表没食子儿茶素没食子酸酯对热应激蛋鸭生产性能及血清生化、抗氧化和免疫指标的影响

2023-12-04蒋桂韬戴求仲

动物营养学报 2023年11期

张旭刘洋黄璇邓萍李闯蒋桂韬戴求仲*

(1.湖南省畜牧兽医研究所,动物营养与饲养技术研究室,长沙 410131;2.湖南家禽安全生产工程技术研究中心,长沙 410128)

随着全球气候变暖及蛋鸭养殖逐渐向规模化、集约化和层叠式笼养模式发展,季节性和突发性高温引起蛋鸭热应激的问题日益凸显。蛋鸭热应激是指在高温环境下蛋鸭体温调节及生理机能趋于紊乱而发生的一系列异常反应,可造成采食量、产蛋率及饲料转化率降低,导致蛋鸭产蛋量下降,免疫功能降低,甚至休克或死亡,严重影响蛋鸭的生产性能,给蛋鸭养殖带来巨大的经济损失。同时,热应激会损害家禽肠道形态和肠道黏膜屏障的完整性,导致肠道对饲料的消化和吸收能力降低,毒素等有害物质向肠道渗透,肠道黏膜发生炎症反应。

表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate,EGCG)是茶多酚中活性最高、抗氧化性最强、含量最高的一种儿茶素,具有抗病毒、抗氧化、促代谢、调节内分泌等功能[1-2]。EGCG能够清除体内自由基,提高动物肠道有益菌丰度,改善血糖代谢,提高有益于发挥抗病毒功能的代谢产物含量,有利于家禽肠道黏膜健康和保持良好的肠道微生物屏障。饲粮中添加茶多酚能够提高肉鸡的淋巴细胞转化率,从而提高肉鸡免疫力[3];还能够提高肉鸡的免疫器官指数,进而提高肉鸡抗病能力[4]。还有研究表明,饲粮中添加EGCG可提高急性热应激肉鸡的抗氧化能力,缓解急性热应激导致的氧化损伤[5]。EGCG能够改变小鼠肠道菌群的结构和组成,促进有益菌丰度增加,抑制有害菌定植[6]。饲粮中添加300和600 mg/kg的EGCG能够改善蛋鸭十二指肠和空肠的形态结构[7]。

热应激会严重影响蛋鸭的生产性能,使蛋鸭的产蛋量和产蛋率降低,料蛋比升高[8],损害蛋鸭健康,降低蛋鸭养殖经济效益。因此,本试验旨在研究EGCG对热应激蛋鸭生产性能及血清生化、抗氧化和免疫指标的影响,为EGCG在防控蛋鸭热应激中应用提供理论依据和指导。

1 材料与方法

1.1 试验设计与饲养管理

前人研究结果显示,饲粮中添加300 mg/kg的EGCG对热应激肉鸡的抗氧化能力有显著影响,且300 mg/kg组和600 mg/kg组差异不显著[2],并可改善热应激蛋鸭的肠道形态结构[7],故本试验中EGCG的添加量设为300 mg/kg。选用180只42周龄产蛋期临武鸭,随机分成2组,每组6个重复,每个重复15只鸭。对照组饲喂基础饲粮,试验组在基础饲粮中添加300 mg/kg的EGCG。试验期52 d,预试期10 d,正试期42 d,正试期分为热应激期和恢复期2个阶段,各21 d。预试期和热应激期气温35～40 ℃,舍内温度28～35 ℃,相对湿度60%～65%;恢复期气温28～33 ℃,舍内温度23～28 ℃,相对湿度60%～65%。试验进入预试期时蛋鸭已产生热应激,产蛋率下降至50%左右,在预试期调整各重复试验鸭,使产蛋率和日产蛋量差异不显著(P>0.05)。预试期2组试验鸭全部饲喂基础饲粮。

饲养试验在湖南省畜牧兽医研究所水禽试验场进行,蛋鸭分上、下2层阶梯笼养,每笼1只试验鸭,各重复均匀分布于鸭舍。自由采食颗粒料,采用乳头饮水器自由饮水。白天自然光照,夜晚人工光照。每日清理粪便和捡蛋各2次。

1.2 试验饲粮

采用玉米-豆粕型基础饲粮,参照GB/T 41189—2021《蛋鸭营养需要量》配制基础饲粮,其组成及营养水平见表1。试验组饲粮在1 t基础饲粮中加入300 g EGCG替代基础饲粮中的300 g沸石粉。EGCG购自西安某生物科技有限公司,纯度为90%。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 生产性能

试验期间每天按重复记录产蛋数、总蛋重、合格蛋重(去除软、破蛋和畸形蛋)、采食量和死亡数,以组为单位统计平均蛋重、平均日产蛋量(总产蛋量/试验天数)、平均日采食量、产蛋率、合格蛋率(合格蛋数/总蛋数)、死亡率和料蛋比。

1.3.2 血清生化、抗氧化和免疫指标

在正试期的第21和42天,从每重复中抽取2只试验鸭,空腹12 h后翅下静脉采血10 mL,静置1 h后于1 776×g离心10 min,分离血清,于-20 ℃冰箱中保存备测。采用日立3100全自动生化仪测定血清葡萄糖(GLU)、总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、球蛋白(GLB)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、胰岛素(INS)和一氧化氮(NO)含量,以及天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)和肌酸激酶(CK)活性。采用试剂盒法(试剂盒购自上海江莱生物科技有限公司),使用Rayto Rt-6100酶标分析仪测定血清丙二醛(MDA)含量、总抗氧化能力(T-AOC)及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性,以及免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)和热休克蛋白-70(HSP-70)含量。

1.4 数据统计分析

采用Excel 2010和SPSS 19.0统计软件对数据进行处理和统计分析,显著水平为P<0.05,极显著水平为P<0.01,试验结果以“平均值±标准差”表示。

2 结果

2.1 EGCG对热应激蛋鸭生产性能的影响

如表2所示,在热应激期和恢复期,试验组的产蛋率和平均日产蛋量显著高于对照组(P<0.05),产蛋率分别较对照组高15.91%和9.99%,平均日产蛋量分别较对照组高16.56%和12.12%。在恢复期,试验组的平均日采食量显著高于对照组(P<0.05),较对照组高10.42%。在热应激期和恢复期,试验组和对照组之间合格蛋率、平均蛋重、料蛋比和死亡率均无显著差异(P>0.05)。

表2 EGCG对热应激蛋鸭生产性能的影响Table 2 Effects of EGCG on growth performance of heat stressed laying ducks

2.2 EGCG对热应激蛋鸭血清生化指标的影响

如表3所示,在热应激期,试验组的血清TP含量显著高于对照组(P<0.05),血清ALB含量极显著高于对照组(P<0.01),分别较对照组高17.32%和35.77%。在恢复期,试验组的血清CK活性极显著高于对照组(P<0.01)。在热应激期,试验组和对照组之间血清GLU、GLB、INS、TG、TC、HDL-C、LDL-C、NO含量和AST、ALT、CK活性及ALB/GLB、AST/ALT均无显著差异(P>0.05);在恢复期,试验组和对照组之间血清GLU、TP、ALB、GLB、INS、TG、TC、HDL-C、LDL-C、NO含量和AST、ALT活性及ALB/GLB、AST/ALT均无显著差异(P>0.05)。

2.3 EGCG对热应激蛋鸭血清抗氧化和免疫指标的影响

如表4所示,在热应激期,试验组的血清SOD活性显著高于对照组(P<0.05),血清GSH-Px活性极显著高于对照组(P<0.01),分别较对照组高21.50%和34.44%;试验组和对照组之间血清MDA含量、CAT活性和T-AOC均无显著差异(P>0.05)。在恢复期,试验组的血清SOD和GSH-Px活性均显著高于对照组(P<0.05),血清CAT活性极显著高于对照组(P<0.01),分别较对照组高23.28%、20.38%和20.70%;试验组和对照组之间血清MDA含量和T-AOC均无显著差异(P>0.05)。

在热应激期,试验组的血清IgG和IgM含量极显著高于对照组(P<0.01),血清HSP-70含量显著高于对照组(P<0.05),分别较对照组高24.33%、37.80%和21.94%;试验组和对照组之间血清IgA含量无显著差异(P>0.05)。在恢复期,试验组的血清IgA、IgG和HSP-70含量极显著高于对照组(P<0.01),分别较对照组高17.90%、21.50%和20.04%;试验组和对照组之间血清IgM含量无显著差异(P>0.05)。

3 讨论

3.1 EGCG对热应激蛋鸭生产性能的影响

蛋鸭对环境温度较为敏感,其适宜的生产温度为15～25 ℃,环境温度为26～32 ℃时蛋鸭处于亚热应激状态,温度高于32 ℃时,机体出现高度热应激。蛋鸭受热应激影响会发生采食量减少、生产性能下降、体重降低、饲料转化率下降、死淘率升高等一系列问题,严重影响蛋鸭的生产效益[8-9]。本研究中,饲粮中添加300 mg/kg的EGCG显著提高了热应激蛋鸭的产蛋率和平均日产蛋量,热应激期平均日采食量有提高趋势,恢复期平均日采食量显著提高,说明EGCG能够一定程度上减少热应激对蛋鸭生产性能造成的不良影响,且有利于热应激蛋鸭的生产性能恢复。

3.2 EGCG对热应激蛋鸭血清生化指标的影响

热应激会降低蛋鸭的采食量[8],进而影响蛋鸭的营养状况,致使血清TP含量降低,血清中TP含量与蛋鸭的产蛋率相关,与产蛋率较低时期相比,产蛋率较高时期血清TP含量显著提高[10]。ALB是动物血液中含量最丰富的蛋白质,当营养供给不足时,血清ALB含量会出现明显降低的情况。本研究中,饲粮中添加300 mg/kg的EGCG极显著提高了热应激期血清ALB含量,说明EGCE能够降低热应激对蛋鸭的损害。此外,EGCG促进蛋鸭采食量的提高也是血清TP和ALB含量提高的一个重要原因,这改善了蛋鸭的营养状况,提高了蛋鸭产蛋率,有利于蛋鸭机体健康。

3.3 EGCG对热应激蛋鸭血清抗氧化指标的影响

温度对家禽的生理健康和生长发育有较大影响,当舍内温度过高时,家禽产生高温热应激,散热困难,代谢增强,血液中细菌毒素增加[11-13]。热应激会造成家禽机体损伤,其中氧化应激最为多发,热应激引起活性氧的过量积累,引起机体组织细胞、蛋白质和核酸的氧化损伤[14]。家禽体内的抗氧化酶和外源提供的抗氧化剂共同组成机体的抗氧化防御系统,EGCG即为外源抗氧化剂,内源抗氧化酶包括SOD、CAT和GSH-Px,这些抗氧化酶和脂质过氧化物MDA可作为衡量机体氧化应激的主要标志物[15]。热应激发生后会损伤机体的抗氧化防御系统,引起抗氧化酶活性下降,还会消耗外源抗氧化剂。EGCG是茶多酚中含量最高的一类儿茶素,有较高的抗氧化活性,一些研究表明,EGCG能够增强肉鸡的抗氧化能力[16],减轻热应激引起的氧化损伤[17]。蛋鸡饲粮中添加165 mg/kg的EGCG能够提高蛋鸡血清谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性,降低血清MDA含量,且降低蛋清和蛋黄中MDA含量[1]。饲粮中添加300和600 mg/kg的EGCG能够提高热应激肉鸡肝脏中SOD、CAT和GSH-Px活性,降低肝脏中MDA含量[18]。本研究表明,饲粮中添加300 mg/kg EGCG能够提高热应激期和恢复期血清SOD、CAT和GSH-Px活性,这与Xue等[18]的研究结果相一致,说明EGCG提高了蛋鸭抗氧化应激的能力,有助于蛋鸭抵抗热应激。

3.4 EGCG对热应激蛋鸭血清免疫指标的影响

热休克蛋白是机体在应激状态下产生的分子伴侣蛋白,HSP-70家族是体内分布最广、表达量最大的一类热休克蛋白[19-20],热应激能增加机体HSP-70含量,这有助于提高细胞的耐热性,并抵抗细胞凋亡,帮助机体耐热应激损伤[21]。HSP-70可激活免疫系统和释放炎性因子[22]。本试验中,饲粮中添加300 mg/kg EGCG显著或极显著提高了热应激期和恢复期血清HSP-70含量,说明EGCG能够激发蛋鸭机体产生热休克蛋白,帮助蛋鸭抵抗热应激。

IgG、IgM和IgA是动物体内重要的免疫球蛋白,免疫球蛋白是免疫系统中最为关键的组成物质之一。IgG是动物体内含量最高的一种免疫球蛋白,在动物体内表现出抗菌、抗病毒和抗外毒素活性;IgM含量仅次于IgG,IgM是初次免疫应答产生的主要免疫球蛋白,在再次免疫应答中,其含量降低;IgA也具有抗菌、抗病毒和抗毒素等作用[23]。本试验中,饲粮中添加300 mg/kg的EGCG显著极提高了热应激期血清IgG、IgM含量和恢复期血清IgG、IgA含量,说明EGCG提高了热应激蛋鸭的免疫功能,有利于蛋鸭抵抗热应激,减少热应激对机体的损伤,这与本试验中EGCG提高热应激蛋鸭生产性能和抗氧化能力的结果具有一致性。EGCG能够缓解蛋鸭热应激的原因与EGCG提高蛋鸭的抗氧化能力和免疫功能有关,免疫球蛋白能够保护肠道、呼吸道等黏膜器官免受病原微生物的入侵,预防病毒感染,保护机体健康。