放牧綿羊血清礦物質元素與免疫調節相關因子的相關性

周琦珺，王建發，連 帥，武 瑞

（黑龍江八一農墾大學動物科技學院 163319）

礦物質元素是機體重要的無機物，參與各種生理過程，如骨骼發育，血液形成，激素合成和心跳調節[1]。每日攝入適當礦物質元素對于維持健康，抵抗疾病十分必要。當前，我國養殖行業高度集約化，地域因素導致的礦物質元素失衡理應避免，但在實際生產中，礦物質添加劑的不規范使用現象普遍存在，易造成礦物質穩態失衡和免疫功能障礙[2]。而且礦物質元素互作效應也十分復雜，實踐中不科學地在飼料中添加礦物質元素不僅不會提高畜牧養殖經濟效益反而導致浪費、影響動物生產性能、污染環境，還潛在威脅人類健康[3,4]。實驗室前期研究證實綿羊礦物質元素穩態失衡會影響中性粒細胞的代謝、轉錄和功能[5]。但在放牧條件下，綿羊體內血清礦物質元素的變化是否影響免疫調節相關因子的表達還不清楚。為此，本試驗旨在探究礦物質元素與小尾寒羊免疫調節因子的相關性，為生產實踐中合理添加礦物質元素提供依據。

1 材料方法

1.1 試驗動物

本次試驗在黑龍江省大慶市某地隨機選取體況相近2月齡的雌性小尾寒羊45只，在不同飼養條件下飼養5個月。其中22只在標準飼養條件下飼養作為對照組，日糧參照國家肉羊飼養標準（NY/T 816-2004）配制（日糧成分見表1），自由采食和不限制飲水。23只在自然放牧狀態下飼養作為試驗組，每日早8點放牧，晚6點歸牧，放牧前與歸牧后設置水槽供羊只自由飲水。飼養期結束后，由頸靜脈采集血液分離血清，檢測血清中礦物質元素：鈣、鉀、鎂、磷、鐵、銅、鋅含量與免疫因子：IL-6、IL-8、TNF-α、IgG水平。

表1 綿羊日糧成分表（風干基礎）

1.2 樣本采集與處理

所有綿羊均在清晨，飼喂前或放牧前（空腹）通過頸靜脈采血10mL，在室溫條件下靜置20min，以3500 rpm/min離心15 min，取上層血清，于-20℃保存。

1.3 礦物質元素與細胞因子檢測

血清中，礦物質元素鈣、鉀、磷、鎂、鐵、鋅、銅含量以及免疫因子IL-6、IL-8、TNF-α、IgG的水平檢測均使用試劑盒進行，生產廠家及貨號見表2，具體操作步驟按試劑盒說明進行。

表2 試驗主要檢測試劑盒

1.4 統計方法

所有試驗數據先使用Microsoft Office Excel 2019軟件進行整理，結果以“平均值±標準差”表示。隨后使用SPSS26軟件進行獨立樣本T檢驗和Pearson（皮爾遜）相關性分析。差異顯著性表示為：P > 0.05為差異不顯著，P < 0.05為差異顯著，P < 0.01為差異極顯著，P < 0.001為差異極顯著。

2 結果與分析

2.1 礦物質元素檢測結果

不同飼養條件下綿羊血清中礦物質元素檢測結果如表3所示。結果表明，與對照組相比，放牧組綿羊血清中鎂極顯著降低（P < 0.001）、鉀顯著降低（P < 0.05）、鐵顯著降低（P < 0.01），鋅顯著升高（P < 0.05）。其他礦物質元素差異不明顯。

表3 礦物質元素檢測結果

2.2 細胞因子檢測結果

細胞因子檢測結果如表4所示。結果表明，與對照組，放牧組綿羊血清中IL-8、IgG顯著含量升高（P < 0.05），IL-6、TNF-α含量變化不大。

表4 血清中細胞因子檢測結果

2.3 放軟條件下綿羊血清中礦物質元素間的關系

礦物質元素之間相互協同、拮抗作用復雜，為了探究礦物質元素之間的關系進行Pearson相關性分析，結果表明（表5所示），鐵與鎂呈正向相關且差異顯著（R=0.452 P < 0.05），鐵與銅呈負相關且差異顯著（R=-0.509 P < 0.05），鋅與鈣呈正相關且差異顯著（R=0.584 P< 0.01），其他元素之間相關性不強。

表 5 礦物質元素之間相關性

2.4 放軟條件下綿羊血清中礦物質元素與細胞因子的關系

放牧條件下綿羊血清中礦物質元素與IL-6、IL-8、IgG、TNF-α的關系見表6。如表6所示，通過Pearson相關性分析可知，在礦物質元素失衡后綿羊血清中礦物質鐵與IgG呈正相關且差異顯著（R=0.504 P < 0.05）其他礦物質元素與細胞因子之間相關性不強。

表6 放牧條件下綿羊血清中礦物質元素與IL-6、IL-8、IgG、TNF-α的關系

3 討論

大量研究報道表明，在礦物質元素缺乏或供應過剩的情況下，引起穩態失衡導致宿主對抗感染的反應能力下降[6]。礦物質對于支持免疫系統正常運轉非常重要，這涉及對病原體的防御機制，以及對促炎和抗炎調節的長期平衡。有研究表明，Mg缺乏引起免疫過度防御，急性期蛋白釋放，依賴Mg合成的谷胱甘肽減少，神經酰胺的合成增加，而神經酰胺會誘導NFκB，相應地釋放細胞因子如TNF-α，IL-1β和IL-6等。此外低Mg血癥也破壞了Ca2+體內平衡，增強了Mg缺乏癥的促炎作用[7]。Fe失衡會損害B細胞增殖和T細胞功能，影響抗體產生，實驗證明適當補充Fe可以提高細胞因子的水平。適當的Zn水平才會維持機體正常免疫功能，Zn缺乏可能導致IL-1β依賴性炎癥疾病的發生，研究表明使用Zn刺激小鼠巨噬細胞時，通過PKC/MAPK/C/EBP信號級聯增加IL-6和TNFα的分泌[8]。在本試驗中，統計結果表明與對照組相比放牧組綿羊血清中礦物質元素Fe、K、Mg含量降低，而Zn含量升高，存在失衡情況；且炎癥相關的細胞因子IgG、IL-8比對照組顯著升高，由Pearson分析結果可知Fe與IgG有相關性。這些結果表明，礦物質元素維持免疫穩態有著重要作用，而且免疫狀態不止和單一礦物質元素水平改變有關。