N-乙酰半胱氨酸對(duì)熱應(yīng)激條件下肉仔雞生長(zhǎng)性能、腸道能量和抗氧化狀態(tài)及空腸形態(tài)的影響

楊淑霞，線 萍，關(guān)樁慧

（1.西北民族大學(xué)化工學(xué)院，甘肅蘭州 730020；2.甘肅省定西市臨洮縣水文局，甘肅定西 730515）

畜牧養(yǎng)殖業(yè)，尤其是家禽養(yǎng)殖正面臨全球變暖的挑戰(zhàn)。體溫過(guò)高會(huì)導(dǎo)致家禽的高死亡率和生長(zhǎng)抑制，使經(jīng)濟(jì)遭受巨大損失。禽類(lèi)由于沒(méi)有汗腺，在熱應(yīng)激下采食時(shí)間降低，飲水、喘氣和煽動(dòng)翅膀的時(shí)間升高，以此方式來(lái)進(jìn)行機(jī)體散熱（Lara和 Rostagno，2013）。此外，生理和代謝反應(yīng)，如改變血液參數(shù)，血漿激素濃度，高溫條件下的家禽也存在氧化應(yīng)激和肉類(lèi)酸度（Loyau等，2015）。熱應(yīng)激會(huì)引起腸道功能障礙，如腸黏膜損傷，腸壁通透性升高，消化吸收功能、免疫能力下降等（Lambert等，2002）。生產(chǎn)上通常使用降溫設(shè)備來(lái)減少熱應(yīng)激，而從營(yíng)養(yǎng)角度則可以通過(guò)提高飼料養(yǎng)分濃度，采用氨基酸平衡日糧，維持電解質(zhì)平衡等（Ahmad等，2008）。有研究表明，N-乙酰半胱氨酸可以提高肉雞的抗熱能力，從而提高生長(zhǎng)性能（Hou等，2013）。N-乙酰半胱氨酸可被小腸快速代謝產(chǎn)生還原型谷胱甘肽，但在沒(méi)有外源添加的情況下，在動(dòng)物機(jī)體內(nèi)并不能檢測(cè)到（Wu等，2004）。有研究報(bào)道日糧添加N-乙酰半胱氨酸可以提高脂多糖誘導(dǎo)的仔豬的采食量，降低脂多糖對(duì)腸道的損傷（Hou等，2013）。到目前為止，關(guān)于N-乙酰半胱氨酸對(duì)肉雞的報(bào)道主要集中在對(duì)黃曲霉B1毒素對(duì)肉雞生長(zhǎng)性能的改善作用（Valdivia等，2001）。因此，本試驗(yàn)在舍內(nèi)模擬夏季熱應(yīng)激，考察日糧添加N-乙酰半胱氨酸對(duì)肉雞生長(zhǎng)性能、腸道能量和抗氧化狀態(tài)、空腸形態(tài)及消化酶活力的影響，為家禽養(yǎng)殖業(yè)解決熱應(yīng)激問(wèn)題提供新思路。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)用N-乙酰半胱氨酸購(gòu)自國(guó)藥（上海）化學(xué)試劑有限公司。

1.2 試驗(yàn)日糧與分組 選取健康、體重一致的1 d雌性AA商品代肉仔雞720只，隨機(jī)分為4組，每組6個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)30羽。試驗(yàn)日糧采用2（常溫和熱應(yīng)激）×2（基礎(chǔ)日糧和基礎(chǔ)日糧+0.1%N-乙酰半胱氨酸），對(duì)照組飼喂玉米-豆粕型基礎(chǔ)日糧，試驗(yàn)組在基礎(chǔ)日糧中添加0.1%N-乙酰半胱氨酸，1～21 d和22～35 d基礎(chǔ)日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。

表1 基礎(chǔ)日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平（風(fēng)干基礎(chǔ)）

1.3 飼養(yǎng)管理 雞只采用網(wǎng)上平養(yǎng)，用保溫?zé)暨M(jìn)行室內(nèi)升溫，雞舍第一周溫度控制在35℃左右，之后每周對(duì)照組雞舍將溫度下調(diào)2℃，直至溫度控制在25℃，而試驗(yàn)組一致保持在35℃。光照采用自然光照和人工光照結(jié)合，光照強(qiáng)度控制在30 lx。試驗(yàn)雞只全期自有采食、飲水，每天清糞一次，按照商品肉雞常規(guī)程序進(jìn)行免疫和消毒。飼養(yǎng)試驗(yàn)時(shí)間為35 d。

1.4 測(cè)定指標(biāo)

1.4.1 生長(zhǎng)性能 試驗(yàn)期間按重復(fù)記錄采食量，記錄期末體重，計(jì)算各重復(fù)雞只平均日采食量、平均日增重和料重比。

1.4.2 肉雞能量和抗氧化狀態(tài)的測(cè)定 試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，每組選擇12只雞進(jìn)行屠宰。收集空腸腸段，收集黏膜，采用試劑盒法測(cè)定黏膜三磷酸腺苷（ATP）、二磷酸腺苷（ADP）、一磷酸腺苷（AMP）、腺苷酸能荷（AEC）、腺苷酸總磷（TAN）、超氧化物歧化酶（SOD）、總抗氧化力（T-AOC）、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GSH-Px）、過(guò)氧化氫酶（CAT）的活力、丙二醛（MDA）和雙氧水含量，試劑盒購(gòu)自南京建成生物工程研究所。

1.4.3 血清激素水平 雞只翅下靜脈采血5 mL用于分離血清，樣品采用試劑盒法測(cè)定血清三碘甲腺原氨酸（T3）、甲狀腺素（T4）及皮質(zhì)醇的含量，試劑盒購(gòu)自南京建成生物工程研究所。

1.4.4 絨毛形態(tài)及相關(guān)基因表達(dá) 參考Hu等（2013）研究方法測(cè)定空腸絨毛形態(tài)。采用熒光定量PCR法檢測(cè)空腸黏膜熱休克蛋白70、細(xì)胞凋亡蛋白酶3、AMPK、腺嘌呤核苷酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體、血紅素氧化酶和黃嘌呤氧化酶的mRNA相對(duì)表達(dá)量。采用2-ΔΔCt法，以β-actin基因作為內(nèi)參計(jì)算各基因的相對(duì)表達(dá)量。相關(guān)基因的引物設(shè)計(jì)參考Hou等（2013）研究方法。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS（18.0版）進(jìn)行多因素方差分析，采用Turkey檢驗(yàn)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)，以P＜0.05作為差異顯著的標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 日糧添加N-乙酰半胱氨酸對(duì)熱應(yīng)激肉雞生長(zhǎng)性能的影響 由表2可知，熱應(yīng)激顯著降低了肉雞平均日采食量和平均日增重（P＜0.05）。與基礎(chǔ)日糧組相比，日糧添加N-乙酰半胱氨酸顯著體高了肉雞平均日采食量和平均日增重（P＜0.05）。日糧和熱應(yīng)激對(duì)肉雞料重比存在顯著的交互作用（P＜0.05）。

2.2 日糧添加N-乙酰半胱氨酸對(duì)熱應(yīng)激肉雞腸道能量狀態(tài)和抗氧化性能的影響 由表3可知，熱應(yīng)激顯著降低了肉雞ATP和AEC的含量（P＜0.05），顯著提高了空腸黏膜AMP的含量（P＜0.05）。日糧添加N-乙酰半胱氨酸提高了ATP和TAN的含量，但與基礎(chǔ)日糧組無(wú)顯著差異（P＞0.05）。日糧和溫度對(duì)空腸AMP含量的影響存在顯著的交互效應(yīng)（P＜0.05）。熱應(yīng)激顯著降低了空腸SOD、GSH-Px、CAT的水平（P＜0.05），但添加N-乙酰半胱氨酸后顯著降低了MDA含量（P＜0.05）。

2.3 日糧添加N-乙酰半胱氨酸對(duì)熱應(yīng)激肉雞腸道能量狀態(tài)和抗氧化性能的影響 由表4可知，熱應(yīng)激顯著提高了肉雞血清皮質(zhì)醇的含量（P＜0.05），同時(shí)顯著降低了血清T3、T4的水平（P＜0.05）。日糧添加N-乙酰半胱氨酸對(duì)血清T3、T4水平無(wú)顯著影響（P＞0.05），但較基礎(chǔ)日糧組顯著降低了血清皮質(zhì)醇含量（P＜0.05）。日糧類(lèi)型和溫度對(duì)肉雞血清激素水平的影響無(wú)顯著的交互作用（P＞0.05）。

表2 日糧添加N-乙酰半胱氨酸對(duì)熱應(yīng)激肉雞生長(zhǎng)性能的影響

表3 日糧添加N-乙酰半胱氨酸對(duì)熱應(yīng)激肉雞空腸能量和抗氧化的影響

表4 日糧添加N-乙酰半胱氨酸對(duì)熱應(yīng)激肉雞血清激素水平的影響

2.4 日糧添加N-乙酰半胱氨酸對(duì)熱應(yīng)激肉雞空腸形態(tài)和消化酶水平的影響 由表5可知，熱應(yīng)激顯著降低了絨毛高度與隱窩深度比值，顯著提高了隱窩深度（P＜0.05）。日糧添加N-乙酰半胱氨酸較基礎(chǔ)日糧組顯著提高了絨毛高度與隱窩深度比值（P＜0.05）。日糧和溫度對(duì)絨毛高度的影響具有交互作用的趨勢(shì)（P=0.07）。熱應(yīng)激顯著降低了肉雞空腸AKP、脂肪酶和胰蛋白酶含量（P＜0.05），但日糧添加N-乙酰半胱氨酸顯著提高了胰蛋白酶的含量（P＜0.05）。

2.5 日糧添加N-乙酰半胱氨酸對(duì)熱應(yīng)激肉雞空腸相關(guān)基因表達(dá)的影響 由表6可知，熱應(yīng)激顯著降低了B淋巴細(xì)胞的mRNA相對(duì)表達(dá)水平（P＜0.05），顯著提高了細(xì)胞凋亡蛋白酶3 mRNA相對(duì)表達(dá)水平（P＜0.05）。日糧添加N-乙酰半胱氨酸顯著提高了B淋巴細(xì)胞mRNA相對(duì)表達(dá)水平（P＜0.05）。日糧和溫度對(duì)熱休克蛋白70和血紅素氧化酶mRNA相對(duì)表達(dá)水平的影響具有顯著的交互作用（P＜0.05）。熱應(yīng)激條件下日糧添加N-乙酰半胱氨酸降低了熱休克蛋白70和血紅素氧化酶mRNA相對(duì)表達(dá)水平（P＜ 0.05）。

3 討論

3.1 日糧添加N-乙酰半胱氨酸對(duì)熱應(yīng)激肉雞生長(zhǎng)性能的影響 本試驗(yàn)結(jié)果表明，熱應(yīng)激對(duì)肉雞生長(zhǎng)性能和腸功能有不良影響，這與Garriga等（2006）研究結(jié)果一致。防止家禽熱應(yīng)激的方法有添加膳食纖維、脂肪、維生素C及維持日糧氨基酸和電解質(zhì)平衡?？紤]到N-乙酰半胱氨酸對(duì)仔豬生長(zhǎng)和腸道的有益作用（Hou等，2013），本研究將其應(yīng)用到了熱應(yīng)激條件下肉雞的試驗(yàn)中，旨在為解決家禽熱應(yīng)激提供新的手段。

3.2 日糧添加N-乙酰半胱氨酸對(duì)熱應(yīng)激肉雞血清激素水平的影響 眾所周知，高溫條件增加下丘腦-垂體-腎上腺軸活動(dòng)，從而增加皮質(zhì)酮水平。這些內(nèi)分泌變化是由慢性熱應(yīng)激引起的，導(dǎo)致動(dòng)物的生產(chǎn)性能下降，并將營(yíng)養(yǎng)代謝重新分配到脂質(zhì)脂肪生成和蛋白水解（Lin等，2006）。在本研究中，日糧添加N-乙酰半胱氨酸降低了血清皮質(zhì)醇濃度。有報(bào)道稱(chēng)N-乙酰半胱氨酸可以穿越血腦屏障，但是如何抑制皮質(zhì)醇水平的機(jī)制還尚不清楚（Samuni等，2013）。

表5 日糧添加N-乙酰半胱氨酸對(duì)熱應(yīng)激肉雞空腸形態(tài)和消化酶水平的影響

表6 日糧添加N-乙酰半胱氨酸對(duì)熱應(yīng)激肉雞空腸相關(guān)基因表達(dá)的影響

3.3 日糧添加N-乙酰半胱氨酸對(duì)熱應(yīng)激肉雞空腸能量和抗氧化狀態(tài)的影響 本研究結(jié)果顯示，熱應(yīng)激導(dǎo)致空腸ATP含量降低，AMP含量升高。ATP是組織能量狀態(tài)的一個(gè)重要指標(biāo)，此外本研究同樣發(fā)現(xiàn)熱應(yīng)激導(dǎo)致能量電荷下降，但補(bǔ)充N(xiāo)-乙酰半胱氨酸后，ATP和TAN的濃度提高，說(shuō)明N-乙酰半胱氨酸可以緩解熱應(yīng)激條件下肉雞能量的損失。熱應(yīng)激使機(jī)體產(chǎn)生的大量氧自由基和相關(guān)的過(guò)氧化物會(huì)引起腸道氧化損失，如脂質(zhì)過(guò)氧化及蛋白質(zhì)和DNA損傷（Mujahid等，2007）。組織和細(xì)胞對(duì)氧化應(yīng)激具有有防御機(jī)制，可以通過(guò)自由基清除劑來(lái)降低氧自由基，如SOD、CAT和GSH-Px，這些抗氧化酶可以協(xié)同將氧自由基轉(zhuǎn)化為水和氧氣（Wu等，2004）。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)日糧添加N-乙酰半胱氨酸后顯著降低了MDA含量，說(shuō)明N-乙酰半胱氨酸可以提高空腸的抗氧化能力，這一結(jié)果也與補(bǔ)充N(xiāo)-乙酰半胱氨酸降低了熱應(yīng)激肉雞空腸血紅素氧化酶的mRNA表達(dá)水平有關(guān)，因?yàn)檠t素氧化酶評(píng)判機(jī)體氧化損傷的重要指標(biāo)（Osselaere等，2013）。

3.4 日糧添加N-乙酰半胱氨酸對(duì)熱應(yīng)激肉雞空腸形態(tài)、消化酶和相關(guān)基因表達(dá)的影響 熱應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致腸道絨毛-隱窩系統(tǒng)受損，絨毛高度下降，絨毛表面積減少（Quinteiro-Filho等，2010），這與本研究結(jié)果一致。此外，日糧添加N-乙酰半胱氨酸可以調(diào)控B淋巴細(xì)胞的mRNA表達(dá)水平，是腸細(xì)胞增殖的生物標(biāo)志，因此，腸細(xì)胞的生長(zhǎng)和增重可能與N-乙酰半胱氨酸調(diào)控有關(guān)。Wu等（2004）報(bào)道熱應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的活性下降，這與本試驗(yàn)研究結(jié)果一致。日糧添加N-乙酰半胱氨酸可以提高空腸胰蛋白酶的活性但對(duì)脂肪酶和AKP的活性物顯著影響，作者推斷胰蛋白酶活性的提高可能與N-乙酰半胱氨酸提高了腸道絨毛形態(tài)的完整性有關(guān)。

4 結(jié)論

日糧添加0.1%N-乙酰半胱氨酸可以提高熱應(yīng)激條件下肉雞的生長(zhǎng)性能，改善腸絨毛形態(tài)，提高消化酶含量，維持腸道能量和抗氧化狀態(tài)。

[1]Ahmad T，Khalid T，Mushtaq T et al. Effect of potassium chloride supplementation in drinking water on broiler performance under heat stress conditions[J].Poult Sci，2008，87 ：1276 ～ 1280.

[2]Garriga C，Hunter R R，Amat C et al. Heat stress increases apical glucose transport in the chicken jejunum[J]. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol，2006，290：195 ～ 201.

[3]Hou Y，Wang L，Yi D et al. N-acetylcysteine reduces inflammation in the small intestine by regulating redox，EGF and TLR4 signaling[J]. Amino Acids，2013，45：513 ～ 522.

[4]Hu Y，Ketabi A，Buchko A et al. Metabolism of isomaltooligosaccharides by Lactobacillus reuteri and bifidobacterial[J]. Lett Appl Microbiol，2013，108：108 ～ 114.

[5]Lambert G P，Gisolfi C V，Berg D J et al. Selected contribution：hyperthermia-induced intestinal permeabilityand the role of oxidative and nitrosative stress[J]. J Appl Physiol，2002，92：1750～ 1761.

[6]Lara L J，Rostagno M H. Impact of heat stress on poultry production[J]. Animals，2013，3 ：356～ 369.

[7]Lin H，Sui S J，Jiao H C et al. Impaired development of broiler chickens by stress mimicked by corticosterone exposure[J]. Comp Biochem Physiol A Mol Integr Physiol，2006，143：400 ～ 405.

[8]Loyau T，Bedrani L，Berri C et al. Cyclic variations in incubation conditions induce adaptive responses to later heat exposure in chickens：a review[J]. Animal，2015，9：76～ 85.

[9]Mujahid A，Pumford N R，Bottje W et al.Mitochondrial oxidative damage in chicken skeletal muscle induced by acute heat stress[J]. J Poult Sci，2007，44 ：439～445.

[10]Osselaere A，Santos R，Hautekiet V et al. Deoxynivalenol impairs hepatic and intestinal gene expression of selected oxidative stress，tight junction and inflammation proteins in broiler chickens，but addition of an adsorbing agent shifts the effects to the distal parts of the small intestine[J]. PLoS. One，2013，8 ：e69014.

[11]Quinteiro-Filho W M，Ribeiro A，F(xiàn)erraz-de-Paula V et al.Heat stress impairs performance parameters，induces intestinal injury，and decreases macrophage activity in broiler chickens[J]. Poult Sci，2010，89：1905～1914.

[12]Samuni Y，Goldstein S，Dean O M et al. The chemistry and biological activities of N-acetylcysteine[J]. Biochim Biophys Acta，2013，1830：4117～4129.

[13]Valdivia A G，Martínez A，Damián F J et al. Efficacy of N-acetylcysteine to reduce the effects of aflatoxin B1 intoxication in broiler chickens[J]. Poult Sci，2001，80 ：727～ 734.

[14] Wu G，F(xiàn)ang Y Z，Yang S et al. Glutathione metabolism and its implications for health[J]. J Nutr，2004，134：489～ 492.