限飼對機體免疫機能及動物生產的影響

劉路路 霍文穎，2 閆冰雪 祁東風 王現勇黃艷群 王志祥 陳 文 *

(1.河南農業(yè)大學牧醫(yī)工程學院，鄭州 450002;2.河南牧業(yè)經濟學院，鄭州 450046;3.河南商都生物技術股份有限公司，鄭州 466311)

限飼包括單一營養(yǎng)成分限制(如能量限制、蛋白質限制等)、料量限制及其二者的結合。能量限飼是目前發(fā)現的延長人類壽命、增進健康的最有效方法［1－2］。限飼被越來越多地證明可有效延長人類及模式動物的壽命［3］。能量限飼可降低小鼠、猴子、果蠅等模式動物及人類大量疾病(包括自動免疫疾病、腎臟疾病、癌癥、糖尿病、帕金森癥等)的發(fā)生，是唯一在酵母、線蟲、果蠅、大鼠、小鼠及猴子等模式動物上都一致證明可有效延長壽命和減少疾病的方案［4－7］。目前，限飼在動物生產上的應用較為廣泛，可有效提高機體的免疫機能和抗病力，降低肉種雞死淘率及脛骨病等疾病的發(fā)病率，降低肉雞猝死癥、腹水癥等疾病的發(fā)生率及其總死亡率，增強機體的免疫機能［8－11］，早期斷奶仔豬在限飼后可明顯降低隨后自由采食階段的腹瀉率［12］。限飼已廣泛應用于動物生產上，對機體免疫機能和抗氧化水平都產生了一定的影響。

1 限飼對機體免疫機能和抗氧化水平的影響

1.1 限飼增強機體免疫機能效應

對哺乳動物的研究表明，能量限飼可增加免疫細胞因子和淋巴細胞數，增強系統(tǒng)免疫和黏膜免疫，其增強動物機體免疫機能的效能可達35%～40%。Cheema等［13］研究發(fā)現，能量限飼延長壽命與下調了營養(yǎng)素傳感器雷帕霉素靶蛋白(target of rapamycin，TOR)的表達以及誘發(fā)了細胞的吞噬效應有關。在雞上的研究發(fā)現，低能飼糧可顯著增強肉雞的體液免疫，早期限飼可提高肉雞免疫器官重和血清新城疫抗體滴度［10］，提高肉雞CD4+的百分比、抗綿羊紅細胞抗體滴度和中性粒細胞與淋巴細胞的比率，并降低熱應激對免疫機能的負面影響［14］。Hangalapura等［15］研究發(fā)現，高強度的限飼增強了肉雞的先天性免疫。另有研究報道，能量限飼30%可降低肉雞的死亡率，提高肉雞脾臟和法氏囊的相對重量及血液淋巴細胞中CD4+、CD8+的百分比［16］。此外，劉小剛等［17］的研究表明，在羔羊的整個營養(yǎng)限制期(1～60日齡)間，淋巴細胞亞群比值各組之間均沒有顯著差異，但低營養(yǎng)水平降低其免疫機能。

1.2 限飼降低機體疾病感染率

1935年，限飼首先被發(fā)現可以最大限度地延長齲齒動物的壽命［18］。當前，在果蠅等短壽命模式動物上的研究表明，能量限飼具有延緩衰老、降低疾病發(fā)生率的作用，并似乎是以犧牲生長和繁殖為代價［19－20］，但在長壽命模式動物的研究中證據相對缺乏［20］。機體免疫功能受多種因素的影響，營養(yǎng)對機體的免疫功能發(fā)揮重要作用，營養(yǎng)缺乏會降低機體免疫力，增加疾病感染的危險性［21］。適度限飼被認為可以延緩衰老，這是由于限飼延緩了許多疾病的發(fā)生，如腎臟疾病、某種類型的癌癥、自身免疫疾病、糖尿病、與帕金森疾病和老年癡呆癥有關的神經元缺失等［22］。短時間的能量限飼對機體的免疫功能有一定影響［23］，在嚙齒類動物如大鼠和小鼠上的研究表明，能量限飼可延長壽命以及延遲和降低與年齡相關疾病的感染，減少腫瘤的形成，降低氧化損傷，減慢疾病感染的過程，延緩感染速度，增強免疫功能［9－11］。

1.3 限飼提高機體抗氧化水平

超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)是生物體內重要的抗氧化酶，具有特殊的生理活性，能夠清除生物氧化過程中產生的超氧陰離子自由基，其在生物體內活性的高低是衰老與死亡的直觀指標。在生物體內，自由基作用于脂質發(fā)生過氧化反應，氧化終產物為丙二醛(malondialdehyde，MDA)，會引起蛋白質、核酸等生命大分子的交聯(lián)聚合，且具有細胞毒性。機體內MDA含量的高低反映了機體過氧化損傷的程度。潘家強等［24］的研究表明，限飼組肉雞生長后期血漿SOD活性顯著高于自由采食組肉雞，且其血漿MDA含量顯著降低，表明早期限飼能夠減輕肉雞體內脂質過氧化作用，提高機體抗氧化酶的活性，從而降低肉雞腹水綜合征的發(fā)病率。張書汁等［25］的研究結果表明，與自由采食相比，限飼顯著提高了肉雞血清SOD活性，極顯著降低了肉雞血清MDA含量，并顯著降低了肉雞的死亡率，表明限飼減輕了肉雞體內的脂質過氧化作用。Chen等［16］的研究也表明，能量限飼30%顯著增加了血清SOD和堿性磷酸酶活性及血清尿酸含量，降低了血清總膽固醇、高密度脂蛋白、MDA含量以及血漿尿素氮濃度和乳酸脫氫酶活性。

1.4 限飼調控機體相關衰老基因及脂肪基因的表達

目前能量限飼延長動物壽命、延緩衰老過程的機制還有爭論，推測能量限飼延長壽命的機制在于增強了DNA的修復能力，改變了基因的表達，降低了機體的代謝率，減少了氧化應激［26－27］，其中內皮型一氧化氮合酶(eNOS)可能起著基本的作用［28］。

年齡相關基因的表達差異及特異性表達基因通常與衰老有關，采用基因芯片技術對小鼠的大腦和下丘腦的基因組表達進行研究，結果表明限飼有效地阻止或延緩了這些基因的表達變化［29］;在肝臟中，長期限飼和僅4周的限飼都反轉了小鼠大部分衰老相關基因的表達變化［30］。Julian等［26］研究表明，長期限飼可導致小鼠脂肪組織中更多基因轉錄水平改變，而短期限飼僅導致脂肪組織中少量基因表達變化。Richards等［9］選取15個脂肪代謝相關基因，采用定量PCR方法研究其在肝臟、脂肪組織中的表達，結果表明肉種雞產蛋早期的限飼能夠顯著改變肉種雞肝臟中脂肪沉積相關基因的表達水平。

1.5 限飼對抗體和補體功能的影響

免疫球蛋白(immunoglobulim，Ig)是評價機體免疫狀況的常用指標。血清Ig包括IgG、IgM、IgA、IgD和IgE，在5種Ig中，IgD和IgE含量非常少，不到血清總含量的2%，且部分功能未知。已有研究報道，短期限食對人體血清Ig含量有一定的影響，但影響程度較小，發(fā)揮重要防御功能的IgG、IgM含量均沒有顯著改變，可以認為抗體功能基本保持在正常范圍［23］。但有研究認為IgA可能是能量限飼調節(jié)脾臟和結腸免疫反應的生物學指標［31］。

補體(complement，C)是存在于正常人和動物血清與組織液中的一組經活化后具有酶活性的蛋白質，廣泛參與機體微生物防御反應以及免疫調節(jié)，是免疫反應中含量最穩(wěn)定的物質。王先遠等［32］在大鼠上的研究表明，短期饑餓對血清IgG、IgA含量的影響不顯著，而對血清IgM、C3含量的影響顯著，血清C4含量也有不同程度的降低。吳健全等［23］研究表明，短期限食對人體血清C3、C4含量有一定影響，能量供應不足使血清C3、C4含量下降，與王先遠等［32］在大鼠上所得結果相一致。

2 限飼在動物生產上的應用

2.1 限飼在家禽生產上的應用

限飼是肉雞生產中的常規(guī)飼養(yǎng)技術［11］，能有效地提高生產性能。此外，限飼還被廣泛用于降低肉仔雞的猝死癥、腹水癥等疾病的發(fā)生率及其總死亡率［10－11，16］。Chen 等［16］的研究結果表明，能量限飼30%顯著增加了肉雞試驗后期(40～48日齡)的飼料效率、平均日增重和相對體增重，并顯著降低了腹脂率和皮下脂肪厚度，增加了肌胃重、肌胃比率、腺胃比率、胰腺比率、脾比率和法氏囊比率。其他學者在雞上的研究表明，能量限飼可降低肉雞的脂肪沉積，提高肉品質，增強機體抗氧化水平和對疾病的抵抗力，改善代謝和生理功能［33－35］。此外，還有研究得出限飼可以降低肉雞腿病的發(fā)生率［36－37］。

限飼在家禽上的研究主要集中在雞上，在鴨、鵝等其他家禽上的研究相對較少。Olver［38］對3～20周齡櫻桃谷育雛育成期種鴨進行了50%和75%限飼研究，結果顯示，限飼使20周齡種鴨胴體脂肪含量降低，性成熟延遲，產蛋量提高，種鴨產蛋期死淘率降低，蛋重、受精率和孵化率未受顯著影響。關于肉種鴨產蛋期的飼喂方式，方義成等［39］、趙朝志［40］認為肉種鴨在產蛋高峰期自由采食可以滿足其營養(yǎng)需要，而程好良［41］則認為在產蛋期進行限飼可以控制體重，從而提高生產性能。王生雨等［42］的研究表明，對產蛋期肉種鴨適當限飼可降低體增重，提高產蛋率，但過度限飼會影響其生產性能。在鵝上也有研究表明，早期能量限飼極顯著降低了仔鵝的平均日增重，且提高了料重比，但早期能量限飼5%、10%組的仔鵝生長性能和內臟器官在補償期均能獲得補償生長，且能量限飼5%組補償效應最佳［43］。

2.2 限飼在豬生產上的應用

隨著生活水平的提高，人們越來越偏愛瘦肉(脂肪少的肉)。葉耀輝等［44］的研究表明，生長肥育豬在限飼條件下日增重下降，日增重降低主要是脂肪沉積量減少，與自由采食相比，限飼使豬外層背脂和中層背脂厚度變薄，對豬胴體品質的影響是增加瘦肉(蛋白質)百分含量;限飼對肌肉的生長(蛋白質日沉積量)無顯著影響。生長肥育豬通過適當限飼可使胴體脂肪沉積減少，改善飼料轉化率，降低生產成本。此外，殷宗俊等［12］研究結果表明，早期斷奶仔豬在限飼后的自由采食階段的腹瀉率明顯降低，不同的限飼水平對仔豬腹瀉率的影響程度也是不一樣的，10%的限飼水平對降低后期仔豬腹瀉率效果十分顯著，限飼并不影響后期仔豬的增重，相反10%的限飼水平還可以提高仔豬后期的日增重。但也有研究報道在母豬妊娠期進行能量限飼產生了不利影響，李豐浩等［45］的研究結果表明，母豬妊娠期能量限飼會對后代仔豬早期生長及肌纖維發(fā)育造成不利影響，導致仔豬初生重、斷奶重、日增重降低，肌纖維發(fā)育緩慢，半腱肌肌纖維數降低。

2.3 限飼在草食動物養(yǎng)殖上的應用

限飼在草食動物上的研究主要集中在羊上，在牛等其他反芻動物上的研究相對較少。張冬梅等［46］研究發(fā)現，能量限飼組羔羊在限飼期的肝臟重顯著低于對照組，在營養(yǎng)補償期的肝臟重與對照組無顯著差異。吳端欽等［47］的研究表明，對母羊妊娠后期進行營養(yǎng)限制，無論是進行蛋白質限飼還是進行能量限飼，均對羔羊肉品質及相關基因表達造成了一定的影響。Hayden等［48］對閹牛進行能量限飼，92 d后用高能量飼糧補償飼喂至達到屠宰標準，研究在營養(yǎng)恢復期血液激素水平與體蛋白質、脂肪沉積的關系，結果表明能量限飼組與對照組相比，體組成無顯著差異。

2.4 限飼在水產養(yǎng)殖上的應用

限飼的應用研究主要集中在禽類、豬、草食動物等上，有關限飼在水產動物如魚類上的研究報道少之又少，僅見少量的蛋白質限飼對水產動物影響的研究報道，如吳立新等［49］的研究表明，牙鲆幼魚繼蛋白質限飼后的恢復投喂階段出現了完全補償生長效應。

3 小結

限飼在動物生產上的應用較為廣泛，并表現出一定的有益表達效應。在生產實踐中，限飼計劃應在不影響動物生產性能和健康的前提下，以提高飼糧的利用率為主要衡量標準，而且不同種類動物、不同生理階段的限飼計劃，特別是限飼程度和方案應該有所區(qū)別，應因動物不同而異。對動物進行限飼，后期營養(yǎng)水平恢復會使其表現出一定的補償生長效應，這與限飼程度、營養(yǎng)物質性質、恢復生長時間及環(huán)境因子等都有關聯(lián)。因此，科學的限飼計劃至關重要，不僅能有效地控制體重，提高均勻度和飼料的轉化效率，還可以改善凈膛品質，降低各種代謝疾病的發(fā)生率，增強免疫力，從而提高動物生產的經濟效益。如今人們感興趣的是限飼的有益效應是否是生物體一個普遍進化策略?動物限飼的一些或所有效應在人類上是否有效?限飼對動物免疫機能影響的分子效應是什么?這些都還有待進一步研究。

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