文/王玉堂
用藥指導(dǎo)
漁用免疫增強劑的科研進展(三)
文/王玉堂
(上接2016年 第2期)
(四)動植物提取物
★甜菜堿
甜菜堿又名甘氨酸三甲基內(nèi)酯,是目前研究和應(yīng)用范圍較廣的一種生物堿。一些研究表明,甜菜堿有調(diào)節(jié)淡水魚、蝦類體內(nèi)滲透壓的作用,可抵抗水中鹽水濃度對滲透壓的應(yīng)激;此外,一些表明,甜菜堿還有誘食和促生長作用,甜菜堿作為甲基的供體,不但可以促進脂肪代謝,還表現(xiàn)出穩(wěn)定維生素、提高飼料利用率的作用。
其機理是,當組織細胞滲透壓發(fā)生明顯變化時,甜菜堿能被細胞吸收,防止細胞的水分流失及鹽類的進入,并提高細胞膜IV2-K泵功能,維持組織細胞正常滲透壓,以調(diào)節(jié)細胞滲透壓的平衡。它穩(wěn)定了蛋白質(zhì)和細胞膜,并且通過增加關(guān)鍵與細胞膜的溫度和離子耐侵性來提高細胞漿的滲透壓。NelisoRJ(1991)提出甜菜堿對魚類在10℃以下具有抗冷應(yīng)激作用,這為某些越冬問題提供了新思路。
甜菜堿作為飼料添加劑的應(yīng)用不斷發(fā)展,已有試驗證明,甜菜堿是水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中理想的誘食劑,對許多魚類和甲殼動物的嗅覺和味覺均有強烈的誘惑效果,同時,甜菜堿還有明顯的代謝活力,能提高幼魚放養(yǎng)成活率和適應(yīng)性。鄭榮恭報道,虹鱒魚飼喂虹鱒甜菜堿增重率可提高23.5%,,飼料系數(shù)降低14.1%;而大麻哈增重率可提高31.9%,飼料系數(shù)降低20.8%。閆有利等在2齡鯉魚配合飼料中添加0.3%~0.4%的甜菜堿,飼料系數(shù)降低了14%~24%,而日增重率提高了41%~49%。李詠梅等的試驗也表明,飼料中添加0.3%的甜菜堿純品或復(fù)合品時,能明顯促進羅非魚的生長,并降低飼料系數(shù)。同時,試驗觀察,甜菜堿對鯉魚、野鯪有明顯的誘食作用。
★黃霉素
黃霉素商品名富樂旺,作為飼料添加劑具有類似抗生素促進劑的作用,是國家認定的動物“綠色”飼料添加劑。其理化性質(zhì)穩(wěn)定,使用安全而無富作用、抗菌作用強,促進養(yǎng)殖動物生長、提高生產(chǎn)性能,并能增強養(yǎng)殖動物抗各種應(yīng)激能力,在鯉魚飼料中添加3×10-6/kg、4×10-6/kg和5×10-6/kg的黃霉素,可分別提高鯉魚的生長速度46.3%、6.65%和5.97%,并經(jīng)過500公里的長途運輸?shù)哪褪芰υ囼灒瑳]有發(fā)現(xiàn)負面影響。
★小肽
小肽是蛋白代謝的主要產(chǎn)物,由兩個或兩個以上氨基酸組成的蛋白質(zhì)片斷,是良好的飼料添加劑。小肽具有參與水生動物機體免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用,提高魚的抗應(yīng)激能力;具有抗菌活性的小肽,能抑制和殺滅動物體內(nèi)的病原菌,減少或消除疾病對魚體的應(yīng)激反應(yīng),提高魚的健康水平,提高成活率。
★蝦青素
蝦青素是一種理想的著色劑和抗氧化劑,具有明顯的抗應(yīng)激和抗癌作用。在水產(chǎn)養(yǎng)殖中應(yīng)用,另有抗鹽堿和調(diào)節(jié)滲透壓的作用。Darachi等(1999)用天然蝦青素、合成蝦青素、不含蝦青素及天然餌料的4種食物,對不同生長階段的對蝦幼體的抗鹽脅迫能力的影響試驗,發(fā)現(xiàn)投喂天然蝦青素的對蝦幼體最能忍受低鹽脅迫;測試蝦體中類胡蘿卜素含量,發(fā)現(xiàn)信用天然蝦青素組要高于投喂含合成蝦青素組和無蝦青素組。Ako等(1999)在魚蝦飼料中添加蝦青素0.05%~0.1%,對抗高溫應(yīng)激明顯,魚蝦成活率有所提高,并穩(wěn)定生長速度。
★內(nèi)源酶
據(jù)松島一郎(2000)研究表明,養(yǎng)殖水生動物特別是幼齡動物處于高溫、寒冷、轉(zhuǎn)群、運輸、疾病等應(yīng)激狀態(tài)下,動物分泌本分的能力減弱,或出現(xiàn)消化機能紊亂,內(nèi)源酶分泌減少,動物表現(xiàn)出多種應(yīng)激反應(yīng),如果在應(yīng)激狀態(tài)下,在動物飼料中添加淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等內(nèi)源性消化酶,可大大減少動物應(yīng)激反應(yīng)。
★檸檬苦素類似物
檸檬苦素類似物是從廢棄的果核、果皮及柑桔類果皮中加工提取的活性物質(zhì),是目前發(fā)現(xiàn)的新型、綠色飼料添加劑。用于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè),有促進動物生長、提高動物生產(chǎn)性能、驅(qū)蟲保健、抑菌殺菌、解毒、防止飼料霉變、提高動物免疫力以及抗多種動物應(yīng)激反應(yīng)的作用。據(jù)許多文獻表明,檸檬苦素類似物用于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè),可緩解魚蝦的長途運輸、高溫、水質(zhì)污染、某些疾病等應(yīng)激作用,可提高魚蝦在應(yīng)激狀態(tài)下的成活率和維持正常生長的作用。
★糖萜素
糖萜素是從山茶科植物中提取的天然生物活性物質(zhì),具有提高養(yǎng)殖動物有免疫、抗氧化能力,可提高水生動物的養(yǎng)殖生產(chǎn)性能,發(fā)送動物產(chǎn)品呂質(zhì)和動物抗應(yīng)激等功效。據(jù)詹勇等(2003)報道,在水產(chǎn)養(yǎng)殖動物飼料中添加糖萜素,可減輕應(yīng)激反應(yīng)對機體的危害,解除動物因應(yīng)激反應(yīng)而產(chǎn)生的免疫掏作用。徐進輝(1999)在羅非魚飼料中添加20mg/kg的糖萜素,在氣溫39℃環(huán)境中試驗,試驗魚因高溫應(yīng)激反應(yīng)引起的死亡率比對照組降低85.2%。華祥試驗表明,在受工業(yè)廢水污染的水體中養(yǎng)魚,如果在魚的飼料中添加糖萜素300mg/kg和適量的VC,可提高魚的成活率73.3%,并經(jīng)魚肉的測定,飼喂糖萜素和VC飼料的魚肉中所含鎘、鉛、銅等重金屬明顯低于對照組,且試驗魚的魚肉中脂肪酸和蛋白質(zhì)中蘇氨酸的含量明顯高于對照組,從而較好地發(fā)送了魚肉品質(zhì)。
★生姜
生姜為溫性飼料添加劑,有增進食欲、驅(qū)寒等作用。據(jù)嚴華平(2000)報道,鯉魚在越冬期間,在飼料中添加0.5%的生姜粉或1.5%鮮生姜碎塊,可提高鯉魚抗寒冷應(yīng)激反應(yīng),提高成活率。
★中草藥添加劑
據(jù)研究表明,投喂抗驚鎮(zhèn)靜中藥添加劑,如鉤藤、延胡索、棗仁等,能使魚蝦鎮(zhèn)靜,減少激烈騷動,減少魚蝦在捕撈、運輸、投放過程中的應(yīng)激反應(yīng);投喂清瀉火、清熱涼血和中藥添加劑,如石膏、柴胡、生地等,可緩解魚蝦高溫?zé)釕?yīng)激反應(yīng);添加甘草、沸石、麥飯石、綠豆等,可減少有毒有害物質(zhì)對魚體的危害,降低魚蝦的應(yīng)激反應(yīng)。
★綠原酸
綠原酸(Chlorogenic acid)即3-咖啡酰寧酸,是一種由忍冬科植物的干燥花蕾或帶初開的花的提取物。綠原酸廣泛存在于杜促、金銀花、向日葵等植物中。綠原酸是植物體在有氧呼吸過程中經(jīng)莽草酸途徑產(chǎn)生的一種苯丙素類化合物,是許多中草藥及中藥復(fù)方制劑抗菌消炎、清熱解毒的主要活性成分。據(jù)報道,在飼料中添加綠原酸能有效改善水產(chǎn)動物的生長性能,提高水產(chǎn)動物的免疫力。
——綠原酸對水產(chǎn)動物生長性能的影響
在水產(chǎn)養(yǎng)殖動物飼料中添加綠原酸,能促進水產(chǎn)動物的生長。動物體內(nèi)的自由基會損傷細胞,破壞細胞膜而使其失去完整性,而綠原酸具有超強的清除自由基能力,提高動物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用率;并且綠原酸與動物體內(nèi)某些激素有關(guān),可以通過對這些激素的作用,間接影響動物的生長。同時,綠原酸還具有護色和增香作用,起到誘食效果。上述各種因素的綜合作用,對水產(chǎn)動物起到很好地促生長效果。
由于杜仲等植物中綠原酸含量非常高。關(guān)于杜仲及其提取物對水產(chǎn)動物促生長性能的報道也多見于報端。陣曉林等的研究表明,在飼料中添加0.15%杜仲純粉可提高草魚增重率8.57%,并可飼料系數(shù)降0.13,并可增加魚體的肥滿度。
——綠原酸對水產(chǎn)動物免疫功能的影響
水產(chǎn)動物的免疫系統(tǒng)是體機體保護自身的防御性結(jié)構(gòu),免疫器官的發(fā)育狀態(tài)和機能強弱決定了魚類機體的免疫水平的高低,胸腺、腎臟和脾臟是最主要的免疫器官。據(jù)報道,在飼料中添加綠原酸可有效增加建鯉頭腎重量與頭腎指數(shù),對免疫器官的生長有促進作用。
魚類同時是具有非特異免疫的特異性免疫的脊椎動物地,但其特異性免疫機制還不夠完善市場機制,在抵御病原微生物時主要依賴非特異性免疫發(fā)揮作用。而在飼料中添加適量的綠原酸,對魚類各種非特異性免疫因子具有不同程度的正效應(yīng)。有研究表明,在飼料中添加0.02%綠原酸,投喂異育銀鯽10天,能夠最有效地提高其機體的非特異性免疫機能與抗病力。綠原酸對水產(chǎn)養(yǎng)殖動物中常見的病原菌的抑制效果與抗生素類藥物相當,具有很強的預(yù)防作用。
綠原酸分子中的活性羥基可以形成具有抗氧化作用的氫自由基,從而清除羥基的活性,保護組織免受氧化作用而損傷。在研究表明,低劑量的綠原酸隨投喂時間的延長,對SOD活性提高作用逐漸增強;添加適量的綠原酸,可顯著提高建鯉血漿中CAT活力,建魯血漿中的T-AOC顯著長虹高,MDA含量降低。
高校的大型儀器設(shè)備應(yīng)用廣泛,國有資產(chǎn)管理部門在做好基本管理的同時,還應(yīng)該加強學(xué)校內(nèi)部各個部門之間,各個高校之間的大型儀器設(shè)備的共享機制。國內(nèi)已有部分高校推行了大型儀器設(shè)備共享試點,在滿足本校教學(xué)科研任務(wù)的同時,也對校外開放,提高大型儀器設(shè)備的利用率,實現(xiàn)資源共享,達到了“以機養(yǎng)機”的效果。
因為綠原酸作為一種具有生物活性的物質(zhì),具有調(diào)節(jié)機體免疫力、抗病毒、抗腫瘤和抗氧化的作用,廣泛用于藥品、保健用品行業(yè),可作針劑、注射劑的原料。在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域,由于抗生素的長期使用和濫用而導(dǎo)致的食品安全問題日益突出,日益受到人們的廣泛關(guān)注。而綠原酸作為天然、綠色的飼料添加劑,應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的飼料中,可起到較好的預(yù)防病毒性、細菌性疾病的作用,從而降低抗生素的使用量,甚至替代抗生素,解決養(yǎng)殖水產(chǎn)品的藥物殘留問題,并能起到促生長,可謂前景廣闊。
★姜黃素
姜黃素(curcumin)是19世紀70年代首次從姜黃(curcuma longa L·)中提取的一種相對分子量較低的多本分類化合物。外觀為橙黃色結(jié)晶粉末,不溶于水和乙醚,易溶于冰醋酸和堿溶液。通常認為它是姜黃發(fā)揮藥理作用主要的活性成分。研究表明,姜黃具有抗氧化、抗菌、抗炎癥等多重生物學(xué)功能,且其色澤穩(wěn)定、幾乎無毒,因此,姜黃廣泛應(yīng)用于食品、化妝品及醫(yī)藥等領(lǐng)域。近年來,姜黃作為一種功能性飼料添加劑的應(yīng)用也引起了一些業(yè)界的關(guān)注,雖然姜黃作為漁用飼料添加擠應(yīng)用研究的報道較少,但據(jù)報道,姜黃對于草魚和羅非魚等魚類的肝損傷修復(fù)、腸道酶活力及對大黃魚體色著色效果明顯。因此,深入研究姜黃的生物學(xué)功能及其在水產(chǎn)養(yǎng)殖上的應(yīng)用等課題,以期開發(fā)出一種新型漁用藥物,用來防治水產(chǎn)養(yǎng)殖動物疾病,提高養(yǎng)殖水產(chǎn)品的質(zhì)量安全意義深遠。
我國關(guān)于姜黃素在水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的應(yīng)用研究還處于起步階段,但已有的一些報道和研究資料表明,姜黃素對于水產(chǎn)養(yǎng)殖動物有著多重生物學(xué)功能。張寶彤等在羅非魚的基礎(chǔ)飼料中添加不同水平的姜黃素,實驗結(jié)果顯示,一定劑量的姜黃素能夠顯著提高羅非魚的SOD活性,增強機體免疫力,促進腸道組織發(fā)育。鄭清梅等對羅非魚的實驗結(jié)果顯示,添加姜黃素的實驗組魚的肝臟脂肪酶、腸道脂肪酶、SOD、GSH-Px等的活性均有顯著提高,肝胰臟MDA顯著下降。王進波等對大黃魚的實驗結(jié)果表明,在基礎(chǔ)日糧中添加姜黃素,實驗組大黃魚平均體重增重、成活率等都較對照組顯著提高,且隨著添加水平的逐漸升高,姜黃素的大黃魚皮膚和肌肉組織中的含量也隨之升高,能明顯改善大黃色的體色,具有良好的著色效果。胡忠澤對草魚的研究發(fā)現(xiàn),一定劑量的姜黃素有促進草魚生長的作用,腸道蛋白酶和淀粉酶的活力也顯著提高,促進魚對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。黃鎮(zhèn)佳等對南美白對蝦進行了研究,在基礎(chǔ)飼料中添加不同水平的姜黃素時,降低了南美白對蝦的生長率,但存活率、免疫力的抗氧化能力顯著提高,這可能與攝食對象及生理機能有關(guān)。
近年來,因水產(chǎn)養(yǎng)殖的集約化程度不斷提高,以及環(huán)境污染加劇等因素的影響,水產(chǎn)養(yǎng)殖病害越發(fā)嚴重,病種不斷增多,濫用抗議生素等導(dǎo)致的細菌耐蔥綠性增強等也制約著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展。姜黃素以及中草藥提取物等以其無害、無殘留、能防病等而逐漸成為水產(chǎn)養(yǎng)殖投入品的新寵。姜黃素作為一種極具生理活性的提取物,有可能解決水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的免疫力低下、肝膽功能異常等問題;同時也有著抗菌、消炎等功效,作為飼料添加劑及漁用度中藥的研究前景廣闊。
(五)化學(xué)合成物
目前,人工合成的免疫增強劑主要有左旋咪唑和FK-565。左旋咪唑是四咪唑的左旋體,在飼料中添加0.49%~0.57%飼養(yǎng)羅非魚,可促進羅非魚免疫活性細胞、胃腸道粘膜上皮細胞和肝細胞的代謝,提高羅非魚的生長速度和飼料轉(zhuǎn)化率。鯉魚注射左旋咪唑后,其過氧化酶活性、白細胞數(shù)量、血清中溶菌酶水平均有明顯提高。研究表明,左旋咪唑的免疫調(diào)節(jié)機理有三:一是具有類似膽堿的活性,這與咪唑基團有關(guān):二是能誘導(dǎo)機體各種淋巴因子;三是代謝產(chǎn)物具有清除自由基的功能。FK-565是由橄欖灰鰱酶菌培養(yǎng)液中分離出的乳糖多肽(FK-156)合成的一種具有免疫活性的肽,能活化虹鱒的吞噬細胞,提高其對殺鮭氣單胞菌的抵抗力和抗微生物感染能力。
(六)營養(yǎng)元素
維生素C、E、A等不僅是魚類正常生長最基本的功能性成分,也能增強魚類特異和非特異性免疫應(yīng)答。維生素C是動物機體不可可缺少的營養(yǎng)物質(zhì),具有促進魚蝦生產(chǎn)性能,能通過非特異性免疫機制使魚體抗病能力增強,清除魚類免疫細胞吞噬和呼吸暴發(fā)產(chǎn)生的氧自由基,使其免疫受體氧化損傷,提高其吞噬細胞活性和殺菌能力。王偉應(yīng)(1996)報道,在飼料中添加適量的維生素C能有效提高中國對蝦的抗缺氧能力。Merchine (1995)采用VC單磷酸酯(AP)培養(yǎng)的zrtemiz nzilptill飼喂組對鹽度應(yīng)激抵抗力增強。Dxbrowskz(1991)也報道,添加適量的VC會減輕鯉魚的應(yīng)激性損傷。王昆倫等(2000)報道,在受到工業(yè)廢水污染的水環(huán)境中,在試驗組的尼羅羅非魚的飼料中添加130mg/kg(干飼料)VC——單磷酸酯,對照組為基礎(chǔ)飼料,飼養(yǎng)結(jié)果顯示,組魚的發(fā)病率比對照組下降47.22%,死亡率下降64.17%。唐古文(1997)、羅金萜(2000)均報道,VC能很好地增強魚、蝦對熱應(yīng)激的抵抗能力。
(七)激素和其它細胞因子
最近的研究發(fā)現(xiàn),外源性生長激素能提高魚類淋巴細胞的有絲分裂原的活性,并活化NK細胞。催乳素可以提高雛鯛血液中的淋巴細胞數(shù)量,而β內(nèi)啡呔能增加虹鱒白細胞的吞噬作用。魚類的某些細胞因子如IL-1β能作為免疫佐劑,增加黑鱸幼魚對特異性抗原致病抗菌抗體的水平,從而增強其免疫應(yīng)答。草魚干擾素不僅具有抗病毒活性,還可增強巨噬細胞殺菌活性,調(diào)節(jié)淋巴細胞增殖分化等,是一種潛在的免疫增強劑。
可以預(yù)見,隨著魚類免疫細胞因子的相繼發(fā)現(xiàn)和研究的不斷深入,免疫增強劑將會逐漸成為水產(chǎn)養(yǎng)殖動物疾病防治的新方式、新途徑、新方法,從而改變目前變種主要依靠藥物的局面,開辟水產(chǎn)養(yǎng)殖病害防治新天地,
就目前的有關(guān)水產(chǎn)養(yǎng)殖動物免疫增強劑的研究進展和其發(fā)展意義而言,今后的重點研究方向主要有以下幾個方面:
(一)加強水產(chǎn)養(yǎng)殖動物免疫增強劑的基礎(chǔ)理論和作用機理研究
迄今為止,關(guān)于水產(chǎn)養(yǎng)殖動物免疫增強劑的種類已發(fā)現(xiàn)較多,大部分研究結(jié)果也證實免疫增強劑的有效性,但其作用機理在不同養(yǎng)殖環(huán)境和養(yǎng)殖種類上有所不同,一些深層次的問題還沒有研究清楚,其應(yīng)用范圍和效果也有待查明,今后應(yīng)在研究免疫增強劑是如何通過內(nèi)分泌調(diào)控物質(zhì)代謝和免疫功能來促進生長、提高魚體免疫力的作用機制等方面加強研究。同時還要側(cè)重不同免疫增強劑組合效果的研究,為開發(fā)出更多新型的免疫增強劑奠定理論基礎(chǔ)。
(二)深化免疫增強劑應(yīng)用方法的研究
水產(chǎn)養(yǎng)殖動物種類頗多,不同種類間的生理狀態(tài)差異較大,且隨著養(yǎng)殖環(huán)境的不同有所差異。因此,免疫增強劑在用途、使用方法、劑量、周期性效應(yīng)等方面也不完全相同,要根據(jù)不同養(yǎng)殖對象、不同養(yǎng)殖環(huán)境、不同使用目的等進行深化研究。要注意,免疫增強劑是通過提高機體免疫細胞和體液免疫水平來起作用這一點,加強具體投喂時間、需要量、長期使用是否會導(dǎo)致免疫效果下降等問題的研究,以保障應(yīng)用效果。
(三)擴大免疫增強劑應(yīng)用范圍的研究
水產(chǎn)養(yǎng)殖動物疾病通??煞譃椴《拘?、細菌性和寧夏生蟲性等幾大類。目前研究的免疫增強劑大都集中在魚類細菌性疾病進行,而病毒性和寄生蟲性方面研究得較少,今后應(yīng)擴大這兩方面的研究范圍。目前的研究表明,免疫增強劑與疫苗聯(lián)合使用可以顯著提高疫苗的免疫保護效果,但目前的研究僅限于個類養(yǎng)殖種類的個別免疫增強劑種類,今后應(yīng)擴大這些應(yīng)用范圍的研究。
(四)開拓納米技術(shù)在免疫增強劑制備上的研究
納米技術(shù)是21世紀高技術(shù)研究的重點領(lǐng)域之一,將納米技術(shù)引入水產(chǎn)養(yǎng)殖動物免疫增強劑制備技術(shù)中,可以改善難溶性藥物的口服利用效果,可以靶向和定位釋放,可以作為大分子物質(zhì)的特殊載體。借助于納米技術(shù),如納米硒、納米脂質(zhì)體、納米中藥等新型免疫增強劑已在人類臨床中取得理想效果,在水產(chǎn)養(yǎng)殖中可借鑒這些有益經(jīng)驗和技術(shù),填補水產(chǎn)養(yǎng)殖動物免疫增強劑技術(shù)的空白。
(五)加強基因工程技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖動物免疫增強劑領(lǐng)域的應(yīng)用
通過水產(chǎn)養(yǎng)殖動物激素和免疫因子進行克隆與表達后,瑞用于水產(chǎn)養(yǎng)殖動物自身,發(fā)揮其促生長作用,將是一個新的發(fā)展方向。另外,對編碼酵母多糖和細菌多糖的基因進行研究,通過基因工程技術(shù)制備大量的免疫增強劑,實現(xiàn)工廠化生產(chǎn),將會大大降低免疫增強劑的制備成本,促進水產(chǎn)健康養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。
(六)加強新型免疫制劑的開發(fā)性研究
隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖動物免疫增強劑研究的應(yīng)用的不斷深入,應(yīng)充分利用我國中草藥資源豐富等優(yōu)勢,依據(jù)現(xiàn)代中醫(yī)理論科學(xué)組方,提取有效成分,來開發(fā)來源廣泛、低毒、高效、無殘留的中藥免疫增強劑,適應(yīng)我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展需要。
(連載完)
作者單位:全國水產(chǎn)技術(shù)推廣總站