魚油對仔豬生產性能、炎性介質和下丘腦 -垂體 -腎上腺軸激素的影響

洪 宇 劉玉蘭 吳志鋒 朱惠玲 侯永清 丁斌鷹

(武漢工業學院動物營養與飼料科學湖北省重點實驗室,武漢 430023)

在畜牧生產中,畜禽免疫系統常受到細菌、病毒和內毒素等環境抗原的刺激而處于激活狀態。免疫系統激活常引起畜禽行為、代謝和神經內分泌的改變,最終抑制畜禽生長,這種現象稱為“免疫應激”。免疫應激雖然能夠激活免疫系統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物質,導致動物生長受阻,對畜牧業造成一定的損失[1]。研究表明,動物免疫應激引起的生長抑制是由腫瘤壞死因子 -α(TNF-α)、白細胞介素 -1β(IL-1β)、白細胞介素 -6(IL-6)等炎性細胞因子的過量釋放引起的[2]。因此,采取一定營養措施調節炎性細胞因子的產生對緩解免疫應激有重要作用。魚油富含 n-3多不飽和脂肪酸(PUFA),已用作免疫調節劑[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[5],改善免疫功能的作用[6-7],其藥理學機理與其緩解了炎性介質的過量產生密切相關[8]。因此,魚油可能對緩解豬免疫應激有一定作用。本研究用大腸桿菌脂多糖(LPS)刺激仔豬建立免疫應激模型[9],研究魚油對斷奶仔豬生產性能、炎性介質和下丘腦 -垂體 -腎上腺軸的影響,旨在為緩解仔豬免疫應激提供理論依據。

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,每個重復 2頭豬,1公 1母。試驗期為 19 d。參照 NRC(1998)5～10 kg生長豬營養需要量配制。基礎飼糧組成及營養水平見表 1。

1.2 試驗設計及樣品采集

采用雙因子設計,主因子為飼糧處理和免疫應激處理。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。產品名稱：玉米胚芽油,壓榨一級;產品標準號：GB 19111)或魚油飼糧(添加 5%魚油,魚油由福建高龍公司饋贈。產品名稱：精制特級魚油;產品標準號：SC3504);免疫應激處理：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

1.3.1 生產性能指標

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

1.3.2 炎性介質及激素指標

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

表 1 基礎飼糧組成及營養水平(風干基礎)Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet(air-dry basis) %

1.4 飼養管理

飼養試驗在動物營養與飼料科學湖北省重點實驗室進行。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 統計分析

數據用 SPSS 16.0進行雙因子方差分析。模型主效應包括飼糧、免疫應激及二者的互作。以P＜0.05為顯著性標準,以 P＜0.10為具有顯著性趨勢。

2 結果與分析

2.1 魚油對仔豬生產性能的影響

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

表 2 魚油對仔豬生產性能的影響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、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)和皮質醇(P＜0.001)的含量。魚油對 TNF-α(P＜0.05)、PGE2(P＜0.001)和皮質醇(P=0.001)含量的影響與 LPS刺激存在顯著的互作關系,即魚油緩解了 LPS刺激導致的 TNF-α(P＜0.05)、PGE2(P＜0.01)和皮質醇(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。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。魚油降低了 PGE2(P＜0.01)和 ACTH(P＜0.05)含量,而對皮質醇的含量無影響。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

免疫應激問題是畜牧生產中制約畜禽生長的重要因素之一。LPS是革蘭氏陰性菌膜結構物質,能誘導動物產生急性細菌感染癥狀,如厭食、嗜睡、發熱等癥狀[4]。LPS注射進入體內,可使動物出現急性免疫應激反應[9],因此,LPS模型是動物營養免疫學中常用的免疫應激模型[9-10]。本研究通過仔豬腹膜注射 LPS,探討魚油對免疫應激仔豬生產性能、炎性介質和下丘腦 -垂體 -腎上腺軸激素的影響。

在本試驗中,魚油對仔豬生產性能無顯著影響,這與前人的研究結果一致[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刺激導致的仔豬生產性能(平均日增重和平均日采食量)的降低[4]。在本試驗中,生產性能的測定是在 LPS刺激之前,而在前期研究中,生產性能的測定是在 LPS刺激之后,因此,魚油可能僅對病理狀態下的豬(如免疫應激)的生產性能具有改善作用,而對正常生理狀態下的豬則無顯著影響。

動物在發生免疫應激反應時,應激原會刺激單核 /巨噬細胞系統產生并分泌 TNF-α、IL-1β和IL-6等炎性細胞因子[2]。PGE2是花生四烯酸的代謝產物,花生四烯酸通過環氧化酶和脂氧化酶途徑代謝產生許多生物活性物質,其中 PGE2是調節免疫反應的重要代謝產物,也是一種重要的炎性介質[4]。在本試驗中,LPS刺激導致炎性介質TNF-α和 PGE2急劇上升,說明仔豬的免疫系統被迅速激活。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導致的仔豬免疫應激反應。這與我們前期試驗結論相似,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]。

炎性細胞因子可以直接作用于中樞神經系統,引起神經內分泌發生改變,抑制生長激素和類胰島素生長因子 -Ⅰ等促進動物生長激素的分泌,提高 CRH、ACTH、皮質醇等下丘腦 -垂體 -腎上腺軸激素的分泌,從而促進機體的分解代謝,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,也提高了血漿皮質醇和 ACTH的含量,而魚油在緩解 LPS刺激導致的血漿 TNF-α含量上升的同時,也緩解了皮質醇和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刺激導致的斷奶仔豬血漿皮質醇的含量的上升。因此,魚油對皮質醇和 ACTH含量的影響可能與其對炎性細胞因子釋放的影響密切相關。

4 結 論

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

[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研究[J].腸外與腸內營養,2007,14(1)：54-58.

[4] 劉玉蘭.魚油對斷奶仔豬抗免疫應激機理研究[D].博士學位論文.北京：中國農業大學,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性能的影響[D].長沙：湖南農業大學,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性能的影響[J].江西畜牧獸醫雜志,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.