菊苣根超微粉对热应激小鼠的保护作用研究

武 炜，李成会，蔡玉梅

（唐山师范学院生命科学系，河北唐山 063000）

热应激是动物机体对热激源做出的非特异性防御反应，在现代畜牧业的发展过程中，热应激对动物的影响几乎无法避免。当外界温度过高，动物自身的体温调节无法恢复正常时会出现生理机能紊乱，导致采食量下降、机体营养代谢消耗增加、免疫机能下降、生长性能和繁殖性能降低，严重时还会造成动物休克和死亡。

菊苣（.）又名苦苣、咖啡草，在我国暖温带地区广泛分布，属菊科菊苣属多年生宿根植物。菊苣是多用途植物，富含菊糖、菊苣酸、三萜类、倍半萜内酯类、香豆素类、有机酸类、生物碱等有效成分，具备降糖降脂、清肝利胆、健胃消食、利尿消肿等药用功效。作为优质饲草，菊苣可改善动物生产性能，改善肉品质，提高畜禽对矿物质吸收能力，促进消化，增强机体免疫能力。但菊苣口感苦、块根体积大、含水量高、利用率较低等限制了其在动物生产中的应用，而超微粉化技术可解决以上问题，该技术通过完全打破植物细胞壁保留全部化学成分，可促进有效成分的释放、吸收和利用，显著提高药效作用。国内（外）对菊苣根超微粉这一新剂型的研究不多，更未见其对热应激动物保护作用的报道。本试验研究菊苣根超微粉对热应激小鼠的保护作用，为利用菊苣根超微粉开发绿色添加剂提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验动物 选择50只雄性、体重20～22 g昆明种健康小鼠，购自北京阿普瑞斯生物科技有限公司，饲喂基础饲料，自由饮水。

1.2 材料与试剂 普那菊苣根购自迁安高效生态农业循环经济示范园。将菊苣根洗净后切片，干燥，水分低于10%。中药粉碎机粉碎，过80目筛，得到粗粉。将粗粉进行低温超微粉碎，过400目筛。菊苣根超微粉颗粒经激光粒度检测仪检测，粒径D50低于75 nm。免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白G（IgG）、谷丙转氨酶（ALT）、谷草转氨酶（AST）、丙二醛（MDA）、谷胱甘肽（GSH）、超氧化物歧化酶（SOD），以上试剂盒均购自南京建成科技有限公司。

1.3 主要仪器 试验仪器主要包括中药粉碎机（型号HT-500，郑州中原华通机械厂）、超微粉碎机（型号为WZJ，济南倍力粉技术工程有限公司）、激光粒度仪（型号为BT-9300，购自丹东百特仪器有限公司）、恒温恒湿生化培养箱（型号为LHP-160，常州荣华仪器制造有限公司）、全自动生化分析仪（型号为iMagic-V7，深圳库贝尔生物科技有限公司）。

1.4 试验设计 50只小鼠随机分为对照组、热应激组、超微粉低剂量组、超微粉高剂量组、粗粉组，每组10只，适应饲养7 d。超微粉低剂量组、超微粉高剂量组分别灌胃菊苣根超微粉悬液0.75、1.5g/（kg·d），粗粉组灌胃菊苣根粗粉悬液 1.5g/（kg·d），对照组、热应激组灌喂等体积生理盐水，连续灌胃7 d。从第15天开始，将除对照组外的其他4组小鼠每天放入恒温恒湿生化培养箱，温度（40±1）℃、湿度75%±5% 条件下处理2 h，连续热应激7 d，期间各处理组小鼠持续灌胃给药。分别于第14天和第21天空腹称重，第21天热应激处理结束后，各组小鼠眼眶取血，脱臼处死，取胸腺、肝、脾。

1.5 测定指标及方法

1.5.1 体重和免疫器官指数的测定 第14天、第21天分别称量每只小鼠体重，试验结束时取小鼠胸腺和脾，4℃生理盐水洗净，滤纸吸干后称重。器官指数=器官重量（mg）/小鼠体重（g）。

1.5.2 血清中IgA、IgG、ALT和AST活性的测定 小鼠血液室温静置2 h，3 000 r/min离心15 min，取上清液，试剂盒法检测血清IgA和IgG含量、ALT和AST活性。

1.5.3 肝脏氧化指标的测定 取肝脏组织制备 10% 肝匀浆，试剂盒法检测肝脏MDA、GSH含量及SOD 酶活性。

1.6 统计分析 通过SPSS 20.0对不同处理间体重、免疫器官指数、血清生化指标和肝脏氧化指标进行单因素方差分析，结果以平均值±标准误表示。LSD法多重比较，＜0.05表示差异显著，＜0.01表示差异极显著。

2 结果

2.1 菊苣根超微粉对热应激小鼠体重的影响 表1可知，除对照组外，其他 4组小鼠热应激后体重均下降，各组小鼠体重差异不显著，说明热应激导致小鼠体重减轻，菊苣根有抑制热应激引发的小鼠体重下降的趋势。

表1 菊苣根超微粉对热应激小鼠体重的影响

2.2 菊苣根超微粉对热应激小鼠免疫功能的影响 由表2可知，和对照组相比，热应激组胸腺指数、脾指数和IgA含量均下降（＜0.05）。和热应激组相比，超微粉高剂量组胸腺指数、脾指数和IgA含量均提升（＜0.05），超微粉低剂量组胸腺指数和IgA含量提升（＜0.05），粗粉组IgA含量提升（＜0.05）。和超微粉高剂量组相比，超微粉低剂量组的脾指数降低（＜0.05），粗粉组胸腺指数和脾指数降低（＜0.05）。

表2 菊苣根超微粉对热应激小鼠免疫功能的影响

2.3 菊苣根超微粉对热应激小鼠肝脏功能的影响 由表3可知，和对照组相比，热应激组ALT和AST活力（＜0.01）、MDA含量（＜0.05）上升，GSH含量降低（＜0.05）。和热应激组相比，超微粉高剂量组的ALT和AST酶 活（＜0.01）、MDA含 量（＜0.05）下降，SOD活性和GSH含量上升（＜0.05）；超微粉低剂量组的ALT（＜0.01）、AST酶活（＜0.05）下降，SOD含量上升（＜0.05）；粗粉组ALT（＜0.01）、AST酶活（＜0.05）下降。和超微粉高剂量组相比，超微粉低剂量组的AST酶活（＜0.01）、MDA含量（＜0.05）升高；粗粉组的AST酶活（＜0.01）、MDA含量（＜0.05）升高，SOD活性降低（＜0.05）。

表3 菊苣根超微粉对热应激小鼠肝脏功能的影响

3 讨 论

本试验结果显示，和对照组相比，热应激组小鼠体重下降、胸腺指数、脾指数和IgA含量均显著下降，ALT和AST活力均极显著增加，MDA含量显著上升、GSH含量显著降低，提示热应激模型建立成功。胸腺指数和脾脏指数直接反映免疫器官状态及机体免疫功能的强弱,IgA和IgG直接参与机体体液免疫。胞内酶AST 和 ALT是评价肝功能的重要指标，当肝脏受损，脂质代谢出现异常，肝细胞膜通透性提高，细胞内AST、ALT会大量进入血液，浓度升高。本试验结果说明热应激处理影响小鼠采食量和营养物质吸收，造成体重降低，免疫功能下降；肝脏出现氧化应激反应，抗氧化酶系统受损，其中CAT、SOD酶活下降，抗氧化非酶系统中GSH含量降低，活性氧自由基堆积，MDA作为自由基与脂质发生过氧化物反应的最终氧化产物，水平显著提高。

本试验中，和热应激组相比，超微粉高剂量组小鼠胸腺指数、脾指数和血清IgA水平显著提升，说明高剂量菊苣根超微粉可提高热应激小鼠免疫功能，这与Eugeniusz等发现菊苣根提取物可提升仔猪血清中IgA、IgG浓度的结果一致，其原因在于菊苣根中富含菊粉（菊糖）、菊苣酸等有效成分。Nattanan等证明在尼罗罗非鱼鱼苗日粮添加中5.0和10.0 g/ kg菊粉可增加血清中总免疫球蛋白含量。

杨巧丽等研究表明毛菊苣水提物对化学性、免疫性肝损伤和黄疸性肝炎模型小鼠均有明显保护作用，可显著抑制肝损伤引发的血清中ALT、AST活性升高。本试验发现，和热应激组相比，超微粉高剂量组小鼠血清ALT、AST水平极显著下降，肝脏 MDA水平显著下降，肝组织GSH含量和SOD酶活显著上升，说明高剂量菊苣根超微粉可显著缓解小鼠热应激引发的肝脏氧化损伤。其机制可能在于菊苣酸通过激活小鼠体内的AMPK/Nrf 2通路和自噬相关通路，抑制NF-B和MAPK通路的上调，从而改善肝损伤。

目前加工菊苣根的传统方法包括超滤技术、热浸提汁、双碳法和树脂纯化法联用等，往往存在工序长、有效成分损失多、用水量大、耗能较高、提取率低等缺点。超微粉碎属于现代粉体工程微粉化技术，加工条件局限性小，可使植物细胞破壁率高于96%，颗粒粒径达到微米级别，有效成分能够直接快速溢出、全部保留。本试验结果显示，超微粉高剂量组对热应激小鼠的保护作用明显好于超微粉低剂量组和粗粉组，超微粉低剂量组对热应激小鼠的作用效果与粗粉组相近。其原因在于菊苣根超微粉化在不改变生物活性物质化学结构的基础上，可通过提高有效成分的比表面积和孔隙率，加大溶出量和溶出速度，从而实现用量更少、效果更好。

4 结 论

本试验结果显示，菊苣根超微粉对热应激小鼠有一定的保护作用，可提升其免疫功能，缓解热应激造成的肝损伤，且效果明显好于同等剂量的粗粉。