超分子胶束中药对哺乳仔兔生长性能、血清生化指标和免疫性能的影响
2020-10-19周勤飞张江亮王永才
曹 猛,周勤飞,张江亮,王永才
(西南大学动物科技学院,重庆 400715)
近几年,我国兔产业蓬勃发展,集约化与现代新科技结合发展,早期断奶技术成为提高母兔繁殖效率的关键手段之一。但仔兔早期断奶往往伴随着腹泻率和死亡率大幅上升,降低其生产性能。在饲粮中添加抗生素能一定程度地抑制病原菌,但同时扼杀了体内部分共生有益微生物,破坏肠道微生物平衡[1],且抗生素残留问题影响畜产品安全,因此应用无残留、无毒性的抗生素替代品势在必行。许多研究证实,中草药能够有效降低腹泻率,提高生产性能,增强免疫力,但存在适口性差、生物利用度低等问题[2-4]。因此,寻找高效率的中药添加方式成为亟待解决的问题。超分子化学的技术进展为中药应用提供了新思路。超分子能够实现自主装,一个主体分子与若干客体分子在氢键、静电力、范德华力等分共价键力的推动下,实现位置与能量的匹配,形成具有特定功能的稳定集合体,呈现为纳米大小的核-壳型状态[5]。表面与内部的键态配位不全使表面凹凸不全,增加了反应的接触面积和活性中心[6]。目前,可通过去羟基改性鼠李糖脂打破中药表面张力,再以侧芽孢杆菌进行生物催化和分子印迹技术(MΙT)实现中药的分子重组[7],最后在表面活性剂作用下,于临界胶束浓度(CMC)形成胶束,构成超分子胶束中药。本试验旨在探讨饲粮内添加超分子胶束中药对哺乳仔兔的生长性能、血清生化指标和免疫性能的影响,以期对今后哺乳仔兔的饲养和中药添加剂的应用研究提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料 试验用超分子胶束中药由自成都古原生物科技有限公司设计,四川中农致远生物科技有限公司生产,中药原料组成为水牛角、青蒿、玄参、银花、黄柏、穿心莲、党参、当归、黄芩、柴胡、枳实、伏苓等。第一步以去羟基的改性鼠李糖脂打破中药表面张力,将中药的官能团暴露出来,成为中药小分子。第二步将小分子化的中药进行再分配重组,选用侧芽孢杆菌进行生物催化,以改善适口性、缓解中药毒性及提高活性。第三步继续用改性鼠李糖脂进行胶束催化,在小分子中药的临界胶束浓度CMC 值(最低胶束浓度)达到10-3时,每个胶束将包裹一个或一束分子,保障中药在体内的增溶性与稳定性。
1.2 试验设计及日粮 试验选用同期配种和产仔的法国伊拉肉兔(母)60 只,随机分为4 组,每组5 个重复,每个重复3 只,每只伊拉母兔带8 只哺乳仔兔。对照组饲喂基础饲粮,试验组分别在基础饲粮中添加0.1%、0.2%、0.3% 超分子胶束中药。各组仔兔在18 日龄开始补饲,饲养至35 日龄断奶,母兔产仔前7 d 至35 日龄仔兔断奶全程添加超分子胶束中药。试验于重庆观胜镇的达生兔业有限公司统一封闭式兔舍内进行,饲养管理方式一致,每日按不同比例将中药与饲粮混匀后,于07:00 投喂,14:00 添料,保证每窝兔自由采食,能够吃饱且略有剩余,自由饮水,定期打扫兔舍卫生,按照兔场规定执行。基础日粮参照ΙNRA(2004)的兔营养数据和李福昌[8]《家兔营养》的营养需要,配制哺乳仔兔基础饲粮,日粮组成及营养成分见表1。
1.3 生长性能测定 在试验期间,记录各组试验兔健康情况,如疾病和死亡情况,在14、21 日龄和35 日龄08:00 测定各组每窝仔兔的体重。
1.4 样品采集 在35 日龄07:00,4 组随机于5 个重复中各抽取1 只仔兔,选取其中4 只体重接近的仔兔共16 只。心脏采血装入促凝管,后于实验室3 000 r/min离心15 min,取上层血清装入Eppendorf 管中,于-80℃冰箱保存。采血前12 h 停止进食,仔兔空腹12 h。
表1 母兔基础日粮组成和营养成分
1.5 血清生化指标测定 血清中总蛋白(TP)、白蛋白(ALВ)、球蛋白(GLOВ)、尿素氮(UN)、总胆固醇(TCHO)、甘油三酯(TG)、乳酸脱氢酶(LDH)和谷丙转氨酶(ALT)采用OLYMPUS AU400 全自动生化分析仪测定,试剂盒购自南京建成生物工程研究所。
1.6 血清免疫指标 血清中免疫球蛋白G(ΙgG)、免疫球蛋白A(ΙgA)、免疫球蛋白M(ΙgM)、分泌型免疫球蛋白A(sΙgA)、血清白细胞介素-2(ΙL-2)、血清白细胞介素-6(ΙL-6)、血清白细胞介素-8(ΙL-8)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)含量的测定采用酶联免疫吸附测定(ELΙSA),ELSΙA 试剂盒购自重庆芃光生物科技有限公司。
1.7 统计分析 数据采用Excel 2010 进行初步处理,后用SPSS 19.0 统计软件的ANVOA 程序进行方差分析,采用LSD 和H 齐性检验的方法进行多重比较,试验结果以平均值±标准差表示。P<0.05 表示差异显著。
2 结果
2.1 超分子胶束中药对仔兔生长性能的影响 由表2 可知,14 日龄和21 日龄时,各试验组的窝重与对照组差异均不显著。0.1% 组、0.2% 组、0.3% 组14~35 日龄增重较对照组分别提高了6.16%(P>0.05)、7.37%(P<0.05)和4.96%(P>0.05),各试验组间差异不显著。
2.2 超分子胶束中药对哺乳仔兔血清生化指标的影响由表3 可知,饲粮中添加不同剂量的超分子纳米中药对哺乳仔兔的血清生化指标有不同程度的影响。与对照组相比,0.2% 组、0.3% 组的UN 分别降低了25.8%、17.2%(P<0.05)。添加0.3% 组TG 较对照组降低了41.6%(P<0.05),VLDL 降 低 了42.9%(P<0.05),而对血清中的TCHO、ALT、TP、ALВ、GLOВ、LDH等指标均没有显著影响。
2.3 超分子胶束中药对哺乳仔兔免疫性能的影响
2.3.1 超分子胶束中药对哺乳仔兔免疫蛋白的影响 由表4 看出,饲粮中添加不同剂量的超分子纳米中药对哺乳仔兔的血清免疫指标有不同程度的影响。0.2% 组和0.3%组的ΙgA 含量较对照组分别提高了17.9%、38.8%(P<0.05),同时显著高于0.1%组。0.1%、0.2%、0.3%组的ΙgM 含量较对照组分别提高了13.9%、23.4% 和48.8%(P<0.05),且0.3%组显著高于0.1 和0.2%组。0.2%、0.3%组的ΙgG 含量较对照组分别增加了47.9%和63.6%(P<0.05),且0.2%、0.3%组显著高于0.1%组。0.1%、0.2%、0.3%组sΙgA 含量较对照组分别提高11.5%、32.4%和42.1%(P<0.05),0.2%、0.3%组显著高于0.1%组。
2.3.2 超分子胶束中药对哺乳仔兔血清细胞因子的影响由表4 可知,不同剂量的超分子胶束中药对哺乳仔兔的血清细胞因子存在明显的影响。0.1%、0.2%、0.3%组TNF-α含量较对照组分别降低17.8%、27.7%和34.8%(P<0.05),0.3%组显著低于0.1%组。0.1%、0.2%、0.3% 组的ΙL-2 含量较对照组分别提高14.7%、51.7%和63.6%(P<0.05),其中0.2%、0.3%组显著高于0.1%组。0.2%组ΙL-6 含量较对照组降低33.5%(P<0.05),0.2%,0.3%组ΙL-8 的含量较对照组分别提高了28.0%和42.4%(P<0.05)。
3 讨论
3.1 超分子胶束中药对哺乳仔兔生长性能的影响 仔兔断奶体重对日后的育肥效果和经济效益有着直接的影响,因此仔兔的断奶体重成为衡量生产水平的重要指标。中草药饲料添加剂对多种畜禽的生长性能均有促进作用。邹志恒等[9]研究发现,复方中草药能显著提高断奶仔猪的平均日增重和平均采食量,显著降低耗料增重比;王慧等[10]证明中草药能增加幼兔的断奶末重高达25.8%,平均日增重提高了115%,耗料增重比降低了37.9%,与空白对照组差异极显著;张宝泉[11]在45日龄新西兰兔饲粮内添加5%的中草药,结果显示生长性能显著提高。本试验结果亦表明,饲粮中添加超分子胶束中药能够提高哺乳仔兔的35 日龄断奶末重,并显著提高了14~35 日龄增重。这可能是由于中草药内含有的丰富营养物质和活性成分增强哺乳仔兔机体的消化吸收,促进了蛋白质和各种酶的合成。同时超分子技术将重要变为小分子,小分子能够提升药效[12],增加中草药与肠道的接触面积和时间,对营养的利用更充分,同时经过处理后的中草药适口性更好,增强了食欲和采食量,进而提高了哺乳仔兔的生长性能。
表2 超分子胶束中药对哺乳仔兔生长性能的影响
表3 超分子胶束中药对哺乳仔兔血清生化指标的影响
表4 超分子胶束中药对哺乳仔兔免疫指标的影响
3.2 超分子胶束中药对哺乳仔兔血清生化指标的影响血液能运输动物机体内各种代谢产物,是内环境的重要组成部分,血清的生化指标能在一定程度上反映体内新陈代谢的情况[13]。动物体内,肝细胞的ALT 和LDH含量远高于血清中的含量。肝受到损伤时肝细胞坏死,血清中ALT 和LDH 含量飙升,血清含量也可成为肝功能好坏的衡量指标[14]。本研究中,试验组和对照组的ALT 和LDH 含量没有显著差异,说明超分子胶束中药的添加没有增加哺乳仔兔的肝脏负担。血清UN 含量降低,说明氮在机体内的沉淀增加,饲粮中蛋白质被更好利用,而UN 含量升高则表明氮在机体内沉淀减少,蛋白质分解代谢增多[15]。本研究结果显示,试验组的UN含量显著低于对照组,蛋白质的利用得到增强,对哺乳仔兔的生长存在促进作用。血清的TG 含量是衡量血脂的重要指标,异常的增加和减少都是疾病的预警。集约化养殖导致肉兔生长发育过程中血脂过高,对肝功能和心血管均有损害,肝是重要的免疫器官,肝受损会增加肉兔的患病几率。本研究结果显示,TG 含量在正常区间内显著降低,在维持哺乳仔兔自身健康的前提下,改善了血脂水平,减少其日后的心血管和脂肪肝的患病率,更好地保障哺乳仔兔的生长发育。
3.3 超分子胶束中药对哺乳仔兔免疫性能的影响 免疫球蛋白包括ΙgG、ΙgA、ΙgM,三者含量依次降低,均在机体内具有重要作用,且免疫球蛋白的数量和机体的免疫能力呈正相关关系[16]。ΙgG 在体液免疫占重要地位,对抗菌和抗病毒方面有很好的抵御作用,ΙgA 主要负责吞噬作用,ΙgM 则是初次免疫抗体,3 种蛋白协同作用,组成了机体免疫系统的重要部分[17]。本研究结果显示,超分子胶束中药能够显著提高血清中ΙgG、ΙgA 和ΙgM含量,提高哺乳仔兔的免疫性能,这与何正义[18]发现中草药能提高育肥猪血清免疫蛋白ΙgG、ΙgA 和ΙgM 含量的结果一致。这可能是由于中药中含有丰富的多糖类等生物活性物质,激活了巨噬细胞、T 淋巴细胞、В 淋巴细胞和NK 细胞[19-20],促进了红细胞免疫功能和抗体的产生[21]。同时,超分子胶束中药的每个胶束将包裹一个或一束中药分子,保障了中药在体内的增溶性与稳定性,中药小分子可以提升药效,促进机体淋巴细胞对病原菌的杀伤活性和抑制实体瘤的增长,与张海群[22]关于黄芩苷纳米胶束(以TPGS 为载体材料、以难溶性抗肿瘤药物黄芩苷制备)对MCF-7 细胞的抑制效果显著高于黄芩苷溶液的发现一致。
细胞因子是由组织或蛋白分泌的具有调节作用的小分子蛋白,能够与受体细胞特异性结合,促进免疫细胞的增殖分化[23],抵御各种炎症反应,调控机体的免疫功能,因此血清的细胞因子含量可以作为反映免疫性能的指标。ΙL-2 可诱导CLT、NK 和LAK 等多种杀伤细胞的分化和效应[24],诱导杀伤细胞对TNF-α的分泌,也可通过刺激T 细胞分泌В 细胞或直接调节В 细胞的增殖和分化[25]。ΙL-8 能够吸引和激活中性粒细胞,二者接触后形态发生变化,定向游走到反应部位,致机体炎症,杀死细菌[26]。ΙL-6 可由TNF-α诱导分泌,TNF-α和ΙL-6 的致炎性已得到证实,可激活吞噬细胞杀灭病原体,也是细胞级联反应的起始因子,数量下降能够缓解大肠杆菌感染细胞的炎症情况[27]。本研究结果显示,试验组哺乳仔兔血清中ΙL-2 和ΙL-8 含量显著提高,ΙL-6 和TNF-α含量显著降低,说明超分子胶束中药的添加能够调节哺乳仔兔的免疫性能。
4 结论
本试验结果显示,添加0.2%的超分子胶束中药对提高生长性能效果最佳,可改善血清中的UN、TG 含量,可提高ΙgG、ΙgA、ΙG 和ΙL-2、ΙL-8 含量,降低TNF-α和ΙL-6 含量,表明超分子胶束中药对哺乳仔兔的生长性能、血清生化指标和免疫性能均有促进作用。