포유자돈 생산성적과 글루코스(혈당) 실험

 '포유자돈 생존과 성장율에 영향을 미치는 글리코겐과 글루코스 농도' 편에 이어서 이번 주제에서는 필자가 직접 실험한 포유자돈 생산성적과 혈당 실험을 소개하겠다. 

1. 실험 배경

 2016년 아일랜드 더블린에서 개최된 IPVS(세계양돈수의학회)에 참석했을때 전시된 수많은 페이퍼 중에서 개인적으로 가장 눈에 띄는 페이퍼가 있었다.

 덴마크 pig research center에서 포유자돈의 글루코스 농도를 측정하고 이유전 폐사율을 예측하는 실험이다(그림 1).

 전날 저녁에 태어난 저체중 자돈(1kg 이하) 154두를 대상으로 다음날 아침에 체중과 Accu-Check Aviva Nano 기계를 이용해서 혈액내 글루코스 농도를 측정하고 14일령 생존율을 평가했다.

 실험결과 30두 이상의 자돈이 포유를 제대로 못했고 26두는 저혈당증 상태를 보였다. 글루코스 농도 2.8mol/L 이상의 저체중 자돈은 생존율이 94%인 반면에 2.8mmol/L 미만의 저체중 자돈의 생존율은 64%로 낮았다. 

 이 자료를 접한 필자는 '1일령 저체중 자돈에게 강제적으로 포도당을 주사해 주면 혈당이 증가하고 이유전 폐사율을 감소시킬 수 있지 않을까?' 하는 생각을 했다. 

 실험 계획을 곧바로 설정하고 정작 실험은 1년 6개월이 지난 2018년 1월에 진행했다. 

2. 실험 방법

 전라도 소재의 모돈 400두 2-site 농장에서 2차례(18.01.26, 18.02.02) 실험을 진행했다.

 실험군과 대조군의 분류는 동복의 포유자돈들 중 체중은 동일하면서 혈당을 다르게 설정했다. 예를 들어 동복의 포유자돈 12두가 있다고 가정할때 체중이 동일한 2두씩 짝을 짓고 상대적으로 글루코스 농도가 낮은 1두를 실험군으로 편성했다. 

 1차 실험은 18년 1월 26일 태어난 1일령 포유자돈 99두를 대상으로 진행했고 동복 단위로 분만 직후 체중측정과 채혈을 실시하고 이표를 부착했다(그림 2). 20일령(이유전날) 체중을 다시 측정하고 생존율을 평가했다.

 글루코스 농도 측정은 체중 측정 후 곧바로 채혈을 실시했고 로슈사의 아큐첵 퍼포마 기계를 이용했다(그림 3).

 기계의 측정값이 일정한지를 확인하기 위해서 개체번호 100번의 1.17kg 포유자돈 혈액을 대상으로 10회 반복 측정했을때 평균 104 ± 1.2 mg/dL(102~106)로 일정한 글루코스 농도를 기록했다(그림 4). 

 체중은 동일하지만 글루코스 농도가 낮은 실험군에게 10% 포도당 10ml를 복강주사 했다. 복강 주사부위는 포유자돈을 거꾸로 들어올린 상태에서 뒤쪽 2,3번째 유두와 정삼각형을 만드는 가상의 꼭지점 부위이다(그림 5). 

 2차 실험은 18년 2월 2일 태어난 1일령 포유자돈 100두를 대상으로 1차 실험과 동일하게 진행했고 20일령 체중측정과 생존율 평가를 13일령에 실시했다(주간 관리 농장으로 1차 실험의 포유자돈 20일령일때 2차 실험의 포유자돈은 13일령).

3. 실험 결과

* 생시체중과 글루코스

 위에서도 설명했지만 동복의 포유자돈을 체중이 동일한 2두씩 짝짓고 상대적으로 낮은 혈당을 실험군으로 설정했기 때문에 실험군과 대조군의 생시체중은 동일한 반면 글루코스 농도는 실험군에서 낮다(그림 6, 그림 7).

 1일령 체중이 증가할수록 혈중 글루코스 농도가 증가한다(그림 8). 파란선은 Linear regression, 녹색선은 Fit/spline LOWESS를 나타낸다. 

* 글루코스와 일당증체량

 1일령 글루코스 농도가 증가할수록 일당증체량(13일, 20일간)이 증가하는 경향을 보인다(그림 9). 파란선은 Linear regression, 녹색선은 Fit/spline LOWESS를 나타낸다. 참고로 이 그래프는 포도당 복강주사를 하지 않은 대조군 개체만 대상으로 선택했다.

 글루코스 농도 100mg/dL을 기준으로 미만과 이상일때 일당증체량에 어떤 영향을 미치는지 평가했다. 

 글루코스 농도 100mg/dL 이상 그룹은 미만 그룹보다 일당증체량이 실험군 23.7g/d, 대조군 33.1g/d 높게 나타났다(그림 10, 그림 11).   

* 포도당 복강주사 효과

 실험군은 대조군과 동일한 생시체중이지만 글루코스 농도가 16.4%(18.4mg/dL) 낮은 핸디캡을 가졌다. 1일령 글루코스 농도가 높을수록 일당증체량이 증가하는 결과를 참고했을때 실험군과 대조군의 일당증체량(13일 또는 20일) 차이가 없는 결과는 포도당 복강 주사의 효과를 간접적으로 증명할 수 있다(그림 12).

 특히 1.0kg 미만의 저체중 자돈의 일당증체량 차이가 크게 나타났다. 실험군의 저체중 자돈 일당증체량이 19.4g/d(13.6%) 높았다(그림 13). 

 흥미로운점은 글루코스 농도에 따라 대조군 1.7kg 이상 고체중 자돈의 일당증체량 차이가 존재했다(그림 14). 그러나 실험군의 경우 차이가 없었다. 

 높은 생시체중으로 태어났지만 글루코스 농도가 낮을 경우 일당증체량에 악영향을 미친다. 

 20일 또는 13일까지 폐사율의 경우 실험군 7.1%(7두/99두), 대조군 8.0%(8두/100두)를 기록했다(표 1).

 실험군 폐사 개체들은 글루코스 농도가 매우 낮고 1.0kg 미만의 저체중 자돈 비율이 42.9%(3두/7두)인 반면 대조군은 글루코스 농도가 높고 저체중 자돈 비율이 12.5%(1두/8두)로 낮다. 또한 실험군 폐사두수 7두 중에서 압사 1두, 식자 1두, 1일령부터 기력이 거의 없었던 2두가 포함된것을 고려하면 이유전 폐사율 차이는 더 크다. 

 농장의 생산성적을 향상시키기 위해서는 여러가지가 있지만 그 중 하나가 바로 이유전 폐사율을 낮추는 것이다. 1편에서 소개한 논문들과 농장에서 직접 실험한 내용을 바탕으로 이유전 폐사율을 낮추기 위해서 갓 태어난 자돈들이 체온을 유지하기 위한 열 생산으로 에너지를 소비하지 않도록 간호 분만을 통해 몸을 말려주고(수건이나 수분 흡착제 물질로 도포, 보온등) 혈당이 낮을 것으로 예상되는 저체중 자돈들에게 포도당 복강 주사를 실시한다. 또한 생시체중이 좋은 자돈일지라도 활력이 떨어진다면 포도당 복강 주사가 효과 있을 수 있다.