早期断奶仔猪自由基代谢与消化道结构和功能关系的研究

早期断奶技术是集约化养猪生产中最多采用的一项关键技术，但它在提高养猪生产效率的同时也常会给仔猪带来心理、生理、营养和环境等方面的严重应激，导致发生"仔猪早期断奶综合症"，给养猪生产带来重大损失。有研究表明，应激状态下机体会产生大量的自由基，不仅可以改变生理状态，还会导致病理发生。本研究应用电化学方法研究仔猪在早期断奶过程中体内氧自由基、过氧化氢及NO等自由基的变化规律，及其与断奶仔猪消化道结构和功能变化的关系，结合体外细胞培养方法研究自由基对消化道上皮细胞发育与功能的影响，构建出断奶仔猪体内自由基种类、水平与消化相关因子的关系，建立断奶仔猪自由基与消化道发育与功能的数学模型，从自由基生物学的角度来阐明仔猪早期断奶应激的机理，为进一步研究基于自由基代谢的仔猪早期断奶应激干预技术提供理论依据，研究成果也可为今后研究动物生理代谢和病理损伤提供依据。

早期断奶应激是集约化养猪业发展亟待解决的难题。本研究通过建立LPS、高脂日粮和游泳力竭鼠氧化损伤模型，研究氧化应激条件下动物自由基代谢规律。在此基础上，研究仔猪断奶过程中自由基代谢和抗氧化能力的变化规律，建立了自由基电化学测定方法，研究断奶过程中仔猪氧自由基、过氧化氢及NO自由基的变化规律，发现断奶过程中仔猪自由基代谢剧烈，抗氧化能力降低，由此诱发仔猪肠道绒毛损伤，隐窝增生，消化酶活性降低，肠道屏障功能受损，明确了自由基代谢失衡是仔猪断奶应激综合征的主要原因；研究了断奶仔猪自由基与消化道发育与功能的关系，仔猪血清H2O2、NO水平与仔猪肠道绒毛长度、胰蛋白酶酶活性存在显著的负相关，并建立了相应的数学关系；研究并发现断奶过程中仔猪肠道微生物菌群改变与仔猪肠道氧化还原状态有显著的相关性；利用体外细胞培养技术，建立了IPEC-J2上皮细胞H2O2氧化应激模型，研究氧化应激损伤对肠道上皮细胞发育的影响和LA的修复作用及其机理；以实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析了断奶仔猪肿瘤抑制蛋白P53和过氧化物酶体增殖物受体γ共激活因子1α等基因的表达，以形态学、原位缺口末端标记（TUNEL法）和酶学等方法研究早期断奶仔猪肠道细胞凋亡的发生发展规律及其与自由基代谢、肠道屏障功能的关系，从基因水平上阐述早期断奶仔猪应激和肠道细胞凋亡的分子机理，明确线粒体凋亡途径和死亡受体途径是早期断奶仔猪肠细胞凋亡的主要途径；研究了不同抗氧化剂对机体抗氧化能力的调控作用以及肠道功能损伤的修复作用；N-乙酰半胱氨酸通过调控死亡受体途径抑制肠道细胞凋亡，有效修复断奶仔猪的肠屏障功能。本研究阐明了自由基代谢、肠道细胞凋亡和肠道屏障功能之间的关系，为准确认识仔猪早期断奶综合症的本质、建立缓解仔猪早期断奶综合症新方法提供了思路和理论依据，丰富断奶应激理论的内涵，并为从蛋白质和细胞水平研究仔猪肠道健康奠定基础。