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母猪胰岛素抵抗的危害及营养调控策略

胰岛素抵抗(insulin resistance, IR)是指血液中胰岛素的生物学效应降低,即胰岛素不能有效地促进外周组织摄取葡萄糖,或不能抑制肝脏葡萄糖输出。母猪生理性IR是母猪在妊娠后期发生的对母猪繁殖性能有利的正常生理过程。但是,因母猪过度肥胖等因素,生理性IR极易加剧进而发展成病理性IR,影响胎儿的生长发育,降低母猪的产仔性能和泌乳性能。本文就母猪发生IR的原因、病理性IR的危害和IR的营养调控措施作一综述,以期帮读者打开通过营养手段调控IR的思路。

1.导致母猪发生IR的因素

1.1生理性IR

1.1.1机体为满足胎儿生长和乳腺发育

妊娠后期胎儿快速生长和乳腺迅速发育需要大量的营养物质,因此母体通过调整其的能量分配,降低自身对胰岛素的敏感性,从而导致胰岛素分泌增加,致使母猪出现IR。

1.1.2母体激素发生变化

除了胰岛素降低血糖之外,生长激素、糖皮质激素和甲状腺素等都具有升高血糖的作用,都可能会导致IR。随着妊娠的进程,母猪自身分泌的皮质醇、催乳素、雌激素等,以及胎盘分泌的氢化可的松、黄体酮、胎盘泌乳素、催乳素和雌激素等激素,都与妊娠后期的IR有关。


1.2病理性IR

1.2.1母猪过于肥胖

每种细胞与胰岛素结合的程度取决于受体数目与亲和力,当血浆中胰岛素浓度增高时,往往胰岛素受体数下降。肥胖母猪产生IR,是由于脂肪细胞膜上受体数下降而导致的对胰岛素不敏感。而造成母猪肥胖的主要原因,是摄入的能量过多而消耗的能量有限。

1.2.2矿物元素缺乏

某些微量元素如铬、镁、钒等缺乏,会降低胰岛素受体亲和力,从而导致IR。

1.2.3氧化应激

在“妊娠后期-分娩-哺乳”这一过程中,分解与合成代谢状态旺盛,母猪受到的氧化应激加强。氧化应激主要通过激发细胞内的炎症信号传导途径和JNK通路,干扰胰岛素与胰岛素受体结合后的信号传导,最终减弱胰岛素敏感性降低,导致IR。


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2. 病理性IR对母猪繁殖性能的影响

因IR抑制了脂肪合成,过多的热量无法储存于固定组织中,而引起血液中脂肪酸、甘油三酯等脂类物质蓄积,同时也会抑制葡萄糖向脂肪酸转化,而造成糖脂代谢紊乱。

2.1降低妊娠母猪的产仔性能

母猪妊娠109天的背膘厚度与母猪产仔数呈现出凸二次曲线关系,而背膘厚度与IR呈正相关关系,母猪妊娠后期过肥可能通过IR等影响降低其产仔性能。

2.1.1影响胎盘血管功能

IR会增加动物患高血脂症的几率。高血脂导致胎盘血压升高、血管粥样硬化,影响胎盘功能,胎儿气体和物质交换受阻,导致胎儿生长受限、宫内缺氧甚至死亡,而提高胎儿死亡率和初生仔猪弱仔率。(在《猪胎盘结构与功能的营养调控策略》文章中有详细论述)

2.1.2胎盘脂质化

妊娠后期母猪背膘过厚时,IR造成脂质在胎盘组织中过度沉积,导致胎盘炎症反应和氧化应激反应加剧,影响胎儿发育,增加母猪产弱仔的比例,并降低初生窝重。

2.2降低泌乳母猪采食量

泌乳期母猪采食量的重要性不言而喻。因IR造成血糖含量居高不下,饱腹中枢因受到刺激而兴奋,产生了饱腹感,抑制猪继续采食(在《种猪营养中胰岛素调控的意义及策略》文章中有详细论述)。因采食量不足以支持分泌足够的乳汁,此时母猪会动用更多的体储用来泌乳,将导致母猪背膘损伤过多。这样会造成两个后果:仔猪获得乳汁量不足且脂肪性腹泻风险加大,影响仔猪生长;母猪断奶后发情间隔时间延长,严重者甚至不再发情而不得不被淘汰。


3.IR的营养调控措施

应该根据IR的病因,以及IR引起的高血糖、高血脂和高血压等症状,制定针对性的解决方案。

3.1控制能量摄入

母猪过度肥胖是病理性IR最主要的病因。因此,需要调整妊娠母猪日粮结构,降低能量浓度,或者降低妊娠期母猪的饲喂量,以控制母猪体况。妊娠中后期母猪的背膘最好控制在17~18mm,不超过20mm为宜。

3.2可发酵纤维

在妊娠母猪日粮中添加可发酵纤维后,能降低围产期母猪餐后血糖浓度,而提高胰岛素敏感性,并降低炎症因子表达水平。这是因为可发酵纤维能延长饲料消化的时间,而避免血糖浓度快速上升;同时,经过发酵后的纤维产生的短链脂肪酸进入血液,能够进一步调节胰岛素敏感性。

3.3脂肪酸类

3.3.1丁酸盐或丁酸酯

丁酸可以改变IR模型的肥胖妊娠母体的糖脂代谢,同时增加胰岛β细胞的表达,抑制β细胞凋亡,并能抑制其炎症的发生。

3.3.2中链脂肪酸

在能量摄入量相同的前提下,辛酸、癸酸可通过提高脂肪酸氧化分解酶活性的途径,改善肥胖型IR导致的糖脂代谢紊乱。

3.3.3不饱和脂肪酸

提高n-3比例的高不饱和脂肪酸,可以较好地改善肥胖妊娠母体血脂代谢,提高胰岛素敏感性,并降低炎症因子的表达。

3.4左旋肉碱

左旋肉碱可促进超重2型糖尿病病人脂肪代谢,增加脂肪组织的利用,并能降低血清甘油三酯水平。连续使用左旋肉碱,可以有效治疗IR。

3.5亮氨酸

一定剂量的亮氨酸可以增加高脂喂养IR妊娠母体的胰岛素敏感性。

3.6植物精油

在妊娠期和泌乳期饲料中连续添加500g/吨的止痢草精油(主要活性成分是香芹酚和百里香酚),可显著改善母猪围产期的胰岛素敏感性。


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3.7矿物元素

3.7.1铬

铬是胰岛素发挥降糖作用的必需元素。三价铬是葡萄糖耐受因子(GTF)的有效活性成分,协同胰岛素一起参与机体糖和脂质代谢。研究发现,人体缺铬会导致糖代谢紊乱,胰岛素靶细胞的敏感性减弱、胰岛素受体数目减少、亲和力降低,从而导致糖尿病的发生,而补铬后会改善这些表现。有机铬比无机铬具有更高的吸收率。

3.7.2硒

硒具有类胰岛素作用,能促进胰岛素受体激酶活性、促进葡萄糖转运;同时,对糖脂代谢关键酶有调控作用,启动胰岛素受体及下游的信号传递。然而,大量的试验证明,硒在体内对胰岛素功能的影响过犹不及。氧化还原的矛盾与平衡再次提示硒在体内的水平应恰到好处,以防止缺乏和过量对胰岛素作用途径的损害。

3.7.3镁

人类糖尿病的研究,镁补充可以降低2型糖尿病患者空腹血糖和血清胰岛素含量,降低IR指数,提高胰岛素受体亲和力及低亲和力及胰岛素受体结合容量,改善IR并降低机体脂质过氧化水平。

 

调整IR的方案比较多,可以多个方案协同使用。需要根据实际情况,选择性价比好,且兼能解决其他繁殖问题的添加剂或者原料,提高所设计种猪饲料配方的性价比。


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