劉威，李發(fā)弟，趙圃毅，張鵬，于青，王加啟，卜登攀

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學動物科學技術(shù)學院，甘肅 蘭州　730070；2.中國農(nóng)業(yè)科學院北京畜牧獸醫(yī)研究所動物營養(yǎng)

學國家重點實驗室，CAAS-ICRAF農(nóng)用林業(yè)與可持續(xù)畜牧業(yè)聯(lián)合實驗室，北京　100193；

3.天津夢得集團今日健康乳業(yè)有限公司，天津　300400)

半胱胺鹽酸鹽對泌乳奶牛血液抗氧化能力的影響

劉威1,2，李發(fā)弟1，趙圃毅1,2，張鵬3，于青3，王加啟1,2，卜登攀1,2

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學動物科學技術(shù)學院，甘肅 蘭州730070；2.中國農(nóng)業(yè)科學院北京畜牧獸醫(yī)研究所動物營養(yǎng)

學國家重點實驗室，CAAS-ICRAF農(nóng)用林業(yè)與可持續(xù)畜牧業(yè)聯(lián)合實驗室，北京100193；

3.天津夢得集團今日健康乳業(yè)有限公司，天津300400)

摘要：選擇48頭健康‘荷斯坦’奶牛，按照泌乳天數(shù)、胎次、泌乳量相同或相近的原則隨機分成4組(CSH0、CSH3、CSH15、CSH30)，每組12頭，分別添加半胱胺鹽酸鹽0、3 g/kg、15 g/kg、30 g/kg(精料干物質(zhì)基礎)，研究半胱胺酸鹽對泌乳牛血液抗氧化能力的影響.結(jié)果表明：試驗期第30天的SOD活性及整個試驗期平均值隨添加量的升高呈線性顯著升高(P<0.05)；隨飼喂時間的延長CSH3組GSH-Px活性在4個組中提高幅度最大，但四組間差異不顯著；試驗期第30天，隨添加劑量升高，MDA含量呈顯著2次變化(P<0.05)，隨著飼喂時間延長，各組內(nèi)MDA含量均比試驗前降低，以CSH15組降低幅度最大；第30天、60天的T-AOC及2次平均值CSH3組均顯著高于CSH0組(P<0.05，P<0.01，P<0.01)，而CSH15和 CSH30組T-AOC低于CSH0組，并在第60天達到顯著水平(P<0.01)，第60天，隨添加劑量的提高T-AOC呈顯著性二次變化(P<0.05)，各組的T-AOC隨試驗時間延長均比試驗前提高，但CSH3組提高幅度最大；正式期第14、28、42、56天各組間SCC沒有顯著差異，隨試驗時間延長各組內(nèi)SCC均比試驗前提高，以CSH3組提高幅度最小.試驗表明，半胱胺鹽酸鹽可有效提高泌乳奶?？寡趸芰?，緩解乳體細胞數(shù)的增加，但具有劑量依賴性，以3 g/kg精料的添加量效果最好.

關(guān)鍵詞：半胱胺鹽酸鹽；奶牛；抗氧化能力；體細胞數(shù)

第一作者：劉威(1986-)，男，碩士研究生，主要從事反芻動物營養(yǎng)研究.E-mail：hashouyan2011@163.com

卜登攀，男，副研究員，博士，碩士生導師，主要從事反芻動物營養(yǎng)代謝與調(diào)控、牛奶品質(zhì)改善和瘤胃微生態(tài)研究與應用方面的研究.E-mail：burdenpan@gmail.com

Effects of cysteamine hydrochloride on blood antioxidant

ability of lactating dairy cow

LIU Wei1,2,LI Fa-di1,ZHAO Pu-yi1,2,ZHANG Peng3,YU Qing3,WANG Jia-qi1,2,BU Deng-pan1,2

(1.College of Animal Science and Technology,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070，China；2.State Key

Laboratory of Animal Nutrition,CAAS-ICRAF Joint Laboratory of Agroforestry and Sustainable Animal

Husbandry,Institute of Animal Science,Chinese Academy of Agricultural Science,Beijing 100193,

China;3.Jinrijiankang Dairy Co.,Ltd,Tianjin Mengde Group,Tianjin 300400,China)

Abstract：This study was conducted to research the effects of cysteamine hydrochloride (CSH) on blood antioxidant ability of lactating dairy cow.Forty-eight healthy Holstein dairy cows were randomly divided into four groups (n=12/group) according to the principle of similar DIM,parity and milk yield.Cows in four groups were fed a basal diet respectively adding CSH at 0,3,15,30 g/kg.The results indicated that in the 30 th day of the experiment period,the activity of superoxide dismutase (SOD) increased linearly significant with increasing dietary CSH supplementation(P<0.05),the same as means of the entire experiment (P<0.05).The activity of glutathione peroxidase (GSH-Px) in group CSH3increased higher than other groups with the experiment time extension.In the 30 th day,there was a significantly quadratic change of malonaldehyde (MDA) with increasing dietary CSH administration (P<0.05).The contents of MDA of the four groups were lower than before,and group CSH3had the highest range.Total antioxidant capacity (T-AOC) of group CSH3in the 30th day and 60 th day and the means of them were significantly higher than group CSH0(P<0.05,P<0.01,P<0.01).While T-AOC of group CSH15and CSH30were lower than group CSH0,it reached significant level in the 60 th day (P<0.01).A significantly quadratic change of T-AOC with increasing dietary CSH adding appeared in the 60 th day (P<0.05).T-AOC of all groups increased with the experiment time extension,and group CSH3was the optimum.The milk SCC levels of all groups had no significant differences in the 14 th,28 th,42 th and 56th day,but the increasing range of SCC in group CSH3was the minimum.It is suggested that administration of CSH in diets of lactating cow can efficaciously enhanced blood antioxidant ability and relieved the increasing of milk SCC with a dose dependent.The optimum dose was 3 g/kg.

Key words：cysteamine hydrochloride;dairy cow;antioxidant ability;somatic cell count

半胱胺(cysteamine,CS)又稱β-巰基乙胺，是天然存在于生物體內(nèi)的生理調(diào)節(jié)劑，代謝速度快，終產(chǎn)物為對機體無害的胱胺、半胱胺酸、谷胱甘肽等.CS帶有不良氣味，在空氣中易氧化，生產(chǎn)中一般制成半胱胺鹽酸鹽(cysteamine hydrochloride，CSH)使用.目前，對CS抗氧化方面的研究結(jié)果不盡一致.Hardy認為半胱胺是GSH合成的限制性底物，為GSH的合成提供原料[1].另有學者證明，CS可以通過自身的活潑巰基清除體內(nèi)自由基，并且提高細胞中GSH的濃度，從而起到抗氧化作用[2-4].但是，有學者認為CS會對機體產(chǎn)生毒性，原因可能是半胱胺誘導產(chǎn)生過氧化氫促使細胞凋亡[5]，或是過氧化氫與低價金屬離子反應生成羥自由基而產(chǎn)生毒性[6].CS在生產(chǎn)中應用的效果也不盡相同，‘嶺南黃羽肉雞’種雞飼喂CS后提高肉仔雞的抗氧化能力[7]，而飼喂AA肉仔雞CS時卻使抗氧化能力降低，加重氧化損傷[8].何軍等發(fā)現(xiàn)CS在體外條件下可增強斷奶羔山羊腸黏膜細胞清除自由基、抵抗損傷的能力[9].此外，CS灌服小鼠也得到增強抗氧化能力的效果[10].目前，國內(nèi)外關(guān)于CSH對泌乳奶?？寡趸芰τ绊懙膱蟮郎形匆姷?本試驗從血液抗氧化指標和乳體細胞數(shù)入手，探討不同劑量CSH對泌乳奶牛抗氧化能力的影響，為今后的相關(guān)研究提供理論依據(jù).

1材料與方法

1.1試驗材料

半胱胺鹽酸鹽為乳白色微顆粒，采用包被技術(shù)制得，主體材料為β-環(huán)狀糊精，有效成分半胱胺含量30%.

1.2試驗動物與試驗設計

選擇48頭健康荷斯坦奶牛，根據(jù)泌乳天數(shù)、胎次、泌乳量等相同或相近的原則，采用隨機區(qū)組設計分成4組(CSH0，CSH3，CSH15，CSH30)，日糧分別添加半胱胺鹽酸鹽：0、3 g/kg、15 g/kg、30 g/kg(精料干物質(zhì)基礎)，具體情況見表1.試驗期限為2013年7月15日～2013年10月3日，奶牛適應試驗牛舍8 d，預飼期12 d，正試期60 d.

1.3日糧與管理

采用試驗牧場現(xiàn)行日糧標準，試驗牛群飼喂全混合日糧(TMR)，精料組成及營養(yǎng)水平見表2.阿菲金管道式擠奶系統(tǒng)每天5∶00、13∶00、21∶00擠奶，散欄式飼養(yǎng)，每天6∶30、13∶30、18∶30飼喂，自由采食，自由飲水.奶牛采食時，直接將半胱胺鹽酸鹽按照添加量飼喂于TMR料上，并攪拌均勻，為防止混料，用固定擋板隔成單個牛料槽.飼喂后0.5～1 h推一次料.

CSH:半胱胺鹽酸鹽；CSH0、CSH3、CSH15、CSH30：0 g/kg、3 g/kg、15 g/kg、30 g/kg組；半胱胺鹽酸鹽添加以精料干物質(zhì)為基礎.

表2　精料組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎)

1.4樣品采集與項目測定

試驗前和正式試驗第30、60天于早晨飼喂前(5∶30左右)采集試驗牛尾根靜脈血(每次約9 mL)，4 ℃離心(3 000 r/min，15 min)，制備血清，置于冰盒中，立即送檢.用紫外分光光度計測定超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)，丙二醛(malon aldehyde，MDA)，谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH-Px)，總抗氧化能力(totalantioxidant capacity，T-AOC).由北京中同藍博臨床檢驗所完成.

試驗前和正式期第14、28、42、56 d采集奶樣，分早、中、晚3次按4∶3∶3比例混合，每次采集50 mL，加入重鉻酸鉀防腐，送往北京農(nóng)業(yè)部奶及奶制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心，用中紅外分光光度測定法(BactoScan FC CombiFoss 6000,Foss Electric,Hillerd,Denmark)測定體細胞.

1.5數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計利用SAS 9.2軟件包中的PROC MIXED程序進行方差分析.添加劑量對試驗結(jié)果的影響進行線性和二次相關(guān)關(guān)系的差異顯著性檢驗.采用圖肯檢驗(Tukey Test)進行多重比較，顯著水平為α=0.05.

2結(jié)果與分析

2.1各組奶牛血清抗氧化酶活性

由表3可看出，試驗前各組間的SOD活性沒有顯著差異，正試期第30天、60天及二次測定的平均值沒有顯著性差異，但第30天測定值和2次平均值隨半胱胺鹽酸鹽添加量增加呈線性顯著提高(P<0.05).第30天CSH0和CSH3組SOD活性比試驗前有所降低，CSH15和CSH30組比試驗前升高，第60天4個組相較試驗前都提高，以CSH3組提高最大，平均值方面，相較試驗前CSH30組提高幅度最大.

表3　奶牛血清超氧化物歧化酶活性

SEM：平均值標準誤.

由表4可看出，試驗前CSH15和CSH30組GSH-Px 活性顯著高于CSH0和CSH3組(P<0.01).各組間GSH-Px 活性在正式期各階段及其平均值均沒有顯著差異，但從組內(nèi)不同階段來看，CSH3組GSH-Px 活性隨添加時間延長提高幅度最大.

表4　奶牛血清谷胱甘肽過氧化物酶活性

同行數(shù)據(jù)肩標不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05).

2.2各組奶牛血清丙二醛含量

試驗前各組間MDA含量沒有顯著差異(表5).正試期第30天，CSH15組MDA含量顯著低于CSH0組(P<0.05)，隨添加劑量升高存在顯著二次變化(P<0.05).各組間MDA含量在第60天和二次均值沒有顯著差異.隨著飼喂時間延長，各組內(nèi)MDA含量均比試驗前降低，從試驗期平均值來看，以CSH15組降低幅度最大.

表5　奶牛血清丙二醛含量

同行數(shù)據(jù)肩標不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05).

2.3各組奶牛血清總抗氧化能力

試驗前CSH3組T-AOC低于CSH0組，同時顯著低于CSH15和CSH30組(P<0.05，表6).CSH3組T-AOC在正試期第30天、60天及二次平均值均顯著高于CSH0組(P<0.05，P<0.01，P<0.01)，而CSH15和CSH30組T-AOC低于CSH0組，并在第60天達到顯著水平(P<0.01).第60天，T-AOC隨添加劑量升高呈顯著性二次變化(P<0.05).至于組內(nèi)不同階段的T-AOC，各組隨試驗時間延長均比試驗前提高，但CSH3組提高幅度明顯高于其他組.

表6　奶牛血清總抗氧化能力

同行數(shù)據(jù)肩標不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05).

2.4各組奶牛乳體細胞數(shù)

由表7可看出，試驗前CSH3組SCC顯著高于其他組(P<0.01)，而平均值方面，CSH3和CSH30組均顯著高于CSH0組(P<0.01).正式期第14、28、42、56天各組間SCC沒有顯著差異.各組內(nèi)不同階段的SCC均比試驗前提高，而整個試驗期以CSH3組提高幅度最小.

表7　半胱胺鹽酸鹽對牛乳體細胞數(shù)的影響

同行數(shù)據(jù)肩標不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05).

3討論

半胱胺(CS)具有還原性的活性巰基，可以清除氧自由基，具有很強的抗氧化功能.CS可以通過提高動物血液谷胱甘肽(GSH)濃度，發(fā)揮其抗氧化功能[11].GSH是體內(nèi)重要的抗氧化物質(zhì)，可以作為細胞中重要的自由基清除劑[12]，還參與細胞內(nèi)合成代謝，拮抗外源性毒物氧自由基損傷，調(diào)節(jié)機體免疫功能，抑制細胞凋亡.在動物體內(nèi)，GSH可以直接被氧自由基消耗，也可作為谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)的反應底物.GSH-Px與超氧化物歧化酶(SOD)構(gòu)成生物體內(nèi)重要的抗氧化酶，SOD是體內(nèi)清除自由基的首要物質(zhì)，具有對抗、阻斷氧自由基造成的細胞損傷并及時修復受損細胞的作用.SOD與 GSH-Px之間存在著相互保護和協(xié)同作用，在協(xié)同抗氧化過程中，SOD先將超氧自由基轉(zhuǎn)化為H2O2,再由GSH-Px將H2O2轉(zhuǎn)化為O2，而且GSH-Px通過減少過氧化物對SOD的損害而增強SOD的活性[13].在曹利的研究中，飼喂術(shù)后山羊半胱胺鹽酸鹽(CSH)后，緩解了手術(shù)造成的血清GSH-Px活性下降[14].本試驗中，雖然整個試驗期各組間SOD活性均無顯著差異，但第30天測定值和試驗期平均值隨CSH添加量增加呈線性顯著提高(P<0.05)，隨添加時間延長CSH3組GSH-Px活性相較其他組大幅度提高.說明CSH有提高奶?？寡趸富钚缘淖饔?

在生物體內(nèi)，自由基作用于脂質(zhì)發(fā)生過氧化，其終產(chǎn)物為丙二醛(MDA)，MDA含量的增加會引起蛋白質(zhì)和核酸等產(chǎn)生交聯(lián)聚合，還會造成細胞損傷，MDA在機體內(nèi)的含量反映脂質(zhì)過氧化和細胞氧化損傷的程度.Chan等用四氫吡啶處理小鼠產(chǎn)生類似帕金森病癥狀，小鼠血液MDA含量明顯升高，予以低計量CS后，MDA含量升高得到緩解[15].劉華忠等給小鼠灌服CS后，小鼠血漿MDA含量明顯下調(diào)[10].本試驗中，飼喂半胱胺鹽酸鹽30 d后，與對照組相比各劑量組血清MDA含量明顯下降，CSH15組達到顯著水平，從整個試驗期平均值來看，也以CSH15組降低幅度最大.總抗氧化能力(T-AOC)是衡量機體抗氧化系統(tǒng)的綜合指標.肉仔雞日糧添加CS后可顯著提高T-AOC[16].本研究中CSH3組整個試驗期T-AOC顯著高于對照組，且與試驗前相比，CSH3組T-AOC提高幅度明顯高于其他組.

此外，從本試驗可以看出，第30天MDA含量隨添加劑量升高存在顯著先降低后升高的二次變化(P<0.05)；T-AOC在第60天和試驗期平均值隨添加劑量升高存在顯著先升高后降低變化(P<0.05，P<0.01)，并且CSH15和CSH30組T-AOC低于對照組.我們知道，半胱胺在機體內(nèi)會產(chǎn)生過氧化氫和超氧自由基[17]，進而產(chǎn)生一定毒性.本人認為，試驗中高劑量添加CSH使其細胞毒性超越了抗氧化作用，導致奶?？寡趸芰﹄S添加量升高而先升高后降低的結(jié)果.

CSH自身的氨基硫醇具有抗氧化作用和細胞保護作用[18]，并且可以通過多種途徑增強機體免疫功能.Bamouin等研究圍產(chǎn)期奶牛臨床型乳房炎時發(fā)現(xiàn)，低濃度的血液免疫球蛋白和高的白細胞數(shù)量是其發(fā)生的重要影響因素[19]，說明臨床型乳房炎和免疫系統(tǒng)密切相關(guān).有報道稱氧化應激狀態(tài)會導致乳腺粘膜細胞的完整性受到損傷，進而容易發(fā)生乳房炎[20]，說明奶牛乳房炎的發(fā)生與機體抗氧化能力也息息相關(guān).已有研究證明奶牛飼喂CSH使免疫功能增強，乳體細胞數(shù)降低[21].本研究中試驗期各組的乳體細胞數(shù)(SCC)均比試驗前提高，但CSH3組與其他組相比提高幅度最小，說明添加3 g/kg CSH有效緩解乳體細胞增加，降低了乳房炎發(fā)生率，同時CSH3組與其他組相比總抗氧化能力顯著提高，證明機體抗氧化能力提高有利于預防乳房炎的發(fā)生，與前人研究結(jié)果一致.有報道證明半胱胺的作用效果具有劑量依賴性，高劑量半胱胺會對小鼠產(chǎn)生細胞毒性[22].類似的結(jié)果在雞和豬生產(chǎn)中也有發(fā)現(xiàn)[8,23-24].本次試驗中，試驗前CSH15和CSH302組的SCC與對照組沒有顯著差異，但試驗期平均值卻明顯高于對照組，CSH30組達到顯著水平(P<0.01)，并且2組總抗氧化能力出現(xiàn)低于對照組的現(xiàn)象，在試驗期第60天達到顯著水平(P<0.01)，進一步證明奶牛機體抗氧化能力與乳體細胞數(shù)存在負相關(guān)性，同時證明飼喂奶牛CSH時同樣具有劑量依賴性，高劑量飼喂可能對奶牛造成一定毒副作用.

4結(jié)論

1)半胱胺鹽酸鹽可有效提高泌乳奶牛抗氧化能力，緩解乳體細胞數(shù)的增加，降低乳房炎發(fā)生率.

2)半胱胺鹽酸鹽對奶牛抗氧化能力的影響具有劑量依賴性，3 g/kg精料的添加量效果最好，高劑量添加時效果反而降低，其作用機理尚須進一步研究.

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(責任編輯李辛)

收稿日期：2014-04-16；修回日期：2014-05-04

基金項目：農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管(飼料)項目“反芻動物飼料安全評價”；中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程(ASTIP-IAS07)；動物營養(yǎng)學國家重點實驗室自主課題(2004DA125184G1103).

通信作者：王加啟，男，研究員，博士生導師，主要從事奶牛營養(yǎng)與飼料、牛奶質(zhì)量形成和奶產(chǎn)品安全評估的研究.E-mail：wang-jia-qi@263.net

中圖分類號：S 816.7

文獻標志碼：A

文章編號：1003-4315(2015)03-0016-07