免疫抑制与芦荟提取物
2012-08-09杨帆张强
杨 帆 张 强
(成都思来生物科技有限公司,四川成都610041)
免疫抑制是动物免疫功能异常的一种表现,即常说的机体“亚健康”,是指动物机体在单一或多种对机体不利因素的作用下,免疫系统受损,导致机体免疫应答功能暂时性或持久性紊乱,且易感染疾病,一旦免疫抑制造成免疫系统崩解,其他病原则会大举入侵危害机体,最终导致死亡等,常被称为免疫抑制综合征,具有普遍性、整体性及隐蔽性。当前各种引起免疫抑制的因素广泛存在于我国畜禽养殖中,是造成特异性免疫失败(疫苗免疫)及诱发各种疾病的元凶之一。因此,本文探讨引起免疫抑制的各种因素,提供一种能从整体上长期提高猪群免疫力的措施,以期从根源上减少疾病对畜禽养殖所带来的损失。
1 导致畜禽产生免疫抑制的原因
免疫抑制初期状态下机体会动用更多的能量修复免疫系统,影响生产成绩。猪群发生免疫抑制后,首先表现为采食量及生长速度偏低,与品系所能达到的生产指标相差甚远,之后对应激敏感,轻度感染频繁(如母猪便秘),但基本可用药物控制。若免疫系统进一步损坏,则表现病死率上升,阶段性、重复性发病严重,最后免疫系统破坏,任何诱因都可导致猪场崩溃。若肉鸡发生免疫抑制,则主要表现为前期采食量基本正常,死亡率较低,主要表现为呼吸道症状,消化异常;中后期病鸡精神沉郁、高烧,不愿走动,且养殖环境温度越低,精神状态越差,采食量明显下降,病程越长,死亡率越高,鸡群排黄白色稀粪为主。
发生免疫抑制的原因很多,有内在因素和外在因素,有一定共性,如大多是条件性病原菌发病。因此,该种症状具有普遍性,在生产过程中呈隐性亚临床症状,易被忽视,且常是群体发生。
1.1 免疫抑制疾病
免疫抑制疾病可由免疫抑制性病毒引起,免疫抑制性病毒(Immunosuppressive-viruses)主要是指感染后极易引起畜禽免疫抑制的病毒因子,现已证实有免疫抑制性的病毒有猪瘟病毒(HCV)、猪圆环病毒2型(PCV2)、猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)、伪狂犬病毒(PRV)、猪细小病毒(PPV)、猪流感病毒(SIV)等。鸡常见的病毒有马力克病毒(MDV)、禽白血病病毒(ALV)、传染性法氏囊病毒(IBDV)、鸡传染性贫血病毒(CIAV)、网状内皮组织增生病毒(REV)、呼肠孤病毒(ARV)等。这些病毒均能引起免疫系统的破坏,导致免疫抑制。另外,还有支原体、附红细胞体及放线杆菌等病原微生物也能破坏免疫屏障,导致继发感染。
1.2 营养因素
免疫系统中的物质基础抗体是一种蛋白质,由蛋白质和众多氨基酸合成,若饲料中氨基酸合成不足则无法合成抗体,临床上则表现为免疫抑制。凡是影响蛋白质合成的物质,包括维生素、微量元素等都会影响抗体生成,如硒对蛋白质合成起着积极作用,锌既能直接催化蛋白质代谢,又可通过构成激素,间接参与DNA、RNA、蛋白质代谢。因此,日粮营养对于畜体免疫力至关重要。
1.3 应激因素
由于管理不当,低温、持续高温、断奶、转群、过分拥挤等应激因素均可引起免疫抑制。如管理粗放,鸡群密度过大,通风不良,有害气体浓度过高,使得鸡处于应激状态下,更易导致呼吸道黏膜损伤,为细菌或病毒侵入大开方便之门,造成细菌和病毒的感染。应激状态下,糖皮质激素的大量分泌导致胸腺、脾脏和淋巴组织萎缩。使嗜酸性白细胞、T淋巴细胞、B淋巴细胞的产生和分化及其活性受阻,从而抑制了机体的细胞和体液免疫,导致机体免疫抑制。另外,当有应激发生时,猪的肾上腺素和去甲肾上腺素通过激活β-肾上腺素能受体,提高细胞内cAMP水平,从而降低单核细胞以及中性粒细胞的趋化及吞噬作用,在一定程度上造成免疫抑制。邱一华等(1999)分别取束缚应激3、6、12、18 h 和解除束缚后 12、24、48、72、96 h 的大鼠淋巴结、脾脏提取物和血清,与刀豆素A混匀并加到正常大鼠肠系膜淋巴结细胞悬液中孵育72 h后,用噻唑蓝(MTT)比色分析法检测肠系膜淋巴结细胞的转化(用光密度OD值表示),从而观察应激对淋巴细胞转化抑制作用的出现和消退的全过程。试验证明,应激可引起淋巴组织产生一种能抑制免疫功能的应激免疫抑制蛋白(ISPS),并释放到血液中,对细胞免疫发挥较长时间的抑制作用(见图1)。从以上分析可以看出,应激导致免疫抑制的原因是多方面的,但主要还是通过体液途径实现。
图1 应激大鼠淋巴结和脾脏提取物及血清抑制淋巴细胞转化的时程变化曲线
1.4 药物因素
现已证实,许多化学药物、细胞毒素及某些抗生素对免疫功能都有抑制作用。如四环素、两性霉素B、强力霉素等对巨噬细胞的吞噬能力有抑制作用;磺胺类药物、强力霉素、四环素等能抑制淋巴细胞的转化,从而影响体液免疫水平;四环素、强力霉素有抑制淋巴细胞趋化性的作用;磺胺类药物、维生素K3、四环素、氯霉素有抑制中性粒细胞的功能;氯霉素等对抗体的生成有抑制作用。
1.5 霉菌毒素
霉菌毒素,如黄曲霉毒素和赭曲霉毒素A等对免疫系统有损害且影响抗体的产生,同时引起胸腺萎缩,吞噬细胞功能和补体产生能力下降。黄曲霉毒素中毒使传染性疾病的易感性明显增强。
1.6 内毒素
内毒素(LPS)是革兰氏阴性细菌细胞壁的成分,它可以引起宿主的广泛病理生理效应,如休克、组织损伤,甚至宿主死亡,滥用抗生素等将导致内毒素大量释放。大量研究证实,内毒素也能损坏免疫细胞导致免疫抑制。彭小宁等(2000)研究内毒素能在体外诱导淋巴细胞凋亡,且呈剂量依赖性。淋巴细胞的凋亡状况将影响免疫系统的内稳定,引起免疫缺损等。朱进等(2009)证实了内毒素致淋巴细胞凋亡机制与TNF-α等炎症因子有关,且于试验中证实外周全血培养下的T淋巴细胞凋亡率随内毒素浓度增大而升高(见图2)。罗非君等(2000)研究得出,内毒素诱导小鼠腹腔巨噬细胞凋亡系经NO及活性氧介导。
图2 不同浓度内毒素对外周全血培养下的T淋巴细胞凋亡率的影响
2 芦荟提取物
对于畜禽动物的免疫抑制,除了加强饲养管理、改善环境及营养、建立消毒制度等措施外,如何做好预防保健工作显得尤为重要。免疫增强,即以特定的方式刺激免疫细胞增强免疫应答,调控细胞因子的产生与释放,维持正常适度的免疫反应,减轻有害或过度的炎症反应,维护肠道屏障功能,从整体提高机体免疫防护能力。免疫活性多糖、中草药免疫增强剂、细胞因子、共轭亚油酸、寡肽、功能性低聚寡糖等物质都已证实具有良好的提高免疫的功能。而免疫活性多糖中的植物多糖,如黄芪多糖、刺五加多糖、芦荟多糖等已广泛应用于畜牧业,并对免疫抑制有很好的预防效果。
芦荟(Aloe)为百合科芦荟属植物,全世界约有360多个品种。其味苦性寒,归肝、胃、大肠经,具清肝热、通便等功效。药用芦荟中常用的有库拉索芦荟、好望角芦荟、中华芦荟、皂草芦荟和木立芦荟等品种。芦荟中含有蒽醌类衍生物、多糖类、酚类、氨基酸、微量元素、缓激肽、有机酸、维生素等70多种成分。现已研究发现,芦荟具有抗菌、抗炎、调节免疫、抗肿瘤、调节血糖等多种药理作用。其中,芦荟的蒽醌化合物及多糖为主要成分,分别是芦荟叶渗出液中的主要成分和芦荟凝胶部分除去水分外的主要成分。
芦荟中的蒽醌化合物如芦荟甙、芦荟大黄素、芦荟酊等大多具有抗菌活性,蒽醌类化合物的抗菌机理主要是抑制菌体糖及糖代谢中间产物的氧化和脱氢过程,并与DNA结合,干扰其模板功能,抑制蛋白质与核酸合成。田兵等(2003)通过考查芦荟抗菌作用与蒽醌化合物的关系,得出芦荟苷的抗菌活性明显高于芦荟大黄素,芦荟苷为主要抗菌有效成分之一,糖基配体的存在可显著提高其抗菌活性。另外,芦荟中蒽醌类化合物还具有抗氧化及抗病毒的作用。
2.1 芦荟多糖的免疫活性
芦荟多糖为一类具有不同生理功能的大分子化合物,主要由甘露糖、半乳糖、葡萄糖、木糖、鼠李糖、阿拉伯糖组成,其中以甘露糖(60.73%)、半乳糖(16.42%)、葡萄糖(9.16%)含量居多,芦荟叶肉中的黏性物质以甘露聚糖为主。它是一种通过β-(1,4)-D乙酰化作用在甘露糖吡喃环的碳6位上将甘露糖连接起来的长链聚合物。大量研究表明,芦荟多糖能调节机体的免疫功能,能够提高淋巴细胞的转化率,提高免疫力,且芦荟多糖免疫力大小与其分子量大小相关。王莉等(1999)用巴巴多斯芦荟多糖做了小鼠体内和大鼠体外试验,研究结果显示,芦荟多糖可促进小鼠胸腺、脾脏增长,显著提高小鼠巨噬细胞的吞噬指数和吞噬百分数;对体外正常大鼠脾细胞分泌的细胞因子,如IL-1、IL-6、TNF-α等均有一定的促进作用,而对内毒素诱导脾细胞分泌的细胞因子则有显著的抑制作用,揭示其对细胞因子的分泌可双向调控,对免疫应答过程具有双向调节作用。
戴必胜等(2007)用芦荟多糖对肉鸡的各项指标做了研究,结果显示,芦荟多糖能降低GH水平,显著提高T3、T4含量,使血清总蛋白水平及血钙、血磷含量提高,能显著增加肉鸡体重和肝脏重量(P<0.05)。另外,肉仔鸡饲粮中添加芦荟多糖能显著降低盲肠内容物大肠杆菌浓度,提高盲肠内双歧杆菌和乳酸杆菌浓度(P<0.05);回肠微绒毛高度增加、密度加大(P<0.05);免疫器官胸腺、脾脏、法氏囊相对质量均显著增加,新城疫抗体效价显著提高(P<0.05)。王学梅等(2008)研究芦荟多糖(添加量分别为0.1%、0.15%、0.25%)对肉鸡生产性能及免疫功能的影响,试验结果表明,在肉仔鸡饲粮中添加芦荟多糖对生产性能和屠宰性能均无显著影响(P>0.05),与抗生素(100mg/kg高霉素)作用效果一致。另外,芦荟多糖具有提高肉仔鸡免疫器官指数及吞噬指数的作用(P<0.05),添加比例为0.25%时效果较好,且与抗生素作用效果相当,提示芦荟多糖是有效的抗生素替代品。
祁俊生等(2008)关于在芦荟添加剂对猪育肥性能和肉质的影响试验结果显示,芦荟作为添加剂能降低料肉比,显著增加生长猪的重量,用芦荟添加剂喂养的生长猪的猪肉失水率、脂肪率及贮存损失率与对照组相比显著降低,与对照组相比CPK(磷酸肌酸激酶)和GPI(磷酸葡萄糖异物酶)的值、熟肉率显著升高;对猪肌肉营养成分氨基酸进行分析得知,必需氨基酸的量、鲜味氨基酸的量及氨基酸的总量均比对照组高,提高了猪肌肉的营养及品质。
2.2 芦荟对内毒素的作用
芦荟能破坏内毒素的链状盘绕结构成短片状。崔桅等(2002)做了库拉索芦荟对内毒素抑制作用的研究,结果显示,库拉索芦荟液对LPS有抑制作用。抑制率与芦荟浓度成正相关,芦荟浓度1 kg/l时抑制率为21.4%,浓度1.4 kg/l时抑制率为79.82%。1 g库拉索芦荟约抑制1 070 EU/l LPS(如图3)。王莉等(1999)研究证实,芦荟提取物对内毒素诱导脾细胞分泌的细胞因子IL-1、IL-6、TNF-α有显著抑制作用,从而降低了内毒素对机体的损坏作用。
图3 不同浓度库拉索芦荟鲜汁抑制LPS作用测定结果
3 小结
免疫抑制对畜禽养殖业的影响严重,选择一种提高免疫力,无毒、无残留且有效的绿色添加剂应用到饲料中非常必要,芦荟能够提高畜禽免疫机能,从免疫预防的角度解决了这一危害养殖业的问题,避免不必要的经济损失及继发疾病。芦荟作为饲料添加剂,能提高畜禽的生产性能,同时替代饲料中的抗生素,使饲料成为绿色饲料,满足“绿色肉、放心肉”的消费理念。
34篇,刊略,需者可函索)