动物营养学报2009,21(2):232.238 Chinese Journal of Animal Nutrition doi:10.3969/j.issn.1006-267x.2009.02.017 N一甲基一D一天冬氨酸对猪生长激素和 生长抑素动态分泌模式及特征的影响 张静波 马文强 汪以真刘建新 冯 杰 (浙江大学饲料科学研究所,教育部动物分子营养学重点实验室,杭州310029) 摘要:本试验通过在日粮中添加一定水平的Ⅳ一甲基.D.天冬氨酸(NMDA)研究其对猪生长激素(GH)和生长抑 素(ss)动态分泌模式及特征的影响。选取体重为(53.0±3.6)kg的杜长大三元杂交猪6O头,随机分为2组,每组3 个重复,每个重复1O头猪(公母各i/2,公猪已阉割),分别饲喂添加0、100 mg/kg NMDA的日粮,猪体重接近 9O kg时结束试验,分析猪的生长性能并测定GH和SS。结果显示,在日粮中添加100 mg/kg的NMDA,猪的日增 重显著增加(P<0.05),料重比显著降低(P<0.05);GH分泌的总体水平、基线水平和峰强度显著提高(P< 0.05)。从性别角度而言,阉公猪GH分泌总体水平增加36.91%(P<O.05);基线水平提高了55.69%(P<O.05); 母猪GH分泌总体水平提高了45.95%(P<O.05);基线水平提高了5O.10%(P<O.05)。100 mg/kg NMDA组阉 公猪与母猪ss的分泌水平有所提高,但与对照组差异不显著(P>O.05)。以上结果表明:Et粮添加100 mg/kg的 NMDA可以促进猪的生长、提高猪GH的分泌水平,使GH分泌表现出较强的脉冲分泌规律;而NMDA对ss的 分泌模式和分泌水平未产生明显影响。 关键词:Ⅳ.甲基.D一天冬氨酸;生长激素;生长抑素;猪 ^,一甲基.D.天门冬氨酸(NMDA)作为一种神经 递质增效剂在动物机体内发挥着重要的生理调节作 用,国外研究表明¨1。 在使CNS神经元去极化方面 NMDA具有高效性和专一性,在参与神经内分泌的 调节中起重要作用 ]。近年来在猪上的研究显示, 使用NMDA可以显著促进生长激素(growth hor— mone,GH)的分泌,但其作用机理尚未明确。本试 验在国外同类研究基础上,探讨NMDA对猪GH 1.1.3试验饲粮 参照美国NRC(1998版)肥育猪营养需要配合 而成的玉米.豆粕型粉状配合饲料,基础日粮组成及 营养水平见表1。 1.2试验方法 1.2.1饲养试验和样品采集 选择60头110日龄体重(53.0±3.6)kg的杜 长大三元杂交猪,随机分为2组,每组设3个重复, 每个重复1O头猪(公母各1/2,公猪已阉割),分别 饲喂添加0、100 mg/kg NMDA的饲粮,试验期间 充分喂料,自由饮水,试验期为43 d。 动态分泌模式的影响,同时分析GH负调控因子生 长抑素(somatostatin,SS)的动态分泌模式及其特 征,旨在阐明两者之间的关系,为NMDA促进动物 生长的深入研究奠定基础。 饲养期间每日记录料耗,饲养结束后,供水禁食 24 h后称重。计算试验猪的日平均采食量、日增重 和料重比。 1材料与方法 1.1试验材料 1.1.1 NMDA 饲养试验结束后,分别从每个处理选取体重相 近的试验猪6头,公母各1/2。根据姜礼胜等_8]的 方法,喂食相应饲料1 h后,颈静脉导管动态采血, 试验从13:00~16:00,每隔15 min采样1次,依次 记录时间点为1、2、3……12,分别制备血清后, 由浙江大学饲料科学研究所提供。 1.1.2试验动物 杜长大三元杂交猪。 收稿日期:2008—07—31 3O℃冰箱保存,待分析用。 基金项目:国家重大基础研究发展计划“973”资助项目(2004CBl17506);国家自然科学基金资助项目(30671524) 作者简介:张静波(1985一),男,河南焦作人,硕士研究生,主要从事动物营养与饲料科学研究。E-mail:zhan in 02O06@163・tom *通讯作者:冯杰,博士,研究员,E-mail:fengj@zju edu.cn 2期 张静波等:N.甲基一D.天冬氨酸对猪生长激素和生长抑素动态分泌模式及特征的影响 233 表1基础曰粮组成及营养水平(饲喂基础) Table 1 Composition and nutrient levels of basal diet (fed basis,%) 项目Items 含量Content 原料Ingredients 玉米Corn 67.83 豆粕Soybean meal 23.0O 菜粕Rapeseed mea1 3.0O 次粉Wheat—middlings 3.0O 磷酸氢钙CaHPO 1.5O 石粉Limestone 1.00 食盐NaC1 0.30 赖氨酸Lys 0.1O 微量元素预混料Trace mineral premix 0.25 维生素预混料Vitamin premix O.O2 合计Total 1OO.O0 营养成分Nutrient levels 消化能DE(MJ/kg) 13.42 于物质DM 87.O9 粗蛋白质CP 17.O2 粗脂肪EE 3.98 钙Ca 0.85 磷P 0.64 赖氨酸Lys 0.92 ”微量元素预混料为每千克13粮提供Trace mineral premix provides per kg diet:Fe(FeSO4・7H20)50 mg; Cu(CuSO4。5H20)5 mg;Mn(MnS04・H20)5 mg:Zn (ZnSO4・7Hz0)50 mg;l(KI)0.35 mg;Se(NaSe2O3) 0.15 mg。 维生素预混料为每千克13粮提供Vitamin premix pro. vides per kg diet:VA 3 000 IU;VD3 610 IU;VE 20 IU;VB2 5 mg;VB12 0.021 mg;生物素biotin 0.1 mg;D一泛酸JD— pantothenic acid 10 mg;烟酸nicotinic acid 15 mg。 1.2.2 血清中GH、SS水平测定 血清GH、SS的测定均采用放射免疫法,在Pack. ard 8500型),一计数器(USA)上测定,GH试剂盒由美 国国家激素与肽计划HARBoE_UCLA医疗中心提 供,ss测定试剂盒由上海第二军医大学提供。 1.3数据处理 数据均以mean±SE表示,差异性分析采用 SAS 6.03版。丁检验法(SAS institute Inc,1988)。 2 结 果 2.1 NMDA对猪生长性能的影响 由表2可见,添加100 mg/kg NMDA显著提 高了猪的日增重(P<0.05),降低了料重比 (P<O.05)。 表2 NMDA对猪生长性能的影响 Table 2 Effects of NMDA on growth performance in swine 项目Items NMDA(mg/kg) O 1OO 始重Initial weight( )52. 87±6.48 53.03±5.42 终重Final weight(kg)86. 13±6.89 89.34±7.82 日增重ADG(g) 773. 64±86.36 844.43±93.84 日采食量ADFI(g) 2. 53±O.07 2.69±0.17 料重比F/G 3. 27±O.03 3.19±0.05 同行数据肩注不同字母者表示差异显著(P<O.05),无 字母表示差异不显著(P>0.05)。表4同。 In the same line,values with different letter super— scripts mean significant difference(P<O.05),and with no letter superscripts mean no significant difference(P> 0.O5).The same as Table 4. 2.2 NMDA对猪GH和SS动态分泌模式的影响 由图1可知,在试验期内,对照组与试验组猪只 的GH分泌表现出较强的脉冲分泌规律,但统计发 现,NMDA处理对猪只的脉冲分泌模式和规律未产 生显著影响(P>0.05),各时间点试验组GH浓度 与对照组比较有较大幅度提高,但脉冲波形与对照 组一致。试验猪只ss分泌模式与GH不同,呈不规 则性分泌;NMDA对SS的分泌模式从表观上未产 生明显影响。 2.3 阉公猪与母猪GH和SS动态分泌模式的差异 图2显示,从性别角度分析,对照组与试验组阉 公猪与母猪的GH分泌模式极为类似,就分泌水平 而言,阉公猪略低于母猪。由图3可见,对照组和试 验组阉公猪和母猪的SS分泌模式及特征无明显差 别,统计学上无显著性差异(P>O.05)。 2.4 NMDA对阉公猪和母猪GH和SS动态分泌 模式的影响 图4显示,经NMDA处理后,母猪与阉公猪 GH分泌在各个时问点的分泌量都出现了增加,且 母猪的分泌峰高度较对照组变化较大;图5显示, NMDA对阉公猪和母猪ss分泌模式未产生明显影 响,与对照组相比,在统计学上无显著性差异(P> 0.05) 234 动物营养学报 21卷 一_l暑/暑曼 0垛 一_I吕/暑三 0垛蕊半 一_l时问点Time point 时间点Time point 图1 NMDA对猪GH和SS动态分泌模式的影响 Fig.1 Effects of NMDA on the dynamic secretion pattern of GH and SS in swine( 6) 左:生长激素右:生长抑素Left:growth hormone Right:somatostatin 一_luJ/暑c一∽∽垛 一_lLu/暑曼z【)帐蜒 一.Ig时间点Time point 时间点Time point 图2 阉公猪与母猪GH动态分泌模式的差异 Fig.2 Difference of dynamic secretion pattern of GH between gilts and barrows(n 3) 左:对照组右:试验组Left:control group Right:treatment group +对且{{组母猪 +试验组母猪 时 点Time point 时问点Time point 图3 阉公猪与母猪ss动态分泌模式的差异 Fig 3 Difference of dynamic secretion pattern of SS between gilts and barrows(n 3) 左:对照组右:试验组Left:control group Right:treatment group 2期 张静波等:N一甲基一D.天冬氨酸对猪生长激素和生长抑素动态分泌模式及特征的影响 235 +——对照组阉公猪 —◆一对照组母猪 ._一Gilts in con ̄ol group ●—一Ba ̄ows in con ̄ol group —: E E 一E —E 工 0 0 髅 懈 楚 翅 时间点Time point 时间点Time point 图4 NMDA对阉公猪和母猪GH动态分泌模式的影响 Fig 4 Effects of NMDA on the dynamic secretion pattern of GH in gilts and barrows(n 3) 左:阉公猪右:母猪Left:barrows Right:gilts +——对照组阉公猪 +—对照组母猪 ●一Ba ̄ows in con ̄o[group ◆一Giks in comrol grOup : E 3 g S ∽ S ∽ ∽ 垛 懈 量 量 时间点Time point 图5 NMDA对阉公猪和母猪SS动态分泌模式的影响 Fig.5 Effects of NMDA on the dynamic secretion pattern of SS in gilts and barrows( =3) 左:阉公猪右:母猪Left:barrows Right:gilts 2.5 NMDA对猪GH和Ss分泌特征的影响 5O.1O%(P<0.05),峰频率、峰持续时间和峰强度 无显著变化(P>0.05)。表4显示,NMDA均提高 NMDA对猪GH和SS分泌特征的影响分另0见 表3和表4。对表3中GH的分泌特征进行脉冲数 据分析,结果表明,NMDA处理显著提高了试验猪 了阉公猪与母猪SS的分泌水平,但与对照组相比差 异不显著(P>0.05)。 只GH分泌的总体水平、基线水平和峰强度,分别 较对照猪只提高了41.O1%(P<0.05)、44.70% (Pd0.05)和29.44%(P<0.05),而NMDA对猪 3 讨 论 3.1 NMDA对猪生长性能的影响 只GH分泌频率和峰持续时间未产生显著影响 (P>0.05)。从性别角度而言,阉公猪GH分泌总体 本试验日粮中添加100 mg/kg NMDA能显著 提高猪的日增重(P<0.05),降低料重比(P< 0.05),这与冯杰等口 ]在猪上的试验结果相一致。 NMDA能够影响猪的生长性能、促进猪的生长,极 可能与其影响神经内分泌系统功能,在不同水平调 节与生长有关的激素尤其是GH的合成与释放 水平增加36.91%(P<0.05),基线水平提高了 55.69%(P<O.05),而峰频率、峰持续时间和峰强 度无显著变化(P>0.05);母猪GH分泌总体水平 提高了45.95%(P<0.05),基线水平提高了 236 动物营养学报 21卷 有关。 的浓度比对照组分别提高了883%和1 095%。冯 3.2 NMDA对猪GH分泌模式的影响 杰等口 向饲粮中添加50 mg/kg NMDA能显著提 高猪的增重和饲料转化效率,明显改善胴体品质,其 中血清GH含量提高了92.54%(P<0.01)。离体 试验发现NMDA也能显著促进GH的释放与分 泌,D’Aniello等口朝在离体培养的腺垂体细胞中加 入10~mol/L NMDA,与对照组相比GH提高了近 GH是调节哺乳动物生长的关键因素,血清中 GH水平与猪的生长呈正相关。国外研究表明 NMDA对GH的分泌具有调控作用 ¨]。研究表 明,适量NMDA可以显著促进动物机体合成和释 放GH,提高外周血GH水平。Estienne等口 给阉 公猪分别灌注2.5、5.0 mg/kg NMDA,血清中GH 3倍,差异极显著(P<0.O1)。 表3 NMDA对猪GH分泌水平的影响 Table 3 Effects of NMDA on the levels of GH in swine 同列数据肩注小写字母不同者差异显著(P<0.05),无字母表示差异不显著(P>0.05)。In the same column,values with small letter superscripts mean significant difference(P<0.05),and with no letter superscripts mean no significant difference(P>0.05). 表4 NMDA对猪SS分泌水平的影响 Table 4 Effects of NMDA on the levels of SS in swine (ng/mL) 目前国内外试验主要于NMDA处理后研究动 性别是影响GH分泌的主要因素之一,不同性 物机体GH的瞬间变化,而GH分泌模式是白发脉 冲性阵发形式分泌,瞬问变化很难准确反应NMDA 对GH合成分泌的影响。本试验通过外源添加 NMDA,在经过定期的饲养后,在3 h内,选择了l2 个时问点(每15 min为1个时间点),研究了NM— DA对猪GH动态分泌模式及特征的影响。研究表 别动物其GH分泌存在一定差异_1 。本研究表明, 母猪与阉公猪GH分泌的差异主要在于激素分泌 水平和峰强度,母猪略高于阉公猪,这在试验组与对 照组中表现较为一致。Schams等 ”研究认为GH 分泌模式受性别的影响,去势显著影响了动物的 GH分泌模式,他们对9O头皮特兰×德系长白猪进 行研究,结果发现所有的GH参数(总体平均值、基 明,NMDA显著提高了猪GH分泌总体水平、基线 水平和GH分泌峰强度,说明NMDA影响了猪GH 动态分泌模式,并主要集中于提高GH分泌量,这 与大量瞬间研究结果一致;我们研究亦发现NMDA 础值、峰值、降下面积)都是性别依赖性的:公猪为 5.1、1.3、15.9和6 475 ng/mL,显著高于阉公猪的 3.2、1.0、10.5和3 967 ng/mL和母猪3.5、0.8、 13.0和4 466 ng/mL(P<O.05)。这主要是受性激 素调控所致。本研究亦发现,NMDA对不同性别的 对GH分泌的频率及峰持续时间无显著影响,即从 表观上改变了GH脉冲性分泌的幅度,但并未改变 分泌周期。 猪只的影响效果极为一致,即也主要是促进GH的 2期 张静波等:Ⅳ一甲基.D一天冬氨酸对猪生长激素和生长抑素动态分泌模式及特征的影响 237 分泌量,而对分泌周期无显著影响。 3.3 NMDA对猪SS分泌模式的影响 ss是一种脑肠肽,广泛分布于中枢神经系统和 胃肠道组织中,在动物生长调控系统中起到抑制调 控作用,它和GH释放激素相互协调,共同完成垂 体GH脉冲性分泌调节。本试验结果显示,NMDA 处理对猪血清中ss的总体水平无显著影响,也无明 显性别差异,但有提高SS水平的趋势。血清SS水 平的升高趋势可能是由于NMDA通过促进下丘脑 GH释放激素的分泌,进而促进腺垂体GH的分泌 与合成,显著提高了血清GH水平,这触发动物机 体内分泌的负反馈调节,引起SS分泌增加。但由于 SS属于脑肠肽,除下丘脑可以分泌外,其它一些组 织和器官如垂体、胸腺、输卵管、卵巢、腮腺、胰腺和 小肠均分布有分泌SS的D细胞,可以分泌SS,因此 机体外周血液中的SS水平是并不能完全说明NM. DA对下丘脑SS分泌的调控作用,因此NMDA影 响SS分泌及其机理有待于进一步研究。 4 结 论 ①在猪日粮中添加100 mg/kg NMDA,显著 提高了GH的分泌水平,但不影响其分泌模式和 规律。 ②在日粮中添加100 mg/kg NMDA,对猪外 周血Ss的分泌模式和分泌水平未产生显著影响,但 分泌水平有升高的趋势。 参考文献: [1]Wilson R C,Knobil E.Acute effects of N-methyl— D—L—aspartate on the release of pituitary gonado- tropins and prolactin in the adult female rhesus mort— key.Brain Research。1982,248:177—179. [2]Kraeling R R,Barb C R,Leshin L S,Rampacek G B.Central nervous system peptide and amino acid modulation of luteinizing hormone and prolactin se— crction in the pig.Journal of Physiology and Phar- macology,1992,43:79—103. [3]Claypool L E.Etsuko K,Youichi S,Farshid M.Ei T.N—methyl D・L-aspartic induces the release of luteinizing hormone-releasing hormone in the prepu- bertal and pubertal female rhesus monkey as meas- ured by in vivo push-pull perfusion in the stalk—.median cminencc.Endocrinology,2000,I41(1):219.228. 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Effects of N-。methyl・-D-。aspartate on Secretion Model and Characteristics of Growth Hormone and Somatostatin in Pigs ZHANG Jing-bo MA Wen—qiang WANG Yi-zhen LIU Jian-xin FENG Jie (Key Laboratory of Molecular Animal Nutrition,Ministry of Education,Institute of Feed Science,Zhejiang University, Hangzhou 310029,China) Abstract:This experiment was conducted to study the effects of N—methyl-D-aspartate(NMDA)on the secretion model and characteristics of growth hormone(GH)and somatostatin(SS)in pigs.Sixty crossbred(Duroc x Landrace x Yorkshire)pigs with an average initial body weight of(53.0±3.6)kg were randomly allotted to 2 treatments with 3 replicates in each treat- ment and fed diets contained 0 and 100 mg/kg NMDA,respectively.Six pigs per treatment were selected to determine the effects of NMDA on growth performance and to study the dynamic secretion model and characteristics of GH and SS when body weight of pigs reached 90 kg.The results showed that,average daily gain was significantly increased(P<O.05)and feed gain ratio was significantly decreased(P<O.05)in the 100 mg/kg NMDA group;NMDA increased overall level,basal level and peak intensity of GH secretion significantly by 41.01%(P<O.05),44.70%(P<O.05)and 29.44%(P<0.05), respectively.There were no significant effects on GH peak frequency and peak duration(P>O.05).For the swine sex,the overall level of secretion of barrows’GH increased by 36.91%(P<O.05),and the basal level increased by 55.69%(P< 0.05).The overall level of gilts’GH secretion increased by 45.95%(P<O.05),the basal level increased by 50.10%(P< 0.05).Compared with control group,NMDA group increased SS secretion level of barrows and gilts,but the difference was not significant.In conclusion。100 mg/kg NMDA could promote the swine growth performance;GH secretion of swine showed strong regular of pulse distribution not only in control group but also in NMDA group;NMDA could improve GH secretion of swine, but secretion model and SS level was not affected by NMDA.[Chinese Journal of Animaz Nutrition,2009,21(2):232—238] Key words:NMDA;Growth hormone;Somatostatin;Pigs *Corresponding author,professor,E—mail:fengj@zju.edu.cn (编辑 姚 琨)