博落回主要功能成分及其在動物生產中的應用

■ 曾建國 劉 華

（1.湖南農業大學湖南省中獸藥重點實驗室，湖南長沙410128；2.湖南農業大學園藝園林學院，湖南長沙410128；3.湖南農業大學動物科學與技術學院，湖南長沙410128；4.湖南美可達生物資源股份有限公司，湖南長沙410128）

博落回[Macleaya cordata(willd.)R.Br.]是罌粟科博落回屬的多年生草本植物，全屬共兩種，即博落回和小果博落回[Macleaya microcarpa(Maxim)Fedde]。博落回是一種富含生物堿的傳統中藥材，又名“號筒桿”，在我國分布廣泛、資源豐富。博落回植物中主要的生物活性物質為異喹啉類生物堿，如血根堿、白屈菜紅堿、原阿片堿、別隱品堿等，具有抗微生物、殺蟲、抗病毒、抗炎、抗腫瘤、改善肝臟功能、增強免疫力等多種生物學活性。2004年，以博落回植物中提取的血根堿和白屈菜紅堿為主要成分的產品在歐盟注冊為飼料添加劑[1]，并在全球74個國家和地區廣泛應用于動物生產，在替代飼用促生長抗生素，提高動物生長性能，改善動物健康等方面效果顯著。在我國以血根堿和白屈菜紅堿為主要成分的產品已經開發成國家二類新中獸藥（2011新獸藥證字34號）和藥物飼料添加劑產品博落回散（獸藥添字，180415250），作為安全高效的飼用促生長抗生素替代產品廣泛應用于動物生產中。本文圍繞博落回主要功能成分的生物學活性及其在動物生產中的應用研究進行綜述，以期為博落回功能成分的開發和應用提供參考。

1 博落回主要功能成分及其生物學活性

博落回中含量較高的生物堿包括血根堿、白屈菜紅堿、原阿片堿和別隱品堿（見圖1），它們在植物體內分布具有明顯的組織特異性，果莢中生物堿含量最高，莖中含量最少；血根堿和白屈菜紅堿在果莢中含量最高，原阿片堿和別隱品堿在根中含量最高（見圖2），因此根和果莢為其主要的藥業部位[2]。博落回果莢中血根堿、白屈菜紅堿、原阿片堿、別隱品堿含量見表1，其均具有很好的抗微生物、抗炎、抗氧化、改善腸道健康及增強免疫力的生物學活性。

圖1 博落回中主要生物堿分子結構式

圖2 博落回不同組織部位主要生物堿含量

1.1 抗微生物活性

博落回功能成分具有很好的抗微生物活性，其中血根堿、白屈菜紅堿、原阿片堿、別隱品堿等生物堿對金黃色葡萄球菌、腸球菌、大腸桿菌、肺炎克雷伯菌、銅綠假單胞菌、鮑曼不動桿菌、無乳鏈球菌等多種病原微生物都有較強的抑制作用[3-4]。研究表明白屈菜紅堿和血根堿對革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌均具有一定的抗菌活性，且是PubMed和Science Direct檢索確定的10種最有效的抗菌天然生物堿中的2種[5]。從博落回植物中獲取的血根堿對金黃色葡萄球菌、腸球菌的抑制作用最強，且與現有抗生素不存在交叉耐藥性[3]。血根堿對沙門氏菌、金黃色葡萄球菌和大腸桿菌等具有較強抑制作用，但對枯草芽孢桿菌等益生菌的抑制作用較小，此外血根堿對病原菌的生物被膜有較強的清除作用[6]，這對動物生產中濫用抗生素導致的諸多問題提供了新的解決途徑。血根堿抗菌機制主要是：①通過阻止細菌中cytokinetic Z-ring的形成，干擾FtsZ蛋白的裝配，進而抑制細菌分裂[7]；②通過誘導膜結合細胞壁自溶酶的釋放，導致細菌的溶解[6，8]。有研究表明，血根堿和白屈菜紅堿對多種真菌具有明顯的抗真菌活性[9]，可為安全、高效解決動物生產中霉菌毒素問題提供了參考借鑒。

表1 博落回果莢中主要生物堿

1.2 抗炎活性

炎癥是動物機體免疫系統對外界刺激的防御性反應。博落回功能成分具有很強的抗炎活性[10]，研究證明血根堿通過抑制核轉錄因子-κB（nuclear factorkappa B，NF-κB）的活化，進而降低炎癥因子的表達，發揮抗炎作用。NF-κB參與多個基因表達的調控，已經證實多種炎癥相關疾病、腫瘤等都與NF-κB的活性相關[11]。NF-κB以一種無活性狀態潛伏在細胞質中表現為一種包含p50、p65以及IkB-α的異源三聚體。一般情況下，NF-κB在細胞質內是靜默穩定，只有當這個復合物激活時，IκB-α依次發生磷酸化，泛素化和降解，從而釋放出的異源二聚體p50～p65發生核易位，進入細胞核內介導炎癥相關基因表達，產生大量的炎癥因子，機體炎癥反應增強。血根堿能夠抑制IκB-α磷酸化進而阻止NF-κB的激活，進而抑制動物炎癥的表達[12]。鼠巨噬細胞體外實驗表明，在脂多糖（LPS）誘導的炎癥模型中，博落回提取物（主要成分為血根堿和白屈菜紅堿）具有土霉素相似的抗炎活性[13]。斷奶仔豬飼喂添加博落回散的日糧1周和2周后血清炎癥標識物血清結合珠蛋白和淀粉樣蛋白顯著低于對照組[14]。

1.3 抗氧化作用

活性氧自由基（ROS）是機體代謝的產物，正常生理狀態下，動物體內的ROS在機體氧化-還原反應的調控作用下維持動態平衡，但在動物遭受內外源刺激后，ROS平衡被打破，機體大量ROS聚集，誘使組織細胞出現脂質氧化、蛋白質變性、DNA損傷等，機體處于氧化應激狀態，往往導致畜禽生產性能和健康水平下降，甚至出現疾病和死亡。博落回功能成分具有很強的抗氧化作用[15-16]，可有效清除機體自由基，保護蛋白質氧化損傷，抑制脂質及DNA氧化損傷[17]。血根堿可以抑制還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（nicotin?amide adenime dinucleotide phosphate,NADPH）氧化酶的活性，進而減少ROS產生，發揮抗氧化作用[18]。小鼠采食添加血根堿和白屈菜紅堿的日糧后，血漿和肝臟組織中的超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶濃度增加，機體氧化應激水平改善[19]。

1.4 改善腸道健康

腸道是動物營養代謝和免疫的重要器官，腸道健康水平不僅決定了動物對營養物質的消化吸收，而且對動物的生長發育和健康至關重要。腸道健康包括有效的營養物質消化吸收功能、正常的生物學屏障功能、穩定的腸道微生物菌群、健全的免疫功能等多個方面。體外試驗表明，從博落回中提取的血根堿（0.012 5 μg/ml）能夠促進豬腸道上皮細胞增殖[20]。大量動物試驗表明，博落回中提取的血根堿和白屈菜紅堿可以：①促進小腸絨毛生長，增加腸絨毛吸收面積[21]；②促進腸道緊密連接蛋白表達，增強腸道黏膜屏障功能[22]；③調控腸道微生物菌群，促進乳酸菌增殖，抑制大腸桿菌繁殖[21，23]；④提高日糧養分消化率，促進營養物質吸收[24]；⑤增加小腸黏膜免疫球蛋白水平，提高腸道黏膜免疫功能[25]。

2 博落回功能成分在動物生產中的應用研究

博落回功能成分在動物生產中的應用研究最早可以追溯到2004年[26]。此后，國內外大量應用研究表明，以博落回功能成分血根堿、白屈菜紅堿等生物堿為主要活性成分的產品，可以安全、高效地應用于動物生產，具有促進動物生長、改善動物健康、預防動物疾病等多種功能。

2.1 家禽

博落回功能成分在家禽生產中具有提高肉雞采食量和增重，降低料肉比；改善腸道健康，提高日糧消化率，減少過料；增強機體抵抗力，預防疾病感染；提高蛋禽產蛋率，降低死淘等功效。肉雞飼養試驗表明，日糧中添加博落回提取物（主要成分為血根堿和白屈菜紅堿）20 mg/kg可以顯著提高肉雞的增重，降低料肉比，具有阿維菌素（10 mg/kg）相當的促生長效果；博落回提取物組肉雞的空腸和回腸相對重量顯著降低，相對長度顯著增加，腸道乳酸桿菌數量顯著增加[27]。在熱應激環境下，博落回功能成分（血根堿、白屈菜紅堿、原阿片堿、別隱品堿）可以提高肉雞的生長性能，改善肉雞的腸道健康[28]。Khadem等[13]研究報道在肉雞上博落回提取物具有土霉素相似的抗炎活性和促生長效果。博落回功能成分還可以防治肉雞沙門氏菌和產氣莢膜梭菌感染，Alaeldein M.Abuda?bos等[29]研究報道來自博落回的苯并菲啶類生物堿能夠降低鼠傷寒沙門氏菌攻毒肉雞的腸道損傷，并促進生長性能和腸道健康的恢復。G.D.Xue等[30]研究報道從博落回中提取的生物堿能夠促進產氣莢膜梭菌攻毒肉雞生長性能和產肉性能的恢復，降低攻毒肉雞十二指腸、空腸、回腸腸道病變評分。產蛋雞低蛋白日糧中添加血根堿可以提高蛋雞細胞免疫和體液免疫，改善機體抗氧化水平，抑制腸道大腸桿菌和沙門氏菌增殖，改善腸道健康[31]。

2.2 豬

博落回功能成分在豬生產中的應用主要在斷奶仔豬、生長豬、妊娠后期和泌乳期母豬階段，具有促生長、抗應激、改善腸道健康等功效。早期斷奶是現代集約化養豬生產的最大挑戰之一，斷奶后由于日糧改變、應激、環境變化等往往會造成仔豬腸道功能紊亂，甚至腹瀉。在斷奶仔豬日糧中添加博落回提取物（主要成分為血根堿和白屈菜紅堿）可降低機體炎癥水平[14]，顯著提高仔豬增重和飼料轉換效率，并顯著提高日糧中磷和氨基酸的消化率[24]。Chen J等[21]在早期斷奶仔豬上的研究表明，在基礎日糧中添加博落回提取物，不僅提高了仔豬的生長性能，而且改善腸道健康，其小腸絨毛高度顯著增加，盲腸中乳酸菌數量顯著增加，沙門氏菌及大腸桿菌數量顯著降低，盲腸食糜中短鏈脂肪酸含量顯著增加，而氨含量顯著降低。在生長豬日糧中添加博落回提取物可顯著提高豬的生長性能，具有與硫酸粘桿菌素類似的促生長效果，同時還可以提高血液氨基酸濃度[22]，降低生長豬的腹瀉評分，增強腸道屏障功能[32]。有研究表明，博落回中提取的血根堿和白屈菜紅堿還可以降低運輸過程豬的應激水平以及減少豬胴體沙門氏菌污染[33]。母豬妊娠后期和哺乳期日糧中添加博落回提取物可以增加活產仔數、仔豬出生重、斷奶重、哺乳期成活率及哺乳期采食量，降低母豬哺乳期失重和背膘損失，縮短母豬斷奶發情間隔[34]。

2.3 水產動物

博落回功能成分對血吸蟲[35]、指環蟲[36]、小瓜蟲[37]等多種威脅水產動物生產的寄生蟲具有殺滅作用，且對鱸魚、紅羅非、錦鯉、鯉魚、南美對蝦等水產動物都具有促生長、提高免疫力、改善健康等功效。鱸魚日糧中添加50 mg/kg Sangrovit（主要成分為血根堿和白屈菜紅堿）可以顯著提高鱸魚的增重和特定生長率[38]。紅羅非魚上的試驗研究表明，與對照組相比，采食添加血根堿和白屈菜紅堿日糧的紅羅非魚采食量、增重和特定生長率顯著提高，其胴體組成、肝功能和健康狀況沒有明顯差異[39]。Zhang R等[40]以錦鯉為試驗對象，研究日糧中添加血根堿對錦鯉免疫功能、消化酶活性和腸道微生物區系的影響，結果表明日糧中添加血根堿顯著降低錦鯉血液腫瘤壞死因子-α（TNF-α）和丙二醛水平，顯著提高血液溶菌酶、谷胱甘肽過氧化物酶、超氧化物歧化酶水平；腸道組織TNF-α和IL-1β基因的表達顯著降低；腸道微生物多樣性顯著提高；嗜水氣單胞菌攻毒后錦鯉存活率顯著提高。鯉魚上的試驗表明，血根堿和白屈菜紅堿可以顯著提高鯉魚的生長性能，顯著降低腸道大腸桿菌數量，嗜水氣單胞菌攻毒后的抵抗力明顯增強[41]。博落回提取物還可以改善南美對蝦機體健康度，顯著降低死亡率。

2.4 反芻動物

乳房炎癥不僅造成奶牛產奶性能下降，而且會降低乳品質量，博落回功能成分具有很好的抗炎活性，可以改善奶牛乳房炎，降低牛奶中的體細胞計數[42]。Estrada-Angulo A等[43]在奶山羊上的研究表明，博落回功能成分可以提高奶山羊的抗應激能力，并促進采食量的提高。博落回功能成分可以提高反芻動物瘤胃微生物效率，減少日糧中氮的瘤胃降解，并增強后胃對氮的消化，提高氮的利用效率[44]。雜交公牛上的試驗表明，與對照組相比，日糧中添加博落回功能成分可以顯著提高飼料效率和胴體產量[45]。

3 總結

抗生素作為促生長劑在動物生產中的應用已有70多年的歷史，其在促進動物生長、預防動物疾病、改善飼料效率方面發揮了重要作用，但也帶來了細菌耐藥性、環境污染、食品安全等一系列問題。在全球禁抗背景下，動物生產中迫切需要安全、高效的替代產品，中獸藥和天然植物提取物具有天然、多功能、低毒副作用、安全性高、無耐藥等特點，是動物生產中抗生素的理想替代品。博落回功能成分血根堿、白屈菜紅堿、原阿片堿、別隱品堿等具有廣泛的抗微生物、抗炎、抗氧化、改善腸道健康等生物學活性，以血根堿和白屈菜紅堿為主要成分的產品已經開發注冊成國家二類新中獸藥和藥物飼料添加劑，廣泛應用于促進動物生長、改善動物健康及抗生素替代。筆者根據博落回替抗產品開發經驗總結了“整腸、抗炎、促生長”的飼用抗生素替代技術，即通過調控腸道微生物，維護腸道完整性，降低腸道炎癥，最終達到促進動物生長的目的。因此，具有調控腸道菌群和抗炎活性的植物提取物（天然產物）是未來飼用抗生素產品研發的一個重要方向。