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金立志1*，张永刚2，刘俊奇3，邵彩梅4，谢正露1，杨江涛1编译
（1. 广州美瑞泰科生物工程技术有限公司，广东广州 510300；2. 环山集团股份有限公司，山东青岛 266001；3. 河南新逻辑营养生物有限公司，河南郑州 450046；4. 禾丰食品股份有限公司，辽宁沈阳 110123）
编译者语：编译者与荷兰DNCS公司猪饲料营养顾问Doppenberg博士交流时，提及一篇由美国、荷兰和加拿大等4位著名专家撰写的综述文章。该文章对行业习以为常的仔猪在断奶后1周左右的耗料增重比高达1:1提出了质疑，认为可能是“水肿”导致。不久前，“曦曦博士”（微信公众号名称）也在公众号推文中解读了这篇文章。在同国内大中型饲料与养殖企业进行技术交流时，编译者发现，很多同行对这篇文章都表现出很大兴趣，对文章中的观点也有困惑和质疑。为此，编译者对该文进行编译，并加入部分背景资料，以供业界同仁参考、评论、批评、质疑或验证，更希望能对行业教槽保育料与断奶仔猪健康饲养提供有益的技术 参考。编译者对原文作者van Kempen等4位专家深表感谢，亦对Dopperberg博士的诚恳交流表示谢意！
摘 要：通常仔猪断奶后采食配合饲料很少，但在断奶后1周左右，其采食量与日增重几乎相等（150~200 g/d），耗料增重比竟达到1:1左右。这种现象用生理与营养消化吸收和沉积的理论无法解释。对断奶仔猪体组成的分析表明，断奶后1周仔猪体内脂肪减少，体蛋白质几乎没有变化，而水分大量增多，从而引发水肿，这与人类的“再进食综合征”类似。人类禁食（饥饿）较长时间（数周）会导致代谢活性下降，并伴随尿液中磷酸盐（PO4）、镁（Mg）、钾（K）的排出；如果突然重新进食，会诱导出现强烈的胰岛素峰值，触发代谢反应，但由于缺乏PO4、Mg、K和硫胺素，代谢受阻，进而导致低磷血症、代谢应激和水肿，严重者可能致命，这就是“再进食综合征”。断奶仔猪在断奶后数小时也可能发生“再进食综合征”（人类是出生几周后发生），这与其断奶前的高代谢率有关。仔猪断奶诱导水肿这一现象，提醒行业应谨慎看待断奶仔猪“高效率”的增 重和耗料增重比，避免使用能强烈刺激胰岛素产生的饲料配方和高赖氨酸水平的日粮，因为此时断奶仔猪的增重并不是蛋白质的体内沉积。
仔猪断奶时承受很大的压力与应激，包括与母猪的分离、并圈后互相争斗以建立新的社会等级、面临新环境与不同的微生态区系，常常不能及时采食与饮水等。断奶过程会损害仔猪的肠道健康，降低营养物质的消化和吸收，增加断奶仔猪的维持需要。令人不解的是，尽管面临各种压力与应激，实际生产中的断奶仔猪在 断奶后的第1周内通常采食1~2 kg饲料，平均日增重100~300 g，耗料增重比约为1:1。长期以来，行业认为这是断奶仔猪的高效率，也很少有人质疑。但是，如果根据采食量和营养消化吸收与沉积的生长模型进行理论 推断，这种结果又是不成立的。这意味着，断奶仔猪的增重可能是由健康组织增重以外的其他因素引起的，且影响断奶仔猪耗料增重比的因素可能有其他机制。本文通过对断奶仔猪增重主要成分的分析，首次提出仔猪断奶1周内的高效生长是“水肿”导致，并对造成这一现 象的胰岛素及其相关因子的调控机制等进行了分析，也对断奶仔猪的营养管理与饲料配方提出了建议。
1 营养生理学对断奶仔猪耗料增重比为1:1的解释
Kempen等进行了1 000多次试验，从小型研究试验到商业化大规模试验，涉及18~28日龄断奶的大约100万头仔猪以及各种不同原料、配方和营养水平的饲料。研究结果一致表明，无论地域、猪舍、年龄或日粮如何，断奶仔猪的高生产效率结果都很一致（图1，n=36）。举例来说，如果断奶仔猪采食量为150~200 g，其增重可达150~200 g，耗料增重比为1:1左右。
根据营养生理学有关维持需要与生长需要的基本原理，维持需要能量被定义为维持体重（不增加或减少体重）所需的能量。对于猪的维持能量需要，通常使用750 kJ NE/kg0.6来计算。例如，对于体重6~7 kg的断奶 仔猪来说，饲喂净能为10.6 MJ/kg的日粮，满足维持能量需要每天需采食207~227 g日粮。使用van der Peet等的计算公式（断奶仔猪维持能量MEm=0.44 MJ/kg0.75），早期断奶（21日龄）的仔猪采食125 g/d教槽料即可满足维持能量需要；如果是28日龄断奶，需要采食大约150 g/d才能满足维持需要（表1）。这与仔猪断奶1周后的生长性能表现（耗料增重1:1）完全不相符。
利用猪的生长模型进行推算（图1），仔猪采食量为210 g左右时，其预测日增重应该为0（即为刚满足维持需要）；将实际生产性能数据外推至采食量为0 g/d时，生长模型计算出增重应该为-200 g/d；如果防止断奶仔猪体重下降，每天所需的采食量应该大于上述计算的207~227 g/d。Kies等研究发现，仔猪断奶后第1周的维持需要比断奶后3周高12%。而实际生产上，断奶仔猪即使不进食，体重也不会减轻。由此可见，图1的生长模型数据对于断奶仔猪生产性能的回归计算根本是错误的。这也意味着，营养生理学对断奶仔猪耗料增重比为1:1无法解释。鉴于此，猪生长模型通常会包含一个免责声明，即生长模型不适用于断奶仔猪。
2 断奶仔猪体增重组成成分分析
仔猪在断奶1周内，通常由于采食量有限而处于能量负平衡状态。早在20世纪90年代，Whittemore等研究分析了仔猪断奶前（1 d）与断奶后（断奶后2、4、6、8 d）体成分的变化，发现21日龄断奶仔猪在断奶前的平均日增重约40 g，每天从母乳中获得40 g蛋白质、40 g脂肪和220 g水分；断奶后，蛋白质没有增减，体脂减少，说明采食量确实远低于维持水平，而体内水分每天都增加，说明仔猪体增重是通过获得的水分而增加。
Bruininx等发现，尽管断奶仔猪脂肪含量减少，并且几乎无法获得蛋白质，但其耗料增重比仍为0.8；使用间接量热法分析表明，仔猪在断奶后第1周出现能量负平衡，触发体脂代谢而脂肪减少，但体蛋白没有减少或增加，表明当断奶仔猪采食能量低于维持能量需求时，优先动用体脂供能而维持体内蛋白质的储存。Sève报道，10日龄断奶仔猪在35日龄时的体内水分含量高于未断奶的同日龄对照组（76.0% vs 69.4%）。然而，断奶仔猪的体脂含量较低，蛋白质含量相似（水/蛋白质比为5.0 vs 4.5），与Whittemore等的研究结果一致。Zijlstra等也报道，18日龄断奶的仔猪在断奶后7 d内，饲喂干饲料时，体脂百分比降低，水分占比增加。
通过对断奶仔猪（24日龄断奶后饲喂含1.25%赖氨酸和10.7 MJ NE的商业饲料）不同日龄的股二头肌干物质含量分析发现，仔猪在断奶后会立刻发生脱水现象，结果体内干物质含量会增加（图2）。仔猪在断奶后实质上是“即刻禁食”。断奶后第1周仔猪的采食量较低，但饮水量基本正常；从断奶第1天到断奶第7天的采食量分别为11、59、109、66、57、53、99 g/d；饮水量分别为184、519、561、337、369、329、468 g/d。然而，当仔猪开始正常采食时（该试验是断奶后第7天左右），股二头肌的干物质含量比断奶前低（从275 g/kg降至255 g/kg，P<0.01），一直持续至断奶后第28天（终测数据）。用生物电阻抗法进行整猪测量，也得到了类似的结果（图3，P<0.05），说明其他肌肉组织与股二头肌的干物质变化一致。需要强调的是，如果体成分干物质的60%（肌肉部分）经历了这种变化，即意味着活重增加了0.5 kg。
对其他内脏器官的分析发现，在采食量满足维持需要之前，仔猪断奶的肺干物质含量从190 g/kg下降至183 g/kg（P=0.03）；肝脏干物质的变化统计差异不显著（肝糖原的耗减会大大影响测定结果）。该试验也观察到有6头仔猪（共20头）在第5天出现肝脏松弛，可能是由肝脏气球样变性导致（肝细胞水肿，使肝细胞 胀大呈球形，胞浆几乎完全透明）。同时，红细胞压积增加（第7天vs第-1天；P<0.01；图4）。打开体腔后，观察到有4头（第3天）、3 头（第5天）和2头（第7天）的仔猪体腔内有液体（每个时间点样本量为20）；体腔内有液体仔猪的红细胞压积水平（34.7% vs 29.3%，P=0.03）高于其他仔猪。红细胞压积高可由血管渗漏引起，渗漏使血浆和白蛋白从血管中逸出，进入 全身的间质空间和体腔。
3 断奶仔猪水肿的生理机制探讨
Kempen等在综述中分析推测，仔猪断奶后1周内的增重，是体内水分增加导致的“水肿”，而不是健康组织沉积的结果。他们也与从事建模工作的Bikker博士（CVB模型）和Ferguson博士（Watson模型）就此现象进行深入讨论，一致认为，根据营养摄入无法解释断奶仔猪的高耗料增重比，水肿可能是断奶仔猪增重的合理解释。
3.1 胰岛素诱导水肿的猜测
众所周知，对人类而言，给长期禁食的人或糖尿病患者首次注射胰岛素，会引起水肿。例如，Evans等描述了一名体重只有38 kg糖尿病妇女的病例，首次注射胰岛素治疗后，在3周内增加了19 kg（体重的50%），体重增加几乎全是水肿引起。一经发现水肿并开始治疗（利尿剂和无盐白蛋白输注），在几天内体重就减少了约10 kg。胰岛素诱导水肿的机制有多种，包括胰岛素刺激肾脏增加水和钠的再吸收，从而引发水潴留；断奶时胰岛素缺乏会下调细胞的代谢，导致细胞中钾（K）和磷酸盐（PO4）伴随着水分一起流失，通过尿液排出体外，从而导致细胞萎缩，这就解释了仔猪断奶后不久出现的肌肉脱水（并非因为饮水不足而引起）。一旦重新引入胰岛素，K和PO4以及其他离 子平衡剂（如牛磺酸）被重新吸收到细胞内，进而导致水肿，这一现象与断奶后不同时间点肌肉干物质的变化相吻合（图2）；此外，胰岛素会使血管渗漏，血浆和白蛋白逸出，血红蛋白浓度升高。这些渗出的血浆会积聚在体腔中，导致像恶性营养不良一样的症状，与仔猪断奶后不同时间点的红细胞压积（和白蛋白）的变化一致（图4）。
鉴于断奶仔猪的试验结果与胰岛素诱导水肿的描述相符，可以推测断奶仔猪早期的水肿也是由胰岛素引起，也表明刚断奶的仔猪对胰岛素不耐受。尽管仔猪断奶前获得了充足的母乳，但其血浆胰岛素水平很低，仅为0.014 lg/L（图5）。同时，乳糖是猪奶中的主要碳水化合物，提供约19%的能量，而乳糖的升糖指数约为葡萄糖的40%。再者，哺乳仔猪通常每小时喝一次奶，为小肠提供持续不断的营养供给。因此，哺乳仔猪血浆葡萄糖不会大幅升高，而避免了出现胰岛素峰值，结果是仔猪断奶前并没有形成胰岛素与血糖的完善调节机制，这也就解释了断奶仔猪对高升糖碳水化合物的生理反应。试验结果表明，仔猪断奶后饲喂常规保育饲料，的确会导致胰岛素峰值升高（图5：第14天vs第7天，P<0.01；第 14 天和第 1 天，P=0.07）。尽管断奶后 28 d 的采食量显著高于 14 d（分别为 810 g/d 和 210 g/d），但胰岛素水平明显低于第 14 天（P=0.02）， 这说明在首次采食较多的易消化碳水化合物时，刚断奶仔猪确实难以调控血糖。在生产实践中，断奶仔猪饲料通常含有大量高升糖指数的可消化淀粉（糊化淀粉）与蔗糖/ 葡萄糖等，占所需能量的40%。刚断奶仔猪通常不规律地采食，进一步加剧了血糖升高的调节负担。
同一试验也发现，胰岛素与小肠内葡萄糖水平呈正相关（图6）。颈血葡萄糖水平在断奶后第7天最低（断奶后第7天vs断奶前1天，P=0.07），但与胰岛素的变化不一致（R2=0.05；P=0.11）。而小肠葡萄糖水平与血清胰岛素显著相关（R2=0.29；P<0.01）。而小肠葡萄糖水平与血清胰岛素显著相关（R2=0.29；P<0.01）。小肠葡萄糖水平在断奶后第5天低于断奶前1天（P=0.03），在第14天高于断奶前1天（P<0.01）。这个结果与Date提出的宿主通过调节小肠淀粉酶活性来控制葡萄糖摄取的研究相吻合。这种调节的缺陷是葡萄糖会在小肠中积聚，可能导致渗透应激，引发潜在致病菌的生长，从而导致断奶仔猪的腹泻。
3.2 胰岛素和 PO4 错配才是真正的主因
Evans等指出，胰岛素是导致水肿的元凶。然而，Knochel认为水肿实际上可能是由胰岛素与胰岛素代谢相关因子（特别是PO4）之间的错配而引起。胰岛素的作用是刺激代谢活动，提高代谢活动需要PO4和Mg的参与，以产生和稳定ATP和NADPH与激活酶等。Kempen等发现，PO4在断奶后迅速通过尿液排出（图6），这也应该是断奶后代谢活性从高（快速生长）到低（断食）的变化。仔猪断奶后24 h内，PO4损失了大约12 mmol/kg（或1.8 mmol/kg）体重，相当于血液PO4下降了2 mmol（与断奶前相比），说明仔猪从细胞内的代谢储存中（如ATP、磷酸肌酸）释放大量的PO4；试验也发现，断奶后股二头肌的PO4显著下降（P=0.02，图7）。由于血钙是稳定的，尿钙也没有显著变化（P>0.05，图 6），这些PO4应该不是从骨骼中释放出来。当仔猪恢复采食，代谢活性提高以恢复快速生长时，肌肉和肝脏等组织中的PO4供应不足，导致磷酸盐从细胞外拉向细胞内，引起“低磷症”（图7，P<0.01）。而胰岛素不能发挥其预期的代谢作用，导致水肿，这种现象在人类生理学上称为 “再进食综合征”。在成年人中，禁食数周后突然重新进食会引发再进食综合征。对断奶仔猪而言，也可能在断奶数小时内发生再进食综合征，原因是仔猪在断奶前的代谢率较高，在刚断奶后的代谢潜力仍然很高，断奶仔猪在禁食和重新采食后代谢差异巨大，因而造成对PO4需求的剧烈变化。
Kempen等利用示意图解释了因PO4缺乏损害代谢而导致水肿的生理机制（图8）。断奶前，仔猪具有较高的代谢活性，因此对PO4（ATP、P-肌酸等）的代谢需求也较高。断奶后，采食立刻中断，蛋白质和脂肪的沉积停止，因此代谢对PO4的需求急剧下降，从而导致ATP和P-肌酸水解而来的PO4通过尿液排出。当恢复不规律的采食后，体内代谢对PO4的需求旺盛。然而，此时PO4非常缺乏，导致急性代谢损伤，引起水肿。仔猪为了克服PO4缺乏，可能会分泌更多胰岛素，更进一步加重了代谢受损和水肿。
4 断奶仔猪营养与饲料配合的启示
综合上述研究结果发现，现行断奶仔猪的饲养管理可能对仔猪健康不利。通常，仔猪饲料中包含大约40%的易消化淀粉（部分糊化的），并加入一些糖类来提高适口性。这种日粮的血糖负荷指数非常高，尤其是对断奶仔猪，采食量逐渐增大并且不规律采食。再者，开始采食不久的仔猪胰岛素水平比断奶前高得多，到了断奶后第28天，当采食量稳定且显著高于第14天时，胰岛素才恢复到断奶前水平。
在人类关于胰岛素诱导水肿的文献中，水肿并不被认为对健康有严重威胁。对断奶仔猪而言，临床上的肺水肿威胁到健康，可能会影响仔猪对呼吸道疾病的易感性。肝脏的变化也值得引起注意，当观察到肝脏变松弛时，需要核查具体原因？了解这对肝功能造成哪些影响？多少比例的仔猪有此症状?肌肉水肿可能不会严重影响健康，但是由于血管渗漏导致的血液成分改变，可能会影响组织（如耳朵）的充盈和供氧，造成耳朵坏死。低磷血症阻碍红细胞的氧气释放，因为它阻止触发氧气 释放的2,3-双磷酸甘油酸的形成。因此，尽管可以自由 呼吸，但仍会导致缺氧；严重时可导致窒息，这种现象在断奶仔猪中发生的概率大约为1/2 000。
根据文献综述，胰岛素是否影响肠道健康尚不明了。现有资料表明，胰岛素可增加肠道通透性，类似于对血管的作用。肠道健康问题在代谢综合征患者中确实很常见。因此，胰岛素对肠通透性与健康的影响需 要进一步研究。断奶后第14天肠道内的高糖水平也值得进一步研究，因为这可能引发细菌过度生长，进而导致腹泻。
目前，配合仔猪日粮的一个错误是把断奶仔猪的蛋白质增重（即为了蛋白质沉积的氨基酸比例）作为目标；但在断奶后的第1周，蛋白质增重可能很低，甚至为零。因此，使用1.2%~1.4%的可消化赖氨酸可能并非仔猪在此阶段的需要量。这并不意味着仔猪不需要蛋白质，断奶后的仔猪经历代谢和健康的应激，需要半胱氨酸、组氨酸和色氨酸等，并且断奶后这些氨基酸的血浆水平也急剧下降。遗憾的是，目前还没有关于断奶仔猪的理想氨基酸需求模式；同样缺乏对矿物质需求量的信息（需要考虑尿中PO4和K的损失及其高代谢的需求）；对断奶仔猪而言，PO4诱导胰岛素分泌的功能要比这些矿物质对蛋白质沉积的功能更为重要。
5 结 论
普遍认为断奶会损害仔猪的肠道健康，并对全身健康和代谢模式都有很大影响。断奶仔猪对高水平胰岛素的耐受性较差，且由于PO4缺乏而导致类似“再进食综合征”引起水肿，并不是蛋白质或脂肪组织的实质性生长，这就解释了断奶仔猪通常在断奶后1周左右，在采食量接近维持需要的情况下，为何体重增加且耗料增重比接近 1:1。断奶仔猪对这种综合征非常 敏感，目前流行的高升糖指数日粮（即富含易消化碳水化合物和葡萄糖/蔗糖）会加重这种水肿。因此，断奶仔猪的日粮应尽量减少血糖负荷，同时提供合理的氨基酸、矿物质和维生素以保持健康，而不是强调增加体重。对过去可能错误认为断奶仔猪的高效耗料增重比为积极因素，以及如何配制合适的饲料来饲喂断奶仔猪，需要重新审视。
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