羟基蛋氨酸锌对仔猪氧化应激的影响及相关机制

来源 :湖南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:javaname39
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补锌有助于提高断奶仔猪的抗氧化应激能力。而有机锌和无机锌在畜牧生产中的使用效果仍存在争议。羟基蛋氨酸锌(HMZn)作为一种新型有机锌,具有同时补充锌和蛋氨酸的双重营养功效,而且稳定性好,价格较蛋氨酸锌更低廉,具有良好的应用前景。本研究系统的比较了羟基蛋氨酸锌和硫酸锌对断奶仔猪和和IPEC-J2细胞氧化应激的调控作用及相关机制,旨在为断奶仔猪高效、科学的补锌提供理论依据和技术支持。主要研究内容和结果如下:1.羟基蛋氨酸锌和硫酸锌对仔猪抗氧化应激能力的调控作用选取30日龄“杜×长×大”三元杂交断奶仔猪32头(9.41±0.11 kg),采用单因子试验设计,随机分为4个处理组(浓度以锌计,下同):空白对照组(基础日粮+80 mg/kg硫酸锌)、应激对照组(基础日粮+diquat应激+80 mg/kg硫酸锌)、羟基蛋氨酸锌组(基础日粮+diquat应激+200 mg/kg羟基蛋氨酸锌)、硫酸锌组(基础日粮+diquat应激+200 mg/kg硫酸锌)。饲养试验第14天采用diquat腹腔注射造成仔猪氧化应激。结果显示,在应激前饲喂阶段,与对照组相比,羟基蛋氨酸锌和硫酸锌日粮对仔猪生长性能、血清氨基酸组成均没有显著影响,羟基蛋氨酸锌上调了血清SOD1、GPx酶活和T-AOC(P<0.05),而硫酸锌日粮对仔猪血液抗氧化性能没有显著影响。diquat应激后,与对照组比,应激对照组的仔猪日增重显著下降,料重比和腹泻率升高;血清丝氨酸浓度下降;肝脏、脾脏、肾脏器官指数没有明显变化;肝、肾、背肌组织Zn、Fe等元素含量没有明显变化;十二指肠Zn T1 m RNA显著降低;血清MDA显著升高,GPx酶活性和T-AOC显著降低;小肠、肝脏和肾脏中Nrf2、SOD1等抗氧化酶类的m RNA表达量显著降低;空肠绒毛高度下调,小肠紧密连接蛋白m RNA表达量下降;小肠NF-κB和m TOR信号通路被激活(P<0.05)。与应激对照组相比,日粮添加200 mg/kg羟基蛋氨酸锌或硫酸锌对仔猪生长性能没有显著的改善效果;此外,羟基蛋氨酸锌还显著提高了肝脏锌和肾脏铜的浓度,两者均可有效提高了仔猪血清GPx的酶活、上调了十二指肠Nrf2 m RNA表达量;上调了肝脏、肾脏、十二指肠SOD1m RNA表达量;上调了肝脏GPx的m RNA表达量;降低十二指肠、空肠IL-1βm RNA表达量(P<0.05)。此外,羟基蛋氨酸锌降低了仔猪腹泻率;上调了肝脏Zn锌含量和肾脏Cu含量;上调了血清T-AOC;上调了十二指肠ZO-1、各肠段occludin m RNA表达量;上调了肝脏Nrf2、空肠CAT m RNA的表达量;下调了肾脏、回肠IL-1βm RNA表达量;下调了肠道AMPK、m TOR和NF-κB磷酸化水平(P<0.05)。结论:羟基蛋氨酸锌比硫酸锌更有助于提高断奶仔猪的抗氧化功能、降低腹泻率、促进锌的转运与沉积、维持肠上皮结构完整、缓解应激诱发的炎症反应。2.羟基蛋氨酸锌和硫酸锌的混合使用对断奶仔猪氧化应激的缓解作用选取30日龄“杜×长×大”三元杂交断奶仔猪32头(9.39±0.13 kg),采用单因子试验设计,随机分为4个处理组:空白对照组(基础日粮+80 mg/kg硫酸锌)、应激对照组(基础日粮+diquat应激+80 mg/kg硫酸锌)、混合锌组(diquat应激+120 mg/kg羟基蛋氨酸锌+80 mg/kg硫酸锌)、硫酸锌组(diquat应激+200mg/kg硫酸锌+545.3 mg/kg羟基蛋氨酸),混合锌组和硫酸锌组中的羟基蛋氨酸和锌的浓度相等。饲养试验第14天采用diquat腹腔注射造成仔猪氧化应激。在应激前饲喂阶段,与空白对照组比,混合锌和硫酸锌日粮对仔猪生长性能、血清氨基酸组成和抗氧化指标均没有没有显著影响。与应激对照组相比,混合锌和硫酸锌显著上调了血清GPx酶活和肝脏GPx的m RNA表达,以及肝脏和肾脏SOD1,空肠和回肠CAT的m RNA表达;上调了十二指肠Zn T1 m RNA表达量;上调了回肠ZO-1 m RNA表达量;下调了十二指肠和空肠IL-1β的m RNA表达量。另外,混合锌还上调了肝和十二指肠MT-1的m RNA表达量,空肠occludin的m RNA表达量,显著下调了肾脏IL-1β的m RNA相对量(P<0.05)。结论:饲粮添加200 mg/kg混合锌或硫酸锌,有助于提高断奶仔猪对氧化应激的耐受能力,与单一使用硫酸锌相比,羟基蛋氨酸锌和硫酸锌混合使用略有优势。3.羟基蛋氨酸锌和硫酸锌对氧化应激IPEC-J2细胞NF-κB信号通路的影响以IPEC-J2细胞为模型,通过测定不同镉浓度(10~200μmol/L)的氯化镉对细胞活力的影响,筛选出建立IPEC-J2细胞氧化应激的适宜镉浓度为30μmol/L。根据培养基的镉和不同锌处理将细胞分6个组:空白对照组,Cd对照组,Cd+60μmol/L MHZn,Cd+90μmol/L MHZn,Cd+60μmol/L ZnSO4,Cd+90μmol/L ZnSO4。不同培养基中处理24 h后,检测细胞活性和NF-κB信号通路相关蛋白表达水平和磷酸化水平。结果显示,与空白对照组相比,Cd对照组NF-κB及其上游IKKα/β、IκBα、PI3K磷酸化水平和TRAF6表达水平显著增高,表明镉应激NF-κB信号通路被激活(P<0.05);与Cd对照组相比,羟基蛋氨酸锌和硫酸锌均显著下调了NF-Κb、IKKα/β、IκBα、PI3K磷酸化水平和TRAF6表达水平,硫酸锌显著下调了JNK磷酸化水平(P<0.05)。结论:60μmol/L、90μmol/L硫酸锌和羟基蛋氨酸锌均有效缓解了镉应激对IPEC-J2细胞NF-κB相关通路蛋白表达水平和磷酸化水平的上调趋势,60μmol/L硫酸锌和90μmol/L羟基蛋氨酸锌的缓解效果没有显著差异。全文结论:羟基蛋氨酸锌比硫酸锌更有助于促进锌的转运与沉积、提高机体抗氧化酶的活性,促进抗氧化酶的表达,同时,还能通过维护肠道屏障功能、减少肠道炎症因子的表达以及抑制小肠AMPK和NF-κB信号通路,进而维护氧化应激仔猪肠道的正常生理功能。综上所述,与单独使用硫酸锌比,单独使用羟基蛋氨酸锌更有助于缓解断奶仔猪的氧化应激,混合使用羟基蛋氨酸锌和硫酸锌没有优势。
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