鱼油对仔猪生产性能、炎性介质和下丘脑 -垂体 -肾上腺轴激素的影响

洪 宇 刘玉兰 吴志锋 朱惠玲 侯永清 丁斌鹰

(武汉工业学院动物营养与饲料科学湖北省重点实验室,武汉 430023)

在畜牧生产中,畜禽免疫系统常受到细菌、病毒和内毒素等环境抗原的刺激而处于激活状态。免疫系统激活常引起畜禽行为、代谢和神经内分泌的改变,最终抑制畜禽生长,这种现象称为“免疫应激”。免疫应激虽然能够激活免疫系统以抵抗外来病原对机体的损伤,但过度激活会消耗大量营养物质,导致动物生长受阻,对畜牧业造成一定的损失[1]。研究表明,动物免疫应激引起的生长抑制是由肿瘤坏死因子 -α(TNF-α)、白细胞介素 -1β(IL-1β)、白细胞介素 -6(IL-6)等炎性细胞因子的过量释放引起的[2]。因此,采取一定营养措施调节炎性细胞因子的产生对缓解免疫应激有重要作用。鱼油富含 n-3多不饱和脂肪酸(PUFA),已用作免疫调节剂[3-4]。研究表明,在人类临床试验和动物疾病模型中,n-3 PUFA能够起到降低炎症反应[5],改善免疫功能的作用[6-7],其药理学机理与其缓解了炎性介质的过量产生密切相关[8]。因此,鱼油可能对缓解猪免疫应激有一定作用。本研究用大肠杆菌脂多糖(LPS)刺激仔猪建立免疫应激模型[9],研究鱼油对断奶仔猪生产性能、炎性介质和下丘脑 -垂体 -肾上腺轴的影响,旨在为缓解仔猪免疫应激提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验动物和饲粮

选用(28±3)日龄的杜洛克 ×长白 ×大白仔猪 32头,平均体重(8.91±0.74)kg,按体重相近原则随机分为 4组,每组 4个重复,每个重复 2头猪,1公 1母。试验期为 19 d。参照 NRC(1998)5～10 kg生长猪营养需要量配制。基础饲粮组成及营养水平见表 1。

1.2 试验设计及样品采集

采用双因子设计,主因子为饲粮处理和免疫应激处理。饲粮处理：对照饲粮(添加 5%玉米油,玉米油购自山东西王食品有限公司。产品名称：玉米胚芽油,压榨一级;产品标准号：GB 19111)或鱼油饲粮(添加 5%鱼油,鱼油由福建高龙公司馈赠。产品名称：精制特级鱼油;产品标准号：SC3504);免疫应激处理：注射 LPS或生理盐水。在试验第 19天,每个饲粮组 1/2的猪注射150μg/kg BW的 LPS,另 1/2注射等量的生理盐水作对照。LPS为大肠杆菌血清型为 O55∶B5(Sigm a)。分别在注射前(0 h)和注射后 2和 4 h,用肝素抗凝真空管从所有猪前腔静脉采血 10m L,3 500 r/min离心 10min分离血浆,-80℃冻存待测。

1.3 检测指标

1.3.1 生产性能指标

于试验开始、第 10天和第 19天,仔猪个体称重,并记录采食量。生产性能指标以平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)和料重比(F/G)来表示。

1.3.2 炎性介质及激素指标

TNF-α采用 ELISA试剂盒(R＆D System,美国)测定;前列腺素 E2(PGE2)、促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)和促肾上腺皮质激素(ACTH)采用125IRIA试剂盒(北京华英生物技术研究所)测定;皮质醇采用125IRIA试剂盒(北京北方生物技术研究所)测定。

表 1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet(air-dry basis) %

1.4 饲养管理

饲养试验在动物营养与饲料科学湖北省重点实验室进行。舍温保持在 20～22℃。猪栏面积1.20 m×1.10 m。粉料饲喂,乳头式饮水器,自由采食和饮水。

1.5 统计分析

数据用 SPSS 16.0进行双因子方差分析。模型主效应包括饲粮、免疫应激及二者的互作。以P＜0.05为显著性标准,以 P＜0.10为具有显著性趋势。

2 结果与分析

2.1 鱼油对仔猪生产性能的影响

由表 2可见,在整个试验过程中,与玉米油组相比,鱼油对仔猪生产性能没有显著影响(P＞0.05)。

表 2 鱼油对仔猪生产性能的影响Table 2 Effects of fish oil on production performance of pig lets

2.2 鱼油和 LPS刺激对仔猪炎性介质、下丘脑 -垂体 -肾上腺轴激素的影响

从表 3可见,在 LPS(或生理盐水)注射前(0 h),各组之间无显著差异(P＞0.05)。在注射后 2 h,LPS刺激显著提高了 TNF-α(P＜0.001)、PGE2(P＜0.001)、ACTH(P＜0.01)和皮质醇(P＜0.001)的含量。鱼油对 TNF-α(P＜0.05)、PGE2(P＜0.001)和皮质醇(P=0.001)含量的影响与 LPS刺激存在显著的互作关系,即鱼油缓解了 LPS刺激导致的 TNF-α(P＜0.05)、PGE2(P＜0.01)和皮质醇(P＜0.001)含量的上升,而对注射生理盐水的猪则不存在这种效应。鱼油显著降低了 ACTH的含量(P＜0.001)。在注射后 4 h,LPS刺激显著提高了 TNF-α(P＜0.001)、PGE2(P＜0.05)和皮质醇(P＜0.001)的含量。鱼油对TNF-α(P＜0.05)含量的影响与 LPS刺激存在显著的互作关系,即鱼油降低了 LPS刺激的猪血浆中 TNF-α的含量(P＜0.05),而对注射生理盐水的猪则不存在这种效应。鱼油降低了 PGE2(P＜0.01)和 ACTH(P＜0.05)含量,而对皮质醇的含量无影响。在 2和 4 h,LPS刺激与鱼油对 CRH均无显著影响(P＞0.05)。

3 讨 论

免疫应激问题是畜牧生产中制约畜禽生长的重要因素之一。LPS是革兰氏阴性菌膜结构物质,能诱导动物产生急性细菌感染症状,如厌食、嗜睡、发热等症状[4]。LPS注射进入体内,可使动物出现急性免疫应激反应[9],因此,LPS模型是动物营养免疫学中常用的免疫应激模型[9-10]。本研究通过仔猪腹膜注射 LPS,探讨鱼油对免疫应激仔猪生产性能、炎性介质和下丘脑 -垂体 -肾上腺轴激素的影响。

在本试验中,鱼油对仔猪生产性能无显著影响,这与前人的研究结果一致[11-13]。然而,我们前期的研究表明,添加了 7%的鱼油饲粮缓解了14～21日龄 LPS刺激导致的仔猪生产性能(平均日增重和平均日采食量)的降低[4]。在本试验中,生产性能的测定是在 LPS刺激之前,而在前期研究中,生产性能的测定是在 LPS刺激之后,因此,鱼油可能仅对病理状态下的猪(如免疫应激)的生产性能具有改善作用,而对正常生理状态下的猪则无显著影响。

动物在发生免疫应激反应时,应激原会刺激单核 /巨噬细胞系统产生并分泌 TNF-α、IL-1β和IL-6等炎性细胞因子[2]。PGE2是花生四烯酸的代谢产物,花生四烯酸通过环氧化酶和脂氧化酶途径代谢产生许多生物活性物质,其中 PGE2是调节免疫反应的重要代谢产物,也是一种重要的炎性介质[4]。在本试验中,LPS刺激导致炎性介质TNF-α和 PGE2急剧上升,说明仔猪的免疫系统被迅速激活。而鱼油抑制了 LPS刺激仔猪血浆中TNF-α(2和 4 h)、PGE2(2 h)水平的上升 ,说明鱼油缓解了 LPS导致的仔猪免疫应激反应。这与我们前期试验结论相似,与玉米油组相比,添加 7%的鱼油饲粮显著缓解了 LPS刺激仔猪血浆 PGE2含量的上升[4]。

炎性细胞因子可以直接作用于中枢神经系统,引起神经内分泌发生改变,抑制生长激素和类胰岛素生长因子 -Ⅰ等促进动物生长激素的分泌,提高 CRH、ACTH、皮质醇等下丘脑 -垂体 -肾上腺轴激素的分泌,从而促进机体的分解代谢,最终影响动物的生长性能[2]。在本试验中,LPS在提高血浆 TNF-α的同时,也提高了血浆皮质醇和 ACTH的含量,而鱼油在缓解 LPS刺激导致的血浆 TNF-α含量上升的同时,也缓解了皮质醇和ACTH含量的升高。与 Liu等[14]研究报道类同,7%的鱼油饲粮显著缓解了 LPS刺激导致的断奶仔猪血浆皮质醇的含量的上升。因此,鱼油对皮质醇和 ACTH含量的影响可能与其对炎性细胞因子释放的影响密切相关。

4 结 论

鱼油缓解了免疫应激仔猪炎性介质和下丘脑 -垂体 -肾上腺轴激素的分泌,其机制可能与其降低了炎性细胞因子的含量有关。

[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] 王新颖.多不饱和脂肪酸影响炎症和免疫功能的基础研究[J].肠外与肠内营养,2007,14(1)：54-58.

[4] 刘玉兰.鱼油对断奶仔猪抗免疫应激机理研究[D].博士学位论文.北京：中国农业大学,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.不同来源油脂对断奶仔猪生产性能的影响[D].长沙：湖南农业大学,2007：16-21.

[12] 朱荣生,郑加兰,梁海平.乳化脂肪粉对断奶仔猪生产性能的影响[J].江西畜牧兽医杂志,2009,6：12-13.

[13] 张华伟,何凤琴,马金芝,等.乳化油对断奶仔猪生长性能的影响[J].饲料研究,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.