梅花鹿_马鹿血清IGF_1及GH浓度年周期变化规律研究_李光玉

经济动物学报　2005,9(2):74～79

Journal of Economic Animal

梅花鹿、马鹿血清IGF-1及GH浓度

年周期变化规律研究

李光玉,杨福合,王凯英,郜玉钢,赵靖波

(中国农业科学院特产研究所,吉林132109)

摘　要:选用8只雄性成年梅花鹿,6只雄性成年东北马鹿,在我国传统饲养模式下,每月采集鹿血液样品,进行鹿血清胰岛素样生长因子(IGF-1)及生长激素(GH)浓度年周期变化规律研究。试验结果表明,①梅花鹿血清IGF-1质量浓度4月份上升较高,5月份略有下降,到6月份达到一年周期变化的最高值,7月份开始逐渐下降,7～10月份均保持在一个稳定的水平,从11月至翌年3月,梅花鹿血清IGF-1质量浓度为全年最低水平,从翌年4月开始,IGF-1水平又开始回升。梅花鹿血清GH质量浓度在夏季的4～7月份相对处于较高状态,2月份梅花鹿血清GH质量浓度为一年中的最低水平。梅花鹿血清GH质量浓度相对比IGF-1质量浓度水平高,且变化趋势具有同步性。②马鹿血清IGF-1质量浓度4月份较高,5月份略有下降,到6月份达到一年周期变化的最高值,7月份开始逐渐下降,7～10月份均保持在一个稳定的水平,11月份略有上升,从12月至翌年3月,马鹿血清IGF-1质量浓度为全年最低水平,从翌年4月开始,IGF-1水平又开始回升,5月份同上一年的变化规律,又有一个下降的水平。马鹿血清GH质量浓度全年均较为平稳,但在夏季的4～8月份相对处于较高状态。③梅花鹿与马鹿血清IGF-1及GH质量浓度变化同步,在一年的大部分时间点,梅花鹿血清IGF-1及GH水平均高于马鹿血清IGF-1和GH水平,梅花鹿IGF-1及GH变化幅度比马鹿相对大。

关键词:梅花鹿;马鹿;生长因子;生长激素

中图分类号:S865.4+2　　　文献标识码:A　　　文章编号:1007-7448(2005)02-0074-06

Study on the Laws of the Serum Concentra tions of Insu lin Growth Factor-1 and Growth Hormone in the Sika Deer and Chinese Wapiti

LI Guang-yu,YANG Fu-he,W ANG Kai-ying,GAO Yu-gang,ZH AO Jing-bo (Institute of Special Economic Animal and Plant Sciences,CAAS,Jilin132109,China) Abstract:8adult sika deer and6adult Chinese wapiti were selected and fed different nutrient level diet in different physiological periods based on production requirements.And the serum concentrations of

I GF-1and GH were mensurated to analyze the changing laws of them in the sika deer and Chinese wapiti

in a year.The results were as follows:(1)The serum c oncentrations of I GF-1of sika deer was high in April,declined slightly in May,went up to the highest level in June,declined in July gradually.From Ju-ly to October the serum concentrations of I GF-1was steady r elatively and lo west from November to next March,then started to raise circularly in next April.The serum concentrations of GH of sika deer was high in summer and lowest in February.The serum conc entrations of IGF-1and GH of sika deer changed synchr onously.(2)The serum concentrations of IGF-1of Chinese wapiti was high in April,declined slightly in May,went up to the highest level in June,declined in July gradually.From July to October the serum concentrations of I GF-1was steady relatively and raised slightly in November,and lo west from

基金项目:吉林省基础研究项目(20000555)

作者简介:李光玉(1971-),男,在读博士,主要从事特种经济动物营养及生物学研究。

收稿日期:2004-09-22

December to next March,then started to raise circularly in next April.The serum concentrations of GH of Chinese wapiti held steady during a year and high relatively from April to August in summer.(3)The serum concentrations of I GF-1and GH of sika deer and Chinese wapiti changed synchronously,and dur-ing more periods the serum concentrations of I GF-1and GH of sika deer was high than those of Chinese wapiti,and the extent of change of the serum c oncentrations of I GF-1and GH of sika deer was high than those of Chinese wapiti.

Key words:sika deer;Chinese wapiti;I GF-1;GH

胰岛素样生长因子1(I GF-1)是生长激素(GH)功能的实际介导者,对机体组织和个体生长发育有非常重要的作用,不仅能纠正GH及其受体缺陷的生长发育障碍,而且在创伤、抗衰老、胰岛素抵抗和肿瘤研究方面均有重要意义[1]。最近在对人及动物的研究表明,GH本身并非生长所直接必需的,所有被描述为由GH所致的身高发育实际上都是由I GF-1完成的[2]。

鹿茸为具有高胰岛素样生长因子含量的器官,含有许多辅助成分、共同作用因子及元素激活剂等,使得鹿茸这种在哺乳动物中很特别的器官具有天然的生长因子生物活性,生物合成的胰岛素样生长因子与其无法比拟。本试验对我国主要茸用鹿种梅花鹿和马鹿血液IGF-1、GH质量浓度年变化规律进行研究,旨在揭示刺激鹿茸生长的原因及寻找鹿茸中起主要药理作用的物质,为鹿茸深入探讨提供理论依据。

1　材料与方法

1.1　试验动物

选取6岁成年梅花公鹿8只,6岁成年东北马鹿6只,于2000年3月～2001年9月,饲养于中国农业科学院特产研究所茸鹿实验基地。

1.2　试验日粮

以玉米面、豆饼、麦麸等为主要原料配制能量及蛋白质水平一定的精饲料,结合生产实际,粗饲料以玉米青贮、青树叶、玉米秸等为主,其配方及不同季节的饲料见表1。

表1　试验日粮饲料组成、营养水平及采食量

0eef513602768e9950e73822position,nutrient level and picking dose of feedstuff

原料比例/%时间

精饲料采食量/(kg·d-1)

梅花鹿马鹿

粗饲料组成

梅花鹿马鹿

玉米面62.002000-04-01～05-061.53.0青贮,干树叶

豆粕18.002000-05-07～06-062.04.0青贮,干树叶及青树枝叶麦麸7.002000-06-07～07-022.03.0青贮,干树叶及青树枝叶鱼粉10.002000-07-03～08-011.52.0青树枝叶磷酸氢钙1.702000-08-01～09-051.02.0青贮,青棵子,柞树叶食盐0.802000-09-06～09-180.51.0青棵子,青玉米秸添加剂＊0.502000-09-18～11-150.00.0切短青玉米秸,榆树青棵子

2000-11-16～12-100.40.8干玉米秸营养水平2000-12-11～2001-03-150.51.0干玉米秸

代谢能/(MJ·kg-1)12.242001-03-16～04-021.02.0青贮,干玉米秸,干树叶蛋白质水平20.642001-04-03～05-021.53.0青贮,干树叶钙0.752001-05-03～07-012.04.0青贮,青棵子,柞树叶等磷0.472001-07-02～08-191.52.0青棵子

注:＊添加剂主要为部分微量元素及维生素A、D、E等的混合物

1.3　饲养管理

冬春季每日分别于早晚饲喂1次,夏季早、中、晚分别饲喂1次,秋季早晨饲喂1次,精饲料定量饲喂,粗饲料自由采食,自由饮水。

1.4　样品采集

每月19日上午(早晚不过1d),早饲后对鹿进行麻醉,颈静脉采血20mL,静置2h后3000r/min离心15min,分离收集血清进行分装,密封后于-20℃低温冰箱中保存,以备分析测定。

1.5　测定项目与方法

血清I GF-1、GH含量采用放射免疫法测定。

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第9卷　第2期　　　　　　　　　　李光玉等:梅花鹿、马鹿血清IGF-1及G H浓度年周期变化规律研究

I GF -1及GH 放免试剂盒购自中国人民解放军第二军医大学神经生物学教研室,血液IGF -1及GH 浓度由北华大学附属医院放射免疫科测定,仪器为FMJ -182型放射免疫γ计数器。

1.6　数据处理

用SAS 统计软件(1997)进行数据统计分析。

2　结　果

2.1　不同时间梅花鹿、马鹿血液IGF -1及GH

质量浓度

不同时间梅花鹿、马鹿血液I GF -1及GH 质量浓度见表2。

表2　不同时间梅花鹿、马鹿血液IGF -1及GH 质量浓度

Table 2.The serum concentrations of IGF -1and GH of sika deer and Chinese wapiti in different period

μg /L

时间梅花鹿

东北马鹿

IGF -1GH IGF -1GH 2000-0431.90±10.84Bb 46.27±10.06CDEb 30.61±25.50ABab 42.72±25.08AB 2000-0516.28±5.33Bb 43.65±13.02CDEb 10.13±5.81Bb 50.26±14.29AB 2000-0671.74±38.86Aa 61.89±16.00BCb 55.37±57.46Aa 32.89±16.48B 2000-0718.09±6.71Bb 52.37±14.16BCDb 11.42±1.64Bab 50.61±11.14AB 2000-0823.78±19.31Bb 34.78±14.40DEbd 9.96±6.34Bb 51.18±7.34AB 2000-0922.92±25.85Bb 42.44±5.52CDEbd 7.62±3.82Bb 39.17±12.35B 2000-1026.40±23.43Bb 41.77±9.50CDEbd 7.51±1.41Bb 40.09±13.92AB 2000-11

13.28±6.15Bb 41.28±11.72CDEbd 14.68±8.76Bb 32.93±10.74B 2000-1212.58±7.78Bb 41.14±9.76CDEbd 5.44±1.81Bb 36.33±16.31B 2001-0126.98±22.33Bb 40.92±18.05CDEbd 6.59±3.00Bb 38.12±18.72B 2001-027.53±3.75Bb 33.04±10.64DEbd 8.30±2.35Bb 42.76±16.64AB 2001-0312.19±7.57Bb 42.85±10.49CDEb 3.79±1.23Bb 39.15±16.84B 2001-0421.98±9.93Bb 89.19±9.94Aa 27.79±21.40Bab 60.67±13.91A 2001-05

37.20±55.83Bab

53.58±6.61B CDb

5.75±4.12Bb

37.62±12.93B

注:同列不同大写字母表示差异显著(P <0.05),同列不同小写字母表示差异极显著(P <0.01)

从表2可知,从2000年4月～2001年5月1年多的时间,梅花鹿、马鹿血液I GF -1及GH 浓度变化较大,数据分析表明,检测IGF -1浓度数据相对分散,标准差与平均值间的比值达30%～60%,个别时间更高,表明不同鹿个体同一时间I GF -1质量浓度有较大的差别;检测GH 质量浓度数据标准差与平均值间的比值为15%～30%,

表明不同鹿个体同一时间GH 质量浓度差别较

小。

2.2　梅花鹿血清IGF -1及GH 质量浓度年周期

变化规律

梅花鹿血清I GF -1及GH 质量浓度年周期变化规律见图1

。

图1　梅花鹿血清IGF -1及GH 质量浓度年周期变化规律

Fig .1.Changing law of he serum concentrations of IGF -1and GH of sika deer in a year

从图1可以看出,梅花鹿血清I GF -1质量浓

度4月份上升较高,5月份略有下降,到6月份达到一年周期变化的最高值,平均质量浓度达71.74μg /L ,其中有个别梅花鹿高达124.67μg /L ,

7月份开始梅花鹿血清I GF -1质量浓度逐渐下

降,7～10月份均保持在一个稳定的水平,从11月至翌年3月,梅花鹿血清I GF -1质量浓度为全年较低水平,最低的2月份平均仅7.53μg /L ,从翌

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年4月开始,IGF -1水平又开始回升。从图1可以看出,梅花鹿血清GH 质量浓度全年均较为平稳,但在夏季的4～7月份相对处于较高状态,最高可达平均89.19μg /L ,个别梅花鹿血清GH 质量浓度高达102.54μg /L ;2月份梅花鹿血清GH 质量浓度平均为33.04μg /L ,为一年中的最低水平。从图1中可以看出,梅花鹿血清GH 质量浓度相对比IGF -1质量浓度水平高,且变化趋势有

一定的相关性,血清GH 的变化与IGF -1的变化具有同步性,GH 的升高降低常伴随着I GF -1的升高降低,且在春夏季节相对均较高。

2.3　马鹿血清IGF -1及GH 质量浓度年周期变

化规律

马鹿血清IGF -1及GH 质量浓度年周期变化规律见图2

。

图2　马鹿血清IGF -1及GH 质量浓度年周期变化规律

Fig .2.Changing law of he serum concentrations of IGF -1and GH of Chinese wapiti in a year

从图2可以看出,马鹿血清IGF -1质量浓度4月份上升较高,5月份略有下降,到6月份达到一年周期变化的最高值,平均质量浓度达55.37μg /L ,其中个别马鹿高达142.38μg /L ,7月

份开始马鹿血清I GF -1质量浓度逐渐下降,7～10月份均保持在一个稳定的水平,11月份略有上升,从12月至翌年3月,马鹿血清I GF -1浓度为全年较低水平,最低的3月份平均仅3.79μg /L ,从翌年4月开始,IGF -1水平又开始回升,高达27.79μg /L ,5月份同上一年的变化规律,又有一个下降的水平。从图2可以看出,马鹿血清GH

质量浓度全年均较为平稳,但在夏季的4～8月份相对处于较高状态,最高8月份达平均51.18μg /L ,个别马鹿高达77.73μg /L ,但6月份马鹿血清GH 浓度相对较低,平均为32.89μg /

mL ,为一年中最低水平,与11月份32.93μg /mL 平均水平相当。从图2中还可以看出,仅6月份马鹿血清GH 水平低于I GF -1水平,其他月份马鹿血清GH 质量浓度相对均比I GF -1质量浓度水平高,变化趋势有一定的关联性。

2.4　梅花鹿与马鹿血液GH 质量浓度变化比较

梅花鹿与马鹿血清GH 质量浓度变化见图3

。

图3　梅花鹿与马鹿血清GH 质量浓度变化

Fig .3.Concentration of GH in the serum of sika deer and Chinese wapiti

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从图3可以看出,梅花鹿GH 水平6月后下降,而马鹿5月份后就有下降,到6月份为一个较低的水平,之后又逐渐上升到一个相对稳定的水平。9月至翌年的3月份,梅花鹿和马鹿GH 水平非常相似,变化较小,3～4月份均上升到一个较高的水平,从图3中还可以看出,梅花鹿GH 变化

幅度比马鹿相对大。

2.5　梅花鹿与马鹿血清IFG -1质量浓度变化

比较

梅花鹿与马鹿血清I GF -1质量浓度变化见图4

。

图4　梅花鹿与马鹿血清IGF -1质量浓度变化

Fig .4.Concentration of IGF -1in the serum of sika deer and Chinese wapiti

从图4可以看出,梅花鹿与马鹿血清IGF -1质量浓度变化同步,在翌年的3月份梅花鹿和马鹿血清的I GF -1水平均上升,但梅花鹿的上升趋

势持续到了5月份,而马鹿的上升到4月份后又开始下降,5月份达到了一个新的较低水平。从图4中还可以看出,在一年的大部分时间点,梅花鹿血清IGF -1水平均高于马鹿血清IGF -1水平,梅花鹿IGF -1变化幅度比马鹿相对大。

3　分析与讨论

在自然选择进化过程中,鹿为适应食物供给随季节变化这一规律,在生长发育、鹿茸周期生长、繁殖等方面已形成了一套适应自然的生存法则。有研究表明,全年饲以高质日粮的鹿,其体重循环变化保持不变,夏季体重快速增长,冬季减少,冬季鹿自动减少采食[3,4]。本试验根据这一规律及我国鹿圈养的生产实际,合理控制日粮水平,探讨我国主要茸鹿品种梅花鹿和东北马鹿血液IGF -1及GH 质量浓度的变化。根据生产经验,鹿每月麻醉1次及采血20mL 不会影响鹿的正常生长发育及生产活动[5]

。

结果表明,梅花鹿及马鹿血清I GF -1水平在春季的4月份升高,5月份略有下降,这可能是因为我国东北地区5月份粗饲料供应困难,与鹿快速生长及生茸营养需求有一定的差距带来的[6]。在对人及动物的大量研究表明,I GF -1与营养水

平直接相关,血清I GF -1浓度依赖于动物的营养状况,在能量缺乏或饥饿时血清I GF -1浓度降低[7]

。I GF -1的合成、释放和活性依赖于营养状

态。慢性营养不良时,血液IGF -1的水平降低。饲料中的能量和蛋白质含量显著地影响着GH 受体、受体后机制及I GF -1转录后和在周围组织降解的机制。本试验梅花鹿和马鹿血液I GF -1水平在6月份均为最高,6月是鹿体重及鹿茸生长最快的时期,也是一年中营养最丰富的时期,这一试验结果与Suttie 等[8]

在赤鹿上的研究结果一致,血浆IGF -1水平在春季升高,仲夏稍微下降,后急剧升高。

Suttie 等[9]在研究赤鹿生长激素与鹿茸生长关系时发现,赤鹿血液GH 水平每天呈阵发性脉冲式波动,在脉冲的频率和振幅中,后者是确定血液GH 平均水平的主要因素,所以本试验采取的血液样品虽然可能在采样时间上略有差别,但也能反应鹿血液GH 真实的水平。本试验结果梅花鹿及马鹿血清GH 质量浓度相对比I GF -1质量浓度水平高,且变化趋势有一定的相关性,血清GH 的变化与IGF -1的变化具有同步性,GH 的升

高或降低常伴随着I GF -1的升高和降低,且春夏季节在梅花鹿中相对均较高。目前,有关I GF -1-GH 轴的大量研究认为,GH 刺激I GF -1分泌,I GF -1反过来抑制GH 。本研究认为,IGF -1的升高可能减少血液GH 浓度,使得血液GH 与

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I GF-1水平的变化相互刺激和抑制,保持着一个相对平衡的状态。本试验冬季梅花鹿及东北马鹿血液GH均较高,而IGF-1水平处于较低水平,可能是因为在我国茸鹿饲养模式下,公鹿的饲养由于人们追求“最低投入最高效益”及鹿冬季自动采食减少的原则,在冬季供给鹿的饲料营养水平很低造成的。Breier等[10]研究不同营养状况下小公鹿的GH与I GF-1关系时发现,营养不良导致显著的GH波幅升高和血浆中IGF-1降低,并且认为,通过IGF-1分泌的升高或降低,可以区别营养性GH升高或季节性GH升高[11,12]。一般春季和夏季,鹿GH水平升高,且IGF-1水平也较高,当营养不良时,GH波幅升高,但血浆中I GF-1降低。

鹿的生长和自动摄食循环受光周期控制,日照的长短也与IGF-1水平有一定的关系。Suttie 等[8]研究表明,长日照(16h光照,8h黑暗)显著增加鹿,血浆中I GF-1浓度,血浆中I GF-1的季节性变化刺激鹿的季节性生长,与短日照(8h光照,16h黑暗)相比,长日照组的IGF-1浓度高,有迅速的体增重,高的摄食量,睾丸较小。本试验是在自然条件下进行的,测定与分析了梅花鹿及东北马鹿血液I GF-1及GH质量浓度的年周期变化,梅花鹿与马鹿血清IGF-1质量浓度变化同步,在一年的大部分时间点,梅花鹿血清I GF-1水平均高于马鹿血清I GF-1水平,GH水平非常相似,变化较小,梅花鹿I GF-1及GH变化幅度均比马鹿大,这可能是由于不同鹿品种间存在的差距。参考文献:

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