洪 宇 劉玉蘭 吳志鋒 朱惠玲 侯永清 丁斌鷹

(武漢工業(yè)學(xué)院動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)湖北省重點實驗室,武漢 430023)

在畜牧生產(chǎn)中,畜禽免疫系統(tǒng)常受到細(xì)菌、病毒和內(nèi)毒素等環(huán)境抗原的刺激而處于激活狀態(tài)。免疫系統(tǒng)激活常引起畜禽行為、代謝和神經(jīng)內(nèi)分泌的改變,最終抑制畜禽生長,這種現(xiàn)象稱為“免疫應(yīng)激”。免疫應(yīng)激雖然能夠激活免疫系統(tǒng)以抵抗外來病原對機體的損傷,但過度激活會消耗大量營養(yǎng)物質(zhì),導(dǎo)致動物生長受阻,對畜牧業(yè)造成一定的損失[1]。研究表明,動物免疫應(yīng)激引起的生長抑制是由腫瘤壞死因子 -α(TNF-α)、白細(xì)胞介素 -1β(IL-1β)、白細(xì)胞介素 -6(IL-6)等炎性細(xì)胞因子的過量釋放引起的[2]。因此,采取一定營養(yǎng)措施調(diào)節(jié)炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生對緩解免疫應(yīng)激有重要作用。魚油富含 n-3多不飽和脂肪酸(PUFA),已用作免疫調(diào)節(jié)劑[3-4]。研究表明,在人類臨床試驗和動物疾病模型中,n-3 PUFA能夠起到降低炎癥反應(yīng)[5],改善免疫功能的作用[6-7],其藥理學(xué)機理與其緩解了炎性介質(zhì)的過量產(chǎn)生密切相關(guān)[8]。因此,魚油可能對緩解豬免疫應(yīng)激有一定作用。本研究用大腸桿菌脂多糖(LPS)刺激仔豬建立免疫應(yīng)激模型[9],研究魚油對斷奶仔豬生產(chǎn)性能、炎性介質(zhì)和下丘腦 -垂體 -腎上腺軸的影響,旨在為緩解仔豬免疫應(yīng)激提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗動物和飼糧

選用(28±3)日齡的杜洛克 ×長白 ×大白仔豬 32頭,平均體重(8.91±0.74)kg,按體重相近原則隨機分為 4組,每組 4個重復(fù),每個重復(fù) 2頭豬,1公 1母。試驗期為 19 d。參照 NRC(1998)5～10 kg生長豬營養(yǎng)需要量配制。基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平見表 1。

1.2 試驗設(shè)計及樣品采集

采用雙因子設(shè)計,主因子為飼糧處理和免疫應(yīng)激處理。飼糧處理：對照飼糧(添加 5%玉米油,玉米油購自山東西王食品有限公司。產(chǎn)品名稱：玉米胚芽油,壓榨一級;產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)號：GB 19111)或魚油飼糧(添加 5%魚油,魚油由福建高龍公司饋贈。產(chǎn)品名稱：精制特級魚油;產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)號：SC3504);免疫應(yīng)激處理：注射 LPS或生理鹽水。在試驗第 19天,每個飼糧組 1/2的豬注射150μg/kg BW的 LPS,另 1/2注射等量的生理鹽水作對照。LPS為大腸桿菌血清型為 O55∶B5(Sigm a)。分別在注射前(0 h)和注射后 2和 4 h,用肝素抗凝真空管從所有豬前腔靜脈采血 10m L,3 500 r/min離心 10min分離血漿,-80℃凍存待測。

1.3 檢測指標(biāo)

1.3.1 生產(chǎn)性能指標(biāo)

于試驗開始、第 10天和第 19天,仔豬個體稱重,并記錄采食量。生產(chǎn)性能指標(biāo)以平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)和料重比(F/G)來表示。

1.3.2 炎性介質(zhì)及激素指標(biāo)

TNF-α采用 ELISA試劑盒(R＆D System,美國)測定;前列腺素 E2(PGE2)、促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素(CRH)和促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)采用125IRIA試劑盒(北京華英生物技術(shù)研究所)測定;皮質(zhì)醇采用125IRIA試劑盒(北京北方生物技術(shù)研究所)測定。

表 1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet(air-dry basis) %

1.4 飼養(yǎng)管理

飼養(yǎng)試驗在動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)湖北省重點實驗室進(jìn)行。舍溫保持在 20～22℃。豬欄面積1.20 m×1.10 m。粉料飼喂,乳頭式飲水器,自由采食和飲水。

1.5 統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)用 SPSS 16.0進(jìn)行雙因子方差分析。模型主效應(yīng)包括飼糧、免疫應(yīng)激及二者的互作。以P＜0.05為顯著性標(biāo)準(zhǔn),以 P＜0.10為具有顯著性趨勢。

2 結(jié)果與分析

2.1 魚油對仔豬生產(chǎn)性能的影響

由表 2可見,在整個試驗過程中,與玉米油組相比,魚油對仔豬生產(chǎn)性能沒有顯著影響(P＞0.05)。

表 2 魚油對仔豬生產(chǎn)性能的影響Table 2 Effects of fish oil on production performance of pig lets

2.2 魚油和 LPS刺激對仔豬炎性介質(zhì)、下丘腦 -垂體 -腎上腺軸激素的影響

從表 3可見,在 LPS(或生理鹽水)注射前(0 h),各組之間無顯著差異(P＞0.05)。在注射后 2 h,LPS刺激顯著提高了 TNF-α(P＜0.001)、PGE2(P＜0.001)、ACTH(P＜0.01)和皮質(zhì)醇(P＜0.001)的含量。魚油對 TNF-α(P＜0.05)、PGE2(P＜0.001)和皮質(zhì)醇(P=0.001)含量的影響與 LPS刺激存在顯著的互作關(guān)系,即魚油緩解了 LPS刺激導(dǎo)致的 TNF-α(P＜0.05)、PGE2(P＜0.01)和皮質(zhì)醇(P＜0.001)含量的上升,而對注射生理鹽水的豬則不存在這種效應(yīng)。魚油顯著降低了 ACTH的含量(P＜0.001)。在注射后 4 h,LPS刺激顯著提高了 TNF-α(P＜0.001)、PGE2(P＜0.05)和皮質(zhì)醇(P＜0.001)的含量。魚油對TNF-α(P＜0.05)含量的影響與 LPS刺激存在顯著的互作關(guān)系,即魚油降低了 LPS刺激的豬血漿中 TNF-α的含量(P＜0.05),而對注射生理鹽水的豬則不存在這種效應(yīng)。魚油降低了 PGE2(P＜0.01)和 ACTH(P＜0.05)含量,而對皮質(zhì)醇的含量無影響。在 2和 4 h,LPS刺激與魚油對 CRH均無顯著影響(P＞0.05)。

3 討 論

免疫應(yīng)激問題是畜牧生產(chǎn)中制約畜禽生長的重要因素之一。LPS是革蘭氏陰性菌膜結(jié)構(gòu)物質(zhì),能誘導(dǎo)動物產(chǎn)生急性細(xì)菌感染癥狀,如厭食、嗜睡、發(fā)熱等癥狀[4]。LPS注射進(jìn)入體內(nèi),可使動物出現(xiàn)急性免疫應(yīng)激反應(yīng)[9],因此,LPS模型是動物營養(yǎng)免疫學(xué)中常用的免疫應(yīng)激模型[9-10]。本研究通過仔豬腹膜注射 LPS,探討魚油對免疫應(yīng)激仔豬生產(chǎn)性能、炎性介質(zhì)和下丘腦 -垂體 -腎上腺軸激素的影響。

在本試驗中,魚油對仔豬生產(chǎn)性能無顯著影響,這與前人的研究結(jié)果一致[11-13]。然而,我們前期的研究表明,添加了 7%的魚油飼糧緩解了14～21日齡 LPS刺激導(dǎo)致的仔豬生產(chǎn)性能(平均日增重和平均日采食量)的降低[4]。在本試驗中,生產(chǎn)性能的測定是在 LPS刺激之前,而在前期研究中,生產(chǎn)性能的測定是在 LPS刺激之后,因此,魚油可能僅對病理狀態(tài)下的豬(如免疫應(yīng)激)的生產(chǎn)性能具有改善作用,而對正常生理狀態(tài)下的豬則無顯著影響。

動物在發(fā)生免疫應(yīng)激反應(yīng)時,應(yīng)激原會刺激單核 /巨噬細(xì)胞系統(tǒng)產(chǎn)生并分泌 TNF-α、IL-1β和IL-6等炎性細(xì)胞因子[2]。PGE2是花生四烯酸的代謝產(chǎn)物,花生四烯酸通過環(huán)氧化酶和脂氧化酶途徑代謝產(chǎn)生許多生物活性物質(zhì),其中 PGE2是調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)的重要代謝產(chǎn)物,也是一種重要的炎性介質(zhì)[4]。在本試驗中,LPS刺激導(dǎo)致炎性介質(zhì)TNF-α和 PGE2急劇上升,說明仔豬的免疫系統(tǒng)被迅速激活。而魚油抑制了 LPS刺激仔豬血漿中TNF-α(2和 4 h)、PGE2(2 h)水平的上升 ,說明魚油緩解了 LPS導(dǎo)致的仔豬免疫應(yīng)激反應(yīng)。這與我們前期試驗結(jié)論相似,與玉米油組相比,添加 7%的魚油飼糧顯著緩解了 LPS刺激仔豬血漿 PGE2含量的上升[4]。

炎性細(xì)胞因子可以直接作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng),引起神經(jīng)內(nèi)分泌發(fā)生改變,抑制生長激素和類胰島素生長因子 -Ⅰ等促進(jìn)動物生長激素的分泌,提高 CRH、ACTH、皮質(zhì)醇等下丘腦 -垂體 -腎上腺軸激素的分泌,從而促進(jìn)機體的分解代謝,最終影響動物的生長性能[2]。在本試驗中,LPS在提高血漿 TNF-α的同時,也提高了血漿皮質(zhì)醇和 ACTH的含量,而魚油在緩解 LPS刺激導(dǎo)致的血漿 TNF-α含量上升的同時,也緩解了皮質(zhì)醇和ACTH含量的升高。與 Liu等[14]研究報道類同,7%的魚油飼糧顯著緩解了 LPS刺激導(dǎo)致的斷奶仔豬血漿皮質(zhì)醇的含量的上升。因此,魚油對皮質(zhì)醇和 ACTH含量的影響可能與其對炎性細(xì)胞因子釋放的影響密切相關(guān)。

4 結(jié) 論

魚油緩解了免疫應(yīng)激仔豬炎性介質(zhì)和下丘腦 -垂體 -腎上腺軸激素的分泌,其機制可能與其降低了炎性細(xì)胞因子的含量有關(guān)。

[1] GABLER N K,SPURLOCK M E.Integrating the immune system w ith the regulation of grow th and efficiency[J].Journal of Animal Science,2008,86：E64-E 74.

[2] JOHNSON RW.Inhibition of grow th by p ro-inflammatory cytokines：an integrated view[J].Journal of Animal Science,1997,75：1244-1255.

[3] 王新穎.多不飽和脂肪酸影響炎癥和免疫功能的基礎(chǔ)研究[J].腸外與腸內(nèi)營養(yǎng),2007,14(1)：54-58.

[4] 劉玉蘭.魚油對斷奶仔豬抗免疫應(yīng)激機理研究[D].博士學(xué)位論文.北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué),2003：27-44.

[5] BELLUZZIA,BOSCHI S,BRIGNOLA C,et al.Polyunsaturated fatty acids and inflammatory bow el disease[J].The American Journal of Clinical Nutrition,2000,71：S339-S342.

[6] FRITSCHE K L,HUANG SC,M ISFELDTM.Fish oil and immune function[J].Nutrition Review,1993,51(1)：24.

[7] CALDER PC,GRIMBLE R F.Polyunsaturated fatty acids,inflammation and immunity[J].European Journalo f Clinical Nutrition,2002,56(Suppl.3)：S14-S19.

[8] CALDER P C,FIELD C J.Fatty acids,in flammation and imm unity[M]//CALDER PC,FIELD C J,GILL H S.Nutrition and immune function.[S.l.]：CAB International,2002：57-92.

[9] JOHNSON RW,VON BORELL E.Lipopolysaccharide-induced sickness behavior in pigs is inhibited by pretreatmentw ith indomethacin[J].Journal of Animal Science,1994,72：309-314.

[10] WEBEL D M,FINCK B N,BAKER D H,et al.Time course o f increased plasma cy tokines,cortisol,and urea nitrogen in pigs follow ing intraperitoneal injection of lipopo lysaccharide[J].Journal of Animal Science,1997,75：1514-1520.

[11] 冷董碧.不同來源油脂對斷奶仔豬生產(chǎn)性能的影響[D].長沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué),2007：16-21.

[12] 朱榮生,鄭加蘭,梁海平.乳化脂肪粉對斷奶仔豬生產(chǎn)性能的影響[J].江西畜牧獸醫(yī)雜志,2009,6：12-13.

[13] 張華偉,何鳳琴,馬金芝,等.乳化油對斷奶仔豬生長性能的影響[J].飼料研究,2007(4)：73-74.

[14] LIU Y L,LID F,GONG LM,etal.Effects of fish oil supplementation on the performance and the imm uno logical,adrenal,and somatotropic responses of w eaned pigs after an Escherichia coli lipopolysaccharide challenge[J].Journal of Animal Science,2003,81：2758-2765.