煙酸緩解反芻動(dòng)物熱應(yīng)激的研究進(jìn)展

鄒必成 龍 凡 瞿明仁 許蘭嬌

(江西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，江西省動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，營(yíng)養(yǎng)飼料開發(fā)工程研究中心，南昌 330045)

熱應(yīng)激是指動(dòng)物所處環(huán)境溫度大于等熱區(qū)中舒適區(qū)的上限，引起機(jī)體非特異性防御應(yīng)答反應(yīng)的全身性適應(yīng)癥[1]。反芻動(dòng)物由于被毛厚，瘤胃發(fā)酵熱增耗高，非常容易受到熱應(yīng)激的影響。熱應(yīng)激可導(dǎo)致反芻動(dòng)物采食量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率降低、生長(zhǎng)受阻、畜產(chǎn)品質(zhì)量下降、免疫功能下降等，嚴(yán)重?fù)p害反芻動(dòng)物的健康和生產(chǎn)性能。煙酸(NA)作為一種飼料添加劑，在反芻動(dòng)物上常用于預(yù)防酮病、瘤胃酸中毒和緩解能量應(yīng)激，但隨著煙酸能夠提高熱應(yīng)激奶牛的生產(chǎn)性能被發(fā)現(xiàn)[2]，煙酸的抗熱應(yīng)激功能在反芻動(dòng)物上展開了研究。煙酸價(jià)格低廉，利用煙酸緩解熱應(yīng)激可以保障反芻動(dòng)物健康，一定程度上能降低熱應(yīng)激給畜牧業(yè)帶來的損失。本文就熱應(yīng)激對(duì)反芻動(dòng)物的危害、煙酸對(duì)熱應(yīng)激條件下反芻動(dòng)物的影響以及煙酸緩解熱應(yīng)激的可能機(jī)理展開綜述。

1 熱應(yīng)激對(duì)反芻動(dòng)物的危害

當(dāng)外界溫度高于機(jī)體調(diào)節(jié)上限，動(dòng)物不能通過自身神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)維持正常體溫，便處于熱應(yīng)激狀態(tài)。反芻動(dòng)物發(fā)生熱應(yīng)激后，最明顯的表現(xiàn)為體溫升高、呼吸加快。為了緩解熱應(yīng)激，動(dòng)物通過增加呼吸頻率的方式來增加散熱，因此直腸溫度和呼吸頻率是判定熱應(yīng)激的重要依據(jù)[3]。熱應(yīng)激對(duì)動(dòng)物采食量的影響非常明顯，高溫環(huán)境直接對(duì)動(dòng)物下丘腦采食中樞產(chǎn)生副作用，降低動(dòng)物食欲；采食行為會(huì)產(chǎn)生大量熱增耗，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝過程會(huì)產(chǎn)生代謝熱，為了減少熱負(fù)荷，動(dòng)物會(huì)減少采食量；高溫環(huán)境下動(dòng)物的蒸發(fā)散熱加強(qiáng)，機(jī)體水分大量流失，導(dǎo)致飲水量加大，同樣促使采食量下降。熱應(yīng)激還會(huì)引起消化代謝速率加快，促進(jìn)糖原異生，加速蛋白質(zhì)和脂肪的消耗，導(dǎo)致機(jī)體內(nèi)的物質(zhì)代謝出現(xiàn)負(fù)平衡，長(zhǎng)期處于這種狀態(tài)下的動(dòng)物會(huì)明顯消瘦、生長(zhǎng)不佳，生產(chǎn)性能下降[4]。熱應(yīng)激打破機(jī)體的氧化還原平衡，引起內(nèi)分泌紊亂，長(zhǎng)期的熱應(yīng)激使免疫器官、組織以及細(xì)胞功能被抑制或破壞，導(dǎo)致免疫器官發(fā)生萎縮，細(xì)胞免疫和體液免疫受到抑制，從而引發(fā)炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致免疫功能下降[5]。若飼養(yǎng)衛(wèi)生條件差，夏季高溫下肉牛極易感染病原微生物，引發(fā)腹瀉、角膜炎等癥狀[6]。

瘤胃是反芻動(dòng)物重要的消化器官，而熱應(yīng)激對(duì)反芻動(dòng)物瘤胃的結(jié)構(gòu)和功能均會(huì)造成負(fù)面影響。熱應(yīng)激條件下，反芻動(dòng)物對(duì)粗飼料的采食量下降并減少了反芻和瘤胃蠕動(dòng)，唾液分泌量減少[7]，唾液中的碳酸氫根(HCO3-)濃度降低，不能中和瘤胃的酸度，從而導(dǎo)致瘤胃液pH降低，容易誘發(fā)酸中毒[8]。熱應(yīng)激破壞瘤胃黏膜上皮細(xì)胞緊密連接，使瘤胃黏膜絨毛萎縮脫落，增加瘤胃黏膜屏障通透性[9]，而瘤胃上皮形態(tài)遭到破壞時(shí)，會(huì)影響瘤胃壁菌群的生理活性[10]，導(dǎo)致瘤胃內(nèi)菌群結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。瘤胃乳頭的形態(tài)在熱應(yīng)激的環(huán)境下也會(huì)發(fā)生變化，多項(xiàng)研究指出高溫高濕下，瘤胃乳頭高度增加，寬度降低，與飼糧接觸面積顯著減少[11]，影響消化。熱應(yīng)激對(duì)瘤胃環(huán)境的改變最終會(huì)影響到瘤胃微生物的多樣性，從而導(dǎo)致瘤胃微生物發(fā)酵功能、飼糧纖維的消化以及微生物蛋白的合成受到影響，降低反芻動(dòng)物的生產(chǎn)性能[12]。

2 煙 酸

2.1 理化性質(zhì)

煙酸又名尼克酸、維生素PP、維生素B3或抗癩皮病因子，是一種水溶性B族維生素；化學(xué)式為C6H5NO2，化學(xué)名為3-吡啶甲酸，相對(duì)分子質(zhì)量為123.11；外觀為白色或淡黃色針狀晶體，無臭或微臭，味苦；是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單、理化性質(zhì)最穩(wěn)定的B族維生素[13]。

2.2 來源

反芻動(dòng)物的煙酸來源有多條途徑。煙酸自然存在于動(dòng)物副產(chǎn)品和植物源飼料中，飼料中的煙酸含量變化較大，谷物的煙酸含量似乎相對(duì)較低[14]。除此之外，反芻動(dòng)物還可以通過色氨酸和喹啉酸在肝臟和腎臟中合成煙酸，然而這種合成相對(duì)低效，因?yàn)樯彼醿?yōu)先用于蛋白質(zhì)合成[15]。反芻動(dòng)物的煙酸主要是來源于瘤胃微生物合成，并且一般認(rèn)為可以滿足反芻動(dòng)物的生理需求，然而許多試驗(yàn)表明在飼糧中添加煙酸能對(duì)反芻動(dòng)物起到積極的作用。有研究發(fā)現(xiàn)熱應(yīng)激奶牛全血中煙酸的濃度顯著降低，這意味著在熱應(yīng)激條件下煙酸代謝可能增加，因此飼糧中補(bǔ)充煙酸是有必要的[16-17]。因?yàn)榱鑫肝⑸锖铣蔁熕岬臄?shù)量差異很大，一些學(xué)者認(rèn)為微生物合成煙酸受飼糧組成的影響[15]。外源添加煙酸以往主要是以游離煙酸或煙酰胺的形式添加，然而有報(bào)道稱這種形式添加的煙酸容易被瘤胃微生物降解，其降解率達(dá)90%以上[18]。近年來過瘤胃煙酸(RPN)成為了研究熱點(diǎn)，過瘤胃煙酸被認(rèn)為可以增加煙酸在小腸中的生物利用度[19]。

2.3 吸收和代謝

煙酸在動(dòng)物體內(nèi)有2種存在形式，即煙酸和煙酰胺(NAM)，二者都可以轉(zhuǎn)化為輔酶，但只有煙酰胺作為活性成分[20]。煙酸主要以其衍生物煙酰胺的形式參與代謝，二者均以擴(kuò)散的方式被吸收。根據(jù)多方面的文獻(xiàn)研究，外源補(bǔ)充的煙酸大部分在瘤胃中與微生物結(jié)合在一起而被降解，而能夠被吸收的那部分煙酸，一般認(rèn)為少部分被瘤胃壁吸收，而大部分會(huì)到達(dá)十二指腸被吸收[18,20-22]。煙酸在小腸黏膜中轉(zhuǎn)化成煙酰胺，然后在組織中與蛋白質(zhì)結(jié)合生成輔酶煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)和煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP)[13]，NAD和NADP是大多數(shù)細(xì)胞氧化還原反應(yīng)的重要輔因子，在氧化還原過程中起遞氫的作用，參與細(xì)胞中氧化磷酸化、糖酵解和DNA修復(fù)等過程[23]，對(duì)維持細(xì)胞代謝和呼吸至關(guān)重要[24]。因此，煙酸對(duì)調(diào)控動(dòng)物機(jī)體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝、能量代謝和應(yīng)對(duì)氧化應(yīng)激和炎癥有重要作用，是動(dòng)物體內(nèi)必需的維生素。

3 煙酸對(duì)熱應(yīng)激條件下反芻動(dòng)物的影響

3.1 對(duì)反芻動(dòng)物生產(chǎn)性能的影響

熱應(yīng)激條件下飼糧中添加一定量的煙酸可以提高反芻動(dòng)物的采食量、降低料重比、提高日增重和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率。在奶牛熱應(yīng)激研究中，楊耐德等[25]發(fā)現(xiàn)飼糧中添加8、15 g/d煙酸可使熱應(yīng)激奶牛的干物質(zhì)采食量顯著提高，分別提高了12.71%和11.20%，添加8 g/d煙酸可顯著提高各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率，尤其是蛋白質(zhì)和中性洗滌纖維的消化率，分別提高了6.42%和4.13%。李萍等[26]的研究發(fā)現(xiàn)，在夏季泌乳水牛飼糧中添加8、12 g/d煙酸可使粗蛋白質(zhì)消化率和干物質(zhì)采食量顯著提高，分別提高了6.36%和4.82%。在肉牛熱應(yīng)激的研究中，王雪瑩等[27]在熱應(yīng)激麥洼牦牛飼糧中添加了0.049 g/kg煙酸，結(jié)果顯示干物質(zhì)采食量和平均日增重均得到顯著提高，粗脂肪、粗蛋白質(zhì)的消化率也有所提升。煙酸對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率的提高可能與其改善熱應(yīng)激條件下瘤胃發(fā)酵功能有關(guān)，有體外研究發(fā)現(xiàn)添加煙酸促進(jìn)瘤胃液中原蟲數(shù)量和微生物蛋白產(chǎn)量增加[28]。但也有研究表明，煙酸對(duì)熱應(yīng)激反芻動(dòng)物沒有顯著影響，王冠等[29]在飼糧中單獨(dú)添加6或12 g/d過瘤胃煙酸沒有對(duì)北方夏季輕度熱應(yīng)激奶牛的生產(chǎn)性能產(chǎn)生顯著影響，這種差異可能與熱應(yīng)激強(qiáng)度有關(guān)。

3.2 對(duì)反芻動(dòng)物血液指標(biāo)的影響

熱應(yīng)激會(huì)引起動(dòng)物全身的非特異性免疫應(yīng)答，影響動(dòng)物的內(nèi)分泌，因此血液中的各種物質(zhì)均會(huì)發(fā)生變化，造成血液穩(wěn)態(tài)失衡，對(duì)動(dòng)物的健康十分不利。諸多研究發(fā)現(xiàn)在熱應(yīng)激條件下，反芻動(dòng)物血清免疫指標(biāo)和抗氧化指標(biāo)明顯發(fā)生改變。有報(bào)道稱，在慢性熱應(yīng)激條件下，肉牛血清中免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)含量降低，總抗氧化能力(T-AOC)和超氧化物歧化酶(SOD)活性顯著降低，丙二醛(MDA)含量顯著升高[30]。濕熱應(yīng)激狀態(tài)下，藏綿羊和山羊血清中各項(xiàng)抗氧化指標(biāo)顯著降低，免疫球蛋白含量顯著降低，腫瘤壞死因子-α(TNF-α)含量顯著升高[31]。這些指標(biāo)的改變意味著熱應(yīng)激降低了反芻動(dòng)物的免疫和抗氧化功能。

研究發(fā)現(xiàn)，添加煙酸能夠改善熱應(yīng)激反芻動(dòng)物的血液指標(biāo)，維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)，對(duì)緩解熱應(yīng)激有一定效果。熱應(yīng)激狀態(tài)下，甲狀腺功能減退，血液中三碘甲狀腺原氨酸(T3)、甲狀腺素(T4)含量大幅下降，機(jī)體代謝率下降以限制動(dòng)物體溫升高[32]。李新建等[33]發(fā)現(xiàn)煙酸能夠維持奶牛血清T3、T4含量的穩(wěn)定，這可能是熱應(yīng)激條件下奶牛供能不足，而T3和T4能夠加速脂肪和糖的代謝[34]，從而增加機(jī)體的能量供應(yīng)。楊耐德等[25]在熱應(yīng)激奶牛飼糧中添加煙酸，發(fā)現(xiàn)血清皮質(zhì)醇(COR)、膽固醇、甘油三酯(TG)含量降低。李建國(guó)等[35]研究表明，高溫環(huán)境下添加煙酸使奶牛血清膽固醇含量降低；添加6、12 g/d煙酸使血糖含量顯著提高，分別提高了37.89%、51.93%，游離脂肪酸(FFA)含量顯著降低，分別降低了23.89%、10.39%；添加12 g/d煙酸可顯著降低奶牛血清尿素氮含量。這些結(jié)果說明添加煙酸可以有效緩解熱應(yīng)激引起的血液中皮質(zhì)醇含量的急劇升高，減少熱應(yīng)激對(duì)奶牛免疫器官造成的傷害，調(diào)節(jié)機(jī)體糖、脂肪、蛋白質(zhì)的代謝。

熱應(yīng)激環(huán)境下的奶牛血清中促炎因子白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)、TNF-α的含量均高于非熱應(yīng)激環(huán)境下的奶牛[36]，這表明熱應(yīng)激環(huán)境容易引起動(dòng)物的炎癥反應(yīng)。并且，眾多研究表明，熱應(yīng)激過程中還會(huì)引起抗炎細(xì)胞因子白細(xì)胞介素-10(IL-10)含量增多[37-38]，說明熱應(yīng)激發(fā)生過程中也伴隨著抗炎因子的大量釋放以抑制促炎反應(yīng)。煙酸能影響熱應(yīng)激動(dòng)物血清炎性因子含量，王雪瑩等[27]發(fā)現(xiàn)添加煙酸使熱應(yīng)激牦牛血清中促炎因子IL-1β、TNF-α含量顯著下降，這說明煙酸使熱應(yīng)激條件下反芻動(dòng)物機(jī)體的炎癥反應(yīng)得到了緩解，減輕了對(duì)機(jī)體的損傷。

熱休克蛋白70(HSP70)是所有的熱休克蛋白中最敏感的，不僅能促進(jìn)新合成蛋白質(zhì)的正確折疊，還能使變性蛋白質(zhì)恢復(fù)到自然狀態(tài)，刺激細(xì)胞存活，被認(rèn)為是反芻動(dòng)物熱應(yīng)激過程中熱適應(yīng)的重要調(diào)節(jié)因子[39]。熱應(yīng)激能顯著提高血清細(xì)胞外HSP70的含量，提高HSP70 mRNA的表達(dá)，增加機(jī)體的耐熱能力[40]。孫先枝等[41]的研究表明，中度熱應(yīng)激條件下補(bǔ)飼煙酰胺有增加血清中HSP70含量的趨勢(shì)，增強(qiáng)奶牛的耐熱能力。而王雪瑩等[27]的研究表明，輕度熱應(yīng)激條件下添加煙酸能夠抑制熱應(yīng)激牦牛HSP70的表達(dá)，這可能是煙酸緩解了牦牛熱應(yīng)激癥狀。兩者研究結(jié)果不一致很可能與熱應(yīng)激強(qiáng)度不同有關(guān)。此外，在最近的一項(xiàng)體外研究中報(bào)道了煙酸增加了熱應(yīng)激條件下牛乳腺肺泡細(xì)胞(MAC-T)和牛子宮內(nèi)膜細(xì)胞(BEND)中HSP70 mRNA的表達(dá)水平，降低了牛乳腺上皮細(xì)胞(BMEC)中HSP70 mRNA的表達(dá)水平[42]，表明煙酸對(duì)熱應(yīng)激條件下HSP70的表達(dá)可能與不同組織細(xì)胞有關(guān)。

綜上可知，煙酸能改變熱應(yīng)激條件下反芻動(dòng)物的血液指標(biāo)，影響HSP70的表達(dá)，改善能量代謝，減輕炎癥反應(yīng)，提高免疫功能。

3.3 對(duì)反芻動(dòng)物瘤胃功能的影響

大量體內(nèi)外試驗(yàn)均表明煙酸能夠改善瘤胃發(fā)酵功能，然而具體的規(guī)律還沒有掌握，研究發(fā)現(xiàn)添加煙酸能夠提高瘤胃液pH，氨態(tài)氮(NH3-N)、微生物蛋白、丙酸和總揮發(fā)性脂肪酸(TVFA)含量，降低乙酸/丙酸比值，改變瘤胃發(fā)酵類型[43-45]。而有關(guān)熱應(yīng)激條件下添加煙酸對(duì)反芻動(dòng)物瘤胃發(fā)酵功能影響的研究較少。林波等[46]研究發(fā)現(xiàn)，夏季高溫條件下添加12 g/d煙酸后瘤胃液氨態(tài)氮含量有上升趨勢(shì)，瘤胃液總揮發(fā)性脂肪酸和各揮發(fā)性脂肪酸含量顯著降低，瘤胃液乳酸含量顯著提高，但對(duì)瘤胃pH無顯著影響。瘤胃液氨態(tài)氮含量的上升可能是煙酸促進(jìn)了微生物對(duì)飼糧中蛋白質(zhì)的分解利用。李萍[47]在高溫高粗料的條件下添加煙酸，發(fā)現(xiàn)對(duì)奶水牛瘤胃液pH無顯著影響，煙酸組瘤胃液氨態(tài)氮含量與對(duì)照組也無顯著差異，添加12 g/d煙酸組瘤胃液乳酸含量較對(duì)照組顯著提高了28.62%，瘤胃液乳酸含量提高可能與干物質(zhì)采食量提高有關(guān)。也有研究表明煙酸對(duì)熱應(yīng)激牦牛瘤胃發(fā)酵沒有顯著影響[27]。煙酸對(duì)熱應(yīng)激條件下反芻動(dòng)物瘤胃微生物影響的研究甚少。研究表明，夏季高溫條件下，飼糧中添加煙酸顯著降低了水牛瘤胃內(nèi)厚壁菌門的比例，顯著提高了黃桿菌科等纖維素降解菌的比例[46]。琥珀纖維桿菌、黃乳球菌和白乳球菌等被認(rèn)為是瘤胃中最重要的纖維素降解菌[48]，能夠合成分泌大量的纖維素酶、半纖維素酶，對(duì)消化飼糧中的纖維物質(zhì)起重要作用。還有研究表明，高溫高粗料條件下，飼糧添加煙酸對(duì)雜交泌乳水牛瘤胃主要纖維降解菌數(shù)量無顯著影響[47]。從多項(xiàng)試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，添加煙酸對(duì)瘤胃微生物區(qū)系產(chǎn)生的影響并不一致，原因可能是瘤胃微生物區(qū)系受動(dòng)物(日齡、母體效應(yīng)、品種)、飼糧(飼糧組成、飼糧蛋白質(zhì)水平、飼糧中粗料種類)、飼料添加劑(益生菌等)、飼養(yǎng)管理模式等多種因素影響[49]。目前煙酸對(duì)熱應(yīng)激反芻動(dòng)物瘤胃微生物的影響還處于探索階段，未來研究可采用多組學(xué)聯(lián)合分析，深入研究瘤胃微生物的組成、基因組功能和代謝功能。

4 煙酸緩解熱應(yīng)激的可能機(jī)理

煙酸在對(duì)熱應(yīng)激反芻動(dòng)物的一系列試驗(yàn)表明煙酸在一定程度上能夠緩解熱應(yīng)激，然而具體的機(jī)制還不明確，目前最普遍的觀點(diǎn)認(rèn)為是在熱應(yīng)激條件下，煙酸可以引起血管舒張反應(yīng)，加速血液流動(dòng)[50]，通過增加蒸發(fā)熱損失來改善散熱，促進(jìn)動(dòng)物散熱，進(jìn)而緩解動(dòng)物的熱應(yīng)激。煙酸引起的血管舒張機(jī)制主要是煙酸誘導(dǎo)G蛋白偶聯(lián)受體109A(GPR109A)的激活，增加花生四烯酸和前列腺素，例如前列腺素D2(PGD2)和前列腺素E2(PGE2)，隨后在毛細(xì)血管中激活前列腺素D2受體(DP1)、前列腺素E2受體(EP2)和前列腺素E受體4(EP4)并引起皮膚血管舒張[51]。許多試驗(yàn)證實(shí)煙酸能夠降低動(dòng)物體溫和呼吸頻率，然而也有部分研究發(fā)現(xiàn)熱應(yīng)激條件下添加煙酸后動(dòng)物的體溫和呼吸頻率并沒有發(fā)生顯著變化[29,35]。這很可能是熱應(yīng)激條件下，恒溫動(dòng)物為適應(yīng)環(huán)境溫度所引起的體溫上升較難恢復(fù)。

熱應(yīng)激狀態(tài)下反芻動(dòng)物飼糧攝入減少導(dǎo)致能量供應(yīng)不足，使機(jī)體處于負(fù)能量平衡，這容易引起代謝紊亂，為了補(bǔ)償能量，脂肪組織被動(dòng)員轉(zhuǎn)化。在一些熱應(yīng)激反芻動(dòng)物上可以發(fā)現(xiàn)血漿中游離脂肪酸、膽固醇含量增加，并引起高血脂癥[52]。煙酸長(zhǎng)期以來都被認(rèn)為是一種調(diào)脂化合物[53]，煙酸可以通過降低甘油二酯?；D(zhuǎn)移酶2(DGAT2)活性來降低極低密度脂蛋白(VLDL)和低密度脂蛋白(LDL)以及甘油三酯的合成，從而使血液中總膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白和極低密度脂蛋白的含量降低[54-55]；同時(shí)，通過抑制載脂蛋白A-1(Apo A-Ⅰ)的分解來增加高密度脂蛋白(HDL)的含量，有效調(diào)控動(dòng)物脂代謝功能[42]。而添加煙酸降低熱應(yīng)激反芻動(dòng)物血液中膽固醇、甘油三酯、游離脂肪酸的含量已經(jīng)在試驗(yàn)中得到證實(shí)[25,35]，煙酸可能通過調(diào)控脂肪代謝，改善脂類代謝障礙，維持代謝平衡，進(jìn)而緩解熱應(yīng)激。

熱應(yīng)激條件下，動(dòng)物機(jī)體產(chǎn)生大量自由基，自由基穩(wěn)態(tài)失衡使機(jī)體內(nèi)的自由基不能及時(shí)清除，造成活性氧(ROS)堆積過多，導(dǎo)致氧化應(yīng)激，而后進(jìn)一步激活促炎因子釋放，從而引起氧化應(yīng)激—炎癥反應(yīng)—免疫功能失衡三方聯(lián)動(dòng)效應(yīng)，威脅畜禽健康，降低畜禽生產(chǎn)性能[56]。劉宇宸等[57]闡明了熱應(yīng)激通過免疫細(xì)胞、炎性介質(zhì)、黏附因子和趨化因子等引發(fā)炎癥反應(yīng)的機(jī)理。陸燦強(qiáng)等[58]綜述了熱應(yīng)激引起畜禽氧化應(yīng)激反應(yīng)、熱休克反應(yīng)與免疫炎癥反應(yīng)的機(jī)制及三者之間的相互關(guān)系，并指出，一方面，熱應(yīng)激會(huì)引起細(xì)胞內(nèi)ROS含量升高，進(jìn)而引發(fā)機(jī)體產(chǎn)生炎癥反應(yīng)；另一方面，ROS也可以通過激活免疫系統(tǒng)，從而加速炎癥反應(yīng)和免疫修復(fù)的過程，說明氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)以及機(jī)體免疫共同參與了熱應(yīng)激引起的機(jī)體損傷過程。熱應(yīng)激狀態(tài)下，ROS的持續(xù)生成往往會(huì)引發(fā)機(jī)體產(chǎn)生氧化應(yīng)激并造成組織細(xì)胞氧化損傷[59-60]。氧化應(yīng)激的主要因子ROS可通過Toll樣受體(TLR)識(shí)別來啟動(dòng)炎癥反應(yīng)[61-62]。另外，ROS還可以通過核因子-κB(NF-κB)和NALP3炎性復(fù)合體誘導(dǎo)炎癥發(fā)生[63-65]。當(dāng)機(jī)體遭受較強(qiáng)烈或較長(zhǎng)時(shí)間的熱應(yīng)激時(shí)，大量?jī)?nèi)源性ROS以及由腸道轉(zhuǎn)移到機(jī)體內(nèi)的脂多糖(LPS)可誘發(fā)免疫和炎癥反應(yīng)[66]。

煙酸緩解熱應(yīng)激的機(jī)理很可能是煙酸能夠緩解氧化應(yīng)激，減輕炎癥反應(yīng)，遏制氧化應(yīng)激—炎癥反應(yīng)—免疫功能失衡，穩(wěn)定內(nèi)環(huán)境。研究表明煙酸對(duì)于外源刺激導(dǎo)致的胰腺、腎臟、血管和肺臟中氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)均有很明顯的抑制作用[67-70]。SIRT1是一種NAD依賴性酶，使蛋白質(zhì)脫乙?；{(diào)節(jié)細(xì)胞對(duì)應(yīng)激源的反應(yīng)和壽命，ROS會(huì)抑制SIRT1[71]，因此可以通過SIRT1激活對(duì)抗細(xì)胞氧化應(yīng)激。Chen等[67]發(fā)現(xiàn)，在胰腺誘導(dǎo)的急性胰腺炎和遠(yuǎn)程肺損傷中，煙酸降低了血清淀粉酶活性和循環(huán)自由基含量，并降低ROS對(duì)SIRT1的抑制；另外，煙酸增加了可用NAD含量，可以激活SIRT1，恢復(fù)SIRT1 mRNA的表達(dá)，有助于減少肺氧化應(yīng)激和炎癥。除了SIRT1激活外，Sahebkar[72]報(bào)道煙酸可保護(hù)動(dòng)脈粥樣硬化患者的血管免受氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的內(nèi)皮功能障礙。在單核細(xì)胞中，煙酸抑制TLR-4和TLR-2的表達(dá)以及TNF-α、IL-6和單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1)的分泌[71]。在大鼠中，高劑量的煙酸減輕了肺部炎癥，提高了膿毒癥期間的存活率，同時(shí)下調(diào)了NF-κB的表達(dá)[73]，同樣有研究表明煙酸通過下調(diào)NF-κB表達(dá)，抑制血管炎癥[70]。研究發(fā)現(xiàn)煙酸可通過減少內(nèi)皮ROS的產(chǎn)生、低密度脂蛋白的氧化以及隨后的血管細(xì)胞黏附分子-1(VCAM-1)和MCP-1的表達(dá)來抑制血管炎癥[74]。另外，有研究發(fā)現(xiàn)煙酸及其主要代謝物煙酰胺通過減少激活成熟巨噬細(xì)胞中ROS、一氧化氮(NO)和促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生而發(fā)揮抗氧化和抗炎作用[75]。煙酸緩解炎癥還與GPR109A有關(guān)，GPR109A是一種在腸上皮和免疫細(xì)胞表面發(fā)現(xiàn)的G蛋白偶聯(lián)受體，在控制腸道通透性和炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)中起關(guān)鍵作用[76]。煙酸是GPR109A的一種配體，被發(fā)現(xiàn)可以抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞的炎癥[77]。煙酸可以通過激活GPR109A和磷酸化磷酸腺苷活化蛋白激酶(AMPK)，從而進(jìn)一步激活核因子E2相關(guān)因子2(Nrf2)信號(hào)通路，促進(jìn)細(xì)胞自噬，顯著減弱IL-6、TNF-α和IL-1βmRNA表達(dá)的增加，以減輕LPS誘導(dǎo)的原代BMEC炎癥反應(yīng)[78]。此外，已有研究證明煙酸還可通過抑制HSP70的表達(dá)緩解熱應(yīng)激導(dǎo)致的乳腺和子宮損傷[42]?？傊瑹熕嵬ㄟ^影響多條生物信號(hào)通路，抑制NF-κB、TLR-4和TLR-2的表達(dá)，激活GPR109A、SIRT1，減少ROS的產(chǎn)生，阻斷氧化應(yīng)激和產(chǎn)生炎癥的連鎖反應(yīng)，發(fā)揮抗氧化和抗炎癥作用，遏制氧化應(yīng)激—炎癥反應(yīng)—免疫功能失衡，使機(jī)體維持正常的免疫功能，這為煙酸緩解熱應(yīng)激條件下引發(fā)的氧化反應(yīng)和炎癥提供了理論依據(jù)。并且前面的論述中提到，熱應(yīng)激條件下，反芻動(dòng)物飼糧中添加煙酸能夠影響血液中的炎性因子[27,41]，緩解炎癥，但仍需更多的研究去闡明煙酸緩解熱應(yīng)激引發(fā)炎癥的機(jī)制。

5 小 結(jié)

綜上所述，煙酸在某些研究中表現(xiàn)出抗熱應(yīng)激作用，能夠提高熱應(yīng)激條件下反芻動(dòng)物的生產(chǎn)性能，對(duì)血液指標(biāo)也有改善作用。而煙酸緩解反芻動(dòng)物熱應(yīng)激的具體機(jī)理仍不清楚，還需要更多的試驗(yàn)去探索。目前煙酸對(duì)反芻動(dòng)物熱應(yīng)激的研究還是集中在生產(chǎn)性能、血液指標(biāo)、瘤胃發(fā)酵參數(shù)等基礎(chǔ)研究方面，并沒有深入挖掘其機(jī)理。未來的研究可以側(cè)重于煙酸對(duì)熱應(yīng)激反芻動(dòng)物瘤胃功能的影響，包括瘤胃結(jié)構(gòu)、瘤胃發(fā)酵功能、瘤胃微生物區(qū)系，并結(jié)合生產(chǎn)性能以及抗炎、抗氧化功能等方面的研究，揭示熱應(yīng)激條件下煙酸對(duì)反芻動(dòng)物的作用機(jī)理，這將為煙酸在熱應(yīng)激條件下反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用開辟?gòu)V闊前景。