氧化應(yīng)激、炎癥和免疫失衡三方聯(lián)動效應(yīng)與奶牛常見健康問題的聯(lián)系及使用植物提取物進(jìn)行干預(yù)的研究進(jìn)展

李 欣 童津津 趙佳楨 蔣林樹

(北京農(nóng)學(xué)院動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，奶牛營養(yǎng)學(xué)北京市重點實驗室，北京 102206)

近年來，植物提取物作為一種含有多種活性成分(如酚、醚、萜、酮、酸等)的物質(zhì)，具有綠色、安全和無公害等優(yōu)勢，是飼料添加劑的新選擇[6]，特別是在改善奶牛機(jī)體免疫狀態(tài)、提高飼料轉(zhuǎn)化率和抗氧化能力等方面具有顯著成效[6-7]。因此，本文圍繞奶牛在氧化應(yīng)激、炎癥和免疫失衡三個方面的聯(lián)動效應(yīng)及植物提取物在調(diào)控奶牛代謝性疾病方面的應(yīng)用潛力進(jìn)行綜述。

1 三方聯(lián)動效應(yīng)及其與奶牛常見健康問題的聯(lián)系

1.1 氧化應(yīng)激與抗氧化防御系統(tǒng)

正常情況下，機(jī)體在進(jìn)行生理活動的時候不斷產(chǎn)生自由基，有相應(yīng)的抗氧化防御系統(tǒng)對其進(jìn)行清除，從而使機(jī)體保持動態(tài)平衡。過多的自由基致使抗氧化酶的產(chǎn)生減少，同時內(nèi)源性抗氧化物水平也下降，使自由基產(chǎn)生與清除的動態(tài)平衡失常，發(fā)生內(nèi)源性氧化應(yīng)激，導(dǎo)致自由基重要分子損傷且修復(fù)損傷的能力也下降，影響自由基的正常生理功能[8]，誘導(dǎo)氧化應(yīng)激的發(fā)生。ROS在一定水平內(nèi)具有促進(jìn)細(xì)胞正常功能的作用，一旦超過了機(jī)體抗氧化系統(tǒng)消除ROS的能力，會對細(xì)胞和組織造成功能障礙并產(chǎn)生實質(zhì)性的傷害，從而啟動抗氧化防御系統(tǒng)[7,9]。研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)體內(nèi)的初級抗氧化防御系統(tǒng)有由超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)等體內(nèi)內(nèi)源的抗氧化酶所組成的酶類抗氧化系統(tǒng)和維生素E、維生素C和β-胡蘿卜素等所組成的非酶類抗氧化防御系統(tǒng)[9]。而且據(jù)報道，構(gòu)成抗氧化防御系統(tǒng)的材料為抗氧化劑，其既可以從飼糧中獲得也可以由機(jī)體自身合成，并暫時儲存在細(xì)胞中，如維生素E就是存在于細(xì)胞膜中的主要抗氧化劑，其具有破壞細(xì)胞膜之間相關(guān)脂肪酸自動氧化的自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的作用[10]。

除此之外，氧化應(yīng)激的發(fā)生還導(dǎo)致氧化還原敏感信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的激活，例如NF-κB途徑、NLRP3炎性途徑和絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)-Nrf2-抗氧化劑反應(yīng)原件(ARE)通路等，又誘導(dǎo)了各種促炎基因如白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)等的表達(dá)[11]。據(jù)報道，圍產(chǎn)期奶牛產(chǎn)生氧化應(yīng)激主要通過降低Nrf2的核移位和轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)乳腺上皮細(xì)胞的氧化損傷，破壞蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和DNA結(jié)構(gòu)，致使乳腺上皮細(xì)胞凋亡，最終導(dǎo)致機(jī)體氧化還原不平衡[12]。MAPK-Nrf2-ARE通路是動物機(jī)體調(diào)節(jié)自身氧化還原狀態(tài)和應(yīng)對外來刺激的一條重要的防御通路。正常情況下，在細(xì)胞內(nèi)，Nrf2被其抑制蛋白[Kelch樣ECH關(guān)聯(lián)蛋白1(Keap1)]保持在胞漿中的基礎(chǔ)穩(wěn)態(tài)水平，受到應(yīng)激源刺激時，Nrf2從Keap1上解離出來，轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核中與其下游抗氧化靶基因上游啟動子區(qū)的ARE結(jié)合，啟動SOD1、CAT、醌氧化還原酶1(NQO1)和過氧化物氧化還原酶1(PRDX1)，促進(jìn)對過量ROS的清除[4]。因此，調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激和抗氧化防御系統(tǒng)的平衡對保持奶牛機(jī)體穩(wěn)定具有重要意義。

1.2 氧化應(yīng)激與炎癥反應(yīng)

奶牛發(fā)生氧化應(yīng)激后，多余的ROS會導(dǎo)致一系列的炎癥反應(yīng)[13]，在炎癥中細(xì)菌和病毒等會破壞機(jī)體內(nèi)的自由基穩(wěn)態(tài)，進(jìn)一步促進(jìn)ROS的產(chǎn)生，參與病原體的復(fù)制、基因突變以及誘發(fā)宿主細(xì)胞凋亡，促使機(jī)體炎癥反應(yīng)的加劇[8]，使奶牛機(jī)體對疾病的易感性增加，易患子宮內(nèi)膜炎、乳腺炎[14-15]、蹄葉炎和酮病等[14-15]。炎癥期間白細(xì)胞也會產(chǎn)生ROS，形成正反饋回路，從而進(jìn)一步加劇圍產(chǎn)期的氧化應(yīng)激[16]，造成嚴(yán)重的惡性循環(huán)。研究發(fā)現(xiàn)，奶牛產(chǎn)生炎癥反應(yīng)主要是氧化應(yīng)激會導(dǎo)致多個信號分子的激活，主要有MAPK[17]、蛋白激酶B(PKB)[18]和NF-κB[19]等信號通路。據(jù)報道，MAPK和PKB信號通路的細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶1/2(ERK1/2)和p38MAPK因子被過量ROS激活，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[15]；另外，ROS活化ERK信號通路后啟動Nalp-3炎性復(fù)合體的組裝和活化引起炎癥反應(yīng)，Nalp-3炎性復(fù)合體是胞內(nèi)模式識別受體[20]；其會促進(jìn)IL-1β和白細(xì)胞介素-18(IL-18)的成熟，導(dǎo)致炎癥反應(yīng)的發(fā)生[21]。除此之外，MAPK還可以通過增強(qiáng)TNF-α的表達(dá)，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡產(chǎn)生炎癥反應(yīng)[22]。環(huán)氧合酶-2(COX-2)在奶牛發(fā)生炎癥反應(yīng)包括乳腺炎時表達(dá)增強(qiáng)，可通過NF-κB信號通路導(dǎo)致機(jī)體內(nèi)炎癥的發(fā)生[22-23]。

NF-κB是一種幾乎所有細(xì)胞都含有的轉(zhuǎn)錄因子，在細(xì)胞正常狀態(tài)下，NF-κB與它的抑制蛋白(inhibitory NF-κB,IκB)在胞質(zhì)內(nèi)組成無活性的復(fù)合物，當(dāng)氧化應(yīng)激發(fā)生時，IκB發(fā)生磷酸化并與NF-κB解離，NF-κB活化并進(jìn)入細(xì)胞核與靶基因結(jié)合調(diào)控轉(zhuǎn)錄的發(fā)生，促使炎性因子的產(chǎn)生，從而啟動炎癥反應(yīng)[24]。同時在氧化應(yīng)激狀態(tài)下，線粒體持續(xù)生成的ROS還可通過激活NF-κB進(jìn)一步激活Nalp-3炎性復(fù)合體誘導(dǎo)炎癥的發(fā)生[25]。氧化應(yīng)激誘發(fā)炎癥發(fā)生時，炎癥反應(yīng)誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)炎癥信號分子之一過氧化物氧化還原酶2(PRDX2)的產(chǎn)生與釋放，PRDX2釋放后作為炎癥介質(zhì)激活細(xì)胞內(nèi)TNF-α的產(chǎn)生與釋放，又加重炎癥的發(fā)生程度[26]。一方面，PRDX2被釋放后可作為氧化還原依賴性炎癥介質(zhì)激活巨噬細(xì)胞產(chǎn)生和釋放TNF-α，從而加重炎癥反應(yīng)程度；另一方面，PRDX2也是炎癥級聯(lián)反應(yīng)的一部分，可以直接誘導(dǎo)TNF-α的釋放，加重炎癥反應(yīng)程度[9]。

1.3 氧化應(yīng)激與免疫調(diào)節(jié)

動物機(jī)體內(nèi)的免疫系統(tǒng)是機(jī)體對于外部侵害，保護(hù)機(jī)體免受損傷的重要防御屏障。免疫平衡是指各種免疫細(xì)胞，如巨噬細(xì)胞、嗜中性粒細(xì)胞和天然殺傷細(xì)胞以及補(bǔ)體因子和特定的T淋巴細(xì)胞各自及相互作用的正負(fù)效應(yīng)的調(diào)節(jié)，使免疫系統(tǒng)的激活和抑制保持平衡狀態(tài)[27]。免疫平衡是免疫系統(tǒng)保持穩(wěn)定的根本保障，一旦免疫激活和抑制失去平衡就會產(chǎn)生免疫應(yīng)激，導(dǎo)致動物機(jī)體健康受到挑戰(zhàn)。氧化應(yīng)激產(chǎn)生的ROS引起炎癥反應(yīng)時，免疫細(xì)胞表面的模式識別受體-Toll樣受體(TLRs)被啟動，其不僅可以識別病原相關(guān)分子模式，同時可識別因氧化應(yīng)激出現(xiàn)的損傷相關(guān)分子模式并誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞的活化，啟動免疫反應(yīng)[28]。研究發(fā)現(xiàn)，奶牛的應(yīng)激主要以過度的脂質(zhì)動員、炎癥和氧化應(yīng)激為特征，而氧化應(yīng)激的發(fā)生與免疫功能受損息息相關(guān)[29]。因此，奶牛機(jī)體免疫細(xì)胞對氧化應(yīng)激機(jī)制十分敏感，當(dāng)免疫細(xì)胞受到刺激時產(chǎn)生的大量ROS無法及時清除則損害細(xì)胞功能，就會降低奶牛的免疫力[30]。簡而言之，ROS可通過TLRs和Nalp-3炎性復(fù)合體激活免疫系統(tǒng)，加速炎癥發(fā)生或免疫反應(yīng)[20,28]；而炎癥反應(yīng)會加速ROS的產(chǎn)生加劇氧化應(yīng)激的程度，大量的ROS會引起免疫細(xì)胞的氧化損傷，進(jìn)一步降低機(jī)體的免疫能力。有研究表明，當(dāng)降低奶牛Nrf2下游抗氧化基因HO-1、SOD-1和CAT表達(dá)的同時也顯著降低IL-1β和TNF-α的表達(dá)水平[31]，這說明可通過上調(diào)Nrf2和下游抗氧化劑的表達(dá)控制炎癥發(fā)生防止免疫功能受損。番茄紅素作為一種強(qiáng)抗氧化劑作用于機(jī)體時，其主要是通過失活NF-κB信號通路和半胱天冬酶(caspase)/凋亡相關(guān)基因(Bax)凋亡通路降低促炎因子TNF-α、IL-1β和IL-6的表達(dá)以及細(xì)胞凋亡率，而降低細(xì)胞炎性損傷，維持細(xì)胞內(nèi)免疫平衡[32]。NF-κB與Nrf2-ARE信號通路之間相互關(guān)聯(lián)，前者是連接免疫系統(tǒng)和抗氧化的重要紐帶，后者能夠抵抗氧化損傷，保護(hù)機(jī)體不受外源性刺激，二者協(xié)同調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激—炎癥反應(yīng)—免疫失衡鏈系統(tǒng)的整體聯(lián)動反應(yīng)[27]。因此，本文基于三方聯(lián)動的機(jī)制，提出了營養(yǎng)干預(yù)管理技術(shù)，即通過添加植物提取物預(yù)防自由基失衡導(dǎo)致的多種奶牛營養(yǎng)代謝疾病。

1.4 三方聯(lián)動與奶牛常見疾病的聯(lián)系

自由基失衡導(dǎo)致氧化應(yīng)激進(jìn)一步影響機(jī)體免疫功能失衡[33]，激活炎癥信號通路，增加促炎因子TNF-α、IL-1β和IL-6的表達(dá)，導(dǎo)致奶牛產(chǎn)生炎癥反應(yīng)和疾病，最終導(dǎo)致奶牛免疫功能下降，引發(fā)奶牛乳房炎[32]、NEB[34]、糖脂代謝異常[35]及急性瘤胃酸中毒(SARA)[36]等疾病的發(fā)生。NEB發(fā)生時，奶牛體內(nèi)非酯化脂肪酸(NEFA)含量升高以滿足產(chǎn)奶的能量需求[37]。在奶牛代謝需求增加的時期，脂肪酸是重要的能量來源，然而NEFA含量的升高被認(rèn)為與氧化應(yīng)激的發(fā)生、炎癥的出現(xiàn)以及擾亂機(jī)體免疫調(diào)節(jié)等密切相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，高NEFA血癥會導(dǎo)致奶牛乳腺上皮細(xì)胞(BMECs)產(chǎn)生大量的ROS，過量的ROS導(dǎo)致氧化應(yīng)激，致使BMECs發(fā)生氧化損傷。作為維持奶牛泌乳的基本功能單位，BMECs氧化損傷會造成乳腺功能受損，產(chǎn)奶量顯著降低，嚴(yán)重影響奶業(yè)健康發(fā)展。據(jù)報道，奶牛發(fā)生NEB時，體內(nèi)過量的NEFA和β-羥丁酸(BHBA)可降低抗氧化酶的活性，導(dǎo)致自由基清除能力降低，血清中GSH-Px和CAT活性降低，但血清中ROS、MDA和H2O2的含量顯著升高，這些變化則導(dǎo)致了機(jī)體抗氧化系統(tǒng)被破壞，從而發(fā)生一系列的氧化應(yīng)激損傷[12,38]。有研究發(fā)現(xiàn)，在奶?；加幸葝u素依賴性糖尿病的情況下，其天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)和γ谷氨酰轉(zhuǎn)移酶(GGT)活性升高，受糖脂代謝異常的影響，SOD和CAT活性顯著降低，但GSH-Px活性無顯著變化[39]。這提示我們當(dāng)奶牛糖脂代謝異常引發(fā)疾病時伴隨氧化應(yīng)激的發(fā)生。當(dāng)SARA發(fā)生時，可破壞奶牛體內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)利用效率，損害胃腸道微生物群的功能，降低胃腸道上皮的吸收和屏障能力，引發(fā)炎癥反應(yīng)。Zhang等[40]研究發(fā)現(xiàn)，圍產(chǎn)期飼喂高精料飼糧，可導(dǎo)致奶牛瘤胃上皮細(xì)胞中IL-1β、IL-6和IL-2等促炎因子的表達(dá)量顯著升高。除此之外，SARA導(dǎo)致瘤胃內(nèi)產(chǎn)生大量內(nèi)毒素(LPS)，LPS具有刺激血管收縮，降低血流量和血氧含量的作用，通過后腸道進(jìn)入機(jī)體后引起炎癥反應(yīng)，會導(dǎo)致蹄部缺血，誘導(dǎo)蹄葉炎的發(fā)生[36]等。同時血液中的LPS還會隨循環(huán)系統(tǒng)運輸至肝臟，但肝臟清除能力有限，進(jìn)而LPS刺激肝臟產(chǎn)生大量急性期蛋白(APP)、包括血清淀粉樣蛋白(SAA)、結(jié)合珠蛋白(Hp)和LPS結(jié)合蛋白(LPB)等[41]。值得注意的是，當(dāng)酮病發(fā)生時，奶牛在乳腺中發(fā)生NF-κB信號通路的傳導(dǎo)，NLRP3炎癥小體和抗凋亡因子-2(Bcl-2)/半胱天冬酶 -9(caspase-9)細(xì)胞凋亡途徑被激活，TNF-α，IL-6和IL-1β等炎性因子的表達(dá)顯著增加，進(jìn)而激活乳腺炎癥反應(yīng)和凋亡途徑[11]，使乳腺的防御能力下降。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，亞臨床酮病可以導(dǎo)致奶牛外周血中性粒細(xì)胞吞噬能力和趨化能力的降低，由于產(chǎn)前和產(chǎn)后血液中NEFA和BHBA含量升高，導(dǎo)致白細(xì)胞趨化能力和吞噬能力降低，可以進(jìn)一步引起乳腺對乳房炎病原體的敏感性升高，導(dǎo)致奶牛對乳腺炎易感率升高[42]。

2 植物提取物調(diào)節(jié)奶牛常見疾病的研究進(jìn)展

2.1 NEB和酮病

目前，通過補(bǔ)充植物提取物可以糾正NEB來減輕氧化應(yīng)激引起的炎癥反應(yīng)和免疫失調(diào)已被廣泛報道。添加植物提取物后可提高總抗氧化能力(T-AOC)和增強(qiáng)GSH-Px活性來改善抗氧化劑狀態(tài)，抵消NEB的負(fù)面影響[43]。韓瑞陽[44]研究發(fā)現(xiàn)，山楂可通過降低甘油三酯、膽固醇、低密度脂蛋白含量及升高高密度脂蛋白含量，來調(diào)節(jié)脂代謝紊亂，有緩解奶牛發(fā)生NEB的潛力；此外，奶牛由于NEB引發(fā)的脂肪動員會損傷肝臟功能，堿性磷酸酶和GGT活性可反映肝臟的功能狀態(tài)，當(dāng)組織細(xì)胞受損時會導(dǎo)致它們的活性升高[39]。劉國林等[45]研究發(fā)現(xiàn)，在奶牛飼糧中添加山楂和黃芪，奶牛血漿中的堿性磷酸酶、GGT活性和NEFA含量降低，說明添加山楂和黃芪可保護(hù)奶牛的肝臟功能并且緩解產(chǎn)后奶牛的NEB。由此可見，在奶牛飼糧中添加植物提取物可有效防治由于NEB產(chǎn)生的炎癥反應(yīng)和免疫功能紊亂。酮病是奶牛產(chǎn)犢后發(fā)生NEB后導(dǎo)致的一種營養(yǎng)代謝性疾病，當(dāng)發(fā)生NEB后血液中NEFA含量升高，NEFA隨血液轉(zhuǎn)運至肝臟進(jìn)行氧化代謝，部分NEFA可被完全氧化為CO2和H2O進(jìn)行供能，但因肝臟代謝功能有限，部分NEFA無法完全氧化生成BHBA和丙酮等酮體，肝臟中NEFA越多也就導(dǎo)致BHBA等酮體含量過高，最終引發(fā)不同程度的酮病[46]。近年來，植物提取物在奶牛預(yù)防或治療酮病的發(fā)生與發(fā)展也得到了廣泛研究。胡俊菁[47]通過給泌乳早期奶牛飼糧添加葡萄籽原花青素后測定奶?？寡趸癄顩r和酮病等指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，添加葡萄籽原花青素(GSPE)可提髙泌乳早期奶牛血漿中葡萄糖含量，同時還提高乳汁中GSH-Px的活性，表明GSPE可及時調(diào)控奶牛機(jī)體抗氧化能力預(yù)防酮病的發(fā)生。宿孝奇[48]在添加原花青素對泌乳早期奶牛酮病、氧化應(yīng)激研究中也發(fā)現(xiàn)，添加原花青素的試驗組與未添加的對照組相比，血漿CAT活性、丙二醛(MDA)、一氧化氮及酮體含量極顯著下降，添加初始NEFA含量也顯著下降，由此說明添加原花青素可有效提高奶牛機(jī)體抗氧化能力，降低血漿氧化代謝產(chǎn)物和酮體水平。還有研究表明，飼糧中添加茶、菊苣、龍膽草、香茅和甘草等植物的提取物使得圍產(chǎn)期奶牛體內(nèi)的丙酮、NEFA和BHBA含量從第7天開始下降，第14天開始明顯降低，谷氨酸脫氫酶活性顯著增高，說明這些植物提取物對改善奶牛的酮病均有較好的效果[49]。在奶牛圍產(chǎn)期階段，誘導(dǎo)肝臟內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激有關(guān)的炎癥會促進(jìn)脂肪肝綜合征和酮病的發(fā)生，但對奶牛補(bǔ)充由綠茶(95%)和富含多酚的姜黃提取物(5%)組成的植物產(chǎn)品，可以減輕肝臟的炎癥和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，并在產(chǎn)后1～3周奶牛肝臟中的甘油三酯和膽固醇含量較低，提示植物多酚的補(bǔ)充可能對提高奶牛的酮病和預(yù)防脂肪肝綜合征有作用[50]。產(chǎn)后奶牛體脂動員產(chǎn)生了大量NEFA，進(jìn)而導(dǎo)致酮體含量升高，而添加山楂和黃芪可降低產(chǎn)后酮體含量[45]。綜上所述，為避免奶牛NEB和酮病的發(fā)生，可以采用在圍產(chǎn)期奶牛飼糧中添加植物提取物的方式幫助改善奶牛的健康狀況，改善牧場的盈利能力。

2.2 糖、脂代謝

奶牛由于營養(yǎng)代謝發(fā)生改變所以促使代謝作用發(fā)生協(xié)調(diào)變化，以滿足對葡萄糖、氨基酸和脂肪酸等物質(zhì)的需求。奶牛發(fā)生葡萄糖缺乏時會引起脂肪動員，導(dǎo)致血液中脂肪酸含量增加，但高含量脂肪酸會干擾胰島素的信號傳導(dǎo)降低敏感性，發(fā)生胰島素抵抗[51]。機(jī)體發(fā)生胰島素抵抗又會加劇體脂動員的發(fā)生使脂肪酸含量增加，從而在奶牛體內(nèi)發(fā)生惡性循環(huán)[52]，最終引起奶牛營養(yǎng)代謝疾病的發(fā)生如脂肪肝等。大量的研究結(jié)果表明，植物提取物在改善奶牛糖、脂代謝過程中具有重要作用。Stoldt等[53]研究發(fā)現(xiàn)，從產(chǎn)犢前3周開始持續(xù)6周，十二指腸瘺管奶牛每天服用0.9%的氯化鈉溶液溶解的100 mg/kg槲皮素二水合物，結(jié)果表明，槲皮素可抑制血清中AST和谷氨酸脫氫酶的活性，因谷氨酸脫氫酶的活性升高，指示肝細(xì)胞死亡或亞致死性損傷[54]，由此可見，槲皮素可保護(hù)肝臟免受損傷。此外，研究發(fā)現(xiàn)單寧可以與自由基組合以形成共振穩(wěn)定的苯氧基自由基[55]，具有較高的清除活性氧自由基的能力。Liu等[56]在圍產(chǎn)期奶牛飼糧中添加板栗單寧，結(jié)果發(fā)現(xiàn)顯著降低了脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物之一——MDA的含量，并增加奶牛血漿和肝臟中抗氧化酶活性，改善了圍產(chǎn)期奶牛的抗氧化狀態(tài)和降低肝臟疾病的發(fā)生率。此外，據(jù)報道人參皂苷Rb1作為一種很有前途的天然降血糖藥物，通過清除自由基，抑制蛋白質(zhì)非酶糖基化可有效調(diào)控體內(nèi)的糖代謝[57]。有研究表明，菠菜衍生物可淬滅ROS降低氧化損傷，抑制NF-κB的激活，同時有可能改善代謝綜合征的組成部分，使菠菜成分通過誘導(dǎo)飽腹性激素、胰島素增敏活性以及與脂肪和碳水化合物消化酶之間發(fā)生相互作用進(jìn)而發(fā)揮調(diào)節(jié)機(jī)體代謝作用[58]。Gessner等[59]發(fā)現(xiàn)，飼喂富含黃酮類化合物的植物提取物葡萄籽和葡萄渣粉提取物(GSGME)可減輕奶牛肝臟的炎癥和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。在奶牛飼糧中添加石榴籽漿(PSP)，在產(chǎn)前和產(chǎn)后均提高了血漿中T-AOC，降低了甘油三酯、游離脂肪酸(FFA)和BHBA含量，說明PSP可以改善抗氧化狀態(tài)，與脂質(zhì)氧化(FFA和BHBA)的下降以及葡萄糖利用的增強(qiáng)有關(guān)[60]。所以，富含抗氧化劑的植物提取物可改善糖、脂代謝異常產(chǎn)生的肝臟疾病等且可應(yīng)對由于氧化應(yīng)激而產(chǎn)生的過量自由基，平衡圍產(chǎn)期奶牛的營養(yǎng)調(diào)控。

2.3 SARA

在奶牛分娩后，由于高能量需求，高產(chǎn)奶牛接受高精料的飲食，導(dǎo)致奶牛采食精料后在瘤胃發(fā)酵產(chǎn)生大量揮發(fā)性脂肪酸(VFA)，瘤胃pH降低，引起奶牛SARA的發(fā)生[61]。據(jù)報道，單寧可有效地抑制瘤胃中微生物的生長，尤其是對瘤胃蛋白降解菌的作用最為明顯，其可與細(xì)菌的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜形成復(fù)合物導(dǎo)致細(xì)菌的細(xì)胞壁被破壞，以此達(dá)到抑制細(xì)菌生長的效果[62]，說明植物提取物單寧對于保持瘤胃健康有積極作用。Balcells等[63]研究發(fā)現(xiàn)，給小母牛飼喂植物類黃酮提取物可改善瘤胃發(fā)酵并減少SARA的發(fā)生率，這種作用可通過瘤胃中消耗乳酸的微生物——埃爾斯登氏瘧原蟲數(shù)量的增加來解釋。Humer等[64]發(fā)現(xiàn)，在奶牛的高精料飼糧中加入主要來源于薄荷和百里香的植物提取物，可以顯著降低瘤胃液中LPS和組胺的含量以及血漿代謝組的不良變化，減弱炎癥反應(yīng)，緩解SARA帶來的不良影響。在奶牛的高精料飼糧中添加100 g/d富含黃酮類植物精油可以降低瘤胃液中LPS含量，同時降低血液中SAA、Hp和LPB的含量，進(jìn)而減弱炎性反應(yīng)[65]。Drong等[66]研究發(fā)現(xiàn)，在圍產(chǎn)期奶牛的高精料飼糧中添加含有百里酚、丁香酚和香草酚等的混合植物精油會降低瘤胃液中LPS含量，且Hp含量與對照組相比也有所降低。植物提取物可以緩解高精料飼糧條件下反芻動物發(fā)生SARA的癥狀，降低LPS的產(chǎn)生和炎癥反應(yīng)，增強(qiáng)對腸道和肝臟等器官的保護(hù)作用，提高機(jī)體免疫功能。

3 小 結(jié)

奶牛由于代謝旺盛發(fā)生各種疾病，疾病的發(fā)生往往伴隨著氧化應(yīng)激的產(chǎn)生，氧化應(yīng)激又會導(dǎo)致促炎因子IL-1、IL-6和TNF-α的產(chǎn)生,進(jìn)一步導(dǎo)致炎癥和免疫抑制的發(fā)生，機(jī)體抵抗力下降又會誘發(fā)其他疾病的風(fēng)險，奶牛體內(nèi)發(fā)生惡性循環(huán)導(dǎo)致奶牛機(jī)體健康受損。所以，了解奶牛體內(nèi)氧化應(yīng)激、炎癥與免疫失衡的三方聯(lián)動效應(yīng)及其與代謝性疾病的關(guān)系具有重要意義。植物提取物作為一種來源廣泛的生物活性物質(zhì)，參與細(xì)胞炎癥和細(xì)胞凋亡有關(guān)的信號通路，對緩解奶牛氧化應(yīng)激、炎癥和增強(qiáng)免疫能力等方面具有廣闊的應(yīng)用前景，有望作為奶牛的一種重要飼糧添加劑而對奶牛產(chǎn)生氧化應(yīng)激和慢性炎癥時起到預(yù)防和治療作用。