藍昕蕊
(西北農(nóng)林科技大學動物醫(yī)學院,陜西 楊凌 712100)
動物采食瘋草后,會引起瘋草中毒,又稱為瘋草病。瘋草中毒后,可以引起以精神沉郁,反應(yīng)遲鈍,頭部水平震顫,步態(tài)蹣跚,后肢麻痹為特征的慢性中毒性疾病,嚴重者可導致動物死亡。現(xiàn)已有研究證明,瘋草的主要有毒成分是吲哚里西啶生物堿——苦馬豆素??囫R豆素分子量小,極性大,易溶于水,隨瘋草進入動物消化道后,可在消化道內(nèi)被迅速吸收,并且很快通過尿液,糞便和乳汁排泄。研究苦馬豆素引起中毒的機理,根據(jù)中毒機理施用合適的治理措施,有助于治理瘋草,減少動物發(fā)病或死亡。
α-甘露糖苷酶是真核生物蛋白質(zhì)N-聚糖修飾的關(guān)鍵酶,其對甘露糖殘基的修剪過程是糖蛋白N-糖鏈復雜化的必要步驟,對蛋白質(zhì)的合成及正確構(gòu)象的折疊起決定性作用[2]。α-甘露糖苷酶主要參與蛋白質(zhì)糖基化修飾和糖蛋白聚糖水解修飾,其代謝異??梢砸鸲喾N疾病動物[3],動物攝入瘋草后,瘋草中的苦馬豆素可導致糖蛋白合成異常及部分合成的低聚糖在溶酶體內(nèi)的聚集,引起細胞空泡變性,進而造成組織器官的損害和功能障礙[4-5]。
這種損害在神經(jīng)系統(tǒng)出現(xiàn)最早,特別是小腦,且損傷不可逆,因而瘋草中毒的動物常出現(xiàn)以運動失調(diào)為主的神經(jīng)癥狀[5]。當毒素引起生殖系統(tǒng)廣泛空泡變性,特別是黃體細胞的空泡變性導致孕酮分泌受到干擾,就會破壞妊娠,出現(xiàn)流產(chǎn)。毒素損害母畜的卵子和公畜精囊和附睪,致使母畜停止卵子發(fā)育,公畜精母細胞空泡變性,精子形成減少,對動物繁殖能力造成影響。
Lu H等人[6-7]通過建立SD大鼠大腦皮質(zhì)神經(jīng)細胞體外實驗?zāi)P停l(fā)現(xiàn)苦馬豆素可顯著增加凋亡通路的關(guān)鍵效應(yīng)因子caspase-3、8和9的激活。caspase-3是細胞凋亡過程中最主要的終末剪切酶,這說明了苦馬豆素通過死亡受體通路和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激導致大鼠皮質(zhì)神經(jīng)細胞凋亡。
Yang等人[8]采用小鼠模型研究自噬在烏頭堿誘導毒性中的作用,研究發(fā)現(xiàn),烏頭堿可誘導小鼠肝臟自噬,并發(fā)現(xiàn)是由PI3K/Akt/mTOR信號通路參與調(diào)控烏頭堿誘導肝臟自噬作用。Wang等人[9]在研究苦馬豆素導致細胞空泡變性機制時發(fā)現(xiàn),苦馬豆素可誘導溶酶體在自噬體周圍聚集,提示苦馬豆素也是通過與烏頭堿一樣的pI3K/AKT/mTOR信號傳導途徑來誘導細胞自噬,揭示了苦馬豆素以空泡變性為特征的毒性中所起的自噬作用。
瘋草的防控措施主要分兩方面,分別是瘋草的防除和利用。
瘋草的防除主要有3種方法,包括物理方法、化學方法和生物防治方法[10-11]。①物理方法主要為人工挖除,為防止再度發(fā)芽,對部分地下芽植物的挖除深度應(yīng)達到10 cm。適用于面積較小的、含棘豆或黃芪密度不高的草場。②化學方法是指利用藥劑進行瘋草的滅除,滅除瘋草的藥劑一般為3,6—二氯-2-甲氧基苯甲酸、2-甲-4-氯、G-520、T-101、施它隆草甘瞵、2,4-DJ酯 、3,6-二氯-2-吡啶羧酸、百草敵等。這些藥劑的最佳使用濃度不固定,與時間和地點有關(guān);開花前期是最佳防除時期;滅除方法主要是飛機或人工噴霧,有些也使用灌根法;為保證棘豆或黃芪的密度低于危害牲畜的密度,有必要定期噴灑藥劑。③生物防治方法是利用生物間的相互作用進行防治,適用于某些瘋草生長較茂盛的草場。主要防治途徑是以草治草,即將人工挖除瘋草與補充播種一些生長競爭力較強的其他優(yōu)良牧草相結(jié)合來改良草地;還有一種方法是以畜治草,以畜治草是指在瘋草含毒量較低的生長階段,利用某些非易感家畜,通過適時且適度的放牧與踐踏的方式來抑制瘋草的生長,以達到防治的作用。
瘋草具有抗旱、抗寒、抗病蟲害強的作用,在惡劣環(huán)境中亦能生長旺盛,其粗蛋白含量高達11%~20%,與苜蓿相當。這樣豐富的天然資源如果能得到充分的利用,將毒草變牧草,其經(jīng)濟效益非??捎^。目前,瘋草的利用主要有如下幾種途徑[11]。①合理輪牧:一般來說棘豆和黃芪的適口性不佳,牲畜并不會主動采食,只在其他牧草枯竭,牲畜饑餓的情況下,才會被迫采食而發(fā)生中毒。因此,在一般情況下只要保持適度即中強度放牧,就不會迫使牲畜大量采食。②間歇飼喂:適于舍飼或冬季補飼。試驗發(fā)現(xiàn)間歇飼喂不會導致動物中毒。③去毒利用:棘豆和黃芪營養(yǎng)豐富,蛋白質(zhì)含量高,去毒后利用不失為一種優(yōu)質(zhì)豆科飼草。即用水將棘豆草浸泡2~3 d(苦馬豆素易溶于水),撈出飼喂或曬干用于補飼。這種方法適于棘豆生長特別茂盛的盛花期和水源充足的地方,可獲得大量的貯備干草,又可減少種子繁殖,有利于控制棘豆蔓延。④添加解毒添加劑。
瘋草中毒目前尚無特效解毒藥,對于輕度中毒的病畜,只要及時轉(zhuǎn)移到安全牧場,并適當補給精飼料,供給充足的飲水促進毒素代謝,一般可自行康復。但對于嚴重中毒的病畜只能進行淘汰,這對我國畜牧業(yè)發(fā)展造成的損失是巨大的。因此,對瘋草中毒機理的研究和其防控措施的研究十分必要。