在臨床,我們許多豬場在母豬(雜交瘦肉性)妊娠的第85~90日齡開始使用哺乳料,對此現在大家有不同的看法。隨著母豬繁殖生理、病理、營養等技術的進步,今天我們從氨基酸的需求角度談談“母豬妊娠期和哺乳期的營養需求差別”。
1、妊娠期的哺乳動物的氨基酸代謝
胎盤和胎兒在妊娠期的快速生長, 需要大量來自妊娠期日糧和母體的氨基酸的供應。為了防止妊娠期間超重或肥胖的出現,必須控制母體的攝食量(Haynes 等,2009)。
進入門靜脈的日糧氨基酸和子宮攝取的氨基酸之間的差異可以為妊娠動物的氨基酸代謝提供有益信息(Wu 等,1996)。例如,每天2 kg 飼喂母豬的玉米-豆粕型飼料中含有的12.2%的粗蛋白質、日糧賴氨酸和色氨酸不能滿足妊娠晚期子宮攝取的需要,日糧蛋氨酸的量恰好滿足子宮攝取的量,其他所有必需氨基酸的量均超過了子宮攝取的量(表2)。丙氨酸、天冬酰胺、絲氨酸是僅有的、在膳食中的供給量超過了子宮攝取量的可合成氨基酸。其他非必需氨基酸(包括精氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸)必須由妊娠母畜合成來維持胎兒的生長發育。
由于氨具毒性并且可能對其他代謝(如組胺、硫化氫和同型半胱氨酸)有不利影響,因此過量攝入的蛋白質和氨基酸會降低胚胎和胎兒的存活率并減緩其生長。
當給處于妊娠晚期的妊娠母豬每天飼喂2 ~ 2.2 kg 日糧時,一些氨基酸內源性合成的量不足以達到最佳妊娠效果(Wu 等,1996)。支持這一觀點的是,妊娠第30 天和第114 天,在母豬日糧中添加0.83%的精氨酸可使每窩活產仔數增加2 頭,初生重增加24%(Xiao,2005)。同樣,在妊娠第14 ~ 28 天,在母豬日糧中添加0.4%或0.8%的精氨酸增加了胎盤重量,促進了胚胎存活以及生長發育(Shen 和Ifua,2010)。
精氨酸對改善妊娠母羊的繁殖性能也在實際生產中得到證實(Sawant 等,2015)。此外,在妊娠期間或妊娠第一周內向日糧中添加1.3%的精氨酸鹽酸鹽增加了大鼠每窩3 只的活產仔數(Manjarin 等,2014)。最后,為處于妊娠晚期(33 周)、宮內發育遲緩的婦女靜脈注射精氨酸7 d(20 g/d),到期(39 周)出生體重增加了6.4%,而為宮內胎兒生長受限的婦女注射精氨酸則促進了胎兒的生長發育(Manjarin 等,2012;Mateo 等,2008)。
試驗數據表明,妊娠母畜由于蛋白攝入不足,甘氨酸和谷氨酰胺合成不足,也會影響胚胎生長和后代健康(Li 等,2009;O’Quinn 等,2002)。第一,為母鼠的膳食補充甘氨酸可防止食用低蛋白日糧的幼鼠的高血壓和血管功能障礙。第二,對于食用12%粗蛋白質日糧的母鼠以及接受靜脈注射乙醇的母羊,為母體補充谷氨酰胺可促進胎兒生長,同樣可使胎兒存活于被注射豬圓環病毒II 型的母鼠中。其潛在的機制可能涉及抗氧化功能、免疫反應、酸堿平衡和蛋白質合成的改善(Foyer 和Paul,2012;Li 等,2009)。
2、泌乳期的哺乳動物的氨基酸代謝
目前關于泌乳母豬產奶的氨基酸代謝研究較少。對母豬、奶牛和大鼠的研究表明,當日糧蛋白攝取量增加時,可增加泌乳期產奶量(Rezaei 等,2013)。飼喂包含18%粗蛋白質的玉米-豆粕型飼料的泌乳母豬在哺乳期第1 ~ 21 天每天損失約0.5 kg 體重,甚至在泌乳期第1 ~ 18 天平均每天損失1.4 kg 體重(表3)(Bruckental 等,1991)。表明在當前飼喂系統下,日糧蛋白質攝入不能滿足多產母豬的乳蛋白合成。目前仍然不能確定是日糧中的必需氨基酸還是可合成氨基酸亦或是兩者共同限制通乳。
除了賴氨酸, 進入門靜脈的日糧必需氨基酸均超過它們在母乳中的產量(表3)。日糧賴氨酸的量剛好與其在奶中的產量相稱,而日糧中的丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、甘氨酸和絲氨酸,均超過了其在母乳中的產量。如前所述,這些氨基酸在母體分解代謝以維持某些細胞的需求,并且它們也可通過器官間的互作來合成從而被乳腺利用,這反映了在泌乳期氨基酸的動態代謝。日糧天冬氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺和脯氨酸不能滿足其在母乳中的產量(表3),而且這些氨基酸必需由日糧氨基酸從頭合成。因此,當向哺乳母豬的低蛋白質日糧中添加必需氨基酸時,可減少它們損失的體重并且促進仔豬的生長(Ospinarojas 等,2013)。
目前, 關于由泌乳期乳腺攝取的所有氨基酸的研究報道很少。由母豬乳腺攝取的支鏈氨基酸和精氨酸大大超過了它們在母乳中的產量(Ospinarojas 等,2013)。在乳腺上皮細胞中,支鏈氨基酸被分解代謝以形成谷氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺,而精氨酸則被精氨酸酶分解為脯氨酸和多胺(Corzo 等,2005)。因為多胺對DNA 和蛋白質的合成十分重要,由乳腺上皮細胞分解精氨酸從而產生多胺對新生兒小腸的發育有著重要生理作用。由于腸道可利用谷氨酸和天冬氨酸將脯氨酸轉化為母乳中含量豐富的精氨酸,因此并沒有出現精氨酸的碳或氮在母方與新生兒間所謂的精氨酸-脯氨酸循環中的凈損失(Wu 和Jr,1998)。我們研究的另一個突出方面是,日糧甘氨酸的量比甘氨酸在奶中的產量多很多(表3)。哺乳母畜中甘氨酸是如何超出蛋白質合成被利用的仍然未知,但甘氨酸的代謝在調節產奶上可能起著重要的作用。這個假設需要試驗數據來支持。
如前所述, 泌乳母豬調動它們儲存的蛋白質提供氨基酸,用于產奶。然而,因為體蛋白的過度損失不利于存活,這一過程必須要有一個限制。因此,泌乳母畜可能無法合成足夠的氨基酸來維持最大產奶。這個觀點被以下結論證實:
(1)向玉米-豆粕型日糧中添加1%的精氨酸鹽酸鹽可刺激泌乳母豬產奶并提高仔豬體重(Bruckental 等1991);
(2)向日糧中添加1%的谷氨酰胺促進了母豬的產奶以及仔豬的生長和存活(Bartell Batal,2007);
(3)向哺乳母豬的玉米-豆粕型日糧中添加1%和2%的谷氨酰胺提高了產奶量、仔豬的生長性能和存活率,以及用于泌乳的飼料利用率(Olubodun 等,2015)。在奶牛中有類似的結果報道。例如,向泌乳奶牛的皺胃中注射谷氨酸增加了乳蛋白的產量(Salmanzadeh 和Shahryar,2013)。
此外,在泌乳奶牛的十二指腸中每天注射80 g 脯氨酸促進了乳蛋白的合成(Awad 等,2014)。因此,哺乳母畜日糧中需要足量的可合成氨基酸來最大化其產奶量。