萬 根 黎觀紅 許蘭嬌 瞿明仁

(江西農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，江西省動物營養(yǎng)重點實驗室，營養(yǎng)飼料開發(fā)工程研究中心，南昌 330045)

由于肉雞無汗腺、被覆羽毛等特征極易導(dǎo)致熱應(yīng)激，生產(chǎn)實踐中肉雞獲得最佳飼料報酬的環(huán)境溫度為21～26 ℃，26～32 ℃為不舒適但能維持正常生理功能的溫度范圍，當(dāng)環(huán)境溫度高于32 ℃時肉雞發(fā)生熱應(yīng)激并導(dǎo)致生理功能紊亂[1-3]。隨著高密度、集約化飼養(yǎng)模式的采用和全球變暖趨勢的上升，進一步加劇了家禽的熱應(yīng)激反應(yīng)，使得熱應(yīng)激已經(jīng)成為限制養(yǎng)禽業(yè)發(fā)展的重要因素，每年造成巨大的經(jīng)濟損失[4-5]。高溫?zé)釕?yīng)激對家禽的各種功能有不同程度的負面影響，主要表現(xiàn)為引起家禽體溫升高、電解質(zhì)和內(nèi)分泌紊亂、免疫抑制、氧化損傷、炎癥反應(yīng)、腸道黏膜受損及組織損傷，最終導(dǎo)致采食量和飼料轉(zhuǎn)化率下降、生長發(fā)育遲緩[1-5]。通過營養(yǎng)調(diào)控來減輕熱應(yīng)激對肉雞的危害一直是肉雞生產(chǎn)中關(guān)注的主要問題。實際生產(chǎn)中使用了許多抗熱應(yīng)激營養(yǎng)添加劑，但在提高生長性能、抗氧化能力、免疫應(yīng)答等方面得出的結(jié)論仍不一致[4,6]。丁酸鈉(sodium butyrate,SB)是丁酸的鈉鹽，是一種營養(yǎng)性飼料添加劑，因安全高效而被廣泛關(guān)注，具有促生長、抗應(yīng)激、緩解炎癥反應(yīng)、抵抗疾病和維持健康的重要作用[7]。丁酸鈉的有效成分是丁酸，是結(jié)腸細胞的主要能量來源[7]。研究表明，飼糧中補充酸鈉可促進試驗動物腸道發(fā)育，增加絨毛高度，保持腸道完整性，有助于提高家禽的生長性能和飼料轉(zhuǎn)化效率[8-10]，并能促進免疫器官發(fā)育，提高免疫功能，減少促炎細胞因子的產(chǎn)生，減少腸道有害細菌數(shù)量[11-12]。熱應(yīng)激能誘導(dǎo)肉雞體內(nèi)產(chǎn)生過量的皮質(zhì)酮(CORT)和脂多糖(LPS)而引起氧化應(yīng)激和免疫抑制[4,6]。研究表明，飼糧補充酸鈉能夠抑制CORT[13]和LPS[14]誘導(dǎo)的肉雞應(yīng)激反應(yīng)，減輕應(yīng)激導(dǎo)致的組織氧化損傷和炎性反應(yīng)。丁酸鈉具有奶酪酸敗脂臭味、吸濕性非常強且易溶于水等特性，不易保存，有包被和非包被2種類型。研究表明，包被丁酸鈉(coated sodium butyrate，CSB)在飼糧加工[15]、促進生長[16]、抵抗應(yīng)激[17]、促進腸道發(fā)育及保護健康[18]等多方面的效果均要好于非包被丁酸鈉。因此，推測CSB對循環(huán)熱應(yīng)激條件下肉雞所產(chǎn)生的負面反應(yīng)會有良好改善效果。本試驗旨在探討飼糧中添加CSB對循環(huán)熱應(yīng)激條件下肉雞生長性能、抗氧化能力和炎性反應(yīng)的影響，以期為CSB在肉雞生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

CSB購于浙江杭州某飼料有限公司，丁酸鈉含量為30%。

1.2 試驗設(shè)計

選用1日齡愛拔益加(AA)肉雞500只，常規(guī)飼養(yǎng)及免疫。飼養(yǎng)至21日齡時，選取健康、體重接近的肉公雞450只，隨機分為5個組，每個組設(shè)6個重復(fù)，每個重復(fù)15只雞。5個組分為1個常溫組(NT組)、1個熱應(yīng)激組(HS組)和3個熱應(yīng)激同時補充CSB組(HS+CSB組)，具體的分組設(shè)計如下：NT組肉雞飼養(yǎng)在室溫環(huán)境[(24±2) ℃]中，飼喂基礎(chǔ)飼糧；HS組和熱應(yīng)激+CSB組均接受熱應(yīng)激處理，即肉雞飼養(yǎng)在日變高溫環(huán)境中(模仿夏季高溫氣候)，HS組飼喂基礎(chǔ)飼糧，3個HS+CSB組分別飼喂在基礎(chǔ)飼糧中添加300(HS+300 mg/kg CSB組)、600(HS+600 mg/kg CSB組)和900 mg/kg CSB (HS+900 mg/kg CSB組)的飼糧。熱應(yīng)激組肉雞溫度控制程序如下：每天07:30開始升溫，到09:30升至36 ℃左右，09:30—17:30維持在(36±2) ℃，從17:30開始降溫，到19:30降至28 ℃左右，維持在(28±1) ℃直至次日07:30。試驗采用電熱管加熱升溫方法，用溫控儀調(diào)控溫度。雞舍相對濕度控制在70%～75%，用霧狀噴水的方法加濕。所有試驗雞在4層立體雞籠飼養(yǎng)，自由采食和飲水。試驗時間為14 d。

1.3 基礎(chǔ)飼糧

本試驗以玉米-豆粕型飼糧為基礎(chǔ)飼糧，飼糧的營養(yǎng)水平參照NRC(1994)飼養(yǎng)標(biāo)準進行配制?；A(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of basal diets (air-dry basis) %

續(xù)表1項目Items1～21日齡1to21daysofage22～35日齡22to35daysofage賴氨酸Lysine0.05蛋氨酸Methionine0.200.20氯化膽堿Cholinechloride0.100.08預(yù)混料Premix0.751)0.922)合計Total100.00100.00營養(yǎng)水平Nutrientlevels3)代謝能ME/(MJ/kg)13.6013.50粗蛋白質(zhì)CP23.1021.00鈣Ca1.010.91有效磷AP0.520.45蛋氨酸Met0.560.42賴氨酸Lys1.271.04蘇氨酸Thr0.830.68色氨酸Try0.230.19

1.4 飼養(yǎng)管理

試驗用房2間，大小、高度、面積、通風(fēng)等外形建造結(jié)構(gòu)一致，使用相同的試驗雞籠。試驗前對雞舍進行全面清掃、沖洗和熏蒸消毒(高錳酸鉀∶甲醛=1∶2),24 h，通風(fēng)3 d。試驗肉雞采用4層籠養(yǎng)，每籠15只雞。進雛前1周舍內(nèi)溫度控制在(34±1) ℃，此后每天降低1 ℃，直至(24±1) ℃。整個試驗過程保證肉雞自由采食和飲水，全天24 h光照，自然通風(fēng)，按照常規(guī)免疫接種程序?qū)θ怆u進行免疫接種。試驗期間，NT組肉雞飼養(yǎng)在一個房間，用空調(diào)保持溫度在(24±2) ℃；HS組和HS+CSB組肉雞飼養(yǎng)在另一個房間，通過電熱管加熱逐漸升溫到(36±2) ℃，或通過關(guān)閉電熱管、通風(fēng)及空調(diào)等方式逐漸降溫到(28±1) ℃。使用霧狀噴水加濕來維持70%～75%的相對濕度。試驗全程安排有人員監(jiān)控溫濕度。

1.5 樣品采集與處理

在熱應(yīng)激試驗開始后的第15天08:00從每組的每個重復(fù)中隨機選取1只雞，稱重，再用醫(yī)用無菌真空采血管進行翅靜脈采血，室溫靜置1 h后，2 423×g離心10 min條件下制備血清，分裝于無菌EP管中，放置-20 ℃冰凍保存，用于血清生化指標(biāo)和細胞因子含量的測定。

1.6 測定指標(biāo)與方法

1.6.1 生長性能指標(biāo)

在試驗第0(試驗開始前)和14天08:00，以每個重復(fù)為單位，對雞進行空腹稱重，對各重復(fù)料槽剩余飼糧稱重，分別得出肉雞試驗期間的總增重和總采食量，并計算出生長性能指標(biāo)，計算公式如下：

平均日采食量(g)=總采食量(g)/(試驗天數(shù)×雞只數(shù))；平均日增重(g)=總增重(g)/(試驗天數(shù)×雞只數(shù))；料重比=平均日采食量(g)/平均日增重(g)。

1.6.2 血清生化指標(biāo)及細胞因子含量

根據(jù)試劑盒的操作要求，采用紫外吸收光譜法測定血清中丙二醛(MDA)與α1-酸性糖蛋白(α1-AGP)的含量以及肌酸激酶(CK)、乳酸脫氫酶(LDH)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)的活性和總抗氧化能力(T-AOC)，試劑盒購于南京建成生物工程研究所；根據(jù)試劑盒的操作要求，采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)法測定血清中內(nèi)毒素(ET)、硫代巴比妥酸反應(yīng)物(TBARS)、炎性細胞因子[腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細胞介素-1β(IL-1β)、白細胞介素-6(IL-6)]、炎性趨化因子[白細胞介素-8(IL-8)]及抗炎細胞因子[轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)、白細胞介素-10(IL-10)]的含量，試劑盒購于武漢云克隆科技股份有限公司。

1.7 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

生長性能指標(biāo)以重復(fù)(籠)為試驗單元，其他指標(biāo)以每個重復(fù)所選的雞作為試驗單元。利用SPSS 19.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行分析，其中采用t-檢驗對NT組和HS組間差異顯著性進行分析；對接受熱應(yīng)激處理的4個組(HS組、HS+300 mg/kg CSB組、HS+600 mg/kg CSB組、HS+900 mg/kg CSB組)進行單因素方差分析和Duncan氏法多重比較。以P<0.01表示差異極顯著，P<0.05表示差異顯著，0.05

2 結(jié) 果

2.1 飼糧中添加CSB對循環(huán)熱應(yīng)激條件下肉雞生長性能的影響

由表2可知，與NT組相比，循環(huán)熱應(yīng)激極顯著降低了肉雞的平均日采食量與平均日增重(P<0.01)，且具有降低肉雞飼料轉(zhuǎn)化效率的趨勢(料重比：0.050.05)。

表2 飼糧中添加CSB對循環(huán)熱應(yīng)激條件下肉雞生長性能的影響Table 2 Effects of dietary CSB on growth performance of broilers under cyclically heat-stress condition

2.2 飼糧中添加CSB對循環(huán)熱應(yīng)激條件下肉雞血清生化指標(biāo)的影響

由表3可知，與NT組相比，HS組肉雞血清中CAT和GSH-Px的活性及T-AOC極顯著下降(P<0.01)，SOD活性顯著下降(P<0.05)，而LDH活性和α1-AGP、TBARS和ET的含量極顯著升高(P<0.01)，CK活性和MDA含量顯著增加(P<0.05)。循環(huán)熱應(yīng)激條件下，與HS組相比，飼糧中添加300、600和900 mg/kg CSB顯著增加了肉雞血清中SOD和CAT的活性(P<0.05)，添加300和900 mg/kg CSB顯著增加了肉雞血清中T-AOC(P<0.05)，添加900 mg/kg CSB顯著增加了肉雞血清中GSH-Px的活性(P<0.05)；添加600和900 mg/kg CSB極顯著降低了肉雞血清中LDH的活性(P<0.01)，添加900 mg/kg CSB極顯著降低肉雞血清中TBARS的含量(P<0.01)并顯著減少了α1-AGP與ET的含量(P<0.05)。此外，與HS組比較，飼糧中添加CSB具有降低循環(huán)熱應(yīng)激條件下肉雞血清中CK活性和MDA含量的趨勢(0.05

表3 飼糧中添加CSB對循環(huán)熱應(yīng)激條件下肉雞血清生化指標(biāo)的影響Table 3 Effects of dietary CSB on serum biochemical parameters of broilers under cyclically heat-stress condition

2.3 飼糧中添加CSB對循環(huán)熱應(yīng)激條件下肉雞血清細胞因子含量的影響

由表4可知，與NT組相比，HS組肉雞血清中IL-6、IL-8、IL-1β和TNF-α的含量極顯著增加(P<0.01)。循環(huán)熱應(yīng)激條件下，與HS組相比，飼糧中添加900 mg/kg CSB可極顯著降低肉雞血清中IL-6的含量(P<0.01)，顯著降低TNF-α、IL-1β與IL-8的含量(P<0.05)，顯著增加TGF-β的含量(P<0.05)；飼糧中添加600 mg/kg CSB可極顯著降低肉雞血清中IL-6的含量(P<0.01)，顯著降低TNF-α的含量(P<0.05)；飼糧中添加300 mg/kg CSB可顯著降低肉雞血清中TNF-α的含量(P<0.05)。此外，與HS+300 mg/kg CSB組相比，HS+600 mg/kg CSB組和HS+900 mg/kg CSB組肉雞血清中TNF-α的含量顯著降低(P<0.05)。

表4 飼糧中添加CSB對循環(huán)熱應(yīng)激條件下肉雞血清細胞因子含量的影響Table 4 Effects of dietary CSB on serum cytokine contents of broilers under cyclically heat-stress condition

3 討 論

3.1 飼糧中添加CSB對循環(huán)熱應(yīng)激條件下肉雞生長性能的影響

肉雞熱應(yīng)激是肉雞處于高溫環(huán)境中對熱暴露所做出的非特異性生理反應(yīng)。大量研究證明，熱應(yīng)激會加快肉雞營養(yǎng)物質(zhì)的消耗，降低其采食量和免疫功能，導(dǎo)致代謝紊亂、免疫功能抑制，最終導(dǎo)致生長性能下降[19-21]。本研究結(jié)果表明，與NT組相比，循環(huán)熱應(yīng)激顯著降低肉雞的平均日采食量和平均日增重，飼料轉(zhuǎn)化率有下降的趨勢，與前人研究結(jié)果一致。有研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加丁酸鈉可提高肉雞的平均日采食量，降低料重比，提高生長性能[22-23]。本研究中，飼糧中添加900 mg/kg CSB能夠顯著提高熱應(yīng)激肉雞的平均日采食量和平均日增重。丁酸鈉能提高熱應(yīng)激肉雞的生長性能很可能與其能夠改善熱應(yīng)激肉雞腸道健康發(fā)育有關(guān)。丁酸鈉進入機體后快速水解為丁酸，丁酸經(jīng)脂肪酸的β氧化反應(yīng)途徑為腸道上皮細胞的增殖發(fā)育提供能量以促進其發(fā)育[24]。研究證實，飼糧中添加丁酸鈉能夠提高肉仔雞腸道中淀粉酶、胰蛋白酶及脂肪酶的活性，增加絨毛高度和絨毛高度/隱窩深度的比值，促進有益菌數(shù)量的增加，提升肉雞對疾病的抵抗力[25]。還有研究發(fā)現(xiàn)，飼糧添加丁酸鈉能促進腸絨毛發(fā)育、維護腸道菌群平衡和免疫穩(wěn)態(tài)，最終提高肉雞的生長性能[8,26-27]。然而，有研究發(fā)現(xiàn)，丁酸鈉的功能效應(yīng)因其在細胞中的濃度不同而存在較大差異，低濃度的丁酸鈉在細胞中主要通過β氧化為細胞提供能量來促進細胞的增殖分化，而中、高濃度的丁酸鈉則發(fā)揮組蛋白去乙?；敢种苿┑墓δ埽瑢Χ喾N基因的表達進行調(diào)控[28]。本試驗中，900 mg/kg CSB對肉雞的促生長效果更好可能是丁酸鈉的這種多重功能效應(yīng)所引起的，丁酸鈉的這一現(xiàn)象在熱應(yīng)激肉雞抗氧化和降低炎性反應(yīng)方面也有類似的效果。

3.2 飼糧中添加CSB對循環(huán)熱應(yīng)激條件下肉雞抗氧化能力的影響

熱應(yīng)激會誘導(dǎo)氧化應(yīng)激，產(chǎn)生大量活性氧等自由基不能及時被清除，打破體內(nèi)氧化與抗氧化系統(tǒng)之間的平衡，促進TBARS、MDA等代謝物質(zhì)的合成，并降低SOD、CAT等抗氧化酶的活性，導(dǎo)致組織器官發(fā)生氧化損傷[29-30]。大量研究表明，熱應(yīng)激導(dǎo)致家禽血清SOD、CAT等抗氧化酶的活性顯著下降[31-32]，CORT、MDA的含量和CK與LDH的活性顯著上升，進而誘導(dǎo)氧化應(yīng)激[31]。研究表明，不同熱應(yīng)激時間對血清氧化指標(biāo)的影響存在差異，但長時間的熱應(yīng)激引起的氧化損傷更為明顯[33]。郝世秋等[34]研究發(fā)現(xiàn)，熱應(yīng)激使肉雞血清中ET含量顯著升高，誘發(fā)全身組織器官損傷。本試驗中，與NT組相比，循環(huán)熱應(yīng)激顯著或極顯著降低了肉雞血清中抗氧化酶(SOD、CAT、GSH-Px)的活性和T-AOC，顯著或極顯著增加了血清中LDH與CK的活性和MDA、α1-AGP、ET與TBARS的含量，這表明機體抗氧化性能下降，并有誘導(dǎo)炎癥物質(zhì)產(chǎn)生。研究發(fā)現(xiàn)丁酸鈉能抑制CORT誘導(dǎo)肉雞所產(chǎn)生的氧化應(yīng)激反應(yīng)，顯著提高血清中CAT的活性，降低MDA的含量[35-36]。在高密度飼養(yǎng)條件下給黃羽肉雞補充丁酸鈉可有效緩解環(huán)境應(yīng)激，提高血清中SOD的活性，增強機體對惡劣環(huán)境的抵抗力[37]。核因子E2 相關(guān)因子2(Nrf2)是氧化應(yīng)激的中樞調(diào)節(jié)因子，其表達上調(diào)可提高機體的抗氧化酶活性。研究表明，高濃度的丁酸鈉可發(fā)揮出組蛋白去乙?；敢种苿┑墓π?，上調(diào)Nrf2的表達，激活Nrf2信號通路，促進抗氧化酶基因的表達，增加抗氧化酶的分泌[38]。本研究中，飼糧中添加CSB能不同程度提高循環(huán)熱應(yīng)激條件下肉雞血清中抗氧化酶(SOD、CAT、GSH-Px)的活性和T-AOC，降低血清中LDH與CK的活性和MDA、α1-AGP、ET與TBARS的含量，其中以900 mg/kg的添加劑量最佳。這表明丁酸鈉能夠有效地緩解熱應(yīng)激導(dǎo)致的肉雞氧化應(yīng)激反應(yīng)，增強熱應(yīng)激肉雞的抗氧化酶活性，降低MDA、ET與TBARS等代謝產(chǎn)物的含量，提高抗氧化酶消除自由基的能力，抑制機體的氧化反應(yīng)。這可能與丁酸鈉的多重功能效應(yīng)作用機理相關(guān)[28]，推測高濃度的丁酸鈉可能激活了抗氧化信號通路，增強了機體的抗氧化能力，促進健康，最終提高生長性能。

3.3 飼糧中添加CSB對循環(huán)熱應(yīng)激條件下肉雞炎性反應(yīng)的影響

高溫環(huán)境會激活肉雞大腦的下丘腦-垂體-腎上腺軸(HPA軸)和交感腎上腺髓質(zhì)軸(SAM軸)，改變神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)功能，進而改變免疫反應(yīng)途徑，如導(dǎo)致CORT和兒茶酚胺分泌增加，造成氧化損傷和促炎細胞因子的分泌，促進炎癥發(fā)生[39-40]。研究表明，高溫環(huán)境會激活肉雞脾臟核因子-κB(NF-κB)、絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)等炎癥信號通路，上調(diào)促炎細胞因子白細胞介素-1(IL-1)、IL-6和TNF-α等mRNA的表達[41]。熱應(yīng)激誘導(dǎo)肉雞氧化應(yīng)激和炎性反應(yīng)的同時發(fā)生，增加腸道黏膜中IL-1β的分泌量[42]。本研究中，與NT組相比，循環(huán)熱應(yīng)激極顯著增加了肉雞血清中促炎細胞因子IL-6、IL-1β、TNF-α和IL-8的含量，表明炎性反應(yīng)發(fā)生，這與上述研究結(jié)果相一致，說明熱應(yīng)激會降低動物的免疫抵抗力，導(dǎo)致炎性介質(zhì)的釋放，增加血清中促炎細胞因子TNF-α、IL-1β、IL-8和IL-6等的合成量[43]。研究表明，用LPS誘導(dǎo)肉雞發(fā)生應(yīng)激會引起血液中TNF-α、IL-1β、IL-8和IL-6的含量顯著升高，腸道NF-κB的表達上調(diào)，而補充丁酸鈉則可以逆轉(zhuǎn)上述血液指標(biāo)的變化，并下調(diào)NF-κB的表達[44]。而本試驗中，飼糧中添加900 mg/kg CSB可顯著降低循環(huán)熱應(yīng)激條件下肉雞血清中促炎細胞因子的含量，增加抗炎細胞因子的含量。丁酸鈉是組蛋白去乙?；敢种苿芡ㄟ^多重功能效應(yīng)對炎癥反應(yīng)產(chǎn)生抑制作用，抗擊疾病和維護機體的健康[8]。而細胞中只有中、高濃度的丁酸鈉能發(fā)揮組蛋白去乙?；敢种撇⒓铀倩蜣D(zhuǎn)錄的功能[28]。Cleophas等[45]研究表明，高濃度丁酸鈉更能發(fā)揮組蛋白去乙?；敢种苿┬Ч⒈憩F(xiàn)出更強的抗炎作用，與本試驗所得結(jié)果相符。這說明高濃度的丁酸鈉可能通過調(diào)控NF-κB的表達，抑制炎癥信號通路激活，減少促炎細胞因子產(chǎn)生，從而抑制炎性反應(yīng)，改善熱應(yīng)激肉雞健康狀況，促進其生長。

4 結(jié) 論

飼糧中添加CSB可提高循環(huán)熱應(yīng)激條件下肉雞的抗氧化能力和抗炎能力，進而改善肉雞的生長性能，以900 mg/kg CSB的效果最佳。