了解早期斷奶仔豬的生理應激

J.M.CampbellJ.D.Crenshaw J.Polo

(APC公司，美國愛荷華州，安肯尼 50021)

仔豬斷奶是影響豬生產的最大應激因素，足以導致腸道和免疫系統功能障礙，從而降低仔豬的健康、生長和飼料攝入量，尤其在斷奶后第一周表現明顯。目前主要是通過技術改善豬舍、營養、健康和管理以盡量減少斷奶應激帶來的負面效應，但是應該更深入了解應激對生物學方面的影響，改善策略，克服斷奶應激。

本文重點簡要描述了與斷奶相關的生物學應激是怎樣影響仔豬腸道形態、結構、生理和腸道免疫反應，影響仔豬的生產效率，如生長、采食量、發病率和死亡率。

1 斷奶過程中的應激源

當仔豬斷奶后需要經歷顯著的生理、環境和社會應激，導致仔豬隨后的疾病發生和其他生產性能的損失。斷奶是最大的應激之一，其結果是引起腸道、免疫和行為發生變化。在此期間，仔豬面臨許多應激源，例如突然與母豬分離、轉運和處理應激、不同的食物源、社會等級、不同窩仔豬的混群、不同的物理環境(欄舍、棟舍、農場、水的供應等)、與病原體接觸的增加和日糧或者環境抗原。為了達到更好的生產性能和效率，仔豬必須快速地適應所有的這些應激源。斷奶后當仔豬難以克服這些不同的應激源時，其生產性能會降低，死亡率增加。

2 斷奶與采食量

胃腸道系統具有多種功能，例如營養物質和電解質的消化和吸收，體液平衡維持，消化酶、黏蛋白、免疫球蛋白和多種其他成分的分泌，作為保護機體免受有害病原體和抗原入侵的屏障。

仔豬斷奶后必須適應從全天吃高消化和可口的母乳到突然采食較不易消化和不可口的固體飼料的過渡。這樣的結果是，采食量在剛開始斷奶后通常會減少，仔豬變得營養不良，引起短期的生長速度下降。Le Dividich等(2000)研究發現，采食量減少的程度和持續時間是可變的。據估計，仔豬斷奶后第一周的代謝能(ME)攝入量約是斷奶前通過母乳攝入量的60%～70%，大約斷奶后兩周才能完全恢復到斷奶前ME的攝入水平。Spreeuwenberg等(2001)評估了低采食量與不同日糧組成成分(乳糖/蛋白質比例)和小腸屏障功能的關系。他們報道，在斷奶后前4 d，日糧組成并不是維持腸道屏障功能最重要的一個因素，但是持續的低采食量更容易導致仔豬腸道屏障功能障礙。McCrack?en等(1999)確定斷奶后仔豬低采食量可能會導致腸道炎癥和對絨毛高度與隱窩深度不利的影響。

仔豬采食量低時生長性能會下降。一般來說，無論何時斷奶，仔豬在斷奶后當天會失重約100～250 g，大約斷奶后4 d恢復此失重(Le Dividich等，2000)。Tokach等(1992)報道，斷奶后第一周增重影響其上市天數(上市重約110 kg)。當仔豬在斷奶后第一周的日增重超過227 g/d時，其上市天數會較第一周日增重為0～150 g/d的仔豬約少6～10 d。

因此，盡可能讓仔豬在斷奶后吃料和生長十分重要。但是隨著仔豬離開母乳到采食飼料，很難避免仔豬的體重下降。然而，了解斷奶帶來的挑戰和導致仔豬低采食量及其對后期生長性能的影響，可以幫助營養師們更好地利用各種飼料原料和添加劑設計日糧來提高仔豬采食量，幫助生產者使用其他管理技術來減少斷奶應激。

3 斷奶與腸道結構和功能變化

斷奶仔豬采食量下降的同時，斷奶仔豬的腸道生理結構和功能也發生變化(酶活和吸收或分泌)。Pluske等(1997)在其綜述中指出，斷奶仔豬腸道的生理變化影響其小腸的吸收能力，很可能影響飼料轉化率。Pluske等(1997)和Boudry等(2004)均報道，斷奶引發的小腸急性和長期的結構和功能的變化，包括斷奶后絨毛萎縮和隱窩深度增加(隱窩延伸)。Hampson等(1986)的研究表明，21日齡斷奶仔豬在斷奶后前24 h的絨毛高度迅速降低至約斷奶前的25%～35%。絨毛高度的降低會持續到斷奶后5 d，此時絨毛高度大約是初始的一半。未斷奶的仔豬絨毛高度變化很小。同時也評估了隱窩深度，發現在斷奶后前11 d隱窩深度變化較慢。

斷奶后，仔豬刷狀緣消化酶活性降低(Pluske等，1997)。Lalles等(2004)報道，斷奶后2～15 d仔豬的乳糖酶和氨基肽酶活性降低，麥芽糖酶在斷奶后2 d降低，然后在斷奶后8～15 d增加。另外，胰腺分泌物在斷奶后15 d胰蛋白酶和淀粉酶活性開始增加前出現短暫的降低。這些改變會影響小腸消化、吸收和分泌能力，最終影響腸道屏障功能，進而導致斷奶后仔豬腹瀉。

4 與斷奶有關的炎癥

斷奶除了對仔豬消化和吸收能力有不良影響外，還對其腸道屏障功能有害(Spreeuwenberg等，2001；Boudry 等，2004；Moeser等，2007a)。腸腔的腸上皮細胞層是機體的第一道防御屏障，保護仔豬免受小腸腸腔內殘留的各種有害微生物、毒素或者抗原的入侵。如果腸黏膜屏障被損壞，將導致腸道通透性增加，允許毒素、細菌或者相關的飼料抗原穿過腸上皮細胞引起炎癥反應、吸收不良、腹瀉、生長和生產性能下降。

Nabuurs等(1994)評估了斷奶和大腸桿菌感染對仔豬小腸吸收能力的影響。試驗選用在30～32 d斷奶或繼續留在母豬身邊不斷奶的仔豬，而大腸桿菌感染是使用灌注方法感染仔豬小腸段。在未斷奶、未用大腸桿菌感染的仔豬中，觀察到液體、鉀或氯離子的吸收沒有差異。然而，與未斷奶、未感染的仔豬相比，已斷奶但未感染大腸桿菌的仔豬在第4、7和14 d的液體吸收減少，在第4 d和7 d小腸段鈉離子和氯離子的吸收也減少。小腸段感染大腸桿菌的斷奶仔豬，在第11 d和14 d的液體吸收，在第11 d的鈉離子和鉀離子吸收及第4 d和11 d氯離子的吸收均少于感染大腸桿菌未斷奶的仔豬。此外，感染大腸桿菌的斷奶仔豬與感染大腸桿菌未斷奶的仔豬相比，減少吸收的量更大。作者的結論是仔豬斷奶后液體和電解質凈吸收的暫時性下降可能會導致仔豬發生腹瀉。

北卡羅來納州立大學的研究調查了與斷奶應激模型相關的應激誘導腸道損傷的影響。Moeser等(2007a)的研究表明，與未斷奶仔豬相比，19日齡斷奶仔豬的腸道功能紊亂。在仔豬斷奶后24 h，通過空腸和結腸跨膜電阻抗(TER)判斷的分泌活動和通過甘露醇旁通量判斷的腸道通透性來評估仔豬的腸道屏障功能。在空腸和結腸，斷奶仔豬的分泌活動和腸道通透性比未斷奶仔豬的更大。與此研究一致的報道是，Boudry等(2004)研究證明空腸TER出現短暫的減小，而在結腸沒有。Moeser等(2007A)也評估了斷奶后7 d期間應激激素和腸道屏障功能的變化。其報道稱斷奶后仔豬的血清促腎上腺皮質激素釋放因子(CRF)和皮質醇增加，表明斷奶誘導應激途徑的激活，從而可能介導腸功能紊亂。Moeser等(2007b)隨后的研究證明，斷奶日齡會影響仔豬腸道應激反應。后來，Smith等(2010)利用斷奶應激模型評估了早期斷奶應激對腸道屏障功能和腸道健康的長期影響。模型選用仔豬在5個不同日齡斷奶(15、18、21、23和28日齡)，在35日齡時，評估所有仔豬空腸的分泌活動和腸道通透性。結果表明，隨著斷奶日齡的增加，觀察到通過甘露醇和菊淀粉流量檢測的TER提高和通透性降低，這表明仔豬腸道屏障功能得到改善。為了評估腸道紊亂是否是持續的，15或28日齡的斷奶仔豬評估到9周后。其觀察到的結果與前面的結論相似，早期斷奶仔豬的TER降低、通透性增加。因此，此研究證明斷奶應激誘導的腸道屏障功能下降與腸通透性增加和黏膜炎癥相關，且斷奶日齡同樣能影響目前和以后的黏膜屏障功能(Moeser等，2007a、b；Smith 等，2010)。

在斷奶過程中發生的其他免疫反應是促炎癥細胞因子的變化。促炎癥細胞因子對腸道的完整性和上皮細胞的功能有一定的影響，因為它涉及到通透性和營養物質的運輸(McKay等，1999)。Pie等(2004)評估了斷奶過程中促炎癥細胞因子例如IL-1、IL-6和TNF-α的基因表達。他們采用28日齡仔豬，測定斷奶后8 d內的基因表達。研究表明，斷奶上調促炎癥細胞因子的表達。Pie等(2004)報道，斷奶后第1 d小腸近端和中段TNF-α表達增加，隨后第2～8 d小腸遠端和結腸近端TNF-α表達增加。因此，這表明斷奶通過上調促炎癥細胞因子基因的表達，引起仔豬功能紊亂，導致后期生長性能降低和斷奶后腹瀉。

當與炎癥相關的促炎癥細胞因子表達增加時，斷奶也可能引起代謝調控的改變。促炎癥細胞因子不僅可以調節免疫功能，而且也可調節生長或代謝過程(Johnson,1997；Spurlock,1997)。因此，斷奶應激不僅影響腸道結構的改變，而且引起主動免疫反應。Burr?in等(2003)在綜述中指出，腸道是氨基酸氧化、凈合成以及利用氨基酸合成蛋白質的主要場所。斷奶后氨基酸代謝發生改變(Lalles等，2004)，這可能會影響蛋白質合成和隨后的組織沉積。Williams等(1997a、b、c)的研究表明，當免疫系統激活后，生長、飼料攝入量、飼料效率和瘦肉組織沉積將會減少。因此，減少或減輕斷奶應激及隨后引發的腸道結構改變和炎癥免疫反應激活，是提高豬從斷奶到上市生產性能的關鍵。

為了對抗或減少與斷奶和促炎癥細胞因子激活所引起的負效應，熱休克蛋白可能發揮了緩解的作用。Feder等(1999)綜述了熱休克蛋白具有與各種應激反應相關的各種細胞保護功能。熱休克蛋白是在熱應激情況下由腸上皮細胞產生的，用于幫助保護細胞。David等(2002)選用21或28日齡仔豬評估斷奶對腸道熱休克蛋白模式的影響。在仔豬斷奶后的6～12 h胃和十二指腸及斷奶后的24～48 h空腸中段、回腸和結腸中的熱休克蛋白27和70短暫增加，然而在斷奶后的36～38 h回腸中的熱休克蛋白短暫下降。而未斷奶仔豬所有腸段的熱休克蛋白表達都是相似的。熱休克蛋白影響空間結構變化的的因素仍不清楚。然而，與斷奶相關的熱休克蛋白水平的升高可能通過抑制促炎癥細胞因子和細胞增殖的細胞保護作用機制來減少炎癥和斷奶應激引起的負效應。了解熱休克蛋白的調節功能以及在腸道中的有益作用還需要進一步研究。

另外，增加飼料攝入量、減少疾病風險和利用營養成分(如谷氨酸、噴霧干燥血漿蛋白、初乳、精氨酸、益生素或益生元、n-3長鏈多不飽和脂肪酸和n-6亞油酸)減少斷奶引起的負效應來進一步提高生產效率。

5 結論

無論豬的斷奶日齡，斷奶當時或隨后發生的代謝、免疫系統和腸道功能等生物學上的變化，可能會對豬隨后的生長和健康具有短期和長期的影響。至關重要的是養豬生產者們應利用合理的健康、營養和管理策略來減小斷奶應激引起的負效應和利用各種方法提高豬的生產性能使其盡快達到上市體重。

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