动物营养学报  2016, Vol. 28 Issue (1): 157-162   PDF (1048 KB)    
无氮饲粮中铬添加水平对大鼠器官指数、肠道黏膜形态及血清指标的影响
郑灿财, 黄艳玲     
西南民族大学生命科学与技术学院, 成都 610041
摘要: 本试验旨在研究无氮饲粮中添加不同水平丙酸铬(CrPro)对Sprague Dawley(SD)大鼠器官指数、肠道黏膜形态及血清指标的影响。试验选用36只体重均一的断奶雌性SD大鼠,分为3个处理,每个处理6个重复,每个重复2只鼠。各处理分别饲喂无氮基础饲粮(对照组,含铬0.08 mg/kg)及在基础饲粮上分别添加0.2和1.0 mg/kg Cr(以CrPro形式)的试验饲粮,试验期21 d。结果显示:1)饲粮添加0.2 mg/kg的Cr显著提高了大鼠脾脏指数(P<0.05)。2)饲粮添加1.0 mg/kg的Cr显著提高了大鼠空肠绒毛高度与隐窝深度的比值(P<0.05)。3)与对照组相比,饲粮添加1.0 mg/kg的Cr显著提高了血清白蛋白和尿酸含量(P<0.05),饲粮添加0.2 mg/kg Cr显著提高了血清尿酸含量(P<0.05)。由此可见,无氮饲粮中补充适量铬对改善大鼠机体免疫器官指数、肠黏膜形态及血清蛋白质代谢有一定的作用。
关键词: 无氮饲粮     丙酸铬     器官指数     肠道黏膜     血清指标    
Effects of Chromium Supplemented Level in Nitrogen-Free Diets on Organ Indexes, Intestinal Mucosa Morphology and Serum Parameters of Rats
ZHENG Cancai, HUANG Yanling     
College of Life Science and Technology, Southwest University for Nationalities, Chengdu 610041, China
Abstract: This experiment was conducted to investigate the effects of different chromium propionate (CrPro) level in nitrogen-free diets (NFD) on organ indexes, intestinal mucosa morphology and serum parameters of rats. According to body weight, a total of 36 weaned Sprague Dawley (SD) rats were allotted to 3 treatments with 6 replicates per treatment and 2 rats per replicate. Rats were fed a basal NFD (control group) containing 0.08 mg/kg chromium (Cr), meanwhile, the basal diets supplemented with 0.2 or 1.0 mg/kg Cr from Cr for 21 days. The results showed that: 1) dietary supplemented with 0.2 mg/kg Cr significantly improved spleen index (P<0.05). 2) Dietary supplemented with 1.0 mg/kg Cr significantly increased the ratio of villous height to crypt depth (P<0.05). 3) Compared with the control group, dietary supplemented with 1.0 mg/kg Cr significantly improved serum albumin and uric acid contents (P<0.05), dietary supplemented with 0.2 mg/kg Cr significantly improved serum uric acid content (P<0.05). It is concluded that under NFD condition, the proper Cr supplementation has some effects on improving immune organs indexes, intestinal mucosa morphology and serum protein metabolism.
Key words: nitrogen-free diets     CrPro     organ indexes     intestinal mucosa     serum parameters    

铬(Cr)是动物必需的微量元素之一,作为胰岛素作用的辅助因子,在机体碳水化合物、脂质、蛋白质和核酸代谢中扮演着重要角色[1]。许多研究表明,饲粮中添加适量的Cr具有提高动物生长性能、改善胴体品质、增强机体免疫力等作用[2, 3, 4]。Cr在动物体内形成小分子Cr的有机配合物以被动扩散的形式通过肠黏膜进入到小肠内[5],其吸收部位主要在小肠中部,其次是回肠和十二指肠[6]。肠黏膜不仅是机体消化、吸收营养物质的重要场所,而且还具有重要的免疫功能,保持正常的肠黏膜形态是肠道发挥其强大吸收功能、抵抗外界有害物质入侵、促进机体健康发育的前提。目前针对Cr方面的研究大多集中在Cr对机体糖代谢和脂肪沉积的影响[7, 8, 9],而针对肠道黏膜形态和蛋白质代谢方面的研究较少。且有研究认为饲粮蛋白质是Cr的最好来源[10],即摄入低蛋白质(无氮)饲粮可能会导致Cr的缺乏[10, 11]。鉴于此,本研究以Sprague Dawley(SD)大鼠为动物模型,选用新型Cr源——丙酸铬(Cr propionate,CrPro),通过饲喂无氮饲粮以产生低Cr状态,初步探讨饲粮添加不同水平的CrPro对SD大鼠器官发育、肠道黏膜形态和血清指标的影响,为人们进一步认识Cr的作用提供参考。

1 材料与方法 1.1 试验材料及试验设计

选用体重(53.63±1.37) g的无特定病原体(SPF)级雌性断奶SD大鼠36只,预饲喂1周后,根据各处理体重无显著差异(P>0.05)原则分为3个处理,每个处理6个重复,每个重复2只大鼠。各处理分别饲喂无氮基础饲粮(对照组)及在基础饲粮上分别添加0.2和1.0 mg/kg Cr(以CrPro形式)的试验饲粮。试验期21 d。CrPro由建明(珠海)工业有限公司提供,实测Cr含量为0.11%。根据前人研究结果[12]配制纯合无氮基础饲粮,其中的酪蛋白及十二水合硫酸铬钾以等比例玉米淀粉替代(凯氏定氮法测定基础饲粮中粗蛋白质含量为0.70%,电热板消解-石墨炉原子吸收光谱法测定基础饲粮中Cr含量为0.08 mg/kg)。

1.2 饲养管理

试验于2015年3月在西南民族大学小动物试验场进行。自然周期光照,动物房温度控制在(24±1) ℃,相对湿度控制在50%~60%,排风扇24 h连续通风换气。大鼠自由采食试验饲粮,自由饮用去离子水(未检测出Cr)。

1.3 测定指标及方法 1.3.1 血清指标

正试期第21天,禁食8 h,对重复笼里的2只大鼠称重后,眼球动脉采血,4 ℃条件下以2 000×g离心15 min制得血清,置于-20 ℃条件下保存。

血清指标均由全自动生化分析仪(TC6010L,上海特康科技有限公司)测定,总蛋白(TP)含量测定采用双缩脲法;白蛋白(ALB)含量测定采用溴甲酚绿法;尿酸(UA)含量测定采用尿酸酶法。计算球蛋白(GLB)含量及白球比(A/G)。

GLB=TP-ALB。

1.3.2 器官指数

采血后,颈椎脱臼处死,剖离肝脏、脾脏、肾脏,称重并计算各器官指数。

器官指数(mg/g)=器官鲜重/活体重。

1.3.3 空肠黏膜形态

大鼠处死后,迅速剪取空肠段2 cm,用pH 7.2的磷酸盐缓冲液(PBS)轻轻冲洗后置于4%多聚甲醛固定液中固定,4 ℃保存3 d后,进行石蜡包埋、切片及常规苏木精-伊红(HE)染色,观察并测量空肠的绒毛高度(从绒毛基底部到绒毛顶端的距离)、隐窝深度(隐窝基底部到绒毛基底部的距离),计算绒毛长度/隐窝深度。

1.4 统计分析

应用SAS 8.1程序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,用Duncan氏法进行多重比较。

2 结 果 2.1 饲粮Cr添加水平对大鼠器官指数的影响

由表1可知,饲粮Cr添加水平对大鼠肝脏指数和肾脏指数无显著影响(P>0.05)。相比对照组和1.0 mg/kg组,0.2 mg/kg组显著提高了脾脏指数(P<0.05),而对照组和1.0 mg/kg组间无显著差异(P>0.05)。

表1 饲粮Cr添加水平对大鼠器官指数的影响 Table 1 Effects of dietary Cr supplemented level on organ indexes of rats
2.2 饲粮Cr添加水平对大鼠空肠黏膜形态的 影响

由表2可知,饲粮Cr添加水平对空肠绒毛高度、隐窝深度无显著影响(P>0.05)。与对照组相比,1.0 mg/kg组显著提高了绒毛高度/隐窝深度(P<0.05),而0.2 mg/kg组与对照组之间无显著差异(P>0.05)。

表2 饲粮Cr添加水平对大鼠空肠黏膜形态的影响 Table 2 Effects of dietary Cr supplemented level on jejunal mucosa morphology of rats
2.3 饲粮Cr添加水平对大鼠血清指标的影响

由表3可知,饲粮Cr添加水平对血清TP、GLB含量及A/G无显著影响(P>0.05)。相比对照组及0.2 mg/kg组,1.0 mg/kg组显著提高了血清ALB含量(P<0.05),而对照组与0.2 mg/kg组之间无显著差异(P>0.05)。与对照组相比,0.2、1.0 mg/kg组显著提高了血清UA含量(P<0.05),且1.0 mg/kg组显著高于0.2 mg/kg组(P<0.05)。

表3 饲粮Cr添加水平对大鼠血清指标的影响 Table 3 Effects of dietary Cr supplemented level on serum parameters of rats
3 讨 论 3.1 饲粮Cr添加水平对大鼠器官指数的影响

本研究发现饲粮Cr添加水平对大鼠肝脏指数和肾脏指数无显著影响。与此相似,Bernao等[13]对Wistar大鼠连续灌服不同水平(0、0.1、0.2、0.5 mg/d)的吡啶甲酸铬12 d,发现腓肠肌指数、肝脏指数以及胴体指数在各处理间无显著差异。辜良英等[14]也发现,相比不添加Cr的对照组,饲粮中添加0.3 mg/kg的纳米铬和吡啶羧酸铬对SD大鼠心脏指数、肝脏指数、肾脏指数、睾丸指数以及后腿肌指数无显著影响,但在脾脏指数方面,吡啶羧酸铬组高于纳米铬组。在提高脾脏指数方面,本研究也发现,0.2 mg/kg组比对照组和1.0 mg/kg组更有效,而对照组和1.0 mg/kg组间无显著差异。脾脏作为机体免疫器官,其重量的增加在一定意义上反映机体免疫性能的提高[15]。这提示我们,饲粮中添加0.2 mg/kg的Cr可能在改善机体免疫性能方面有一定的作用。

3.2 饲粮Cr添加水平对大鼠空肠黏膜形态的 影响

本研究中饲粮Cr添加水平对空肠绒毛高度、隐窝深度无影响,但影响二者的比值,其中1.0 mg/kg组能显著提高绒毛高度/隐窝深度,而0.2 mg/kg组与对照组之间无显著差异。类似地,李燕[5]发现饲粮中添加0.2 mg/kg的吡啶羧酸铬可显著增加14日龄热应激肉鸭的空肠绒毛高度/隐窝深度,并可显著增加21日龄热应激肉鸭的回肠绒毛高度/隐窝深度。王珏等[16]于热应激条件下在下蛋鸡饲粮中添加不同水平(0、0.07、0.15、0.22、0.29、0.37 μg/kg)的葡萄糖耐量因子52 d,发现与对照组相比,0.37 μg/kg组能极显著提高空肠绒毛高度,0.15 μg/kg组能显著提高空肠绒毛高度。肠绒毛为小肠固有层和上皮共同凸向肠腔形成的叶状结构,可增大小肠的吸收面积,特别是绒毛高度/隐窝深度反映了肠道黏膜的功能状态,比值高说明小肠消化吸收功能增强。由此可知,饲粮中添加适量Cr可以改善肠黏膜形态,提高小肠对营养物质的利用率。但也有研究指出,饲粮中添加不同水平(0、5、10、15 mg/kg)的六水合氯化铬(CrCl3·6H2O)对獭兔十二指肠的绒毛高度、隐窝深度及绒毛高度/隐窝深度均无显著影响[17]。这可能是与Cr源的选择及添加水平有关。目前关于Cr对肠黏膜影响的研究还较少,需要加大这方面研究的关注度。

3.3 饲粮Cr添加水平对大鼠血清指标的影响

本研究发现饲粮Cr添加水平对大鼠血清TP、GLB含量及A/G无显著影响,这与Bernao等[13]、辜良英等[14]、闫祥洲等[18]、张敏红等[19]人的研究相一致。闫祥洲等[18]发现饲粮中添加0.2 mg/kg的甲基吡啶铬或酵母铬对断奶仔猪血清TP、GLB含量及A/G无显著影响。张敏红等[19]发现饲粮中添加0.3 mg/kg的吡啶羧酸铬对高温条件下饲养的阉公猪血浆TP、GLB含量也无显著影响。然而,侯小强等[20]在对早期断奶仔猪为期35 d的试验中发现,饲粮中添加0.2 mg/kg的吡啶羧酸铬对第0、9、18、35天血清TP、GLB含量无显著影响,但显著提高了第27天血清TP、GLB含量。王敏奇等[21]在肥育猪饲粮中添加0.2 mg/kg的不同Cr源(氯化铬、吡啶羧酸铬、纳米铬)40 d,发现仅纳米铬和吡啶羧酸铬组显著提高了血清TP含量。由此可见,Cr对动物血清TP、GLB含量的影响与试验取样观察时间及Cr源类型等有关。

另外,本研究发现,相比对照组及0.2 mg/kg组,1.0 mg/kg组显著提高了血清ALB含量,而对照组与0.2 mg/kg组间无显著差异。这与Moonsie-Shageer等[22]在牛上及秦健等[23]、程玉芳等[24, 25]在鸡上的研究结果(Cr添加水平为0.2~1.0 mg/kg)一致。然而,闫祥洲等[18]、张敏红等[19]、侯小强等[20]在猪上的研究则表明血清ALB含量不受Cr添加水平(0.2~0.3 mg/kg)的影响。造成这种不同的结果可能与Cr的添加水平以及动物种类等有关,并且本试验基于无氮饲粮条件下,蛋白质供给不足可能对Cr发挥其作用产生影响,但目前关于Cr对蛋白质代谢的调节作用还不明确,需要进一步系统探究。

此外,在本研究中,相比对照组,0.2、1.0 mg/kg组均显著提高了血清UA含量,且1.0 mg/kg组比0.2 mg/kg组提高效果更明显。陈强等[26]在肥育猪饲粮中添加不同水平(0、0.2、0.5、1.0 mg/kg)的烟酸铬2个月,发现0.2与0.5 mg/kg添加水平能显著降低血清UA含量,但1.0 mg/kg添加水平与对照组间无显著差异,并且随着Cr添加水平的提高,血清UA含量也呈现升高的趋势。Ernest等[27]在不同蛋白质来源(酪蛋白、鱼粉、去皮大豆、棉籽)饲粮中添加100 mg/kg的吡啶羧酸铬饲喂Wistar大鼠,发现仅酪蛋白、鱼粉组较相应的对照组显著提高了血清UA含量。这提示我们Cr对血清UA含量的作用效果不一,原因可能与Cr添加水平以及饲粮蛋白质来源有关。

4 结 论

无氮饲粮中添加适量Cr能够提高SD大鼠脾脏指数,提高空肠绒毛高度/隐窝深度,提高血清ALB和UA含量,对改善机体免疫器官指数、肠黏膜形态及血清蛋白质代谢有一定的作用。

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