中藥提取物的生物學功能及其在斷奶仔豬中的試驗性研究進展

郭 翱,顧進華,王學偉,劉自揚,蘇富琴

(中國獸醫藥品監察所,北京 100081)

中藥提取物在《中華人民共和國藥典》2020年版一部凡例中有所規定,即提取物包括以水或醇為溶劑經提取制成的流浸膏、浸膏或干浸膏、含有一類或數類有效成分的有效部位和含量達到90%以上的單一有效成分。通過對中藥材的提取,可以富集有效成分、去除中藥材中無效和有毒成分,降低用藥劑量。目前,中藥提取物在亞洲、歐洲得到比較廣泛的應用,我國醫藥和畜牧獸醫領域也都對中藥提取物進行了多年的研究探索[1]。

在畜禽養殖中,斷奶仔豬由于免疫系統、消化系統尚未發育完善,母源抗體水平和自身免疫水平都比較低,加上斷奶、轉群、環境、飼料變化等不同程度的應激影響,易受到各種病原微生物的侵襲,容易出現采食量減少、生長發育遲緩、腹瀉等問題。藥效學研究表明,中藥提取物具有抗炎、抗菌、抗氧化、調節機體免疫等生物學功能,在改善斷奶仔豬采食量減少、生長發育遲緩、腹瀉等問題上具有良好的效果。同時,中藥提取物以資源豐富、不易產生耐藥性等特點,在開發獸用中藥提取物及其制劑方面受到廣泛關注。本文綜述了中藥提取物的生物學功能及其在斷奶仔豬中的試驗性研究,為開發利用獸用中藥提取物及其制劑提供參考。

1 中藥提取物的生物學功能

1.1 抗氧化作用 氧化應激是指機體在遭受各種有害刺激時,體內高活性分子如活性氧(ROS)和活性氮(RNS)自由基產生過多,氧化程度超出氧化物清除能力,氧化系統和抗氧化系統動態失衡,從而導致細胞和組織損傷[2]。機體在正常條件下,通過體內氧化還原酶系統的調節,細胞內ROS水平保持較低水平,當機體受到有害刺激,體內產生自由基過多,超出體內抗氧化系統的清除能力,機體氧化系統和抗氧化系統失衡,易造成機體損傷[3]。體內和體外研究表明,多種中藥提取物具有較強的抗氧化作用。1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基、超氧陰離子和羥基自由基常被用于評價物質的抗氧化活性。研究發現,甘草黃酮對DPPH自由基、超氧陰離子和羥基自由基的清除率能力較強[4]。丙二醛(MDA)是脂質過氧化反應的副產物,可用于評價脂質過氧化反應。Lin X等[5]用H2O2誘導RAW264.7細胞產生氧化應激并評價了姜黃素的抗氧化能力,結果顯示姜黃素可以提高RAW264.7細胞過氧化氫酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)等抗氧化酶活性,降低了MDA水平,從而降低細胞氧化損傷。核因子E2相關因子2(Nrf2)是調控細胞氧化應激反應的重要轉錄因子,通過誘導調控一系列抗氧化酶的表達,可以減輕活性氧和親電體引起的細胞損傷,使細胞處于穩定狀態,維持機體氧化還原動態平衡[6]。王玉榮等[7]研究發現,絞股藍黃酮通過激活Nrf2信號通路,增加下游抗氧化基因醌氧化還原酶1(NQO1),血紅素氧合酶-1(HO-1)的表達從而減輕人肺腺癌A549細胞氧化應激損傷。綜上所述,中藥提取物可通過清除自由基、提高抗氧化酶含量來發揮抗氧化功能。

1.2 抗菌作用 體內和體外研究表明,多種中藥提取物具有顯著的抗菌活性。王靜慧等[8]研究發現,博落回提取物血根堿的抗菌譜廣,對沙門氏菌、金黃色葡萄球菌和大腸埃希氏菌等病原菌有較強的抑菌作用。劉明[9]在體內和體外試驗研究發現,大黃素具有顯著的抗耐甲氧西林金黃色葡萄球菌作用且不易誘導其產生耐藥性。楊天鳴等[10]研究表明,柴胡水提物對金黃色葡萄球菌、傷寒桿菌有顯著的抑制作用,并明顯降低由傷寒桿菌引起的小鼠急性腹腔感染的死亡率。王宏軍等[11]研究發現,連翹酯苷對引發奶牛乳房炎的主要致病菌金黃色葡萄球菌、停乳鏈球菌、無乳鏈球菌均有較好的抑制作用。綜上所述,中藥提取物對體內和體外的多種革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌都有顯著的抑制作用。

1.3 抗炎作用 炎癥是機體對致炎物質刺激產生的防御反應,適度的炎癥使機體更好的抵抗病原體以及調節新陳代謝,但過度的炎癥則會對機體造成損傷[12]。NF-κB作為一種重要的核轉錄因子,在炎癥反應的調控中起著重要作用[13]。Chao H等[14]利用脂多糖(LPS)刺激巨噬細胞,建立炎癥細胞模型,研究丹參多糖對炎癥的影響,結果表明丹參多糖下調NF-κB的激活和核轉移,并降低炎癥相關基因和炎癥介質的表達。Yan F等[15]研究了小檗堿對結腸炎小鼠的治療作用,結果表明小檗堿能抑制小鼠結腸巨噬細胞和上皮細胞促炎細胞因子產生,改善小鼠結腸炎癥狀。Cheng P等[16]研究表明,黃芩苷能夠減輕LPS誘導的雞肝臟炎癥,其抗炎活性與抑制NF-κB信號通路激活有關。由此可見,中藥提取物可通過抑制NF-κB信號通路激活來發揮抗炎作用。

1.4 免疫調節 免疫是機體的一種生理性功能,通過識別和排除抗原性異物維持機體內環境的平衡。免疫系統的功能下降或受損,機體的防御能力降低,易導致多種疾病發生。研究表明,多種中藥提取物具有調節機體免疫的功能。Ren Z等[17]研究表明,大葉貫眾多糖能顯著提高免疫抑制小鼠的胸腺和脾臟指數、增強淋巴細胞增殖活性和巨噬細胞功能、提高免疫球蛋白和細胞因子水平。王偉等[18]研究發現,金銀花提取物可通過提高小鼠NK細胞活性、恢復T淋巴細胞亞群之間的平衡、抑制脾細胞凋亡來提高免疫抑制小鼠的免疫功能。陳福星等[19]研究發現蒲公英多糖顯著提高小鼠免疫器官指數,促進免疫器官發育。樹突狀細胞是最有效的抗原呈遞細胞,具有連接先天免疫和適應性免疫的能力。Li X等[20]研究發現,甘草多糖能夠誘導樹突狀細胞成熟。由此可見,中藥提取物可通過作用于免疫器官、免疫細胞、免疫分子來發揮免疫調節作用。

2 中藥提取物在斷奶仔豬中的試驗性研究

2.1 中藥提取物對斷奶仔豬抗氧化水平的影響 在養殖中,高溫、日糧改變、斷奶、轉群等因素都會導致斷奶仔豬產生應激。應激狀態下動物的抗氧化防御系統易造成破壞,自由基產生過多,造成氧化損傷,使動物生長性能下降、免疫功能受損[21]。研究表明,多種中藥提取物具有提高斷奶仔豬抗氧化水平的作用。洪奇華等[22]研究發現,在斷奶仔豬日糧中添加200 mg/kg姜黃素能顯著增加仔豬小腸中SOD、T-AOC和GSH-Px抗氧化酶的活性、提高斷奶仔豬日增重、同時降低料重比。Yang M等[23]研究表明,飼料中添加200 mg/kg迷迭香提取物能夠提高斷奶仔豬血清和肝臟中SOD和GSH-Px活性,降低MDA的含量并降低仔豬腹瀉率。費楓等[24]研究發現,在仔豬日糧中添加100 mg/kg薄荷提取物能改善熱應激條件下斷奶仔豬生長性能、提高仔豬抗氧化水平。李建房[25]研究發現,飼糧中添加100 mg/kg甘草多糖能顯著提高仔豬血清中T-AOC活性,降低MDA含量,提高斷奶仔豬的抗氧化水平。綜上所述,在斷奶仔豬日糧中添加適量的中藥提取物能夠提高斷奶仔豬的抗氧化水平。

2.2 中藥提取物對斷奶仔豬腸道健康的影響 腸道不僅是斷奶仔豬營養物質消化吸收的重要場所,而且還是重要的免疫器官。斷奶會影響仔豬腸道形態,損傷腸道黏膜,使腸道上皮細胞間的通透性增加[26]。洪奇華等[22]研究發現,日糧中添加200 mg/kg姜黃素對保護斷奶仔豬腸道屏障功能、保持腸黏膜結構完整具有積極作用。免疫球蛋白(尤其是SIgA)在保護腸道黏膜免受病原侵襲和抑制病毒增殖等方面發揮著十分重要的作用[27]。尤婷[28]研究表明,在斷奶仔豬日糧中添加150 mg/kg甘草提取物能增加斷奶仔豬十二指腸、空腸及回腸的腸道黏膜SIgA含量。胃腸道正常微生物菌群在抑制病原微生物定植和宿主免疫系統發育等方面發揮重要作用。當豬胃腸道菌群失衡時,病原微生物通過產生毒素、利用宿主動物體內的營養物質以及抑制合成維生素或其他生長因子,從而降低豬的生長速度和健康狀況[29]。乳酸桿菌是仔豬腸道內的主要優勢菌群,也是豬腸道內有益菌之一[30]。湯文杰等[31]研究發現,在斷奶仔豬日糧中添加600 mg/kg山楂提取物能顯著提高結腸乳酸桿菌數量,降低大腸桿菌數量。陳凌鋒等[32]研究發現,在斷奶仔豬基礎飼糧中添加1000 mg/kg太子參莖葉多糖能夠降低盲腸大腸桿菌的數量并提高乳酸桿菌數量。綜上所述,中藥提取物通過保護仔豬腸道黏膜完整、提高SIgA含量、增加益生菌數量來改善斷奶仔豬腸道健康。

2.3 中藥提取物對仔豬生長性能的影響 多項研究表明,在斷奶仔豬日糧中添加中藥提取物,能夠提高斷奶仔豬的生長性能。茍昌勇等[33]研究發現,在斷奶仔豬飼糧中添加1700 mg/kg五倍子單寧酸能降低仔豬腹瀉發生率、提高仔豬生長性能。梅華迪等[34]研究表明,飼糧中添加400 mg/kg槲皮素可提高斷奶仔豬平均日增重并降低仔豬腹瀉率。黃其春等[35]研究表明,日糧中添加0.2%銀杏提取物能夠提高斷奶仔豬對粗蛋白、粗脂肪消化率,從而促進仔豬生長發育。李建房等[25]研究發現,在斷奶仔豬飼糧中添加1000 mg/kg甘草多糖,可以顯著提高斷奶仔豬的平均日增重并顯著降低料重比,提高生長性能。何夏陽[36]研究發現,飼糧中添加0.5 mg/kg血根堿可顯著提高斷奶仔豬平均日增重,明顯降低料重比和腹瀉率。綜上所述,中藥提取物可通過增加斷奶仔豬采食量、提高營養物質的消化吸收率、降低仔豬腹瀉發生率來提高仔豬的生長性能。

3 討 論

中藥提取物在斷奶仔豬中的藥效學探索性試驗表明,多種中藥提取物具有提高斷奶仔豬的抗氧化水平、改善斷奶仔豬腸道健康、提高斷奶仔豬的生長性能等作用,同時能夠降低斷奶仔豬的發病率(表1)。中藥提取物可作為開發獸用中藥制劑的重要原料,但是不能直接在獸醫臨床上使用,需要制成制劑。《獸藥管理條例》第四十一條規定“經批準可以在飼料中添加的獸藥,應當由獸藥生產企業制成藥物飼料添加劑后方可添加。禁止將原料藥直接添加到飼料及動物飲用水中或者直接飼喂動物”。

表1 常見中藥提取物在斷奶仔豬試驗性研究中的添加劑量及主要作用Tab 1 Dosage and main effects of common Chinese herbal extracts in experimental study of weaned piglets

在申報獸用中藥提取物及其制劑,《獸藥注冊分類及注冊資料要求》(農業部公告第442號)適用獸用中藥提取物及其制劑注冊的情形有兩種:一是第一類1,即從中藥、天然藥物中提取的有效成份及其制劑,是指獸藥國家標準中未收載的從中藥、天然藥物中得到的未經化學修飾的單一成份及其制劑,其單一成分的含量應當占總提取物的90%以上;二是第二類2,即從中藥、天然藥物中提取的有效部位制成的制劑,是指從中藥、天然藥物中提取的一類或數類成份制成的制劑。現已批準的獸用中藥提取物及其制劑有博落回提取物及博落回散、白頭翁皂苷提取物及白頭翁皂苷提取物注射液等。博落回散具有抗菌消炎,開胃的功能,可作為藥用飼料添加劑使用,用于促進豬、雞生長,對于豬、雞的健康生長和減少抗菌藥使用具有重要意義。目前,開展中藥提取物在畜禽中的藥效學探索性研究較多,但開發為獸用中藥提取物及其制劑的產品相對較少,未來應加大研發和利用力度以滿足養殖業實際用藥需求。