鈣和維生素D對生長肉雞免疫及抗氧化功能的影響

張淑云 王 安

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物營養(yǎng)研究所,哈爾濱150030)

維生素D(vitamin D,VD)和鈣(calcium,Ca)對肉雞具有重要的生理作用,維生素D可促進Ca吸收和維持Ca平衡,兩者聯(lián)合應(yīng)用可有效降低骨質(zhì)疏松、腸和大腸癌的發(fā)病率。隨著維生素D和Ca功能研究的不斷深入,探討維生素D與Ca聯(lián)合補充將對動物的生長和生產(chǎn)具有重要的意義。近幾年研究認為維生素D的1,25-(OH)2D3活性形式具有改善免疫和抗氧化的功能[1-2]。王丹莉等[3]研究發(fā)現(xiàn)不同水平維生素D對仔雞抵抗疾病的能力有一定的影響。Ca是補體的激活劑,對動物的免疫系統(tǒng)有多方面作用。張玲[4]研究發(fā)現(xiàn)不同水平Ca可影響種公雞的免疫功能和生殖機能。生長期是肉雞機體的各項功能趨于完善的重要時期,提高其免疫和抗氧化能力對肉雞的健康養(yǎng)殖具有重要的意義,但目前有關(guān)維生素D、Ca對生長肉雞免疫和抗氧化功能的研究報道較少。另外,以往的研究只是單獨的研究維生素D、Ca的免疫和抗氧化效果,而忽略了兩者的聯(lián)合應(yīng)用對生長肉雞免疫和抗氧化的影響。因此,本試驗在4周齡愛拔益加(AA)肉雞日糧中聯(lián)合添加維生素D和Ca,旨在通過研究維生素D、Ca及兩者互作對生長肉雞免疫和抗氧化功能的影響,來確定生長期肉雞維生素D和Ca的合理添加,以減少疾病的發(fā)生,從而為肉雞的健康養(yǎng)殖提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗動物與設(shè)計

選用4周齡健康、體重相近的AA肉雞144只,隨機分到全疊式籠中。試驗采用2×2(維生素D×Ca)完全隨機試驗設(shè)計,試驗日糧是在基礎(chǔ)日糧中添加不同水平的Ca與維生素D構(gòu)成的,Ca設(shè)2個水平,分別為適 Ca(0.90%)、高Ca(1.15%),維生素D設(shè)2個水平,分別為適維生素D(750 IU/kg)、高維生素D(5 000 IU/kg)。試驗共設(shè)4個處理,即適Ca適維生素D組(Ⅰ)、適Ca高維生素D組(Ⅱ)、高 Ca適維生素D組(Ⅲ)、高Ca高維生素 D組(Ⅳ),每個處理6個重復(fù),每個重復(fù)6只雞。試驗期為4周(4～7周齡),全期自由采食,自由飲水,且各試驗組條件均保持一致,其余管理同肉雞常規(guī)飼養(yǎng)管理。

1.2 試驗日糧

本試驗采用玉米-豆粕型基礎(chǔ)日糧,參考NRC(1994)和我國(2004)家禽營養(yǎng)需要推薦水平配制?；A(chǔ)日糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1 基礎(chǔ)日糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table1 Composition and nutrient levels of basal diet(air-dry basis,%)

1.3 測定項目與方法

在試驗結(jié)束后,每重復(fù)隨機選取試驗雞1只,于清晨空腹稱重,然后翅下靜脈采血 10 mL,放置37℃水浴鍋30 min,待血清析出后轉(zhuǎn)入離心管中于3 000 r/min下離心15 min,將所得血清于-20℃保存?zhèn)溆谩２裳筮M行屠宰試驗,取其免疫器官(胸腺、脾臟、法氏囊)和肝臟。

免疫器官指數(shù)的測定:免疫器官指數(shù)(g/kg)=免疫器官重量(g)/肉雞活體重(kg)。

血清免疫指標(biāo)的測定:血清免疫球蛋白 A(IgA)、免疫球蛋白M(IgM)、免疫球蛋白G(IgG)采用免疫比濁法,在UV-2401紫外可見分光光度計上進行測定,白細胞介素-2(IL-2)采用放免法進行測定,免疫球蛋白和IL-2試劑盒購自南京建成生物工程研究所。

血清和肝臟抗氧化指標(biāo)的測定:血清和肝臟總超氧化物歧化酶(T-SOD)活性、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性、總抗氧化能力(T-AOC)、丙二醛(MDA)含量均在UV-2401紫外可見分光光度計上進行測定,抗氧化試劑盒購自南京建成生物工程研究所。

1.4 數(shù)據(jù)處理

本試驗數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準差表示,用SAS(6.12)軟件的ANOVA法進行兩因素方差分析,差異顯著者用Duncan氏極大復(fù)極差法(RRS)進行多重比較。

2 結(jié) 果

2.1 維生素D和Ca對生長肉雞免疫器官指數(shù)的影響

由表2可以看出,維生素D水平對生長肉雞胸腺和脾臟指數(shù)影響顯著(P＜0.05),對法氏囊指數(shù)影響不顯著(P＞0.05),但隨維生素D添加量的增加這些免疫器官指數(shù)均有增高的趨勢。Ca對生長肉雞胸腺、脾臟指數(shù)影響不顯著(P＞0.05),但對法氏囊指數(shù)影響顯著(P＜0.05),與0.90%Ca組相比,1.15%Ca組使法氏囊指數(shù)降低了15.10%。維生素D和Ca的交互作用對生長肉雞胸腺和法氏囊指數(shù)影響不顯著(P＞0.05),對脾臟指數(shù)影響差異顯著(P＜0.05),適Ca高維生素D組脾臟指數(shù)與高Ca高維生素D組差異不顯著(P＞0.05),但均在一定程度上高于其他2組。

2.2 維生素D和Ca對生長肉雞血清免疫指標(biāo)的影響

由表3可以看出,維生素D對生長肉雞血清各項免疫指標(biāo)影響均不顯著(P＞0.05),但添加5 000 IU/kg維生素D有增加IgA、IgM、IgG和降低IL-2的趨勢。隨Ca添加量的增加生長肉雞免疫球蛋白有降低趨勢,Ca對IgG和IL-2影響顯著(P＜0.05),與0.90%Ca組相比,1.15%Ca組使IgG降低17.03%,但使IL-2增加了10.14%。維生素D和Ca的交互作用對生長肉雞免疫球蛋白影響不顯著(P＞0.05),但對IL-2影響極顯著(P＜0.01),適Ca高維生素D組IL-2含量與高Ca適維生素D組差異不顯著(P＞0.05),但均在一定程度上高于其他2組。

表2 維生素D和Ca對生長肉雞免疫器官指數(shù)的影響Table2 Effects of vitamin D and Ca on immune organ indices in growing broilers (g/kg)

表3 維生素D和Ca對生長肉雞血清免疫指標(biāo)的影響Table3 Effects of vitamin D and Ca on serum immune indices in growing broilers (g/L)

2.3 維生素D和Ca對生長肉雞肝臟抗氧化指標(biāo)的影響

由表4可以看出,維生素D對生長肉雞肝臟中抗氧化指標(biāo)影響均不顯著(P＞0.05),但隨維生素D添加量的增加,有提高 T-SOD、GSH-Px、T-AOC和降低MDA的趨勢。Ca對生長肉雞肝臟T-SOD、GSH-Px、T-AOC影響顯著(P＜0.05),與 0.90%Ca組相比,1.15%Ca組 T-SOD、GSH-Px和 TAOC分別下降了3.55%、8.67%和 17.11%,但Ca對肝臟MDA影響不顯著(P＞0.05)。維生素D和Ca的交互作用對肝臟T-SOD、GSH-Px和 T-AOC的影響顯著(P＜0.05),對肝臟MDA的影響極顯著(P＜0.01)。0.90%Ca添加量下,5 000 IU/kg維生素D組T-SOD、T-AOC和MDA與750 IU/kg維生素D組差異顯著(P＜0.05),其中T-SOD和 T-AOC分別上升4.30%和20.71%,MDA降低了35.35%;1.15%Ca添加量下,5 000 IU/kg維生素D組T-SOD、GSH-Px、T-AOC和MDA與750 IU/kg維生素D組差異均不顯著(P＞0.05),由此可見,適Ca高維生素D組在改善肝臟抗氧化功能方面效果較好。

表4 維生素D和鈣對生長肉雞肝臟抗氧化指標(biāo)的影響Table4 Effects of vitamin D and Ca on liver antioxidant indices in growing broilers (U/mg prot)

2.4 維生素D和Ca對生長肉雞血清抗氧化指標(biāo)的影響

由表5可以看出,維生素 D對血清 T-SOD、T-AOC和MDA影響不顯著(P＞0.05),但隨維生素D添加量的增加T-SOD、T-AOC有增加趨勢,MDA有降低趨勢;維生素D對血清GSH-Px影響顯著(P＜0.05),與750 IU/kg維生素D組相比,5 000 IU/kg維生素 D組使血清GSH-Px升高了6.82%。Ca對血清 T-SOD、GSH-Px、T-AOC 影響均不顯著(P＞0.05),但隨Ca添加量的增加有降低這些指標(biāo)的趨勢;Ca對血清MDA影響也不顯著(P＞0.05)。維生素 D和 Ca的交互作用除對T-AOC影響不顯著(P＞0.05)外,對 T-SOD、GSH-Px和MDA影響均極顯著(P＜0.01),相對于其他組,適Ca高維生素D組血清中抗氧化指標(biāo)最好,且適Ca高維生素D組與適Ca適維生素D組、高Ca高維生素D組差異極顯著(P＜0.01)。

表5 維生素D和Ca對生長肉雞血清抗氧化指標(biāo)的影響Table5 Effects of vitamin D and Ca on serum antioxidant indices in growing broilers (U/mL)

3 討 論

3.1 維生素D和Ca對生長肉雞免疫性能的影響

胸腺是雞的一級淋巴器官,主要對T細胞的成熟和分化起作用,脾臟是雞的外周免疫器官,可產(chǎn)生大量淋巴細胞,參與全身的體液和細胞免疫,法氏囊是B細胞成長和分化的部位,主要參與體液免疫。本試驗中,5 000 IU/kg維生素D可使免疫器官指數(shù)增高,且對胸腺和脾臟指數(shù)作用顯著,同時還有提高免疫球蛋白含量和降低IL-2含量的作用,這說明增加維生素D對生長肉雞的細胞和體液免疫均有一定的調(diào)節(jié)作用。維生素D具有添加效應(yīng),超過正常需要時,機體免疫功能得以強化,增加機體對疾病的抵抗力。王丹莉等[3]研究發(fā)現(xiàn),隨著維生素D水平的升高肉仔雞的腿病發(fā)病率降低。曹榮等[5]研究發(fā)現(xiàn),在圍產(chǎn)奶牛日糧中額外添加維生素D3,細胞亞群的數(shù)量極顯著增加,IgG、IgM和IgA與對照組相比有升高趨勢,但差異不顯著。CD4+T細胞分為Th1和Th2,兩者在功能上有拮抗作用,維生素D的活性形式1,25-(OH)2D3主要使Th1細胞分泌干擾素-γ(IFN-γ)、IL-2和 IL-5降低。而 Th2類細胞則增加IL-4的生成,在一定程度上導(dǎo)致Th1向Th2免疫偏移,即向體液免疫轉(zhuǎn)移[6]。Bemiss等[7]研究發(fā)現(xiàn),1,25-(OH)2D3可以直接抑制Th1細胞分泌IL-2。這與本試驗結(jié)果一致。

本試驗還顯示Ca對胸腺、脾臟指數(shù)作用不顯著,但高劑量Ca可顯著降低法氏囊指數(shù),且隨Ca添加量的增加免疫球蛋白的含量有降低的趨勢,并對IgG作用顯著,這與降低法氏囊指數(shù)的作用相一致,但可顯著升高IL-2。Ca對免疫系統(tǒng)有多方面作用,Ca過高不利于機體免疫的提高;適宜Ca能調(diào)節(jié)淋巴細胞分裂,介導(dǎo)巨噬細胞的吞噬功能[8]。張玲[4]試驗發(fā)現(xiàn),日糧Ca極顯著影響免疫后30 d的抗體水平,低蛋白質(zhì)低Ca組抗體水平顯著高于高蛋白質(zhì)高Ca組。王建文等[9]也證明高Ca日糧導(dǎo)致雞鋅缺乏,使B淋巴細胞數(shù)減少,致使體液免疫受到不同程度的影響。免疫細胞因子,如白介素、腫瘤壞死因子等對Ca代謝也有重要的調(diào)節(jié)作用[10],本試驗表明,隨 Ca添加量升高,IL-2也升高,這可能與Ca代謝有關(guān),其作用機制還有待于進一步研究。

3.2 維生素D和Ca對生長肉雞抗氧化性能的影響

T-SOD、GSH-Px、T-AOC作為抗氧化系統(tǒng)中的重要酶系,其活性與機體清除自由基的能力成正比,而MDA是細胞膜脂質(zhì)過氧化的產(chǎn)物,其含量可間接反映細胞損傷程度。本試驗結(jié)果表明,隨維生素D添加量的增加血清和肝臟 T-SOD、GSH-Px、T-AOC活性升高,MDA含量降低。這說明維生素D在抗氧化方面也具有一定的作用。Mukhopadhyay等[2]研究維生素D3作為細胞抗氧化劑的調(diào)質(zhì)防止鼠淋巴瘤的發(fā)生時發(fā)現(xiàn),維生素D3可提高谷胱甘肽氧化酶和還原酶類活性。李德發(fā)等[11]研究也發(fā)現(xiàn),與對照組相比,仔豬每日維生素D3攝入量為1.5×105IU時可增加血清溶菌酶活性和過氧化物歧化酶活性,與本試驗結(jié)果相似。同時,本試驗也顯示高劑量Ca可降低血清和肝臟 T-SOD、GSH-Px、T-AOC活性,且對肝臟作用顯著,但對MDA含量幾乎沒有影響。飼料中Ca過高和過低都不利于動物的生長發(fā)育和代謝,張桂珍等[12]研究發(fā)現(xiàn)飼喂低Ca飼料可使大鼠心肌SOD、GSH-Px活性顯著降低,而Ca過高則會對機體產(chǎn)生損傷[13]。本試驗肝臟中抗氧化性能降低明顯,有可能是高Ca對肝臟造成一定的損傷,從而降低其抗氧化酶活性。因此,有研究者通過添加螯合鈣來降低細胞內(nèi)Ca2+濃度,減少損傷,從而起到一定的抗氧化作用[14]。本試驗也說明適量Ca水平可增加生長肉雞機體抗氧化能力,因此,在實際日糧中要注意不應(yīng)過量添加Ca。

3.3 維生素D和Ca的互作對生長肉雞免疫及抗氧化的作用

本試驗中Ca和維生素D的互作除顯著影響脾臟指數(shù)和極顯著影響血清IL-2外,對其他免疫指標(biāo)影響均不顯著,高維生素D適Ca組的脾臟指數(shù)和IL-2較高,但均與最高組差異不顯著;另外Ca和維生素D的互作對肝臟抗氧化指標(biāo)的影響顯著,對血清中除 T-AOC外的抗氧化指標(biāo)影響均極顯著,高維生素D適Ca組抗氧化效果較其他組好。這說明Ca和維生素D聯(lián)合添加對生長肉雞的免疫和抗氧化均有一定的作用。日糧Ca水平和免疫類型是影響維生素 D免疫效果的因素,日糧 Ca和1,25-(OH)2D3可以調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答,日糧Ca水平越低,則需要越高劑量的1,25-(OH)2D3才可以防止實驗性自身免疫性腦脊髓炎(EAE);在適當(dāng)Ca水平下,1,25-(OH)2D3對防止EAE效果更有效[15]。但也有研究發(fā)現(xiàn),在維生素D缺乏的IL-10 KO小鼠模型中,高Ca飲食補充1,25-(OH)2D3比低Ca補充1,25-(OH)2D3在降低和治療非特異性腸炎方面的效果好[16]。本試驗中,肉雞飼養(yǎng)過程中所受到的免疫類型,其飼糧中添加的高水平維生素D和Ca未超出生長肉雞營養(yǎng)的范圍,這可能均是導(dǎo)致Ca和維生素D的互作對免疫效果不顯著,以及高維生素D適Ca組的脾臟指數(shù)和IL-2未能達到最高水平的原因。Rama Rao等[17]研究發(fā)現(xiàn),在肉雞日糧中分別添加 Ca 5、6 g/kg和磷 2.5、3 g/kg,在Ca 5 g/kg和磷2.5 g/kg水平下,當(dāng)維生素D添加水平高于肉雞推薦水平可以滿足肉雞的營養(yǎng)需要,且隨維生素D3水平的增加,肝臟中鐵、鋅和錳的沉積量呈非線性升高,這可能也是高維生素D適Ca組能增強生長肉雞抗氧化性能的原因。

4 結(jié) 論

①生長肉雞日糧中添加5 000 IU/kg維生素D有增強其免疫器官指數(shù)和體液免疫的功能,而添加1.15%Ca有降低生長肉雞法氏囊指數(shù)和體液免疫的功能;Ca和維生素D的互作對脾臟和IL-2影響顯著,5 000 IU/kg維生素D+0.90%Ca組脾臟指數(shù)和IL-2較高。

②日糧中添加5 000 IU/kg維生素D可增加肉雞機體抗氧化性能;而添加1.15%Ca可使機體抗氧化能力降低,且對肝臟影響明顯;Ca和維生素D的互作對機體T-SOD、GSH-Px、MDA影響顯著,5 000 IU/kg維生素D+0.90%Ca組在抗氧化方面有明顯優(yōu)勢。

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