唐志文 蔣林樹 楊 亮 孫福昱 熊本海*

(1.中國農業(yè)科學院北京畜牧獸醫(yī)研究所動物營養(yǎng)學國家重點實驗室，北京100193；2.北京農學院奶牛營養(yǎng)學北京市重點實驗室，北京102206)

圍產期是奶牛的一個重要的生理階段，包括產前3周和產后3周。圍產期奶牛的生理狀態(tài)很大程度上決定了后續(xù)整個泌乳周期奶牛的健康狀況和生產效率[1]。圍產期奶牛在代謝和生理方面會發(fā)生劇烈的變化，導致各種代謝性和感染性疾病發(fā)病率增加，如生產癱瘓、脂肪肝、酮病、蹄葉炎、胎衣滯留、乳房炎等，這些疾病的發(fā)生會導致奶牛體況減弱，機體抵抗力和生產性能下降，甚至可能導致奶牛淘汰[2]。目前，如何加強圍產期奶牛管理，改善奶牛健康狀況，從而延長奶牛的生產壽命是我國奶牛產業(yè)生產急需解決的問題。

以往研究顯示，在圍產期奶牛飼糧中補充合適的添加劑可以有效緩解奶牛氧化應激、炎癥，調節(jié)奶牛生理狀態(tài)。在過去很長一段時間里，抗生素常被作為飼料添加劑應用于反芻動物生產，其目的是預防能量代謝疾病、提高生產性能等。但是,隨著生活品質的提高，人們越來越關注抗生素藥物殘留所引起的疾病，如致癌、致畸以及致突變等，而且歐盟于2006年就已經發(fā)布禁止在飼料中添加抗生素的相關規(guī)定[3]。金銀花(LonicerajaponicaThunb)提取物作為一種天然植物提取物，兼有藥用和營養(yǎng)雙重功效，且具有多種生理生化活性，如抗炎、抗氧化、抗病毒、抗微生物、降血糖血脂和保肝利尿等，而且無毒、無殘留，具有很高的藥用價值。然而，關于金銀花提取物在圍產期奶牛上的應用還未見報道。因此,本文將綜述圍產期奶牛的氧化應激、炎癥反應和免疫抑制，以及金銀花提取物在這些生理狀態(tài)下的作用，以期為進一步探究金銀花提取物在圍產期奶牛上的作用效果提供參考。

1 奶牛圍產期一些重要生理疾患概述

圍產期是奶牛的一個重要的生理階段，由于能量需求增加，干物質采食量減少，奶牛在圍產期階段可能會發(fā)生一系列生理和代謝異常，如能量負平衡(NEB)、炎癥反應、氧化應激和免疫抑制等[4]，而這些異常代謝正是圍產期奶牛代謝性和感染性疾病多發(fā)的根本原因。因此，加強對圍產期奶牛的飼養(yǎng)管理及維護，降低能量負平衡、炎癥、氧化應激以及免疫抑制的發(fā)生率,對于維護奶牛健康及生產性能極為重要。

1.1 氧化應激及其危害

在正常情況下，機體內由于生理活動會不斷產生自由基，而抗氧化系統(tǒng)也會對其不斷進行清除，因此機體始終保持一種相對平衡的狀態(tài)。然而當體內產生的自由基過多，機體自身抗氧化系統(tǒng)不能及時處理時，奶牛就會發(fā)生氧化應激。自由基是指一些單獨存在的分子、原子、離子或原子團，其特點是具有不配對電子，可以奪取其他原子或分子的電子，具有很強的氧化能力[5]。生物體內的自由基主要有活性氧(ROS)和活性氮(RNS)，ROS有超氧陰離子自由基、過氧化氫、羥基自由基以及單線態(tài)的氧等，RNS有一氧化氮、二氧化氮以及過氧化亞硝酸鹽自由基等[6]。其中ROS對許多生物分子具有強氧化性，不僅可以損傷蛋白質、DNA和核苷酸等，還會引起生物膜的脂質過氧化，從而改變機體正常的生理及代謝狀態(tài)[7]。機體的自由基清除系統(tǒng)可以避免自由基對機體造成損傷，其可以分為2類：一類是酶促抗氧化系統(tǒng)，由超氧化物歧化酶(SOD)等抗氧化酶類組成；另一類是非酶促抗氧化系統(tǒng)，包括維生素類抗氧化劑、微量元素類抗氧化劑、抗氧化類活性物質以及天然植物及其有效成分等[8]。機體的自由基清除系統(tǒng)與一些營養(yǎng)物質密切相關，如維生素類和還原型谷胱甘肽等，這些都是低分子的自由基清除劑[9]，而且機體內很多抗氧化酶的活性也與某些微量元素有關。

奶牛在臨產前、分娩以及產后開始泌乳時，營養(yǎng)需求急劇增加，而奶牛由于體內胎兒生長占用大量腹內空間，加上體內各種激素水平的改變，使得采食量逐漸降低，所攝入的能量不能維持胎兒生長發(fā)育和泌乳需求，因此產生能量負平衡。能量負平衡一方面會導致體脂代謝，使機體代謝活動增加,另一方面會損傷機體抗氧化系統(tǒng)[10]。圍產期奶牛由于代謝活動大量增加以及生理狀態(tài)的劇烈變化，體內ROS產量急劇增加，機體產生氧化應激。據研究發(fā)現，氧化應激是圍產期奶牛發(fā)生免疫抑制和炎癥反應的一個重要原因[11]，會導致胎衣滯留、乳房炎癥等圍產期疾病發(fā)病率增加，而這些圍產期疾病的發(fā)生也會進一步加劇奶牛氧化應激反應。因此，通過合理的飼養(yǎng)管理手段改善圍產期奶牛氧化應激水平對于提高奶牛健康十分必要。關于緩解圍產期奶牛氧化應激的研究有很多，其中添加抗氧化劑可以通過清除機體內自由基來緩解氧化應激，從而提高嗜中性粒細胞的吞噬和殺傷能力，降低圍產期奶牛乳腺炎和胎衣滯留等疾病的發(fā)病風險。據研究表明，給圍產期奶牛補充抗氧化物質，如維生素E和硒等，能夠明顯改善圍產期奶牛嗜中性粒細胞和巨噬細胞的免疫能力[12-13]。

1.2 炎癥、免疫抑制及其危害

奶牛擁有一個動態(tài)的免疫系統(tǒng)，包括3道免疫防線，可以分為先天性免疫和獲得性免疫。免疫系統(tǒng)需要保持一種微妙的平衡狀態(tài)，低水平的免疫反應不能清除病原體，而過于激烈的免疫反應會損傷機體自身組織[14]。炎癥反應屬于一種先天性免疫，可以清除對機體不利的物質并啟動組織愈合過程。適當的炎癥反應可以快速清除微生物病原體，避免組織自我損傷，而過度的炎癥反應通常會造成一些奶牛疾病，如大腸炎和膿毒性休克[15-16]。

圍產期是一個特殊的階段，奶牛會經歷大量的代謝和生理狀態(tài)的改變，尤其是妊娠晚期的代謝和分娩應激，不僅會使奶牛體內出現大量的ROS，導致機體產生氧化應激，而且會導致機體釋放激素如皮質甾類等，皮質甾類會嚴重影響動物機體的免疫系統(tǒng)，使淋巴細胞的響應速度和免疫能力下降，從而引發(fā)乳房炎癥、胎衣滯留等圍產期疾病，而圍產期疾病如乳房炎癥、胎衣滯留等也會引起奶牛的氧化應激[8]。關于圍產期奶牛能量代謝、炎癥、免疫抑制及氧化應激的關系見圖1。

Sagone等[17]研究發(fā)現，過氧化氫會抑制淋巴細胞的分化。有研究者通過試驗驗證自由基對淋巴細胞的影響，結果表明，自由基可以影響淋巴細胞的增殖、細胞免疫能力以及對刺激信號的響應性[18-19]。圍產期奶牛炎癥反應大量增加，其直接原因是炎癥細胞因子濃度發(fā)生改變。Haddad等[20]以胎兒肺Ⅱ型上皮細胞為模型，研究在一定的氧壓條件下超氧陰離子自由基對炎癥細胞因子白細胞介素-1(lL-1)、白細胞介素-6(IL-6)以及腫瘤壞死因子-α(TNF-α)釋放的影響，結果發(fā)現超氧陰離子自由基可以顯著誘導這3種炎癥細胞因子的釋放，而且具有明顯的濃度依賴效應。上述2個試驗結果也說明，氧化應激可以引發(fā)機體炎癥反應和免疫抑制。此外，研究發(fā)現，圍產期奶

牛多型核嗜中性白細胞功能被損傷，包括其轉運、吞噬功能和殺傷能力等[21-22]。嗜中性粒細胞是防止奶牛乳房感染的第1道防線，其功能受到損傷會直接導致圍產期奶牛乳房炎和子宮炎的發(fā)生[23]。而多型核嗜中性白細胞的發(fā)育成熟與促炎細胞因子的釋放密切相關[24]。還有研究者發(fā)現，圍產期炎癥反應還會導致奶牛產奶量下降[25]，影響奶牛生產水平。

箭頭方向表示促進作用。

The direction of arrow represents acceleration.

圖1圍產期奶牛能量代謝、炎癥、免疫抑制及氧化應激的關系

Fig.1 Relationship between energy metabolism, inflammation, immunosuppression and oxidative stress of perinatal cows

2 金銀花提取物在圍產期奶牛應用中的潛在作用

金銀花別名忍冬，《本草綱目》中初次提到了“金銀花”，因為忍冬的花初開時為白色，然后隨著生長有變?yōu)辄S色，所以被稱為金銀花[26]。藥材金銀花為忍冬科忍冬屬植物忍冬及同屬植物干燥花蕾或帶初開的花。在中國、韓國和日本等亞洲國家，金銀花已經被廣泛用于治療常見的感冒、發(fā)燒、腸炎、疼痛和腫脹等。研究者通過對金銀花進行分離鑒定，發(fā)現其主要有效成分包括有機酸類、揮發(fā)油類、黃酮類和三萜類等，而且有機酸中的綠原酸是金銀花的主要有效成分[27]。

2.1 抗氧化作用

金銀花是一種天然的草本植物，其提取物具有很強的自由基清除能力和抗氧化能力。符運斌等[28]在夏季高溫條件下，利用20頭錦江黃牛進行試驗，試驗分為4組，分別在精料中添加金銀花提取物0、0.2%、0.4%和0.6%，結果顯示，添加金銀花提取物可以提高肉牛血清總抗氧化能力(T-AOC)以及谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)和超氧化物歧化酶(SOD)活性，并降低丙二醛(MDA)濃度。宋小珍等[29]在高溫高濕條件下向10頭肉牛精料中添加0.2%的金銀花提取物，結果顯示，添加金銀花提取物提高了肉牛血清T-AOC和GSH-Px活性，并降低了MDA濃度。這2個試驗結果均表明金銀花提取物可以提高肉牛的抗氧化能力。

此外，一些其他的動物試驗也探究了金銀花及其有效成分的抗氧化和清除自由基的能力。關炳峰等[30]通過體外試驗發(fā)現，金銀花提取物以及綠原酸對于羥基自由基、超氧陰離子自由基以及二苯代苦味?；杂苫哂泻軓姷那宄芰?，而且，金銀花提取物中綠原酸的含量很大程度決定了其對自由基的清除能力[31]。胡宗福等[32]也利用體外試驗分別探究了不同濃度的綠原酸對3種ROS(羥自由基、超氧陰離子自由基和過氧化氫)的清除作用，以及對脂類物質過氧化的影響，結果表明，綠原酸對3種ROS均具有較強的清除能力，可以有效抑制脂類物質過氧化，而且隨著綠原酸濃度的升高，清除能力和抑制能力也逐漸增加。除了綠原酸，金銀花中的其他成分也表現出了很強的抗氧化能力。有研究表明，金銀花提取物中的酚類物質對于小鼠肝臟微粒體以及人臍靜脈內皮細胞氧化損傷具有明顯的緩解作用[33]。此外，金銀花提取物中還富含黃酮類化合物，黃酮類化合物化學結構中包含很多酚結構，可以供給極不穩(wěn)定的質子，當體內自由基與該質子結合就會形成具有穩(wěn)定結構的物質，從而抑制氧化進程[34]。以上試驗證實金銀花提取物具有很強的抗氧化和清除自由基的能力，在緩解圍產期奶牛氧化應激方面具有很大的潛在價值。

2.2 清熱解毒、抗炎及免疫調節(jié)作用

金銀花提取物中有很多種藥物活性成分，如綠原酸、黃酮類化合物等，因此在清熱解毒及抗炎等方面有著非常顯著的效果。以往的一些試驗已經探究了金銀花提取物在抗炎及免疫調節(jié)方面的作用。崔曉燕[35]利用不同的動物模型進行試驗，結果顯示，每天將金銀花提取物以灌胃的方式供給Wistar大鼠，持續(xù)5 d，可顯著抑制由角叉菜膠引起的大鼠足腫脹，并抑制大鼠巴豆油性氣囊腫的發(fā)生；而且，連續(xù)給藥15 d，可以明顯抑制正常小鼠巨噬細胞的吞噬能力，說明金銀花提取物具有很強的免疫抑制活性。侯會娜[36]利用小鼠研究了金銀花提取物對T淋巴細胞增殖分化的作用以及對小鼠膿毒癥的治療效果，其結果顯示，金銀花提取物可以抑制小鼠淋巴細胞體外活化和增殖，阻止淋巴細胞分化，并且可以增強腹腔巨噬細胞的吞噬功能，有效抑制大腸桿菌所致膿毒癥小鼠胸腺和脾臟細胞凋亡。劉蓓等[37]利用金銀花中多糖成分作用于小鼠脾淋巴細胞，并觀察其增殖活動的改變，結果發(fā)現，當金銀花多糖濃度為10～250 μg/mL時，對小鼠脾淋巴細胞的增殖活動具有明顯的促進作用，且當金銀花多糖濃度為100 μg/mL時促進作用最強，這一結果表明金銀花提取物中的多糖成分可以增強小鼠免疫能力，并推測金銀花提取物中的多糖成分可以通過增強免疫力來阻止小鼠S180腫瘤的生長。這些試驗結果顯示金銀花提取物具有一定的免疫調節(jié)功能。

此外，一些試驗還對金銀花提取物的抗炎作用進行了研究。Park等[38]利用脂多糖(LPS)誘導RAW 264.7細胞炎癥模型，并將分離得到的金銀花多酚類化合物加入模型系統(tǒng)中，結果發(fā)現金銀花多酚類化合物可以有效抑制LPS誘導的RAW 264.7細胞炎癥反應。Kang等[39]從金銀花中分離得到木犀草素，并加入到由PMA和A23187誘導活化的肥大細胞培養(yǎng)系中，結果顯示，木犀草素顯著降低了肥大細胞TNF-α、白細胞介素-8(IL-8)和IL-6等炎癥細胞因子的釋放。這些試驗結果表明，金銀花提取物具有一定的抗炎作用。而且，上述研究表明，金銀花及其活性成分能夠表現出抗炎活性的機制是這些活性成分可以有效抑制核因子-κB(NF-κB)和絲裂原活化蛋白激酶(MAPKs)細胞通路，降低TNF-α、IL-1β和IL-6等促炎細胞因子的釋放量，進而達到抗炎的作用[38-39]。

3 小 結

綜上所述，圍產期奶牛由于代謝活動增加、生理狀態(tài)劇烈改變，引發(fā)了氧化應激及炎癥反應。炎癥反應和氧化應激嚴重影響奶牛圍產期甚至后續(xù)整個泌乳期的健康及生產性能。國內外已經有越來越多的研究者開始意識到緩解圍產期奶牛氧化應激及炎癥的重要性。補飼添加劑是改善圍產期奶牛健康狀況的一個有效措施，而金銀花作為一種天然草本植物，富含蛋白質、碳水化合物、脂肪和微量元素等，其提取物中含有有機酸類、揮發(fā)油類、黃酮類和三萜類等有效的生物活性物質，且還具有無毒、無耐藥性以及無殘留等特點，可以確保動物安全及其產品的品質，非常適合用于動物生產。金銀花提取物在動物生產方面的應用研究已經很多，其抗炎及抗氧化作用在緩解圍產期奶牛炎癥及氧化應激方面具有很大的潛在價值，然而在奶牛圍產期階段的應用效果還未見報道。在今后的研究中，可以就金銀花提取物在圍產期奶牛氧化應激及炎癥方面的作用進行研究，以期探明其作用效果，為改善圍產期奶牛健康狀況提供有效措施。