量和抗体滴度来增强机体的免疫力和抗应激能力[3]。因此，在饲粮中添加适量的铬对于促进畜禽机体代谢具有重要作用，特别是当机体处于应激条件下时，铬的添加显得更为必要。

近几年来，母体营养对子代营养代谢的影响已经引起了越来越多研究人员的关注。母体的免疫、抗氧化能力对于子代的免疫和抗氧化能力尤为重要。妊娠后期是子代发育和增重的关键时期，此时母体自身不仅处于严重的妊娠应激状态，更要在这种状态下保持自身的代谢，满足子代的生长发育。目前研究表明，母畜饲粮中添加铬可以提高子代初生重、窝重以及断奶窝重[4-5]，提高母畜繁殖激素含量和返情间隔[5-6]。因此，可推测母畜饲粮添加铬可能对母畜的繁殖和子代的生长都有着重要的影响。本试验选用雌性SD大鼠为动物模型，初步探讨饲粮中添加不同水平的铬（丙酸铬）对雌性SD大鼠生长性能、器官发育、肠黏膜形态、肠黏膜免疫指标和血清生化指标的影响，为后期开展铬对妊娠家畜及子代影响的研究提供一定数据基础，为铬在畜禽生产中的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验设计 试验选用体重（55.68±3.19）g的无特定病原体（SPF）级雌性断奶SD大鼠36只，预试10 d后，将雌鼠按照体重无差异原则分为3个处理组，每个处理6个重复（笼），每个重复（笼）2只大鼠。根据AIN-93G推荐[7]（其中的十二水合硫酸铬钾以等比例玉米淀粉替代），并结合原料的实际营养成分进行调整，人工配制成基础饲粮（表1）。在基础饲粮中添加0.2、1.0 mg/kg铬（丙酸铬由建明（珠海）工业有限公司提供，实测铬含量为0.11%），构成相应的试验饲粮。对照组饲喂基础饲粮（铬含量为0.14 mg/kg），2个试验组分别饲喂试验饲粮，试验期9周。

表1 基础饲粮组成及营养成分（风干基础）

1.2 饲养管理 正式饲养前10 d，对动物房及饲养器具进行清洁和熏蒸消毒。按照《SD大鼠饲养管理操作规程》，结合试验场条件，通过空调将动物房温度控制在（24±1）℃，湿度控制在50%～60%，排气扇24 h连续通风换气，自然周期光照。SD大鼠自由采食相应饲粮，自由饮用去离子水（未检测出铬）。定期更换垫料，定期使用新洁尔灭对动物房进行消毒。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 生长性能 以周为单位，记录并计算各重复笼的平均日采食量（ADFI）、平均日增重（ADG），并计算耗料增重比（F/G）。生长性能记录统计至正试期第7周即SD大鼠体成熟时。

1.3.2 血清指标 正试期第9周，低剂量乙醚麻醉大鼠，待其处于昏迷状态时，将其固定在解剖板上，使用真空采血针/管（不含抗凝剂）进行心脏采血，常温静置0.5 h后，在4℃条件下以2 000×g离心15 min制得血清，置于-20℃条件下保存待分析测定。

采用双缩脲法测定总蛋白质（TP）含量，采用葡萄糖氧化酶-过氧化物酶比色法（GOD-POD）测定葡萄糖（GLU）含量，采用分光光度法测定乳酸脱氢酶（LDH）、碱性磷酸酶（AKP）、二胺氧化酶（DAO）活力，采用Elisa方法测定D-乳酸（D-Lac）、免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白（IgM）的含量，试剂盒全部源于南京建成生物工程研究所。

1.3.3 小肠形态学指标 剖离小肠，将小肠置于预冷的操作台上，然后按照十二指肠、空肠、回肠的部位进行分段，依次剪取十二指肠、空肠前端、空肠后端、回肠各2 cm，用磷酸盐缓冲液（PBS，pH=7.2～7.4）轻轻将食糜冲洗后置于4%多聚甲醛固定液中固定，4℃保存3 d后，进行石蜡包埋、切片、常规苏木素-伊红（HE）染色、中性树胶封固制成样片。

使用数码三目摄像显微镜（BA400Digital，麦克奥迪实业集团有限公司）观察切片，使用图像分析软件（Motic Images Advanced 3.2）对切片中较好的区域进行拍照采样，随后进行分析，调整物镜倍数（100倍）及测量数据的单位（μm），根据肠绒毛和隐窝的垂直和折叠情况，选择两点一线或折线工具，每个重复测定5～6根最长的绒毛高度（VH）和相应的隐窝深度（CD），计算绒毛高度/隐窝深度（V/C）。

1.3.4 空肠黏膜免疫指标 取空肠10 cm，纵向剪开，暴露黏膜面，用预先冷冻好的PBS轻轻冲洗食糜，随后用载玻片轻轻刮取肠黏膜，置于2 mL EP管中，放入棉布袋里，投入液氮罐。采样结束后，将样品集中转移至-80℃超低温冰箱保存。

测定肠黏膜中的AKP活力（分光光度法）、DAO活性（分光光度法）、分泌性免疫球蛋白A（sIgA）（ELISA）的含量，试剂盒全部源于南京建成生物工程研究所。

1.3.5 饲料及肝脏铬含量 将配置好的基础饲粮以及母鼠风干样品在自动控温电热板上用浓HNO3（优级纯）湿消化稀释成含铬溶液，在石墨炉原子吸收光谱仪（SOLAAR S2，美国热电公司）上测定铬含量。

1.4 统计分析 以各重复笼为单位，应用SAS 9.2软件对数据进行单因素方差分析（One-Way ANOVA），以P＜0.05作为差异显著的标准，对差异显著的结果使用LSM进行多重比较。

2 结果

2.1 不同水平铬对母鼠生长期生长性能的影响 由表2可知，在饲粮中添加不同水平的铬对母鼠生长期ADFI、ADG、F/G无显著影响。

表2 不同水平铬对母鼠生长期生长性能的影响

2.2 不同水平铬在母鼠肝脏中的沉积及对器官指数的影响 由表3可知，在饲粮中添加丙酸铬对母鼠肝脏中铬的沉积无显著影响。但随着铬添加水平的提高，肝脏中铬的沉积随之提高。在饲粮中添加不同水平的铬对母鼠心脏指数、肝脏指数、脾脏指数、肾脏指数均无显著影响。

表3 不同水平铬在母鼠肝脏中的沉积及对器官指数的影响

2.3 不同水平铬对母鼠肠道形态的影响 由表4可知，在饲粮中添加不同水平铬对十二指肠CD、空肠前端和后端VH、CD及回肠VH、CD、V/C均无显著影响；在十二指肠，相比对照组及0.2 mg/kg铬组，1.0 mg/kg铬组VH显著降低，0.2 mg/kg铬组V/C较对照组显著提高。在空肠后端，添加铬极显著提高了V/C，0.2 mg/kg铬组与1.0 mg/kg铬组差异不显著。在回肠，添加铬有提高CD的趋势（P=0.051）。

表4 不同水平铬对母鼠肠道形态的影响 μm

2.4 不同水平铬对母鼠血清生化指标的影响 从表5可以看出，不同水平的铬对母鼠血清TP含量、GLU含量、LDH活力和AKP活力均无显著影响。

表5 不同水平铬对母鼠血清生化指标的影响

2.5 不同水平铬对母鼠免疫功能的影响 从表6可知，在饲粮中添加不同水平的铬对母鼠血清IgA、IgG、IgA含量均无显著影响。

表6 不同水平铬对母鼠血清免疫球蛋白的影响

从表7可知，在饲粮中添加不同水平铬对母鼠空肠黏膜的AKP活力、DAO活力、sIgA含量均无显著影响。

表7 不同水平铬对母鼠空肠黏膜免疫指标的影响

3 讨 论

3.1 铬对生长母鼠生长性能的影响 对于在饲粮中添加铬的大多数研究都是在热应激条件下进行的。赖安强等[8]研究发现，在基础日粮（铬含量1.88 mg/kg）的基础上每头奶牛每天添加7.2、10.8 mg铬（以吡啶羧酸铬形式）可以提高热应激下泌乳前期奶牛的生产性能。张敏红等[9]在高温条件下给肉鸡日粮中添加吡啶羧酸铬，有提高增重和饲料转化率的趋势。张彩虹等[10]研究发现在热应激肉鸡中添加酵母铬能改善其生长性能，以3.0 mg/kg 铬添加水平最佳。大多数试验表明，在热应激条件下添加铬对动物生长性能有一定的改善作用。当机体处于应激状态时会增加机体葡萄糖的代谢，进而增强机体中三价铬的消耗，而铬可以通过降低血清皮质醇浓度作用途径而增强动物的抗应激能力，因此在应激状态时补铬提高生产性能的效果明显，且不同的动物种类的适宜添加量不同。因此，在生产中，当处于高温或应激条件下时可以在动物饲粮中添加适量铬。但是在常规饲养条件下，饲粮中添加铬对动物生长性能影响的报道结论不一。蔡海瑞等[11]试验发现在基础饲粮（铬含量为0.16 mg/kg）的基础上添加铬可以提高凡纳滨对虾的增重率，以氯化铬、吡啶羧酸铬和蛋氨酸铬为铬源时适宜添加水平为1.33、1.27、1.04 mg/kg。杨奇慧等[12]研究发现，在凡纳滨对虾日粮中添加吡啶羧酸铬能提高其生长性能，且适宜添加水平在1.2～1.6 mg/kg。王丹莉等[13]在肉鸡上的研究也得出类似结论，在常规饲养条件下0～8周日粮中添加600 μg/kg吡啶羧酸铬时肉鸡生长速度最快。但郑灿财等[14]在常规饲养条件下基础饲粮（铬含量0.31 mg/kg）的基础上添加丙酸铬、吡啶羧酸铬和三氯化铬0.4、2.0 mg/kg均对肉仔鸡生长性能没有显著影响。Tian等[15]得出类似的试验结论，在常规饲养条件下生长猪基础日粮（铬含量为0.4 mg/kg）中添加蛋氨酸铬对猪生长性能无显著影响；在生长育肥猪日粮中添加蛋氨酸铬也对生长性能无显著影响[16]。Rajalekshmi等[17]也发现，常规饲养条件下在肉仔鸡日粮（基础饲粮中不含铬）中添加丙酸铬对生长性能没有显著影响。本试验发现，在基础饲粮（铬含量为0.14 mg/kg）的基础上添加丙酸铬对母鼠生长性能没有影响。Spears等2019年研究发现，在肉鸡饲粮中添加丙酸铬对不同性别肉鸡的生长性能影响不同（未发表）。本试验条件下添加丙酸铬对母鼠生长性能没有影响可能与基础饲粮铬水平、铬的添加量及添加形式和性别有关。

3.2 铬对生长母鼠血清生化指标的影响 关于铬对血清生化指标的影响已有报道，但研究结果存在较大差异。张敏红等[9]研究发现，日粮中补充铬对处于高温环境中（25～33℃）肉鸡的血清葡糖糖、甘油三酯和胆固醇没有显著影响，但提高血清总蛋白、降低尿素氮水平。张彩虹等[10]研究发现，在热应激肉鸡饲粮中添加铬对不同日龄阶段影响效果有所不同，对28日龄肉鸡的血糖和血清总胆固醇没有显著影响，但降低了42日龄肉鸡的血糖和血清总胆固醇含量；可提高全期血清总蛋白含量，降低全期血清肌酸激酶活性。血糖的降低有可能与铬激活膜受体与胰岛素之间二硫键的活性、增强胰岛素与其表面受体的结合力有关。Tian等[15]研究发现，在生长猪日粮中添加铬可显著降低血清葡萄糖水平，但对其他血清代谢物没有显著影响。赖安强等[8]在热应激下泌乳前期奶牛中添加铬显著提高了血糖、血糖/胰岛素以及胰岛素样生长因子-1（IGF-1）。这说明在热应激条件下添加铬对改善泌乳前期奶牛机体代谢及调节生殖激素浓度具有较好的作用。代建国等[18]研究发现，仔猪日粮添加甲基吡啶铬对血清生化指标无显著影响，这与本试验的研究结果一致。王敏奇等[19]在育肥猪饲粮中添加0.2 mg/kg铬（氯化铬、吡啶羧酸铬、纳米铬）40 d，发现添加纳米铬和吡啶羧酸铬提高了血清总蛋白含量。由此可知，铬对血清生化指标的影响存在差异的原因可能是铬源的不同以及动物处于不同的生理阶段。

3.3 铬对生长母鼠肠道形态的影响 本研究发现，母鼠饲粮中添加铬显著提高了十二指肠和空肠后端的V/C，但1.0 mg/kg铬组十二指肠的VH降低。郑灿财等[20]试验发现，添加1.0 mg/kg铬能够显著提高大鼠空肠V/C。这与本试验的结果一致，在肉鸭饲粮中添加铬也得出了类似的结论。李燕[21]试验发现，饲粮中添加0.2 mg/kg的吡啶羧酸铬可显著增加14日龄热应激肉鸭的V/C，并显著增加21日龄热应激肉鸭的V/C。肠绒毛为小肠的固有层和上皮共同凸向肠腔形成的叶状结构，可以增大小肠的吸收面积，特别是V/C反映了肠道黏膜的功能状态，比值提高说明肠道的消化吸收功能增强。由此可知，在母鼠饲粮中添加铬可以改善肠道黏膜形态，提高小肠对营养物质的消化吸收。从本试验可知，适量添加铬可以提高V/C，但过量的铬有可能会降低VH，因此在生产实践中应控制铬的添加量，使其发挥最大效益。

3.4 铬对生长母鼠免疫功能的影响 本研究发现，在母鼠饲粮中添加铬对血清免疫球蛋白和空肠黏膜免疫指标均无显著影响。肖芳[22]研究发现，在母羊饲粮中添加丙酸铬对妊娠120 d母羊血清IgA没有影响，但母羊血清IgG和IgM随着丙酸铬添加水平升高而线性升高。与此类似，Tian等[15]试验发现，在生长猪饲粮中添加0.4 mg/kg（以蛋氨酸铬形式）可以提高免疫反应。范春玲等[2]在围产后期奶牛饲粮中添加铬也得出类似的结论。在本试验条件下，在母鼠饲粮中添加丙酸铬对血清免疫球蛋白没有显著影响。上述研究中的试验动物均处于较高的生产水平，即机体处于一定的应激状态，而本试验中的大鼠处于较为稳定的环境，且采样时机体已处于成熟阶段。这可能是对血清免疫球蛋白差异不显著的原因之一。目前关于饲粮中添加铬对空肠黏膜免疫影响的研究报道较少。肖芳[22]发现，在母羊饲粮中添加丙氨酸铬对21日龄子代羔羊空肠黏膜AKP活力和DAO活性以及sIgA含量没有显著影响。有研究报道称，当机体遭受应激损伤时，体内AKP活性[23]和黏膜内DAO活性[24]降低。而本试验母鼠屠宰时并没有经受严重的应激，这可能是对空肠黏膜免疫影响不显著的原因之一。

4 结 论

饲粮中添加丙酸铬能够提高SD生长母鼠十二指肠和空肠的V/C，对母鼠的生长性能、器官指数、血清生化指标和免疫功能没有显著影响。