黃芪多糖在動物中的應(yīng)用研究進(jìn)展

李萬棟,李基鑫,鄭曉軍,魯曉茜,李光梅*,侯治邦,李丙花

(1.青海農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院,青海 湟源 812100;2.青海省三江集團(tuán)湖東種羊場有限責(zé)任公司,青海 共和 811800;3.湟源召庭農(nóng)牧開發(fā)有限公司,青海 湟源 812100)

飼用抗生素具有提高畜禽存活率、促進(jìn)生長和提高飼料轉(zhuǎn)化率等功能,但長期使用抗生素會引發(fā)藥物殘留、環(huán)境污染和食品安全等問題,如何在“禁抗”的大背景下保障動物健康、維持正常生長性能已成為畜牧養(yǎng)殖業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn),尋求安全、綠色、有效的抗生素替代品迫在眉睫[1]。APS是天然黃芪經(jīng)過水、微波、超聲波和酶解等方法所提取的水溶性多糖,它是黃芪的主要活性成分,具有改善腸道菌群、免疫調(diào)節(jié)、提高畜禽生產(chǎn)性能、緩解熱應(yīng)激和預(yù)防畜禽疾病等功能[2-7]。經(jīng)過長期試驗(yàn)證明,APS具有抗菌作用,且無毒副作用,可以作為潛在的抗生素替代物[8-10]。

1 APS對動物生長性能的影響

雜交鱧飼糧中添加1.5 g/kg APS,可提高機(jī)體對飼料中營養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收,進(jìn)而加快其生長速度[11]。在羅氏沼蝦飼糧中添加APS后發(fā)現(xiàn),添加量為0.05%～0.20% 時可顯著提高其生長性能[12]。為亞洲海鱸補(bǔ)充0.10%～0.20% 的APS能顯著提高其生長性能[13]。在芙蓉鯽飼糧中添加0.05%的APS,其增重率和特定生長率最高,飼料系數(shù)率最低[14]。在冬毛期北極狐飼糧中添加不同水平的APS(100、300 mg/kg),對其ADG、F/G及體長有顯著影響(P<0.05)[15]。在蛋雛公鴨日糧中添加800 mg/kg APS和丁酸梭菌可一定程度上提高其生長性能,且兩者復(fù)合添加效果優(yōu)于單獨(dú)添加[16]。在藏羊日糧中添加5%～8%的黃芪粉有助于提高藏羊的生長性能,增加胴體重量和屠宰率[17]。為湖羊斷奶羔羊添加3% 的APS,能顯著提高其生長性能 (P<0.05)[19]。在冬毛生長期的銀黑狐飼糧中添加200 mg/kg APS,并未提高其生產(chǎn)性能[19]。在產(chǎn)蛋雞飼糧中配伍使用APS和山黃粉對產(chǎn)蛋率、平均蛋重、平均日采食量、料蛋比沒有顯著影響[5]。

以上研究表明,不同動物飼糧中添加不同水平的APS其效果不盡相同,原因可能和APS的添加水平、APS與其他添加劑的復(fù)合添加及不同動物的生理階段有關(guān)。

2 APS對動物免疫功能的影響

APS具有廣泛的免疫調(diào)節(jié)功能,如提高免疫器官指數(shù),增強(qiáng)巨噬細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞和自然殺傷(natural killer,NK)細(xì)胞的活性,促進(jìn)T淋巴細(xì)胞的轉(zhuǎn)化,促進(jìn)細(xì)胞因子的mRNA表達(dá)等[20,21]。在蛋雛鴨飼糧中添加160 mg/kg的 APS能顯著影響其血清中IgG含量(P<0.05)[16]。在銀黑狐飼糧中添加200 mg/kg 的APS能顯著提高其血清中的IL-2含量,說明APS可以通過增加血清中的免疫因子的含量來提高機(jī)體的免疫能力[16]。研究人員比較了抗菌肽(Sublancin)與APS對小鼠免疫功能的調(diào)節(jié)作用,結(jié)果表明,沙門氏菌攻毒24 h后,與對照組相比,APS組(2、48 mg/kg BW)及Sublancin組(1、2 mg/kg BW)血清中IL-10的含量均顯著提高(P<0.05),可見APS和抗菌肽均能調(diào)節(jié)被沙門氏菌感染的小鼠的免疫功能[22]。APS可以改善受LPS刺激的小鼠巨噬細(xì)胞的形態(tài),提高ACP和AKP的活性,減少TLR4、MyD88和NF-κB基因的轉(zhuǎn)錄,抑制促炎癥因子IL-1β和TNF-α的分泌[23]。

雜交鱧血漿中IgM的含量隨飼料中APS添加量的增加先升高后降低,在添加量為1.50 g/kg時達(dá)到最高值,由此可見,適宜添加量的APS能提高雜交鱧的機(jī)體免疫力[11]。在蛋雛鴨飼糧中添加APS-丁酸梭菌復(fù)合劑可促進(jìn)其胸腺、脾臟和法氏囊等免疫器官的生長[24]。在哺乳母豬飼糧中添加大豆異黃酮(SI)和APS(SI和APS以1:5比例混勻,100、200、300 mg/kg)可以顯著提高血清中IgA、IgG的含量,從而提高機(jī)體免疫力,試驗(yàn)組的血清白細(xì)胞介素-2含量均顯著高于對照組,說明SI和APS可顯著提高哺乳母豬的免疫應(yīng)答能力[25]。給肉仔雞經(jīng)口注入3種不同濃度的APS(2、4、6 mg/mL),其十二指腸黏膜IL-2含量增加,表明APS對肉仔雞十二指腸黏膜細(xì)胞免疫和體液免疫具有促進(jìn)作用[26]。研究表明,飼糧中添加APS可促進(jìn)肉仔雞免疫細(xì)胞因子的分泌,刺激機(jī)體的細(xì)胞免疫功能[27],也有研究表明,免疫應(yīng)激會顯著提高肉雞脾臟指數(shù),表明機(jī)體免疫應(yīng)激狀態(tài)下,大量淋巴細(xì)胞遷入脾臟參與免疫應(yīng)答,刺激了脾臟的發(fā)育[28]。在蛋雛鴨飼糧中添加160 mg/kg 的APS且n-6/n-3 PUFA配比為9時,對其血糖具有調(diào)節(jié)作用,可增加血清中IgG和IgM的含量,降低血清中A/G[29]。舍飼黔北麻羊羔羊飼糧中添加0.10% 的APS,可以有效增強(qiáng)免疫力和增加生長激素的分泌[30]。APS可以提高荷斯坦公牛血清IgA、IgG及IgM的含量,添加量為16 g/頭·d時效果較優(yōu)[31]。

APS提高動物免疫功能的機(jī)制主要有4個方面,首先,在體液免疫方面,APS主要通過增加漿細(xì)胞產(chǎn)生的抗體數(shù)量與增強(qiáng)抗體效價來提高機(jī)體免疫功能[25]。其次,在細(xì)胞免疫方面,APS在細(xì)胞因子的調(diào)節(jié)中主要發(fā)揮抗炎作用,在細(xì)胞免疫中主要發(fā)揮免疫自穩(wěn)作用,并促進(jìn)其氧化平衡狀態(tài)的保持[32]。再次,在非特異性免疫方面,APS能促進(jìn)機(jī)體的非特異性免疫力[11]。最后,APS可通過調(diào)控miR-16表達(dá)影響機(jī)體物質(zhì)代謝和免疫調(diào)控功能,而miR-16靶基因與物質(zhì)代謝、免疫調(diào)控密切相關(guān)[33]。

3 APS對動物抗氧化能力的影響

APS對血清ALT和GSH-Px活性的升高存在一定程度上的抑制,表明APS對于生長育肥豬抗氧化功能的調(diào)節(jié)也存在一定的積極作用[23]。飼糧中添加APS和山黃粉可以不同程度地提高產(chǎn)蛋雞血清中GSH-Px、SOD活性,增強(qiáng)機(jī)體的抗氧化能力,減少過氧化反應(yīng)產(chǎn)物MDA的含量[5]。在飼料中添加適量的APS能夠顯著提高雜交鱧血漿和肝臟中SOD和CAT的活性,同時能顯著抑制血漿和肝臟中MDA的合成,表明在飼料中添加適量的APS能提高雜交鱧機(jī)體抗氧化酶的活性,從而增加機(jī)體的抗氧化能力[11]。有研究表明,在斷奶羔羊飼糧中添加APS和黃芪根,能提高血漿總抗氧化能力(P<0.001)和T-SOD活性(P<0.001),降低血漿皮質(zhì)醇水平(P<0.001),從而提高了斷奶羔羊的抗氧化能力[34];APS和丁酸梭菌復(fù)合添加較單一添加更能提高機(jī)體的抗氧化能力[25];APS或酵母硒能夠增強(qiáng)動物機(jī)體的抗氧化能力,證明APS與硒在抗氧化方面具有明顯的協(xié)同效應(yīng)[35],使用酵母硒與APS均可不同程度地提高斷奶仔豬的抗氧化能力,二者聯(lián)合使用效果較好[36]。在1～14日齡的櫻桃谷鴨飼糧中添加250 mg/kg APS可提高其機(jī)體抗氧化能力[37]。

4 小結(jié)

“禁抗”之后畜禽面臨多重應(yīng)激所導(dǎo)致的疾病頻發(fā)和生產(chǎn)性能下降是廣大科技工作者和養(yǎng)殖者亟待解決的問題,人們正致力于尋找有效和可行的“替抗”產(chǎn)品,而APS是此類物質(zhì)的重要來源,因?yàn)樗ǔ１憩F(xiàn)出一系列藥理特性,包括抗炎活性,因此在動物生產(chǎn)中具有很大的應(yīng)用潛力。APS可以提高動物的生長性能,但是在不同動物飼糧中添加不同水平的APS產(chǎn)生了不同的效果,其原因可能是APS的添加水平、APS和其他添加劑的復(fù)合添加及不同動物的生理階段有關(guān),因此需要考慮精準(zhǔn)的添加量。APS還具有廣泛的免疫調(diào)節(jié)功能,可以提高動物的免疫水平,因此可以在“替抗”方面發(fā)揮重要的作用;APS還可以提高動物的抗氧化水平,且復(fù)合添加較單一添加能更顯著地提高動物機(jī)體的抗氧化能力。