美利奴单胎与双胎新生羔羊氨基酸谱与血气浓度差异的生理学评估及其对羔羊存活率的影响

本研究通过分析美利奴单胎与双胎新生羔羊的氨基酸（AA）谱和血气浓度（如pCO2、sO2），揭示了双胎羔羊出生体重较低（4.24 vs. 5.05 kg）、直肠温度较低，且天冬氨酸、异亮氨酸等AA浓度显著降低的生理差异，为改善多胎羔羊生存率提供了关键基线数据。

　　

摘要

随着绵羊生产标准的提升，养殖业以提高每只母羊断奶羔羊的数量和体重为目标，研究已发现单胎与多胎羔羊在生理上存在差异。本研究旨在报告新生美利奴单胎和双胎羔羊的基线氨基酸（AA）谱和血气浓度。从妊娠120天起，监测了50只单胎和50只双胎自然交配的美利奴母羊的分娩迹象。出生时，收集后代血液样本，记录出生体重、直肠温度和胎粪评分。使用i-Stat Alinity分析血浆AA谱和血气浓度。单胎羔羊出生体重（5.05 kg）高于双胎（4.24 kg；p < 0.05）。出生胎次还影响直肠温度以及天冬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸的浓度，双胎均低于单胎（p < 0.05）。这些基线数据为了解未经处理或干预的母羊所产单胎和双胎羔羊在出生时的生理差异提供了见解。

1 引言

澳大利亚绵羊产业通过国内和出口收入对国家经济贡献显著。产业表现受成功饲养的羔羊数量及其在羊毛、肉或奶方面的个体贡献驱动。在新西兰，生产者在提高每只母羊断奶羔羊数量方面特别成功，因此多胎母羊的比例也有所增加。澳大利亚系统也观察到类似增益。多胎母羊是整体羊群生产力的重要贡献者，前提是羔羊存活时间足够长以贡献生产力。在澳大利亚，提高羔羊存活率仍有很大空间，因为随着产仔数增加，存活率下降。平均而言，澳大利亚的死亡率记录为单胎10%、双胎15%、三胎33%。

羔羊死亡率是一个复杂性状，需要多学科方法来理解致病因素，包括库存管理策略、母体营养和健康以及遗传学。基线测量是研究试验的关键基础， necessary for establishing reliable scientific conclusions。动物试验需要准确的基线或参考范围值，因为品种、年龄、生理类别甚至地理区域之间存在很大差异。绵羊常用于动物和人类研究试验，尽管有大量关于氨基酸（AA）谱和血气等测量的文献可用，但大多与施加处理或干预的试验相关。这使得有效理解单胎、双胎和三胎羔羊在营养需求和生理过程方面的差异变得困难。

本初步试验旨在量化新生双胎和单胎羔羊的血气和AA浓度。基线血气和AA谱可以指示呼吸、代谢和营养健康状况。了解正常血气范围有助于检测诸如缺氧等 conditions，这在双胎羔羊中比单胎更可能发生。新生羔羊AA谱提供营养状况 insights，并可能揭示生理功能（如代谢 disorders）的潜在差异。这些数据随后可用于后续研究，并 contribute to the existing values reported elsewhere。建立基线或参考范围后，数据可能为改善多胎羔羊存活率的潜在干预措施提供信息。

2 材料与方法

本试验获得阿德莱德大学动物伦理委员会批准（批准号S-2020-061），并按照澳大利亚科学目的动物护理和使用实践规范（2013）进行。

3 动物与实验设计

来自阿德莱德大学Roseworthy校区农场、广泛放牧的羊群、自然与美利奴公羊交配的美利奴母羊，通过经腹超声检查确认怀孕。根据妊娠状况（单胎或双胎）选择50只单胎和50只双胎母羊，并平衡年龄（3±1岁）和体况评分（BCS）（3.3±0.5；1-5 scale）。母羊随机分配到六个栏舍，均带有可访问的庇护所。每个栏舍大小为660 m2，确保每只母羊至少10 m2。由于母羊 intended to lamb in each pen，确保每只母羊有足够空间以避免错母。母羊从妊娠约120天起 housed in each pen for lambing。试验期间，动物提供清洁淡水和随意采食的燕麦干草。母羊每小时监测分娩迹象。

4 数据收集

出生后立即（30分钟内）且摄入初乳前，每只羔羊（42只单胎和89只双胎）佩戴耳标进行个体识别，并收集测量值，包括出生体重（kg）、胎粪评分作为出生时应激 measure（4-point scale；0=无染色，1=轻度染色，2=中度染色，3=严重染色）和直肠温度（°C）。然后通过颈静脉穿刺采集血液到肝锂管中。意外出生的三胎羔羊被排除在采样外（n=9）。死产或出生不可行的羔羊也被排除在分析外（2只单胎，4只双胎；总n=6）。收集样本后，监测母羊和羔羊24小时，然后返回商业管理。

新生羔羊全血使用i-Stat Alinity点式护理分析仪和CG8+ cartridge分析血气浓度，测量血液pH、二氧化碳分压（pCO₂）、氧分压（pO₂）、碳酸氢盐（HCO₃）、碱剩余（BE）、氧饱和度（sO₂）、总二氧化碳（TCO₂）、钠（Na）、钾（K）、钙（Ca）、葡萄糖（mmol/L）、红细胞比容（Hct; L/L）和血红蛋白（Hgb）。

血液然后离心（603.72 g/10分钟，20°C环境温度），血浆分装后在-80°C储存用于血浆AA分析。随机选择血浆样本子集（10只单胎：5雄5雌和10对双胎：9雄11雌；总n=30）来自所有栏舍，由澳大利亚蛋白质组分析设施（麦考瑞大学）分析游离AA谱。胱氨酸无法在样本中准确检测。

5 统计分析

使用一般线性混合模型（SPSS 28, IBM）分析出生体重、直肠温度、胎粪评分、AA浓度（μg/mL）和血气在单胎和双胎之间的 variation。出生类型（单胎或双胎）、性别（雌性或雄性）以及出生类型与性别的交互作用作为固定效应。母羊ID、栏舍号（1-6）和出生时段（上午或下午）作为随机效应，以解释同一母羊所生动物、不同栏舍和出生时间的差异。p < 0.05被认为 statistically significant。出生类型与性别的交互作用不显著，因此未报告值。

6 结果

性别对出生体重、直肠温度或胎粪评分无影响。然而，双胎出生体重较低，比单胎羔羊轻0.78 kg（p < 0.05）。双胎平均直肠温度也较低，比单胎低0.86°C（p < 0.05）。胎粪评分（0-3 scale）在产仔数之间相似。血气浓度不受出生胎次或性别影响， except for sO₂，雄性比雌性低18%（p < 0.05）。

天冬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸的浓度在单胎血浆中均高于双胎（p < 0.05）。性别对精氨酸和苯丙氨酸有影响，雄性浓度高于雌性（p < 0.05）。未观察到出生胎次或羔羊性别之间AA浓度的其他差异。

7 讨论

本研究报告的血气和血浆AA浓度结果为在饲喂型管理系统中以混合日粮饮食 identical managed的新生单胎和双胎美利奴羔羊提供了基线值。

双胎羔羊出生时较轻，与先前绵羊研究一致。美利奴羔羊在出生后7天内的存活率在4.5至5 kg之间 optimized。高于4.5至5 kg范围的羔羊增加难产和 dystocia风险，从而增加羔羊和母羊死亡风险。这先前由Refshauge等人报告为单胎的严重问题，尽管双胎和三胎羔羊通常低于5 kg，但双胎和三胎常遭受产伤，导致羔羊死亡，死亡风险与出生体重线性相关。有趣的是，性别不影响出生体重，这出乎意料，因为雄性通常比雌性出生重。

雌性比雄性更高的血浆sO₂浓度与先前研究对比，可能指示 differential lung maturation。在其他动物模型（如人类和小鼠）中，据报道性别对肺表面活性物质生产有影响，雌性胎儿 near full term比雄性更早达到肺成熟。由于表面活性物质有助于降低肺泡表面张力，更早生产将改善肺顺应性并允许增加气体交换效率，从而增加sO₂。本研究中雄性和雌性之间的平均sO₂浓度（28% vs. 35%）低于Silva等人报告的值，但在Dutra和Banchero描述的范围内（0%-85%）。出生胎次之间和性别之间任何其他血气差异的 absence表明羔羊未表现出代谢性酸中毒或缺氧。这些结果与Sales等人的发现对比，其中 near-term双胎胎儿据报道比单胎缺氧。对比结果可能 due to the physiological stage of development（晚期妊娠 vs. 新生儿）或母体营养水平（营养不良 vs. 营养良好）在Sales等人研究与本研究的差异。这些结果表明，当母羊不营养不良时，缺氧和代谢性酸中毒可能对新生羔羊的风险较小。

据报道，来自营养良好母羊的晚期妊娠双胎胎儿，在 term前1周，血浆亮氨酸、组氨酸、谷氨酰胺和精氨酸浓度低于单胎胎儿。本研究中新生羔羊未观察到这些出生胎次之间的差异，这可能 due to breed-specific differences or, more likely, differences due to physiological stage。然而，在出生胎次之间观察到天冬氨酸和异亮氨酸的差异。天冬氨酸是一种生糖AA， contributes to gluconeogenesis，而异亮氨酸在肌肉蛋白质合成中 plays a role，两者预期在具有更高能量和生长亲和力的动物中更高。这可能解释单胎新生羔羊中更高的浓度。总体而言，观察到的差异很小，可能不具有生物学相关性。AA浓度，在母体和胎儿循环中，在妊娠最后100天急剧变化，然后在分娩和出生期间再次变化。

精氨酸在胎儿发育和生长中 plays an important role，而苯丙氨酸通过维持神经递质的 production and function在新生羔羊中 important。雄性比雌性 elevated精氨酸浓度，在出生体重无影响的 absence下，表明精氨酸可能不是雄性胎儿生长的关键驱动因素。这一 notion与McCoard先前的研究一致，其中母体精氨酸补充在妊娠中晚期增加了雌性而非雄性的出生体重。精氨酸通过生产一氧化氮和多胺用于精子发生在雄性生育力中具有重要作用，表明雄性血浆中 elevated精氨酸可能与睾丸发育 linked。雄性比雌性 elevated血浆苯丙氨酸水平的生物学 implications不清楚，但可能与绵羊神经递质生产的性别二态性差异 associated。

本研究结果有助于提供雄性和雌性、双胎和单胎羔羊在出生时代谢状态的基线信息。出生胎次之间主要差异的 absence表明出生时相似的代谢状态和两性相似的子宫内经历。最 notable发现是sO₂的性别特异性效应，可能指示 differential lung development。本研究中提供的数据提供了血浆AA和血气的基线值和参考范围，可能为未来解决羔羊死亡率和发病率的研究提供信息。