不同饲养系统下育肥猪软骨体积与体成分的MRI与DXA关联分析及其对肢蹄健康的影响研究

本研究针对养猪业中高发的肢蹄病与软骨疾病这一重要动物福利问题，采用磁共振成像（MRI）和双能X线吸收测定法（DXA）技术，系统研究了不同饲养系统（多功能畜栏MPB vs户外气候畜栏OCB）对育肥猪软骨体积（CVo）和体成分的影响。研究发现OCB系统显著提高了猪只的骨矿物质含量（BMC），但对关节软骨体积无显著影响，为改善猪只肢蹄健康与福利提供了重要的科学依据。

　　

在现代化养猪生产中，肢蹄病和软骨系统疾病已成为影响动物福利和经济效益的重要问题。这些疾病不仅导致猪只行动不便、遭受疼痛，还经常造成提前淘汰和非正常死亡，给养殖业带来巨大经济损失。特别值得注意的是，不合适的饲养系统被认为是引发这些问题的关键因素之一。为了解决这一行业痛点，研究人员开始关注不同饲养环境对猪只骨骼和软骨发育的影响机制。

为了深入探究这一问题，来自德国慕尼黑大学兽医学院家畜中心的T. D?lle、M. Bernau和A.M. Scholz研究团队开展了一项创新性研究，该研究近期发表在《Animal - Open Space》期刊上。研究人员采用多模态影像学方法，首次将磁共振成像(MRI)和双能X线吸收测定法(DXA)技术相结合，系统评估了不同饲养系统下育肥猪软骨体积变化与身体组成特征的关联性。

研究团队采用了几个关键技术方法：首先，他们建立了127头皮特兰×德国长白杂交猪的实验队列，随机分配到两种饲养系统（全漏缝地板的多功能畜栏MPB和厚垫料的户外气候畜栏OCB）中进行比较。在育肥期的三个关键阶段（30kg、60kg和90kg体重），使用0.2特斯拉的西门子Magnetom Open MRI系统采集猪只肩关节、肘关节和膝关节的T1加权序列图像，并通过3D Doctor软件进行软骨体积定量分析。同时，采用GE Lunar iDXA扫描仪进行全身扫描，获取骨矿物质密度(BMD)、骨矿物质含量(BMC)和体成分数据。此外，还进行了跛行评分以评估临床肢蹄健康状况。所有数据使用SAS 9.3软件进行统计学分析。

生长速率（平均日增重－g/d）

研究结果显示，两种饲养系统间的平均日增重无显著差异，表明饲养环境不影响猪只的整体生长性能。

磁共振图像分析结果

在软骨体积分析方面，膝关节各测量位点在不同饲养系统间均无显著差异。然而在肘关节，扫描30时出现了无法解释的显著差异，MPB组动物显示出更高的软骨体积值(361±10 mm³ vs 305±10 mm³)。不同组别（即不同父本）间存在显著差异，组1动物始终显示最高值，表明遗传因素对软骨表达可能产生影响。性别比较发现，去势公猪在多个测量点显示出更大的软骨体积，特别是在扫描60时肩关节软骨体积显著大于母猪(619±23 mm³ vs 553±23 mm³)。

值得注意的是，所有动物在膝关节股骨髁部位都表现出随年龄增长的软骨体积减少现象，这是正常的生理过程而非病理状态。与此形成对比的是，肩关节和肘关节的软骨体积保持稳定或轻微增加，可能反映了前后肢软骨在机械负荷和结构上的差异。

双能X射线吸收测定法检查结果

DXA分析显示，OCB组动物在所有三个扫描时间点都表现出显著更高的骨矿物质密度(BMD)值。从扫描60开始，OCB组动物的骨矿物质含量(BMC)也显著高于MPB组（扫描90：2149±35.3 g vs 1947±36.6 g）。不同组别间存在显著差异，再次表明遗传因素对骨矿化特征的影响。性别比较显示，去势公猪在脂肪百分比(Fat_PC)、脂肪组织量、瘦组织量和DXA体重方面都显著高于母猪，这与去势公猪通常更高的采食量和脂肪沉积能力一致。

双能X射线吸收测定法与磁共振成像特征之间的关系

研究发现，随着动物年龄或体重增加，膝关节部位软骨体积减少与骨矿物质密度增加呈负相关(r = -0.76)。相反，肘关节和肩关节的软骨体积与DXA BMC或BMD呈正相关(相关系数在+0.46到+0.55之间)。

locomotion评分结果

跛行评分显示，在扫描60时，MPB组中出现评分1和2（轻度至中度跛行）的动物比例显著高于OCB组(39.28% vs 23.33%)，表明MPB饲养环境可能增加跛行发生风险。

作者观点讨论

研究人员指出，MRI数据表明可以使用低场强MRI可视化猪只关节软骨组织并定量测定软骨体积。无法解释的肘关节软骨体积差异可能是一个随机现象，因为猪只在扫描30后才进入不同的饲养系统。

关于饲养系统的影响，本研究未发现饲养系统对软骨体积的显著影响，这与文献中报道不一致，可能由于本研究检测的是软骨体积而非骨软骨病变。遗传因素似乎对软骨表达有重要影响，组间差异表明公猪可能对其后代的软骨和基础健康产生影响。

性别差异方面，去势公猪通常显示更大的软骨体积，可能与其更快的生长速度和更高的关节负荷有关。前后肢软骨的差异表现可能反映了机械负荷要求的差异。

DXA数据表明OCB系统显著改善了骨矿化特征，可能得益于更丰富的运动和阳光照射。季节和气候因素可能对研究结果产生影响，因为不同组别在不同季节进行了实验。

跛行评分数据显示MPB中跛行发生率更高，可能由于混凝土漏缝地板增加了受伤风险，而OCB中的垫料提供了缓冲作用。

结论

本研究得出结论：在膝关节部位，不同饲养系统间的软骨体积无显著差异；而在肘关节，扫描30时出现的显著差异无法解释。相比之下，DXA研究明确显示OCB饲养的猪只从扫描60开始具有显著更高的BMC值。这些差异表明饲养系统对骨矿化有影响，但可能对育肥期间猪只的软骨体积没有显著影响。

该研究的重要意义在于首次结合MRI和DXA技术全面评估了饲养系统对猪只骨骼和软骨系统的影响，为改善养猪业的动物福利提供了科学依据。研究结果表明，户外气候畜栏系统能促进骨骼健康发育，降低跛行发生率，虽然对软骨体积的影响有限，但通过改善饲养环境可以显著提高猪只的肢蹄健康水平。这些发现对养猪业的生产实践具有重要指导价值，也为进一步研究遗传因素与环境互作对猪只运动系统健康的影响奠定了基础。