第103期：断奶过渡期仔猪谷胱甘肽氧化还原系统的变化与小肠形态和屏障功能的关系

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原名：Changes of the glutathione redox system during the weaning transition in piglets, in relation to small intestinal morphology and barrier function

译名：断奶过渡期仔猪谷胱甘肽氧化还原系统的变化与小肠形态和屏障功能的关系

期刊：Journal of Animal Science and Biotechnology

影响因子：3.441

发表时间：2020-04-23

doi.org/10.1186/s40104-020-00440-7

1、摘要
背景：断奶会引起仔猪肠道屏障功能障碍和绒毛萎缩，假设这些反应与谷胱甘肽（GSH）氧化还原系统的变化相关，同时在仔猪的整个断奶阶段测量这些参数。仔猪出生重和断奶日龄是断奶过渡期的重要决定因素。将低出生体重（LBW）和正常出生体重（NBW）的180头仔猪分配至三个断奶处理组当中，三种断奶方法如下：3周龄（3w）时断奶，4周龄（4w）时断奶和3日龄时将母猪断奶，仔猪饲喂替代乳直到3周龄（3d3w）断奶。对于每个处理组，分别将断奶后0、2、5、12或28 d的6只LBW和6只NBW仔猪安乐死。采集相关样品进行分析。
结果：断奶可增加断奶后第5天血浆、十二指肠和空肠黏膜中谷胱甘肽过氧化物酶的活性。直到断奶后第12天小肠谷胱甘肽-S-转移酶活性逐渐升高，这与断奶后第12天粘膜GSH逐渐升高有关。断奶后第5天，仅在3d3w断奶仔猪的小肠粘膜中观察到GSH氧化还原状态（GSH / GSSG E_h）的氧化。在试验期间，仔猪还表现出十二指肠和空肠远端的异硫氰酸荧光素葡聚糖（FD4）和辣根过氧化物酶通量增加，特别是断奶后d2至d5时FD4通量增加。另一方面，在断奶过渡期观察到所有处理组仔猪的绒毛严重萎缩。最后，在整个实验过程中LBW和NBW仔猪并未表现出GSH氧化还原状态、小肠屏障功能和组织形态的显著差异。
结论：尽管断奶时观察到GSH氧化还原系统的适度变化，但3w和4w断奶仔猪的GSH氧化还原状态保持在平稳水平，因此与断奶引起的绒毛萎缩无关。相反，3d3w断奶仔猪在小肠粘膜中表现出GSH氧化还原失衡，这与它们肠屏障功能的暂时性障碍同时发生。

2、试验设计

3、结果与分析

表1：断奶前后仔猪的体重和生长性能

表2：出生体重（n = 90），断奶处理（n = 60）和断奶后天数（n = 36）及其相互作用（n = 12-30）对断奶仔猪氧化应激生物标志物的影响

图1：（a）红细胞，（b）十二指肠粘膜，（c）空肠远端粘膜和（d）肝组织中的谷胱甘肽氧化还原状态（GSH / GSSG E_h）仔猪在3周龄（3w），4周龄（4w）断奶，或在3 d龄与母猪分离并饲喂代乳品，直到3w龄（3d3w）断奶。数值=均值±SE（将低出生体重的仔猪和正常出生体重的仔猪合并在一起，n = 12）。^a，b断奶天数，是指没有共同上标的断奶处理效果显著不同（WT：P≤0.05）

表3：出生体重（n = 90），断奶处理（n = 60）和断奶后天数（n = 36）及其相互作用（n = 12-30）对断奶仔猪谷胱甘肽氧化还原系统的影响

图2：在3周龄（3w），4周龄（4w），或在3日龄与母猪分开并饲喂代乳品，直到3w龄（3d3w）断奶的仔猪空肠（a），十二指肠（b）的绒毛长度，绒毛宽度和隐窝深度。数值=均值±SE（将低体重的仔猪和正常体重的仔猪合并在一起，n = 12）。^a，b断奶后天数，意味着没有共同上标的绒毛长度因断奶处理组而差异显著（WT：P≤0.05）。^s，t断奶天数，意味着没有共同上标的绒毛宽度因断奶处理组而差异显著（WT：P≤0.05）。^y，z断奶后天数，意味着没有共同上标的隐窝深度因断奶处理组而差异显著（WT：P≤0.05）

图3：在3周龄（3w），4周龄（4w）时断奶，或在3日龄与母猪分离并饲喂代乳品直到3w周龄（3d3w）断奶的仔猪十二指肠和空肠黏膜中增殖细胞核抗原（PCNA）（a）和caspase-3（b）的蛋白表达量。数值=均值+ SE（低体重和正常体重的仔猪合并在一起时n = 12）。^y，z表示没有共同上标的字母的断奶天数差异显著（DPW：P≤0.05）

图4：3周龄（3w）断奶，4周龄（4w）断奶或在3周龄母猪分离并喂奶代乳品，直到3w日龄断奶（3d3w）的仔猪a）在十二指肠和（b）远端空腹和辣根过氧化物酶40 kDa（HRP）（c）在十二指肠和（d）末梢空肠的异硫氰酸荧光素右旋糖酐4 kDa（FD4）的粘膜表观渗透系数（Papp）。数值=均值±SE（将低出生体重的仔猪和正常出生体重的仔猪合并在一起，n = 12）。^a，b断奶天数，是指没有共同上标的字母断奶处理效果差异显著（WT：P≤0.05）

图5：3周龄（3w），4周龄（4w）或在3 d龄与母猪分开并饲喂代乳粉直到3w龄断奶（3d3w）的仔猪十二指肠和空肠远端黏膜中（a）occludin和（b）claudin-3的蛋白表达量。数值=均值±SE（将低出生体重的仔猪和正常出生体重的仔猪合并在一起，n = 12）。^y，z断奶天数没有共同上标的字母差异显著（DPW：P≤0.05）

4、结论
总之，研究表明，断奶后小肠中GPx和GST活性会上调。断奶过渡期间，在3，4周龄进行常规断奶的仔猪会在小肠中维持GSH氧化还原稳态。相反，突然从自由采食替代乳向以谷物为基础的断奶日粮，确实会导致整个断奶过渡期的GSH储量降低，并且在断奶后第5天GSH氧化还原失衡，在这些仔猪中，这与屏障功能的整体缺陷同时发生，并在断奶后第2-5天最弱。断奶后仔猪肠道确实发生了组织形态的巨大变化，然而GSH氧化还原稳态却得以维持，这一事实表明，在断奶过渡期，粘膜谷胱甘肽氧化还原状态与小肠组织形态无关。

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