包膜丁酸鈉對斷奶羔羊免疫和抗氧化指標的影響

陳 想 左麗君 王可鑫 賈 斌 潘春媛 姜 寧 張愛忠*

(1.黑龍江八一農(nóng)墾大學動物科技學院，黑龍江省寒區(qū)飼料資源高效利用與營養(yǎng)調(diào)控重點實驗室，大慶 163319；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院畜牧獸醫(yī)分院，齊齊哈爾 161000)

斷奶是羔羊生長的關(guān)鍵階段，在斷奶過程中母乳被替代為植物性飼料，飼喂模式的改變和與母羊的分離對于羔羊是巨大的應激，有可能會對其生長發(fā)育和健康產(chǎn)生不利影響，嚴重影響機體的免疫力和抗氧化能力[1]，表現(xiàn)出體重下降、發(fā)病率上升和死亡率增加等問題[2]，如何通過營養(yǎng)調(diào)控手段增強畜禽抗應激能力，降低應激造成的養(yǎng)殖損失日益受到關(guān)注。丁酸在維持細胞的分化和結(jié)腸上皮的完整性、提高動物生產(chǎn)性能方面發(fā)揮著重要作用[3]，生產(chǎn)中常通過添加丁酸鈉鹽的形式補充丁酸。然而，由于丁酸鈉具有難聞的氣味和辛辣的味道，對動物采食量會產(chǎn)生負面影響，且暴露在空氣中很容易吸濕。包膜處理可以減少丁酸鈉的刺激性味道并穩(wěn)定其化學性質(zhì)，包膜材料可以在腸道中逐步釋放，使丁酸鈉在整個腸道持續(xù)釋放[4]。張瑞陽等[5]、張衛(wèi)輝[6]分別在仔豬與肉雞上發(fā)現(xiàn)丁酸鈉可以促進生長性能同時增強免疫功能；孟慶爽[7]在犢牛上發(fā)現(xiàn)丁酸鈉能降低腹瀉，有利于機體健康；左麗君[8]的試驗發(fā)現(xiàn)飼糧中添加2和3 g/kg的包膜丁酸鈉均可促進斷奶羔羊的生長并提高營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率。為了預防羔羊出現(xiàn)斷奶應激，更加全面了解丁酸鈉對斷奶羔羊的營養(yǎng)調(diào)控作用，本試驗研究了包膜丁酸鈉對斷奶羔羊免疫和抗氧化指標的影響，旨在為包膜丁酸鈉在斷奶羔羊養(yǎng)殖中的科學應用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

包膜丁酸鈉為市購，丁酸鈉含量為30%；羔羊(德國美利奴羊×杜泊羊)購于黑龍江中升牧業(yè)有限公司。

1.2 試驗設(shè)計與飼糧

選擇42日齡的斷奶羔羊24只，隨機分成4組，分別為空白對照組(CON組)、抗生素對照組(A CON組)和包膜丁酸鈉A組(CSB A組)和包膜丁酸鈉B組(CSB B組)，每組6個重復，每個重復1只羊，單籠飼養(yǎng)。根據(jù)斷奶羔羊體重和營養(yǎng)需要特點，參照我國《肉羊飼養(yǎng)標準》(NY/T 816—2004)配制基礎(chǔ)飼糧，其組成及營養(yǎng)水平見表1。CON組飼喂不含抗生素的基礎(chǔ)飼糧，A CON組在基礎(chǔ)飼糧中添加250 mg/kg的黃霉素，CSB A組和CSB B組在基礎(chǔ)飼糧中分別添加2和3 g/kg包膜丁酸鈉。各組羔羊常規(guī)飼養(yǎng)，自由采食、飲水。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風干基礎(chǔ))

1.3 飼養(yǎng)管理

試驗前對羊舍進行沖洗消毒處理。羔羊采用全舍飼飼養(yǎng)管理，試驗期間，試驗羊每日飼喂2次，飼喂時間為07:00和17:00，精料和粗料分開飼喂，先精后粗，預試期7 d，正試期28 d。預試期內(nèi)觀察每只羊的采食量，并將每日飼喂的包膜丁酸鈉早晚分2次拌入羔羊飼喂的精料中。供給充足清潔飲水，每天清糞、消毒，觀察斷奶羔羊健康狀況。

3)代謝能為計算值，其余為實測值。ME was a calculated value, while the others were measured values.

1.4 樣品采集

在正試期第14天和第28天，分別從每組中隨機選3只羔羊，于早晨空腹稱重后頸靜脈采血10 mL，室溫靜置1 h，使用離心機4 000×g離心15 min，制備血清，將血清分裝入1 mL離心管中，置于-20 ℃冰柜中冷凍保存?zhèn)溆谩?/p>

羔羊靜脈采血后立即屠宰，采集羔羊的免疫器官(肝臟、脾臟、胸腺)，并去除結(jié)締組織，用濾紙擦干血液，稱取濕重，計算其器官指數(shù)。取肝臟，用預冷的生理鹽水漂洗血漬、濾紙拭干，稱取0.5 g，加生理鹽水4.5 mL，于冰浴中充分勻漿，制成10%組織勻漿，4 ℃、3 500 r/min離心10 min，取上清液于-20 ℃保存待測。

1.5 測定指標及方法

1.5.1 免疫器官指數(shù)

免疫器官指數(shù)(g/kg)=免疫器官濕重/活體重。

1.5.2 血清、肝臟免疫指標

免疫球蛋白G(IgG)、白細胞介素-1(IL-1)、白細胞介素-2(IL-2)、白細胞介素-6(IL-6)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)含量均采用酶聯(lián)免疫吸附測定試劑盒測定，試劑盒購于蘇州卡爾文工程有限公司，按照試劑盒內(nèi)說明書的步驟操作。

1.5.3 血清、肝臟抗氧化指標

谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性采用二硫代二硝基苯甲酸法測定，總超氧化物歧化酶(T-SOD)活性采用經(jīng)胺法測定，總抗氧化能力(T-AOC)采用比色法測定，丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸法測定。上述指標測定所有試劑盒均由南京建成生物工程研究所提供，測定儀器為全功能酶標儀，所有操作均按說明書步驟進行。

1.6 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2007對試驗數(shù)據(jù)進行初步統(tǒng)計，然后使用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析，并采用Tukey’s多重比較分析組間差異顯著性，P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 包膜丁酸鈉對斷奶羔羊免疫器官指數(shù)的影響

如圖1、圖2和圖3所示，在試驗第14天與第28天，與CON組相比，飼糧中添加抗生素和包膜丁酸鈉后羔羊的肝臟、脾臟和胸腺指數(shù)均有所提高，但各組間并無顯著差異(P>0.05)。

數(shù)據(jù)柱形用平均值和標準誤表示，標注不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，無字母或相同字母表示差異不顯著(P>0.05)。下圖同。

圖2 包膜丁酸鈉對斷奶羔羊脾臟指數(shù)的影響

圖3 包膜丁酸鈉對斷奶羔羊胸腺指數(shù)的影響

2.2 包膜丁酸鈉對羔羊血清免疫指標的影響

由表2可知，在試驗第14天，各組間血清中IgG、IL-1的含量差異不顯著(P>0.05)；與CON組相比，A CON組血清中TNF-α、IL-2和IL-6的含量顯著下降(P<0.05)，CSB A組與CSB B組血清中TNF-α和IL-6的含量顯著下降(P<0.05)；與A CON組相比，CSB A組與CSB B組血清中TNF-α的含量無顯著差異(P>0.05)，CSB A組血清中IL-2的含量顯著升高(P<0.05)，CSB A組與CSB B組血清中IL-6的含量顯著下降(P<0.05)。

表2 包膜丁酸鈉對斷奶羔羊血清免疫指標的影響

在試驗第28天，各組間血清中IgG、IL-1和IL-2的含量差異不顯著(P>0.05)；與CON組相比，A CON組血清中TNF-α和IL-6的含量顯著下降(P<0.05)，CSB A組與CSB B組血清中TNF-α的含量顯著下降(P<0.05)，CSB A組血清中IL-6的含量顯著下降(P<0.05)；與A CON組相比，CSB B組血清中TNF-α的含量顯著下降(P<0.05)，血清中IL-6的含量顯著提高(P<0.05)。

2.3 包膜丁酸鈉對斷奶羔羊肝臟免疫指標的影響

由表3可知，在試驗第14天，與CON組相比，A CON組肝臟中IL-1和IL-2的含量顯著下降(P<0.05)，CSB A組肝臟中IL-2和IL-6的含量顯著下降(P<0.05)，CSB B組肝臟中TNF-α、IL-1和IL-2的含量顯著下降(P<0.05)；與A CON組相比，CSB A組肝臟中IL-2和IL-6的含量顯著下降(P<0.05)，CSB B組肝臟中TNF-α的含量顯著下降(P<0.05)，CSB A組與CSB B組肝臟中IL-1的含量顯著提高(P<0.05)。

表3 包膜丁酸鈉對斷奶羔羊肝臟免疫指標的影響

在試驗第28天，與CON組相比，A CON組、CSB A組和CSB B組肝臟中TNF-α、IL-1和IL-2的含量顯著下降(P<0.05)；與A CON組相比，CSB A組肝臟中TNF-α及CSB B組肝臟中IL-1的含量顯著下降(P<0.05)，CSB A組肝臟中IL-1及CSB B組肝臟中IL-2的含量顯著提高(P<0.05)。

2.4 包膜丁酸鈉對斷奶羔羊血清抗氧化指標的影響

由表4可知，在試驗第14天，各組間血清中T-AOC及T-SOD、GSH-Px的活性沒有顯著差異(P>0.05)；A CON組血清中MDA的含量顯著低于CON組(P<0.05)。

表4 包膜丁酸鈉對斷奶羔羊血清抗氧化指標的影響

在試驗第28天，與CON組相比，CSB A組和CSB B組血清中T-AOC和GSH-Px的活性呈現(xiàn)上升狀態(tài)，MDA的含量呈現(xiàn)與之相反的趨勢，但組間差異并不顯著(P>0.05)，CSB A組和CSB B組血清中T-SOD的活性顯著升高(P<0.05)；與A CON組相比，CSB A組和CSB B組血清中T-SOD的活性顯著升高(P<0.05)。

2.5 包膜丁酸鈉對斷奶羔羊肝臟抗氧化指標的影響

由表5可知，在試驗第14天，與CON組相比，CSB A組肝臟中T-AOC和T-SOD的活性顯著升高(P<0.05)，各組間肝臟中GSH-Px的活性和MDA的含量無顯著差異(P>0.05)。

表5 包膜丁酸鈉對斷奶羔羊肝臟抗氧化指標的影響

在試驗第28天，與CON組相比，A CON組、CSB A組和CSB B組肝臟中T-AOC和T-SOD的活性顯著升高(P<0.05)；與A CON組相比，CSB A組肝臟中T-SOD的活性顯著降低(P<0.05)，各組間肝臟中GSH-Px的活性和MDA的含量無顯著差異(P>0.05)。

3 討 論

3.1 丁酸鈉對斷奶羔羊免疫器官指數(shù)的影響

器官指數(shù)是評價動物機體機能強弱的常用生物學指標，其大小在一定程度上反映了該器官的機能狀態(tài)和發(fā)育情況[9]。隨著能量攝入量的增加，動物的機體與器官發(fā)育也會隨之加快[10]。在正常的狀態(tài)下，動物可以調(diào)節(jié)自身器官發(fā)育與生長發(fā)育保持一致。本試驗研究發(fā)現(xiàn)，添加包膜丁酸鈉對斷奶羔羊肝臟、脾臟、胸腺指數(shù)有提高的趨勢，但差異不顯著，其原因可能是內(nèi)臟與動物體重的增長達到了相適應的比例，這種適宜的比例能較好地承擔起動物機體的新陳代謝。由此可以推斷，添加包膜丁酸鈉可以促進羔羊?qū)Ω鳡I養(yǎng)成分的攝入，來供給羔羊機體的免疫器官發(fā)育。

3.2 包膜丁酸鈉對斷奶羔羊血清免疫指標的影響

在一定范圍內(nèi)血清免疫球蛋白含量越高則說明免疫效果越好。IgG是發(fā)揮主要免疫作用的免疫球蛋白，占動物血清免疫球蛋白總量的75%～80%，此外免疫球蛋白在腸道中發(fā)揮的作用同樣也是巨大的[11]。趙會利等[12]研究發(fā)現(xiàn)，丁酸鈉有提高斷奶犢牛血清IgG含量的趨勢，從而提高機體免疫功能和抗病力。本研究也發(fā)現(xiàn)，包膜丁酸鈉可以提高斷奶羔羊血清中IgG的含量。包被丁酸鈉可提高仔豬的免疫功能，其原因可能與其有效成分丁酸的酸化性能有關(guān)，丁酸可通過調(diào)節(jié)腸道pH改善腸道菌群平衡，進而提高機體免疫力[6]。白細胞介素具有參與炎癥反應、激活調(diào)節(jié)免疫細胞和傳遞信息等多種生物學功能[13]，因此阻斷白細胞介素類和TNF-α均可減輕炎癥程度[14]。短鏈脂肪酸已被發(fā)現(xiàn)與炎癥調(diào)節(jié)是密切相關(guān)的[15]，已有研究能充分證實丁酸可以減少促炎因子的產(chǎn)生[15-18]。本研究中，在試驗第14天，與CON組相比，CSB B組斷奶羔羊血清中TNF-α和IL-6的含量顯著降低；在試驗第28天，與CON組相比，CSB A組和CSB B組斷奶羔羊血清中TNF-α的含量顯著降低，同時CSB A組血清中IL-6的含量顯著降低。上述結(jié)果表明，飼糧中添加包膜丁酸鈉可減少TNF-α和白細胞介素類促炎因子的產(chǎn)生。

3.3 包膜丁酸鈉對斷奶羔羊肝臟免疫指標的影響

肝臟是機體毒素降解和代謝的主要器官，同時也是內(nèi)毒素侵害時最易受損的器官[19]。TNF-α作為促炎因子的代表，處于炎性反應的調(diào)控地位，也是肝細胞死亡和損害的主要調(diào)控因子。Cermanova等[20]研究發(fā)現(xiàn)，丁酸鈉能明顯抑制肝臟中TNF-αmRNA的表達。丁酸鈉能顯著改善亞急性瘤胃酸中毒(SARA)奶山羊肝組織的炎癥反應，能顯著抑制肝臟中炎癥基因TNF-α與白細胞介素-1β(IL-1β)的表達[21]。丁酸可進一步降低非酒精性脂肪性肝病大鼠血清和肝臟內(nèi)毒素水平，可使肝臟組織中TNF-α、IL-1、IL-2、IL-6、γ-干擾素(IFN-γ)等促炎因子的表達明顯下調(diào)[22]。丁酸鈉對自身免疫性肝炎模型小鼠肝臟損傷的保護作用可能與其抑制Toll樣受體4(TLR4)信號通路，下調(diào)炎性因子IL-6和TNF-α的表達有關(guān)[23]。吳錦露等[24]研究發(fā)現(xiàn)，丁酸鈉可直接調(diào)節(jié)輔助性T細胞17(Th17)的免疫平衡，抑制肝臟TLR4炎癥通路，下調(diào)肝臟促炎因子的表達。TLR4廣泛分布于肝臟組織細胞表面[25]，高遷移率族蛋白B1(HMGB1)是早期介導肝臟損傷的主要內(nèi)源性配體[26]，HMGB1作為TLR4內(nèi)源性配體在肝臟損傷中起重要作用[27]，而丁酸鈉能有效抑制HMGB1的產(chǎn)生[28]。在本研究中，試驗第14天和第28天，飼糧中添加包膜丁酸鈉均降低了肝臟中TNF-α、白細胞介素類促炎因子的含量，由此推斷，丁酸鈉對斷奶羔羊的肝臟免疫起到了促進作用。

3.4 包膜丁酸鈉對斷奶羔羊血清抗氧化指標的影響

機體受到外界刺激，體內(nèi)會產(chǎn)生大量的自由基，過量的自由基會使細胞代謝紊亂，從而威脅養(yǎng)殖動物的健康。T-AOC由酶促和非酶促抗氧化防御體系共同組成，反映了機體總抗氧化、清除自由基的能力；T-SOD、GSH-Px是抗氧化系統(tǒng)中最主要的酶，能夠有效清除自由基；MDA是體內(nèi)脂質(zhì)過氧化物，過量產(chǎn)生會破壞細胞膜完整性、使細胞發(fā)生突變、對抗氧化防御系統(tǒng)造成損傷[29]。岳敏等[30]研究發(fā)現(xiàn)丁酸鈉可通過提高母豬血清中超氧化物歧化酶(SOD)的活性，降低血清中MDA的含量，來提高機體的抗氧化能力。犢牛斷奶前后在酸化奶中加入丁酸鈉可提高血清中T-AOC和T-SOD的活性，并且能顯著降低犢牛血清中MDA的含量[31]。張衛(wèi)輝[6]發(fā)現(xiàn)，在飼糧中添加丁酸鈉可以顯著提高21日齡肉雞血清中SOD的活性，并且顯著降低血清中MDA的含量，但對血清中GSH-Px的活性無顯著影響。本試驗結(jié)果顯示，飼糧中添加丁酸鈉可提高斷奶羔羊血清中T-AOC及T-SOD、GSH-Px的活性，并且降低血清中MDA的含量，這與上述前人報道所得的結(jié)論是一致的，說明丁酸鈉能夠提高機體的抗氧化能力。

3.5 包膜丁酸鈉對斷奶羔羊肝臟抗氧化指標的影響

肝臟是動物重要的代謝與免疫器官。丁酸鈉可改變動物組織的抗氧化指數(shù)，表明丁酸鈉能改善氧化應激狀態(tài)[32]。Lan等[33]研究表明，以1 200 mg/kg的劑量添加丁酸鈉緩解了由較高的環(huán)境溫度引起的胸肌和肝臟氧化應激，從而改善肉雞的肉品質(zhì)和肝功能。與飼喂高谷物飼糧的山羊相比，飼喂添加丁酸鈉飼糧的山羊血清中T-SOD的活性以及T-AOC增加，肝臟和血漿中MDA的含量均下降[34]。本試驗結(jié)果表示，在試驗第14天，與CON組相比，CSB A組羔羊肝臟中T-AOC和T-SOD的活性顯著升高；在試驗第28天，CSB A組和CSB B組羔羊肝臟中T-AOC和T-SOD的活性顯著升高。上述結(jié)果說明，飼糧中添加包膜丁酸鈉可提高羔羊肝臟的抗氧化能力。

4 結(jié) 論

飼糧中添加包膜丁酸鈉可以抑制斷奶羔羊血清和肝臟中促炎因子含量的升高，并且還可增加斷奶羔羊機體和肝臟的抗氧化能力，從而在一定程度上保護其免受斷奶應激帶來的負面影響；2和3 g/kg的包膜丁酸鈉的作用效果基本一致，從經(jīng)濟效益方面考慮，選擇2 g/kg的包膜丁酸鈉較為合理。