張新宇, 鄧 文, 李 霞, 周小娟
(1.新密市畜牧中心,河南新密452370;2.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所,河南鄭州450002;3.長(zhǎng)葛市動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心,河南長(zhǎng)葛461500;4.河南省動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所,河南鄭州450008)
環(huán)境高溫導(dǎo)致的熱應(yīng)激對(duì)家禽生產(chǎn)有嚴(yán)重的負(fù)面影響,其會(huì)導(dǎo)致家禽發(fā)生多種生理功能異常,如采食量和增重下降,內(nèi)分泌紊亂,電解質(zhì)平衡破壞(Quinteiro-Filho等,2010)等。除了上述生理變化,熱應(yīng)激還能破壞家禽腸道絨毛結(jié)構(gòu),誘發(fā)腸道氧化應(yīng)激,并能降低腸道上皮通透性(Song等,2014)。腸道是養(yǎng)分吸收器官,腸道上皮屏障能有效阻擋有害物對(duì)機(jī)體的入侵(Moeser等,2007)。應(yīng)激反應(yīng)中,受損的腸道絨毛及上皮屏障,使得養(yǎng)分的吸收能力降低,而且來自腸道微生物的內(nèi)毒素易于入侵機(jī)體,誘導(dǎo)機(jī)體炎癥反應(yīng),加劇應(yīng)激反應(yīng),進(jìn)一步降低動(dòng)物的生產(chǎn)性能(Deng等,2012)。因此,調(diào)節(jié)腸道健康可能成為緩解家禽熱應(yīng)激一種有效途徑。
常見減輕家禽熱應(yīng)激的措施有給雞舍降溫,減少雞只密度,或在飲水中添加電解質(zhì)等(Balnave和Muheereza,1997)。還有一些是在日糧中添加維生素A、維生素C和植物酚酸等抗氧化物質(zhì)(Lin等,2002)。硫辛酸是一種具有脂溶性和水溶性的抗氧化劑,其抗氧化以及在緩解氧化應(yīng)激方面的作用已有報(bào)道(李建文等,2010;Somani等,2000)。研究表明,硫辛酸能改善肉雞的生產(chǎn)性能和抗氧化能力(Guo等,2014)。但在熱應(yīng)激肉雞中應(yīng)用鮮有報(bào)道,為此,本試驗(yàn)旨在研究飼糧中添加硫辛酸對(duì)熱應(yīng)激肉雞生長(zhǎng)性能、腸道形態(tài)和通透性及抗氧化性能的影響,為其在熱應(yīng)激肉雞中的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)和參考。
1.1 試驗(yàn)材料 本試驗(yàn)所使用的硫辛酸由西安瑞林生物科技有限公司(純度99%)提供。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與飼養(yǎng)管理 試驗(yàn)選取300只體重相近、健康狀況良好的28日齡Ross 308雄性肉雞,隨機(jī)分為3個(gè)處理,每個(gè)處理10個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)10只雞。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析,各處理初始體重差異不顯著(P>0.05)。其中,A組為對(duì)照組,飼喂基礎(chǔ)日糧,常溫飼養(yǎng)[(21±2)°C,相對(duì)濕度(60±5)%];B、C組飼養(yǎng)于循環(huán)高溫環(huán)境[08:00~18:00,(33±2)°C;18:00~08:00,(21±2)°C;相對(duì)濕度(60±5)%],分別在基礎(chǔ)日糧中添加0、300 mg/kg的硫辛酸。飼養(yǎng)試驗(yàn)在溫度和濕度智能控制的環(huán)控倉中進(jìn)行,環(huán)控倉由北京庫藍(lán)科技有限公司提供。飼養(yǎng)管理采用三層籠養(yǎng),自由采食和飲水,23 h光照1 h黑暗,按常規(guī)免疫程序進(jìn)行免疫接種。試驗(yàn)期為28~42日齡。
1.3 試驗(yàn)飼糧 試驗(yàn)飼糧為玉米-豆粕型基礎(chǔ)飼糧,基礎(chǔ)飼糧參照NRC(1994)配制,組成及營(yíng)養(yǎng)水平見表1。
表1 基礎(chǔ)日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))
1.4 樣品采集與處理 在42日齡前夜20:00斷料,空腹12 h后稱重,并稱取剩料重。42日齡試驗(yàn)結(jié)束時(shí),每個(gè)處理隨機(jī)抽取1只體重接近平均值的雞,靜脈采血,分離血清,待測(cè)腸道通透性指標(biāo)、炎癥因子水平和抗氧化指標(biāo);屠宰后分離腸道,分別采集回腸、盲腸腸段各2 cm。
1.5 指標(biāo)測(cè)定與方法
1.5.1 生長(zhǎng)性能測(cè)定 根據(jù)稱重和耗料量記錄計(jì)算平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)和料肉比(F/G)。
1.5.2 腸道形態(tài)檢測(cè) 待測(cè)腸段輕輕刮去食糜,以生理鹽水沖洗凈后置于10%福爾馬林中固定,經(jīng)過脫水包埋等處理后,制成5μm厚切片,用蘇木精-伊紅染色法染色。測(cè)定絨毛高度(VH)、隱窩深度(CD),并計(jì)算兩者比值(VH/CD)。
1.5.3 血清指標(biāo)測(cè)定 每頭雞靜脈采血10 mL,室溫下傾斜靜置1 h后,3000 r/min離心15 min,分離血清,-20℃冰箱保存。白介素-1(IL-1)、白介素-6(IL-6)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α),D-乳酸和二胺氧化酶(DAO)含量以酶聯(lián)免疫吸附法測(cè)定,總抗氧化活性(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽還原酶(GSH)以及丙二醛(MDA)含量分別以鐵還原法、黃嘌呤氧化酶法、比色法和硫代巴比妥酸法測(cè)定,檢測(cè)試劑盒購(gòu)自南京建成生物工程研究所。
1.6 數(shù)據(jù)處理與分析 測(cè)定結(jié)果以SPSS 13.0進(jìn)行單因素方差分析和Duncan’s法多重比較;所有結(jié)果均以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示,P<0.05表示差異顯著。
2.1 硫辛酸對(duì)熱應(yīng)激肉雞生長(zhǎng)性能的影響 由表2可知,與B組相比,A組和C組的平均日增重顯著提高(P<0.05),分別提高了16.8%和12.6%;料肉比顯著降低(P<0.05),分別降低了6.6%和6.2%;A組和C組的平均日增重及料肉比無顯著差異(P>0.05)。A組的平均日采食量顯著高于B組(P<0.05),高出8.9%,C組平均日采食量與A組和B組相比無顯著差異(P>0.05)。
表2 飼糧中添加硫辛酸對(duì)熱應(yīng)激肉雞生長(zhǎng)性能的影響
2.2 硫辛酸對(duì)熱應(yīng)激肉雞腸道形態(tài)的影響 由表3可知,A組(回腸:12.3%;盲腸:14.4%)和C組(回腸:9.1%;盲腸:9.1%)的絨毛高度顯著高于B組(P<0.05),A組和C組的絨毛高度無顯著差異(P>0.05)。B組盲腸的隱窩深度顯著高于A和C組(17.4%和14.8%)(P<0.05),A組和C組回腸的隱窩深度無顯著差異(P>0.05)。A組(回腸:23.1%;盲腸:34.8%)的絨隱比顯著高于B組(P<0.05),C組盲腸的絨隱比顯著高于B組(25.6%)(P<0.05),A組和C組的絨隱比無顯著差異(P>0.05)。
表3 飼糧中添加硫辛酸對(duì)熱應(yīng)激肉雞腸道形態(tài)的影響
2.3 硫辛酸對(duì)熱應(yīng)激肉雞腸道通透性及血清炎癥因子水平的影響 由表4可知,A組血清D-乳酸、DAO、IL-6和TNF-α水平顯著低于B組(20.4%、11.1%、25.3%和41.8%)(P<0.05);C組血清D-乳酸、DAO和IL-6水平顯著低于B組(14.5%、9.1%和19.3%)(P<0.05);A組和C組血清腸道通透性指標(biāo)及血清炎癥因子水平無顯著差異(P>0.05)。
表4 飼糧中添加硫辛酸對(duì)熱應(yīng)激肉雞腸道通透性的影響
2.4 硫辛酸對(duì)熱應(yīng)激肉雞抗氧化性能的影響由表5可知,與B組相比,A組T-AOC和SOD活性顯著提高(20.2%和33.7%),MDA含量顯著降低(32.8%)(P<0.05);C組的SOD活性顯著高于B組(P<0.05);A組和C組各項(xiàng)抗氧化指標(biāo)無顯著差異(P>0.05)。
表5 飼糧中添加硫辛酸對(duì)熱應(yīng)激肉雞抗氧化性能的影響U/mg prot
3.1 硫辛酸對(duì)熱應(yīng)激肉雞生長(zhǎng)性能的影響 熱應(yīng)激可誘導(dǎo)肉雞的氧化應(yīng)激并能損傷肉雞的腸道健康,進(jìn)而對(duì)肉雞的生產(chǎn)性能產(chǎn)生負(fù)面影響。本研究發(fā)現(xiàn),硫辛酸可顯著改善熱應(yīng)激肉雞的生產(chǎn)性能,提高平均日增重,降低料肉比。與此類似,盧敏(2016)發(fā)現(xiàn),在22~42日齡階段,日糧中加入300 mg/kg硫辛酸能夠顯著提高氨氣應(yīng)激肉雞的平均日增重,顯著降低料肉比,但對(duì)平均日采食量無顯著影響。硫辛酸是一種兼具脂溶性與水溶性的抗氧化劑,已被證明可改善動(dòng)物的氧化應(yīng)激(李建文等,2010)。本研究中,硫辛酸對(duì)熱應(yīng)激肉雞生產(chǎn)性能的改善可能與其抗氧化功能及對(duì)腸道健康的改善相關(guān)。
3.2 硫辛酸對(duì)熱應(yīng)激肉雞腸道形態(tài)的影響 正常腸道形態(tài)是動(dòng)物養(yǎng)分吸收和維持腸道屏障功能的基礎(chǔ),對(duì)動(dòng)物的應(yīng)激反應(yīng)很敏感。熱應(yīng)激會(huì)損傷肉雞的腸道絨毛,絨毛破損萎縮,隱窩深度增加(Song等,2014)。本研究發(fā)現(xiàn),日糧添加硫辛酸能改善熱應(yīng)激肉雞腸道絨毛形態(tài)的損傷。與此研究相似的是,其他外源抗氧化劑如葡萄多酚也能改善熱應(yīng)激肉雞的腸道絨毛形態(tài) (Viveros等,2011)。Gu等(2012)發(fā)現(xiàn),熱應(yīng)激肉雞腸道絨毛的損傷可能與高溫誘導(dǎo)的腸道氧化應(yīng)激相關(guān),氧化應(yīng)激產(chǎn)生的自由基可攻擊腸道上皮細(xì)胞,導(dǎo)致細(xì)胞損傷。因此,硫辛酸可能通過減少自由基對(duì)上皮細(xì)胞的損傷,降低熱應(yīng)激時(shí)腸道的氧化應(yīng)激,來實(shí)現(xiàn)對(duì)腸道上皮的保護(hù)。王艷艷等(2008)發(fā)現(xiàn),硫辛酸可清除小鼠消化道中由高脂日糧誘導(dǎo)產(chǎn)生的自由基。此外,鮑偉光等(2016)研究表明,硫辛酸可激活應(yīng)激腸道上皮細(xì)胞的保護(hù)因子熱休克蛋白70(HSP70),減少上皮細(xì)胞凋亡,這也可能是硫辛酸改善腸道形態(tài)損傷的另一途徑。而且,腸道絨毛形態(tài)的恢復(fù)有利于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的正常吸收,從而改善生產(chǎn)性能,這與硫辛酸對(duì)熱應(yīng)激肉雞生產(chǎn)性能的改善相一致。
3.3 硫辛酸對(duì)熱應(yīng)激肉雞腸道通透性及血清炎癥因子水平的影響 完整的腸道屏障功能是維持腸道正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ),受損的腸道屏障使得腸腔中的毒素易于入侵黏膜上皮,誘發(fā)腸道局部甚至機(jī)體的炎癥反應(yīng),進(jìn)而損傷動(dòng)物的健康和生產(chǎn)性能。95%以上的血清二胺氧化酶(DAO)只存在于完整的腸道上皮黏膜中;D-乳酸是腸道細(xì)菌代謝和裂解的產(chǎn)物,正常情況下在血中水平很低,當(dāng)腸道黏膜屏障受損時(shí)才可能進(jìn)入血液循環(huán)。因此DAO活性和D-乳酸是反映腸道應(yīng)激受損情況的敏感指標(biāo)(胡紅蓮和高明,2012)。熱應(yīng)激會(huì)損傷肉雞腸道屏障功能,提高腸道上皮的通透性(Song等,2014),這與本研究結(jié)果相類似。本試驗(yàn)中,硫辛酸能改善熱應(yīng)激肉雞腸道上皮通透性,降低血清DAO活性和D-乳酸水平,并降低IL-6水平。緊密連接是構(gòu)成上皮屏障功能的重要組成部分,由Occludin和ZO-1等緊密連接蛋白分子共同組成。鮑偉光等(2016)發(fā)現(xiàn),硫辛酸可提高應(yīng)激腸道上皮細(xì)胞Occludin和ZO-1 mRNA的表達(dá),其可能通過調(diào)節(jié)熱應(yīng)激肉雞腸道緊密連接蛋白的表達(dá)來增強(qiáng)腸道上皮的屏障功能,降低通透性,減少機(jī)體炎癥因子水平,有利于熱應(yīng)激肉雞健康和生產(chǎn)性能的恢復(fù)。
3.4 硫辛酸對(duì)熱應(yīng)激肉雞抗氧化性能的影響熱應(yīng)激可誘導(dǎo)肉雞機(jī)體發(fā)生氧化應(yīng)激,氧化應(yīng)激所產(chǎn)生的大量自由基可攻擊各組織細(xì)胞,造成氧化損傷。而且熱應(yīng)激時(shí),肉雞的抗氧化能力顯著下能,從而加劇了氧化應(yīng)激。本研究發(fā)現(xiàn),日糧中添加硫辛酸可以提高熱應(yīng)激肉雞的血清SOD活性,改善其抗氧化能力和抗氧化狀態(tài),緩解MDA水平的升高。硫辛酸由于自身的化學(xué)結(jié)構(gòu)具有清除自由基的功能,從而發(fā)揮抗氧化作用(黃自強(qiáng),2019)。郭志有(2014)發(fā)現(xiàn),日糧中添加α-硫辛酸可通過提高解偶聯(lián)蛋白基因的表達(dá),維持正常線粒體功能,提高肉雞的抗氧化性能和抗氧化酶活性。硫辛酸還可通過激活重要的抗氧化元件核因子E-2相關(guān)因子2(Nrf2)來發(fā)揮抗氧化作用(師春立,2016)。
日糧中添加300 mg/kg的硫辛酸可以有效增強(qiáng)熱應(yīng)激肉雞的抗氧化能力,改善熱應(yīng)激肉雞腸道健康狀況,降低腸道通透性,改善腸道絨毛形態(tài),提高生產(chǎn)性能。