妊娠后期營養限制對蒙古綿羊胎兒生物原胺類神經遞質的影響

秦宇龍 馬 馳 楊 歡 訾 陽 喬依娜 劉迎春 高 峰*

(1.內蒙古農業大學動物科學學院，呼和浩特010018；2.內蒙古農業大學生命科學學院，呼和浩特010018)

宮內生長受限(IUGR)對胎兒有直接和長期的影響，可導致圍產期發病率和死亡率增加、生長衰竭、智力缺陷和成年性疾病風險增加[1]。長期以來，由于IUGR胎兒的腦保護效應，有研究表明IUGR胎兒腦重未受影響，因此大量的研究主要集中在IUGR胎兒的心臟[2]、肝臟[3]、胸腺[4]、T淋巴細胞[4]、肌肉和腎脂肪組織[5]、腎臟及腸組織[6]等生長發育，而忽略了IUGR對腦發育及功能影響的相關研究。直到近幾年才發現IUGR會導致胎兒腦的重量[7-8]、結構[9-10]等發生不同程度的改變。在機體神經系統中，腦神經傳遞充當著不可或缺的角色[11]。神經遞質可分為氨基酸類、γ-氨基丁酸、生物胺類以及膽堿類[12]，其作用在機體中極其重要，對動物體的學習和記憶、感覺、運動、心血管活動的調節[13]，神經元可塑性[14]，睡眠調節、體溫調節、精神穩定[15]以及大腦發育等方面起著重要作用[16]。雖然IUGR會導致胎兒腦發育和結構等發生不同程度的改變，但是，IUGR胎兒腦重和結構改變是否會影響其生物原胺類神經遞質生成及分泌的相關報道較少。因此，本試驗擬開展妊娠后期營養限制對蒙古綿羊胎兒生物原胺類神經遞質分泌影響的相關研究。

1 材料與方法

1.1 試驗動物、試驗期及營養水平的確定

試驗選擇健康、體況優良的蒙古綿羊18只，對其進行同期發情、配種后，在妊娠第90天，將其隨機分為3組，參照吳庶青[17]、高峰[18]研究確定的不影響蒙古綿羊所產羔羊補償生長能力的最低營養供給值，即代謝能(ME)0.330 MJ/(kg BW0.75·d)(閾值)，設定低于該閾值50%的營養限制1組[NG1組，n=6，ME=0.175 MJ/(kg BW0.75·d)]、等于該“閾值”水平的營養限制2組[NG2組，n=6，ME=0.330 MJ/(kg BW0.75·d)]以及高于該閾值50%的對照組[CG組，n=6，ME=0.670 MJ/(kg BW0.75·d)]。各組按照營養設置飼喂(表1和表2)，在妊娠第140天時進行屠宰。在此飼喂期間，各組母羊自由飲水和采食鹽磚。

表1 飼草及營養物質采食量

表2 采食飼草及剩料的營養水平(風干基礎)

1.2 屠宰方法

屠宰前的24 h時開始停止進食，15 h時停止飲水。屠宰后，即刻取出胎兒稱重，稱重后立即靜脈采血，肝素鈉抗凝離心分離血漿(3 500 r/min，15 min)，-80 ℃冷凍保存待測；打開胎兒顱腔，完整地取出胎兒的腦組織，用無酶的生理鹽水進行沖洗，待沖洗干凈后對稱重，然后取樣待測。

1.3 胎兒腦中生物原胺類神經遞質含量的測定

稱取約0.05 g的胎兒腦組織，并放入已經滅菌的離心管中，充分剪碎，按照稱取腦組織質量的9倍體積加入生理鹽水和1顆小鋼珠，進行充分勻漿。然后取其上清液，所得上清液即為10%的腦組織勻漿液，采用酶聯免疫吸附檢測試劑盒(南京建成生物工程研究所)測定多巴胺(DA)、去甲腎上腺素(NA)、腎上腺素(EPI)、5-羥色胺(5-HT)的含量。

1.4 胎兒血漿中生物原胺類神經遞質含量的測定

將離心分離后的血漿采用酶聯免疫檢測試劑盒(南京建成生物工程研究所)測定DA、NA、EPI、5-HT的含量。

1.5 數據統計分析

試驗數據采用Excel 2003和SAS 9.0進行一般線性模型統計分析，并采用Duncan氏法進行多重比較。P<0.05為差異顯著。

2 結果與分析

2.1 妊娠后期營養限制對蒙古綿羊胎兒腦重的影響

妊娠后期營養限制對蒙古綿羊胎兒腦重的影響見表3。由表可知，妊娠第140天，NG1組胎兒的腦重和腦重占體重的百分比顯著高于CG組(P<0.05)，而NG2組胎兒的腦重和腦重占體重的百分比與CG組差異不顯著(P>0.05)。

表3 妊娠后期營養限制對蒙古綿羊胎兒腦重的影響

2.2 妊娠后期營養限制對蒙古綿羊胎兒腦中生物原胺類神經遞質的影響

妊娠后期營養限制對蒙古綿羊胎兒腦組織生物原胺類神經遞質的影響見表4。由表可知，NG1組胎兒腦中5-HT(P<0.01)、EPI(P<0.05)含量顯著或極顯著高于CG組，NA含量極顯著低于CG組(P<0.01)，DA含量與CG組差異不顯著(P>0.05)；NG2組胎兒腦中5-HT含量極顯著高于CG組(P<0.01)，NA(P<0.01)、DA(P<0.05)含量顯著或極顯著低于CG組，EPI含量與CG組差異不顯著(P>0.05)。

表4 妊娠后期營養限制對蒙古綿羊胎兒腦中生物原胺類神經遞質的影響

2.3 妊娠后期營養限制對蒙古綿羊胎兒血漿中生物原胺類神經遞質的影響

妊娠后期宮內生長受限對蒙古綿羊胎兒血生物原胺類神經遞質的影響見表5。由表可知，NG1組胎兒血液的5-HT(P<0.01)、EPI(P<0.01)、NA(P<0.05)、DA(P<0.01)的含量顯著或極顯著低于CG組；NG2組胎兒血液的5-HT(P<0.01)、NA(P<0.01)、DA(P<0.05)的含量顯著或極顯著低于CG組，2組間的EPI含量無顯著差異(P>0.05)。

表5 妊娠后期營養限制對蒙古綿羊胎兒血漿中生物原胺類神經遞質的影響

3 討 論

在妊娠后期，胚胎快速生長發育，當母羊的飼糧營養水平不能滿足胚胎的正常發育的需求時，母羊會動員自身的營養儲備，盡量滿足胚胎的生長發育[19]。但是當母體動員自身的營養儲備仍不能滿足胎兒需求時，胎兒的組織、器官將會受到影響。母體營養對胎兒和新生兒中樞神經系統的發育成熟和功能完善起著重要的作用[20]。在本試驗中，妊娠后期母羊營養限飼嚴重限制了NG1組和NG2組胎兒體重，并導致NG1組胎兒腦重顯著增加，這與高峰[18]、Morgane等[20]的試驗結果相似。綿羊腦組織在胎兒期快速發育，胎兒腦組織對營養的獲取會優先于其他組織[21]。當母體營養水平受限，胎兒會通過血液營養再分配犧牲其他組織器官的營養來優先保障腦發育的營養供應，從而確保腦在一定程度上的正常發育，這就是“腦保護效應”[22-23]。

神經遞質的含量及其變化規律是動物機體中重要的生物學指標。在正常情況下，動物中樞內神經遞質的分泌保持在一定水平，并且它們相互之間的比例協調，從而維持功能的穩定[24]。神經遞質作為蛋白質和氨基酸的代謝產物，如色氨酸中的5-HT、苯丙氨酸或酪氨酸中的NA和DA，其合成因此也對營養不良敏感[25]。廣泛存在于腦皮層質中的5-HT對哺乳動物大腦的發育與成熟起到調節作用[16]。Мрипевскии等[26]研究發現腦中5-HT含量升高，抑制了腦在營養不良情況下對營養物質的消耗。本試驗中，隨著母體營養水平的降低，NG1組和NG2組胎兒腦中5-HT含量極顯著升高。而且，5-HT會抑制NA的釋放[27]。正常情況下，NA與其受體作用有收縮血管、升高血壓的作用。本試驗中2個營養限制組胎兒腦中NA含量極顯著降低，這可能與5-HT含量的升高有關。另外，趙文培等[28]、Kerage等[29]的研究中指出EPI和DA都可以擴張血管，增加血流量。本試驗中，隨著母體營養水平的降低，NG1組胎兒腦中EPI含量極顯著升高，從而增加了腦中的血流量。妊娠后期營養限制使胎兒腦中升高的5-HT、EPI和降低的NA可能會導致腦中血管擴張、血流量增加，血管營養物質轉運增加、消耗減少，而形成腦保護效應。然而，隨著母體營養水平的降低，胎兒血漿中5-HT、EPI、NA、DA含量不同程度地降低，這可能會導致外周組織血管收縮，血流量降低，機體外周組織血液向腦組織有關。總之，IUGR胎兒腦和血中生物原胺類神經遞質含量的改變，一方面使機體外周血管收縮，促使血液向腦中回流；另一方面使腦中血管擴張，加大外周血液回流，這可能是生物原胺類神經遞質在“腦保護效應”中起到協調平衡作用的一個重要機理。

4 結 論

妊娠后期營養限制使得蒙古綿羊胎兒腦中5-HT、EPI含量升高和NA含量降低，血漿中5-HT、EPI、NA、DA含量降低，這可能是導致IUGR胎兒腦中血管擴張、血流量增加，血管營養物質轉運增加、消耗減少，從而形成“腦保護效應”的重要原因。