紫莖澤蘭對薩能奶山羊血常規(guī)及重要臟器病理學的影響

符 杰，胡延春，陳偉紅，翁嘉華，胡力文，石 真，何亞軍，莫 全，王 婭，任志華，彭廣能，左之才，鄧俊良

(動物疫病與人類健康四川省重點實驗室，環(huán)境公害與動物疾病四川省高校重點實驗室，四川農(nóng)業(yè)大學動物醫(yī)學院，四川 溫江 611130)

紫莖澤蘭(Eupatoriumadenophorum)又名解放草、破壞草[1]等，是菊科澤蘭屬多年生草本植物。紫莖澤蘭因其具有強大的生態(tài)適應(yīng)性和入侵性，可通過釋放化感物質(zhì)影響土壤微環(huán)境，從而抑制其他植物的生長，甚至導(dǎo)致本土物種的消失[2]。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，紫莖澤蘭現(xiàn)已是我國排在首位的外來入侵物種，且在四川、重慶、廣西、貴州等地危害最為嚴重[3]。紫莖澤蘭作為世界性毒草，不僅侵占草地，造成山林退化，而且給畜牧業(yè)特別是草地畜牧業(yè)生產(chǎn)造成了嚴重損失[4]。在飼草匱乏的季節(jié)，日常的放牧或者喂食中，如果家畜誤食紫莖澤蘭或者含有紫莖澤蘭的飼料，會導(dǎo)致牛、羊等其他家畜接觸性皮炎[5]，有的患畜會出現(xiàn)精神消沉、腹瀉、脫毛、消瘦、肌肉發(fā)生震顫或者強直性痙攣[6]、肝臟損傷[7-10]等相應(yīng)的中毒癥狀及病理變化。而且，紫莖澤蘭的花粉和種子還能誘發(fā)馬屬動物過敏性支氣管炎[11]。因此，紫莖澤蘭不僅會造成當?shù)刂参餅?zāi)難性的破壞，同時也給畜牧業(yè)帶來較為嚴重的損失。

國內(nèi)外對紫莖澤蘭引起反芻動物中毒的毒性作用還未進行系統(tǒng)研究，對薩能奶山羊(Saanen goat)血常規(guī)及主要實質(zhì)器官的病理學影響研究也未見詳細報道。本研究探討紫莖澤蘭對薩能奶山羊血常規(guī)及肝、脾、腎等臟器病理學的影響，旨為進一步研究反芻動物紫莖澤蘭中毒機理及紫莖澤蘭防控提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

選擇體重相近、體格健康、5～6月齡的薩能奶山羊16只、公母各半，隨機分成公母各半的對照組及試驗Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ組，每組4只；有研究表明，脫毒的紫莖澤蘭可作為飼料代替小麥麩[12]，且根據(jù)韓龍等[13]與周自瑋等[14]的研究結(jié)果，將山羊日糧與添加料設(shè)為20%∶80%(表1)，對照組動物采食基礎(chǔ)日糧，試驗Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ組動物每天分別飼喂添加自然風干后用粉碎機粉碎，未脫毒的紫莖澤蘭粉(采自四川省涼山州西昌市黃聯(lián)關(guān)鎮(zhèn))的日糧。試驗于2014年4月12日至2014年7月29日在四川省成都市溫江區(qū)四川農(nóng)業(yè)大學進行。試驗預(yù)試期2周，正試期12周。

1.2 飼養(yǎng)管理

16只試驗?zāi)躺窖蜻M行常規(guī)免疫及驅(qū)蟲后集中飼養(yǎng)于已消毒的養(yǎng)殖場地，統(tǒng)一飼養(yǎng)管理。每天分別在09:00和17:00各飼喂一次，飼喂期間不限采食和飲水。每只每次投喂0.5 kg試驗飼料，共計1 kg·d-1，定量飼喂。每天對羊圈進行清掃，保持其干燥清潔。按照薩能奶山羊地方飼養(yǎng)標準選購山羊日糧飼料(日糧飼料原料為風干狀態(tài))，試驗日糧組成及營養(yǎng)水平如表2所列。

表1 試驗飼料配比Table 1 Ratios of experimental feed

表2 試驗日糧組成及營養(yǎng)水平Table 2 Composition and nutrient levels of the experimental diet

1.3 血液生理指標的測定

試驗期每隔14 d，于晨后對每組薩能奶山羊進行空腹頸靜脈采血2 mL，用真空(肝素鈉)抗凝管進行抗凝，分別采用試管稀釋法，sahli比色法以及硝基四唑氮藍(NBT)還原法測定血液中的白細胞(WBC)、血紅蛋白(HGB)及中性粒細胞(NEUT)含量。

1.4 統(tǒng)計分析

所有試驗數(shù)據(jù)經(jīng)過Excel初步處理后，利用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件One-way ANOVA程序進行單因素方差分析，差異顯著時采用Duncan法進行多重比較，試驗結(jié)果以(平均值±標準差)并標以顯著水平表示。

1.5 組織病理學觀察

將全部薩能奶山羊進行頸靜脈放血處死，進行解剖檢查，觀察組織器官有無明顯的病理變化。將采集的對照組與試驗組奶山羊的肝、脾、腎經(jīng)4%多聚甲醛固定，梯度酒精脫水，甲苯透明，石蠟包埋，5 μm切片，HE常規(guī)染色后，于光鏡下觀察并記錄其組織學變化。最后,將飼喂不同紫莖澤蘭比例的試驗組和對照組進行觀察比較，并記錄觀察結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 對薩能奶山羊血常規(guī)的影響

2.1.1白細胞(WBC)變化 試驗Ⅰ組在試驗56與84 d時白細胞數(shù)極顯著高于對照組(P<0.01)，于70 d時顯著高于對照組(P<0.05)(表3)。試驗Ⅱ、Ⅲ組血液中白細胞數(shù)目均在試驗42 d顯時著高于對照組(P<0.05)，且從試驗56 d開始到84 d，試驗Ⅱ、Ⅲ組極顯著高于對照組(P<0.01)。

2.1.2淋巴細胞(LY)變化 試驗Ⅰ組56 d至70 d顯著低于對照組(P<0.05)，且在試驗84 d時極顯著低于對照組(P<0.01)(表4)。試驗Ⅱ、Ⅲ組血液中LY數(shù)目均于試驗42 d時顯著低于對照組(P<0.05)，當試驗從56 d進行到84 d，試驗Ⅱ、Ⅲ組表現(xiàn)為極顯著低于對照組(P<0.05)。

表3 各組薩能奶山羊血液中白細胞(WBC)的變化Table 3 Changes in white blood cell count for each group

同行中的*和**分別表示試驗組與對照組差異顯著(P<0.05 )和極顯著(P<0.01 )。表4、表5和表6同。

* and ** within the same row indicate significant difference between control group and treatment group at 0.01 and 0.05 level, respectively; this applies to Table 4, Table 5, and Table 6.

表4 各組薩能奶山羊血液中淋巴細胞(LY)的變化Table 4 Changes in LY for each group

2.1.3中性粒細胞(NEUT)變化 整個試驗階段，試驗Ⅰ組在試驗56 d時顯著高于對照組(P<0.05)(表5)。在試驗84 d時，試驗Ⅰ組NEUT數(shù)目極顯著高于對照組(P<0.01)。試驗Ⅱ、Ⅲ組血液中NEUT數(shù)目均在試驗42 d時顯著高于對照組(P<0.05)，分別于試驗70 d、56 d至試驗結(jié)束NEUT數(shù)目極顯著高于對照組(P<0.01)。

2.1.4血紅蛋白(HGB)含量變化 試驗Ⅰ組在試驗56 d到70 d顯著低于對照組(P<0.05)，在試驗84 d時極顯著低于對照組(P<0.01)(表6)。與對照組相比，試驗Ⅱ、Ⅲ組在試驗28 d時均顯著低于對照組(P<0.05)，而且均從試驗42 d到84 d極顯著低于對照組(P<0.01)。

2.2 對主要臟器的病理學影響

2.2.1肝臟 各試驗組山羊肝臟隨紫莖澤蘭飼喂劑量增加而色澤變淡，表面有褐色斑點，并未見明顯出血點。在試驗組Ⅰ中，肝細胞明顯腫脹，部分肝細胞溶解、壞死，肝索排列紊亂，肝竇狹窄甚至閉鎖，部分肝竇淤血。試驗組Ⅱ中，肝細胞主要為水泡變性。試驗組Ⅲ中，肝細胞脂肪變性，部分發(fā)生凝固性壞死，并伴有中性粒細胞浸潤(圖1)。由此可見，隨著試驗時間延長，各試驗組肝臟病變越發(fā)嚴重。

表5 各組薩能奶山羊血液中性粒細胞(NEUT)的變化Table 5 Changes in NEUT for each group

表6 紫莖澤蘭對奶山羊血紅蛋白(HGB)的影響Table 6 Effect of Eupatorium adenophorum on HGB in Saanen goat

圖1 各組薩能奶山羊肝臟病理變化Fig. 1 Histopathological changes in the liver for each group of Saanen goats

A：對照組肝細胞，×400，HE；B：①肝細胞腫脹明顯，②肝細胞溶解、壞死，肝索排列紊亂，③肝竇狹窄閉鎖，肝竇淤血，×400，HE；C：肝細胞水泡變性，×400，HE；D：④肝細胞凝固性壞死，⑤脂肪變性，⑥中性粒細胞浸潤，×400，HE。

A：Liver cells of control, ×400, HE; B: ①Some hepatic cells are tumid, ②dissolved and necrotic, ③the hepatic cords is narrow, blocked and congested in Trial Ⅰ, ×400, HE; C: Vacuolar degeneration of liver cells in Trial Ⅱ, ×400, HE; D: ④Coagulation necrosis, ⑤steatosis and ⑥neutrophil infiltration of liver cells in Trial Ⅲ, ×400, HE.

2.2.2脾臟 與對照組相比，各試驗組有脾臟輕度腫大，被膜增厚，色澤變淡的現(xiàn)象。各試驗組均出現(xiàn)脾組織嚴重充血，紅髓區(qū)充血。試驗組Ⅰ還伴有淋巴細胞減少的現(xiàn)象。試驗組Ⅱ紅髓區(qū)且噬細胞數(shù)量增多，試驗組Ⅲ則出現(xiàn)含鐵血黃素增多(圖2)。由此可見，隨著試驗時間延長，各試驗組脾臟病變越發(fā)嚴重。

2.2.3腎臟 各試驗組腎臟均出現(xiàn)不同程度腫大，質(zhì)地變?nèi)?，被膜緊張。組織切片可觀察到試驗組Ⅰ中腎小管發(fā)生充血，腎小管上皮細胞腫脹。試驗組Ⅱ中間質(zhì)小靜脈和毛細血管擴張淤血，腎組織伴有顆粒變性和水泡變性的現(xiàn)象。試驗組Ⅲ中腎小球細胞淤血，間質(zhì)淤血，部分腎小管上皮細胞壞死(圖3)。

圖2 各組薩能奶山羊脾臟病理變化Fig. 2 Histopathological changes in the spleen for each group of Saanen goats

A：對照組為正常脾組織×400，HE；B：試驗組Ⅰ中①紅髓區(qū)充血，②淋巴細胞數(shù)量減少，×400，HE ；C：試驗組Ⅱ中③脾組織嚴重出血，④紅髓區(qū)巨噬細胞數(shù)量增多，×400，HE；D：試驗組Ⅲ中⑤紅髓區(qū)充血，⑥含鐵血黃素增多，×400，HE。

A: Spleen of control ×400, HE; B: ①Congestion of the red pulp, ②lymphocytes decreased in TrialⅠ， ×400, HE; C: ③The splenic tissue was bleeding and ④macrophages increased in the red pulp in TrialⅡ， ×400, HE; D: ⑤Congestion of the red pulp, ⑥hemosiderin increased in spleen in Trial Ⅲ×400, HE.

圖3 各組薩能奶山羊腎臟病理變化Fig. 3 Histopathological changes in the kidney for each group of Saanen goats

A：對照組腎組織，×400，HE；B：①腎小管充血，②腎小管上皮細胞腫脹，×400，HE；C：③間質(zhì)小靜脈，④毛細血管淤血，⑤腎小管上皮細胞水泡變性，×400，HE；D：⑥腎小球細胞淤血，⑦間質(zhì)淤血，⑧腎小管上皮細胞壞死，×400，HE。

A:Kidney of control, ×400, HE; B: ①The renal tubules were congested and ②the renal tubular epithelial cells swelled, ×400, HE; C: ③Stromal venules and ④capillaries congestion, ⑤vacuolar degeneration of renal tubular epithelial cells, ×400, HE; D: ⑥Glomerular cell and ⑦stromal congestion, ⑧necrosis of renal tubular epithelial cells, ×400, HE.

3 討論與結(jié)論

四川涼山彝族自治州是紫莖澤蘭重災(zāi)區(qū)之一，紫莖澤蘭的瘋狂傳播生長致使涼山的絕大部分山林田地以及牧場被侵占，牲畜被迫采食而中毒的事件也屢屢發(fā)生，給牧民造成了嚴重的經(jīng)濟損失。研究表明，紫莖澤蘭全草所含有的有毒成分主要包括9-羰基-10,11-去氫澤蘭酮(Euptox A)、佩蘭毒素、香豆精、鞣質(zhì)，還有生物堿類等[15]，其中分離到的Euptox A對牲畜有劇毒，它是導(dǎo)致肝損傷的主要毒素[16-19],也會造成動物的其他器官和組織的毒性損傷，嚴重時甚至導(dǎo)致動物死亡。

本研究通過給予對照組奶山羊飼喂全價飼料，試驗組Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別飼喂40%(0.4 kg·d-1)、60%(0.6 kg·d-1)、80%(0.8 kg·d-1)劑量紫莖澤蘭日糧，結(jié)果表明，各試驗組的LY值于試驗后期均極顯著低于對照組(P<0.01)，NEUT顯著升高(P<0.05)，后期極顯著高于對照組(P<0.01)。這說明不同劑量的紫莖澤蘭均可能對薩能奶山羊機體免疫系統(tǒng)造成影響。試驗動物采食紫莖澤蘭中毒后，其機體免疫能力下降，導(dǎo)致機體易受致病菌等的入侵而引發(fā)各種炎癥反應(yīng)。通過比較各試驗組值可以看出，紫莖澤蘭能顯著引起薩能奶山羊WBC值升高，而且存在明顯時間和劑量效應(yīng)，紫莖澤蘭添加量越高、飼喂時間越長，白細胞值越高，試驗組Ⅲ最為明顯，說明當長期采食紫莖澤蘭可引起薩能奶山羊機體持續(xù)性炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致白細胞水平升高。這與周自瑋等[14]的研究結(jié)論一致。整個試驗階段，隨著紫莖澤蘭劑量的增加，HGB水平表現(xiàn)為下降越明顯，說明紫莖澤蘭對機體的造血功能產(chǎn)生較顯著影響，這與李厚勇等[20]研究結(jié)論一致。

另一方面，本研究通過對紫莖澤蘭中毒的薩能奶山羊組織切片進行觀察，發(fā)現(xiàn)紫莖澤蘭對試驗組薩能奶山羊主要實質(zhì)性器官肝、脾、腎臟的組織結(jié)構(gòu)具有損害作用，可導(dǎo)致各器官的功能性細胞變性與壞死，這就表明紫莖澤蘭對反芻動物——薩能奶山羊具有毒性作用，可對奶山羊造成肝腎毒性，影響其機體正常的新陳代謝功能，從而導(dǎo)致奶山羊的生長異常。董強等[21]也報道了用紫莖澤蘭全草飼喂小鼠后會造成小鼠生長緩慢，肝、腎等也呈現(xiàn)不同程度的病理損害。紫莖澤蘭雖然是良好的飼料來源，但未脫毒的紫莖澤蘭不適宜作為食草動物的飼料[22]。

綜上，本研究通過向薩能奶山羊日糧中添加不同劑量的紫莖澤蘭粉，結(jié)果導(dǎo)致了試驗組奶山羊肝、脾、腎器官出現(xiàn)不同程度的病理損傷，而試驗組奶山羊血液指標的改變也表明了采食紫莖澤蘭會造成試驗動物中毒，這為進一步完善紫莖澤蘭引起山羊中毒的毒理學研究以及紫莖澤蘭的開發(fā)利用提供了理論基礎(chǔ)。

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