淺談母豬的孕體發(fā)育與營養(yǎng)調(diào)控

動物胚胎/ 胎兒的生長發(fā)育是一個復(fù)雜的生物學過程，受遺傳、營養(yǎng)、母體成熟度、疾病和環(huán)境等因素的影響。母豬的胚胎/ 胎兒發(fā)育經(jīng)歷了幾個關(guān)鍵期。妊娠后18~24 d 是受精卵在子宮角不同部位附植并逐步形成胎盤的時期，多數(shù)胚胎死亡發(fā)生在妊娠后10~30 d； 妊娠后30~60 d 是胎盤生長最快的時期，妊娠后70 d 胎盤發(fā)育至最大，也是胎兒死亡的高峰期；妊娠90 d 后， 胎兒的生長發(fā)育和增重迅速，母體增重加快，所需營養(yǎng)物質(zhì)明顯增加?？梢姡肛i妊娠早期和后期分別是胚胎成活和胎兒生長發(fā)育的關(guān)鍵階段。過去十幾年，以增加窩產(chǎn)仔數(shù)為目標的遺傳選育導致仔豬的初生體重（BW） 偏低，從而影響了其斷奶重以及保育期和生長育肥期的生長速度。低BW 或?qū)m內(nèi)發(fā)育遲緩（IUGR）會降低仔豬的成活率、適應(yīng)能力、生長性能、飼料轉(zhuǎn)化效率和胴體組成，從而給養(yǎng)豬生產(chǎn)帶來嚴重的經(jīng)濟損失。因此， 研究不同生長發(fā)育期胚胎/ 胎兒對營養(yǎng)素的轉(zhuǎn)運和代謝規(guī)律，可更有針對性地調(diào)控胚胎/ 胎兒的生長發(fā)育，對研發(fā)IUGR 的防治措施具有重要意義。

胚胎/ 胎兒的營養(yǎng)來源于母體。妊娠早期，子宮腺分泌的子宮乳可為胚胎提供營養(yǎng)。母體營養(yǎng)隨母體血液進入子宮內(nèi)膜再轉(zhuǎn)送到胎盤絨毛膜，并最終匯入到臍帶血。臍靜脈血是胎兒最直接的營養(yǎng)來源，其將豐富的營養(yǎng)物質(zhì)、生物活性物質(zhì)和氧氣從胎盤直接傳送給胎兒的肝臟，來支持胎兒生長發(fā)育的營養(yǎng)需求。血液中的游離氨基酸一直被作為機體的氨基酸庫。氨基酸代謝庫中氨基酸組成與含量的變化可引起不同的細胞應(yīng)答，由相關(guān)信號傳導系統(tǒng)介導調(diào)控下游效應(yīng)分子，實現(xiàn)蛋白質(zhì)的合成與降解、基因的表達與抑制以及營養(yǎng)素的新陳代謝， 最終表現(xiàn)為動物生長發(fā)育的差別。因此，母體營養(yǎng)可影響胎兒的生長過程。例如，母豬日糧中添加精氨酸， 可刺激胎盤NO 的生成，促進胎豬的生長發(fā)育；母體營養(yǎng)不足也會減少母體對胎兒的血液、營養(yǎng)素和氧氣的供應(yīng)，阻礙胎兒的生長發(fā)育，導致胎兒IUGR 或死亡。

孕體（Conceptus）是指胎兒、胎膜（包括胎盤、羊膜和孕囊等）和胎液（包括羊水和尿囊液等）構(gòu)成的復(fù)合體，在整個妊娠期起主導作用。胎盤是胎兒與母體組織的聯(lián)合體，是母體- 胎兒循環(huán)間轉(zhuǎn)運營養(yǎng)素、氧氣和CO₂以及代謝產(chǎn)物的器官。胎盤的有效性不僅由其重量和大小決定，并且依賴于胎盤毛細血管的密度、胎盤與子宮內(nèi)膜交錯結(jié)合的程度等因素。Wu 等報道， 胎盤生長受阻與IUGR 的發(fā)生緊密相關(guān)，與同窩其他胎豬相比，IUGR 胎豬具有較小的胎盤和較低的血流量。

Luo 等研究表明，人類和實驗動物胎盤表面存在對氨基酸的攝??；除了胎盤血流量降低外，妊娠45~100 d 體重較小的胎豬對亮氨酸的轉(zhuǎn)運能力低于平均體重胎豬。所以，研究胎盤對氨基酸、葡萄糖等營養(yǎng)素的轉(zhuǎn)運和代謝特性，對了解和調(diào)控IUGR 胎豬的營養(yǎng)供給具有重要意義。

羊水作為胎兒宮內(nèi)生長發(fā)育的內(nèi)環(huán)境，除了為胎兒的生長發(fā)育提供機械保護外，還是一些必需營養(yǎng)成分的重要來源，同時也是胎兒與母體進行物質(zhì)交換的重要場所。在胎兒的不同發(fā)育階段，羊水的來源不同。妊娠前期，羊水主要來自母體血清的透析液和胎兒血漿成分； 隨著胎兒器官的不斷發(fā)育和成熟，胎兒的尿液、呼吸系統(tǒng)、胃腸道、臍帶、胎盤表面和皮膚滲出液等也均成為了羊水的來源。胎兒吞咽的羊水中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)， 其中包含一些能支持細胞增殖和分化的生物活性因子合成前體。胎兒通過吞咽羊水和羊膜內(nèi)吸收途徑，攝取養(yǎng)分、活性因子和抗菌物質(zhì)，來支持和促進自身腸道成熟和生長發(fā)育。羊水通過胎兒腸道吸收和胎盤- 胎兒面絨毛膜跨膜轉(zhuǎn)運進入胎兒血液循環(huán)，是羊水量調(diào)控的重要方式。測定羊水的生化參數(shù)、營養(yǎng)素及其代謝物濃度，可反映胎兒生長發(fā)育過程中營養(yǎng)素的轉(zhuǎn)運和代謝情況。在人類臨床醫(yī)學中，妊娠中期抽取羊水可用于診斷胎兒的遺傳病和代謝?。蝗焉锿砥?，羊水穿刺檢查可了解胎盤功能和胎兒生長發(fā)育情況。Wu 等研究發(fā)現(xiàn)， 妊娠30~40 d 母豬羊水中脯氨酸氧化酶、鳥氨酸轉(zhuǎn)氨酶和鳥氨酸脫羧酶活性以及鳥氨酸和多胺等代謝產(chǎn)物的濃度顯著增加。羊水中營養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)不足會影響胎兒的生長發(fā)育。本團隊前期研究發(fā)現(xiàn)，妊娠早期胎兒體重大小與羊水中部分生化參數(shù)密切相關(guān)。上述研究結(jié)果， 可為促進IUGR 胎豬/ 仔豬生長發(fā)育的飼料配方制定提供理論依據(jù)。

肝臟對葡萄糖、脂質(zhì)和氨基酸等營養(yǎng)素的代謝起著重要作用。IUGR 可影響胎兒肝臟的大小和代謝功能。本團隊的前期研究發(fā)現(xiàn)，與大BW 哺乳環(huán)江香豬相比， IUGR 仔豬肝臟中蘇氨酸、絲氨酸、甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸的含量較高，而血漿中的蛋氨酸、絲氨酸和丙氨酸濃度較低。測定肝臟中營養(yǎng)素及其代謝物含量、營養(yǎng)素轉(zhuǎn)運載體表達和代謝酶活性，可揭示IUGR 胎豬/ 仔豬代謝障礙的分子機制。

腸道營養(yǎng)素的轉(zhuǎn)運和代謝對其他組織器官營養(yǎng)素的供給至關(guān)重要。氨基酸、小肽和葡萄糖等營養(yǎng)素主要由小腸上皮細胞吸收，空腸為主要吸收部位；日糧氨基酸也會在腸道中發(fā)生大量的“首過代謝”。目前已知， IUGR 可減少仔豬小腸和結(jié)腸的厚度、重量和長度，降低小腸絨毛高度和單位面積絨毛的平均數(shù)量，這均導致腸道吸收表面積的降低。IUGR 新生仔豬的腸道乳糖酶和氨肽酶N 活性較低，胰腺的相對重量減少，這可能會降低其消化吸收能力。本團隊前期研究表明， IUGR 仔豬血漿氨基酸濃度降低，空腸中氨基酸和小肽轉(zhuǎn)運載體的mRNA 表達和蛋白質(zhì)豐度也低于同窩其他仔豬，提示IUGR 仔豬空腸對氨基酸和小肽的轉(zhuǎn)運能力受損，這將進一步限制其腸道吸收功能和生長發(fā)育?？傊琁UGR 新生兒的腸道發(fā)生了形態(tài)、生理和代謝的重要變化，但其在分子水平上的相應(yīng)變化仍不清楚。

營養(yǎng)素不僅是機體合成的重要前體，還可作為信號分子參與細胞內(nèi)信號傳導過程，調(diào)節(jié)氨基酸、糖、脂肪和能量等體內(nèi)主要代謝途徑，最終導致機體整體代謝的改變。IUGR 豬在出欄時表現(xiàn)出較差的胴體品質(zhì)，即瘦肉重降低、脂肪沉積更多，這種改變可能是mRNA 翻譯和能量感應(yīng)降低、骨骼肌氧化磷酸化受損的結(jié)果。胎兒骨骼肌的生長受mTOR 細胞信號機制的調(diào)節(jié)，營養(yǎng)不良可減少母體和胎兒骨骼肌中磷酸化mTOR 的水平，增加母體肌肉中泛素修飾蛋白的濃度。因此，妊娠期母體營養(yǎng)不良引起的孕體氨基酸含量的減少，會導致母體和胎兒骨骼肌中蛋白質(zhì)降解增加和合成減少。目前已知，細胞水平上存在感知氨基酸豐度的TOR 信號系統(tǒng)，以及感知氨基酸平衡的氨基酸應(yīng)答信號通路。盡管目前對TOR 和代謝調(diào)控的研究尚處于初級階段，但已有不少結(jié)果顯示，TORC1 可以從轉(zhuǎn)錄、翻譯和翻譯后水平上調(diào)控組織器官中的多條代謝通路?；谏鲜鲅芯堪l(fā)現(xiàn)，進一步揭示不同發(fā)育階段IUGR 孕體轉(zhuǎn)運和代謝不同營養(yǎng)素的差異性變化規(guī)律， 闡明IUGR 發(fā)生的生理生化機制，篩選出與IUGR 發(fā)生相關(guān)的關(guān)鍵營養(yǎng)素及其代謝產(chǎn)物，不僅對提高胎豬尤其是IUGR 胎豬存活率具有重要的理論和實踐意義，而且對指導其他哺乳動物妊娠期營養(yǎng)供給、預(yù)防IUGR 的發(fā)生具有重要參考價值。