动物营养学报 >

2023 , Vol. 35 >Issue 3: 1684 - 1695

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2023.159

研究论文

饲粮中添加烟酸对热应激肉牛血清生化、免疫和抗氧化指标的影响

  • 龙凡 , 1 ,
  • 邹必成 1 ,
  • 王丽华 2 ,
  • 瞿明仁 1 ,
  • 陈传斌 1 ,
  • 杨建军 3 ,
  • 许兰娇 , 1, *
展开
  • 1 江西农业大学动物科学技术学院,江西省动物营养重点实验室,营养饲料开发工程研究中心,南昌 330045
  • 2 江西省医疗器械检测中心,南昌 330029
  • 3 高安裕丰农牧有限公司,宜春 330800
*许兰娇,副研究员,硕士生导师,E-mail:

龙 凡(1998—),女,江西宜春人,硕士研究生,从事反刍动物营养研究。E-mail:

收稿日期: 2022-09-06

  网络出版日期: 2023-03-16

基金资助

江西省自然科学基金面上项目(20192BAB204020)

国家肉牛牦牛产业技术体系(CARS-37)

国家自然科学基金项目(32060760)

收起

Effects of Dietary Niacin on Serum Biochemical, Immune and Antioxidant Indexes of Beef Cattle under Heat Stress

  • LONG Fan , 1 ,
  • ZOU Bicheng 1 ,
  • WANG Lihua 2 ,
  • QU Mingren 1 ,
  • CHEN Chuanbin 1 ,
  • YANG Jianjun 3 ,
  • XU Lanjiao , 1, *
Expand
  • 1 Engineering Research Center of Nutritional Feed Development, Jiangxi Province Key Laboratory of Animal Nutrition, College of Animal Science and Technology, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China
  • 2 Jiangxi Medical Device Testing Center, Nanchang 330029, China
  • 3 Gaoan Yufeng Agriculture and Animal Husbandry Limited Company, Yichun 330800, China
*associate professor, E-mail:

Received date: 2022-09-06

  Online published: 2023-03-16

Fold

摘要

本试验旨在研究饲粮中添加烟酸对热应激肉牛血清生化、免疫和抗氧化指标的影响。选取月龄和体重相近的健康锦江黄牛36头,随机分为3组,每组4个重复,每个重复3头牛。适温组(TN组)和热应激组(HS组)饲喂基础饲粮,热应激+烟酸组(HN组)在基础饲粮中添加800 mg/kg烟酸。TN组采用降温系统,保证试验牛处于适温条件下,而HS组和HN组饲养于夏季高温高湿环境。预试期10 d,正试期60 d。结果表明:1)与TN组相比,HS组第30、60天的血清碱性磷酸酶(ALP)活性显著下降(P<0.05),第30天的血清乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶(CK)和谷丙转氨酶(ALT)活性显著或极显著升高(P<0.05或P<0.01),第60天的血清谷草转氨酶(AST)活性显著升高(P<0.05);与HS组相比,HN组第30天的血清AST和ALT活性显著下降(P<0.05)。2)与TN组相比,HS组第30、60天的血清总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)和葡萄糖(GLU)含量显著或极显著下降(P<0.05或P<0.01),血清尿素氮(UN)含量显著或极显著升高(P<0.05或P<0.01);与HS组相比,HN组第30天的血清ALB含量显著升高(P<0.05),血清UN含量显著下降(P<0.05)。3)与TN组相比,HS组第60天的血清免疫球蛋白A(IgA)含量显著下降(P<0.05),第30、60天的血清免疫球蛋白G(IgG)含量显著下降(P<0.05),第30、60天的血清免疫球蛋白M(IgM)含量显著或极显著下降(P<0.05或P<0.01);与HS组相比,HN组第30天的血清IgA和IgG含量显著升高(P<0.05),第30、60天的血清IgM含量显著升高(P<0.05)。4)与TN组相比,HS组第30、60天的血清超氧化物歧化酶(SOD)活性显著下降(P<0.05),第30、60天的血清丙二醛(MDA)含量显著或极显著升高(P<0.05或P<0.01),第30天的谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性和总抗氧化能力(T-AOC)显著下降(P<0.05);与HS组相比,HN组第30、60天的血清GSH-Px活性显著升高(P<0.05),第30、60天的血清MDA含量显著或极显著下降(P<0.05或P<0.01),第60天的血清SOD活性和T-AOC显著升高(P<0.05)。5)与TN组相比,HS组肝脏SOD活性显著降低(P<0.05),肝脏MDA含量显著升高(P<0.05);与HS组相比,HN组肝脏SOD和GSH-Px活性显著升高(P<0.05),肝脏MDA含量显著降低(P<0.05)。由此可见,热应激会改变肉牛血清生化指标,降低机体免疫功能和抗氧化功能;饲粮中添加烟酸可以改善血清酶活性,提高机体免疫功能和抗氧化功能,有效缓解肉牛热应激。

关键词： 烟酸; 热应激; 肉牛; 血清生化指标; 免疫功能; 抗氧化功能

本文引用格式

龙凡 , 邹必成 , 王丽华 , 瞿明仁 , 陈传斌 , 杨建军 , 许兰娇 . 饲粮中添加烟酸对热应激肉牛血清生化、免疫和抗氧化指标的影响[J]. 动物营养学报, 2023 , 35(3) : 1684 -1695 . DOI: 10.12418/CJAN2023.159

Abstract

The purpose of this experiment was to study the effects of dietary niacin on serum biochemical, immune and antioxidant indexes of beef cattle under heat stress. Thirty-six healthy Jinjiang cattle with similar age and weight were selected and randomly divided into 3 groups with 4 replicates in each group and 3 cows in each replicate. The normal temperature group (TN group) and heat stress group (HS group) were fed a basal diet, and the heat stress+niacin group (HN group) was fed the basal diet supplemented with 800 mg/kg niacin. The TN group adopted a cooling system to ensure that the experimental cows were under suitable temperature conditions, while the HS group and the HN group were raised in a high temperature and high humidity environment in summer. The pre-experimental period lasted for 10 days, and the experimental period lasted for 60 days. The results showed as follows: 1) compared with TN group, the serum alkaline phosphatase (ALP) activity of HS group on days 30 and 60 was significantly decreased (P<0.05), the activities of lactate dehydrogenase (LDH), creatine kinase (CK) and alanine aminotransaminase (ALT) in serum on day 30 were significantly increased (P<0.05 or P<0.01), and the serum aspartate aminotransaminase (AST) activity on day 60 was significantly increased (P<0.05); compared with HS group, the activities of AST and ALT in serum on day 30 of HN group were significantly decreased (P<0.05). 2) Compared with TN group, the contents of total protein (TP), albumin (ALB) and glucose (GLU) in serum on days 30 and 60 of HS group were significantly decreased (P<0.05 or P<0.01), and the serum urea nitrogen (UN) content was significantly increased (P<0.05 or P<0.01); compared with HS group, the serum ALB content on day 30 of HN group was significantly increased (P<0.05), and the serum UN content was significantly decreased (P<0.05). 3) Compared with TN group, the serum immunoglobulin A (IgA) content on day 60 of HS group was significantly decreased (P<0.05), the serum immunoglobulin G (IgG) content on days 30 and 60 was significantly decreased (P<0.05), and the serum immunoglobulin M (IgM) content on days 30 and 60 was significantly decreased (P<0.05 or P<0.01); compared with HS group, the contents of IgA and IgG in serum on day 30 of HN group were significantly increased (P<0.05), and the serum IgM content on days 30 and 60 was significantly increased (P<0.05). 4) Compared with TN group, the serum superoxide dismutase (SOD) activity on days 30 and 60 of HS group was significantly decreased (P<0.05), the serum malondialdehyde (MDA) content on days 30 and 60 was significantly increased (P<0.05 or P<0.01), and the serum glutathione peroxidase (GSH-Px) activity and total antioxidant capacity (T-AOC) on day 30 were significantly decreased (P<0.05); compared with HS group, the serum GSH-Px activity on days 30 and 60 of HN group was significantly increased (P<0.05), the serum MDA content on days 30 and 60 was significantly decreased (P<0.05 or P<0.01), and the serum SOD activity and T-AOC on day 60 were significantly increased (P<0.05).5) Compared with TN group, the liver SOD activity of HS group was significantly decreased (P<0.05), and the liver MDA content was significantly increased (P<0.05); compared with HS group, the activities of SOD and GSH-Px in liver of HN group were significantly increased (P<0.05), and the liver MDA content was significantly decreased (P<0.05). In conclusion, heat stress can change the serum biochemical indexes of beef cattle and reduce the body immune function and antioxidant function; the addition of niacin in the diet can improve serum enzyme activities, improve the body immune function and antioxidant function, and effectively relieve beef cattle heat stress.

Key words： niacin; heat stress; beef cattle; serum biochemical indexes; immune function; antioxidant function

热应激是指动物所处环境温度高于等热区中舒适区的上限,机体热平衡被打破,从而引起机体非特异性防御应答反应的全身性适应症[1]。反刍动物由于其快速的新陈代谢率和生长速度、增加的基础代谢产热以及物种特异性(如瘤胃发酵、出汗障碍和皮下脂肪厚等),而容易受到热应激的影响,从而导致动物采食量下降、生理功能改变、代谢紊乱、组织受损、发生氧化应激等不利影响,对动物健康、生产性能和产品质量等产生不利影响[2]。随着我国东南部的气候逐渐变得炎热和湿润,热应激损失也在增加,特别是在夏季。由于热应激对肉牛的负面影响,一些方法如遮荫和喷雾、增加饲粮营养水平、提供过量的维生素和矿物元素等被广泛用于预防热应激,其中维生素由于其成本低廉、毒性和副作用很小而受到养殖者的青睐。
烟酸属于B族维生素,具有抗炎、抗氧化、调节脂质代谢[3]、缓解应激(如瘤胃酸应激、热应激、断奶应激[4])等多种生物学功能。Gao等[5]研究发现,饲粮中添加800 mg/kg烟酸能够提高瘤胃pH和瘤胃上皮抗氧化能力,改善瘤胃上皮乳头形态,降低瘤胃乳酸含量,影响血清炎性细胞因子和凋亡相关指标,可以通过避免瘤胃环境的剧烈变化来防止瘤胃上皮损伤,并提高瘤胃上皮抗氧化能力以抑制高浓度饮食绵羊的瘤胃上皮细胞凋亡。Takemoto等[6]研究发现,烟酸可以减轻运输应激与剥夺饲料和水对小牛的不利影响。研究表明,烟酸可以降低公牛血清尿素氮(UN)含量,促进蛋白质沉积[7],并能调节断奶仔猪肠道中白细胞介素-10、白细胞介素-8的蛋白表达,减轻肠道炎症,维持肠道健康[8]。本课题组前期研究表明,饲粮中添加800 mg/kg烟酸可以降低料重比,提高肉牛的生长性能,改善血液指标和养分消化率,改善瘤胃发酵功能[9-10]。然而,目前烟酸对热应激肉牛各种血液指标影响的研究鲜有报道。因此,在本课题组前期研究的基础上,本试验以锦江黄牛为研究对象,探讨饲粮中添加烟酸对热应激肉牛血清生化、免疫和抗氧化指标的影响,揭示热应激肉牛补饲烟酸后生理状态的变化情况,以期探讨烟酸的抗热应激效果,为烟酸在肉牛生产中的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试验设计

本试验所使用的烟酸纯度为99.8%,购于江西某医药有限公司。
选择36头生长发育状况良好、月龄和体重相近的健康锦江黄牛,随机分为3个组,每组4个重复,每个重复3头牛。适温组(TN组)和热应激组(HS组)饲喂基础饲粮,热应激+烟酸组(HN组)在基础饲粮中添加800 mg/kg烟酸。试验期70 d,包括预试期10 d和正试期60 d。

1.2 基础饲粮

基础饲粮参考《肉牛饲养标准》NY/T 815—2004进行设计,精粗比为6:4,其组成及营养水平见表1。
表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)

Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis)%

项目 Items 含量 Content
原料 Ingredients
豆粕 Soybean meal 9.00
啤酒糟 Brewers grains 20.00
玉米 Corn 46.80
稻草 Rice straw 20.00
预混料 Premix1) 2.40
食盐 NaCl 0.60
碳酸氢钠 NaHCO3 1.20
合计 Total 100.00
营养水平 Nutrient levels2)
综合净能 NEmf/(MJ/kg) 6.05
干物质 DM 88.95
粗蛋白质 CP 14.44
粗脂肪 EE 4.03
粗灰分 Ash 8.31
中性洗涤纤维 NDF 26.99
酸性洗涤纤维 ADF 11.62
钙 Ca 0.69
磷 P 0.36

1)预混料为每千克饲粮提供 The premix provided the following per kg of the diet:VA 190 000 IU,VD3 70 000 IU,VE 2 000 IU,Fe 2 100 mg,Mn 3 300 mg,Zn 3 400 mg,Cu 460 mg,I 19 mg,Se 10 mg,Co 10 mg,Ca 130 mg,P 30 mg。

2)综合净能为计算值,其余为实测值。NEmf was a calculated value, while the others were measured values.

1.3 饲养管理

试验于2020年7—8月在江西高安裕丰农牧有限公司进行。试验期间,TN组试验牛所在栏舍采用空调降温系统,保证试验牛处于适温条件[环境温度24~25 ℃,相对湿度45%~55%,温湿指数(THI)<72]下;而HS组和HN组均饲养于另一高温高湿的栏舍内。每个重复中的3头试验牛饲养于同一个圈舍,共12个圈舍,每天早晚(06:30和16:30)各饲喂1次,先粗后精。试验期间所有试验牛自由采食和饮水,每天定时对牛舍进行清扫,保持牛舍清洁,其余日常管理同牛场一致。

1.4 样品采集

血液样品:在正试期的第30、60天的06:30,每组选取4头试验牛,共计12头牛,并于晨饲前空腹颈静脉采血20 mL。采血后,45°倾斜静置无抗凝剂的真空采血管,当析出较多血清后,用低速离心机离心(3 500 r/min,15 min),离心后的血清被移液枪吸取分离到多个灭菌离心管中,并储存在-20 ℃的冰箱中。
肝脏样品:试验结束后,从每组中随机选择体重接近该组平均体重的4头试验牛,共计12头牛,然后统一运送到附近屠宰场,将牛电击致晕,放血宰杀。从屠宰牛身上采取肝脏组织,用磷酸盐缓冲液(PBS)和焦碳酸二乙酯(DEPC)溶液将肝脏冲洗干净,并用吸水纸吸取残余液体后分装于冻存管中,迅速放入液氮中,然后转移至-80 ℃冰箱保存待测。

1.5 测定指标与方法

1.5.1 血清生化指标

采用Cobas 8000全自动生化仪测定血清碱性磷酸酶(ALP)、乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶(CK)、谷草转氨酶(AST)和谷丙转氨酶(ALT)活性以及总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、UN和葡萄(GLU)含量,试剂盒购于罗氏产品(上海)有限公司。

1.5.2 血清免疫指标

按照试剂盒说明书方法检测血清免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白M(IgM)和免疫球蛋白G(IgG)含量,试剂盒购于北京华英生物技术研究所。

1.5.3 血清和肝脏抗氧化指标

准确称取部分肝脏,按肝脏重量(g):生理盐水体积(mL)=1:9的比例加入预冷好的生理盐水,然后在低温高速组织研磨机下进行机械匀浆,制成10%的肝脏组织匀浆液,离心取上清液待测。按照试剂盒说明书方法进行肝脏匀浆液TP定量,同时检测血清和肝脏匀浆液的超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性和总抗氧化能力(T-AOC)、丙二醛(MDA)含量,试剂盒购于南京建成生物工程研究所。

1.6 数据统计分析

采用Excel 2010软件进行数据整理,再用SPSS 22.0软件进行独立样本t检验分析,数据结果用平均值±标准误表示。P<0.05为差异显著,P<0.01为差异极显著,0.05<P<0.10为有显著趋势。

2 结果

2.1 夏季牛舍温度、相对湿度和THI

在整个试验期,每天07:30、13:30和19:30用温湿度计(PM 6508,华谊电子科技有限公司)记录牛舍内温度和相对湿度,牛舍THI计算方法参照Berman[11]的方法。由图1可知,在正试期60 d中,HS组和HN组试验牛所在牛舍的日平均温度为31.55 ℃,最高温度为35.43 ℃,其中有49 d的温度均大于30 ℃;日平均相对湿度为66.66%;日平均THI为82.74,最高THI为89.89,最低THI为73.88,其中有54 d的THI指数在78~88,有6 d的THI指数在72~78。这表明在本试验期间,HS组和HN组试验牛均处于热应激状态,符合试验要求。
图1 夏季牛舍温度、相对湿度和THI

Fig.1 Temperature, relative humidity and THI in house of beef cattle in summer

2.2 饲粮中添加烟酸对热应激肉牛血清酶活性的影响

由表2可知,与TN组相比,HS组肉牛第30、60天的血清ALP活性显著下降(P<0.05);第30天的血清LDH活性显著升高(P<0.05),血清CK和ALT活性极显著升高(P<0.01);第60天的血清CK活性有上升的趋势(0.05<P<0.10),血清AST活性显著升高(P<0.05)。与HS组相比,HN组肉牛第30天的血清AST和ALT活性显著下降(P<0.05)。
表2 饲粮中添加烟酸对热应激肉牛血清酶活性的影响

Table 2 Effects of dietary niacin on serum enzyme activities of beef cattle under heat stressU/L

项目
Items		 时间
Time		 适温组
TN group		 热应激组
HS group		 热应激+
烟酸组
HN group		 P值 P-value
适温组vs.
热应激组
TN group vs.
HS group		 热应激组vs.
热应激+烟酸组
HS group vs.
HN group
碱性磷酸酶 第30天 Day 30 215.75±11.93 153.00±13.74 155.00±32.50 0.014 0.957
ALP 第60天 Day 60 232.00±24.51 121.75±16.65 160.75±31.15 0.010 0.312
乳酸脱氢酶 第30天 Day 30 1 072.25±47.75 1 238.25±24.56 1 176.33±32.83 0.021 0.182
LDH 第60天 Day 60 1 291.50±104.22 1 459.25±105.71 1 355.50±126.13 0.302 0.552
肌酸激酶 第30天 Day 30 89.75±11.24 156.50±4.94 153.50±17.59 0.002 0.875
CK 第60天 Day 60 110.67±17.82 207.00±38.00 162.33±40.28 0.083 0.465
谷草转氨酶 第30天 Day 30 58.00±1.68 60.75±3.90 46.25±3.04 0.542 0.026
AST 第60天 Day 60 57.00±1.22 68.00±4.26 58.50±10.43 0.048 0.431
谷丙转氨酶 第30天 Day 30 13.25±0.25 19.50±0.96 16.25±0.63 0.005 0.030
ALT 第60天 Day 60 15.00±0.91 18.25±1.89 15.75±1.44 0.191 0.332

2.3 饲粮中添加烟酸对热应激肉牛其他血清生化指标的影响

由表3可知,与TN组相比,HS组肉牛第30、60天的血清TP和GLU含量显著下降(P<0.05);第30天的血清ALB含量极显著下降(P<0.01),第60天的血清ALB含量显著下降(P<0.05);第30天的血清UN含量极显著升高(P<0.01),第60天的血清UN含量显著升高(P<0.05)。与HS组相比,HN组肉牛第30天的血清ALB含量显著升高(P<0.05),血清UN含量显著下降(P<0.05)。
表3 饲粮中添加烟酸对热应激肉牛其他血清生化指标的影响

Table 3 Effects of dietary niacin on other serum biochemical indexes of beef cattle under heat stress

项目
Items		 时间
Time		 适温组
TN group		 热应激组
HS group		 热应激+
烟酸组
HN group		 P值 P-value
适温组vs.
热应激组
TN group vs.
HS group		 热应激组vs.热
应激+烟酸组
HS group vs.
HN group
总蛋白 第30天 Day 30 79.83±0.93 73.30±1.94 79.63±4.20 0.035 0.220
TP/(g/L) 第60天 Day 60 78.30±0.95 73.85±0.95 79.48±3.77 0.016 0.198
白蛋白 第30天 Day 30 42.28±0.46 39.20±0.30 41.08±0.69 0.001 0.046
ALB/(g/L) 第60天 Day 60 42.63±0.53 40.48±0.68 40.55±1.33 0.047 0.962
尿素氮 第30天 Day 30 4.85±0.09 5.58±0.06 5.13±0.14 0.001 0.028
UN/(mmol/L) 第60天 Day 60 6.18±0.30 7.33±0.19 6.75±0.57 0.017 0.376
葡萄糖 第30天 Day 30 4.69±0.15 4.06±0.18 4.58±0.30 0.036 0.191
GLU/(mmol/L) 第60天 Day 60 4.58±0.06 4.24±0.09 4.35±0.08 0.022 0.431

2.4 饲粮中添加烟酸对热应激肉牛血清免疫指标的影响

由表4可知,与TN组相比,HS组肉牛第60天的血清IgA含量显著下降(P<0.05),第30、60天的血清IgG含量显著下降(P<0.05);第30天的血清IgM含量显著下降(P<0.05),第60天的血清IgM含量极显著下降(P<0.01)。与HS组相比,HN组肉牛第30天的血清IgA和IgG含量显著升高(P<0.05),第30、60天的血清IgM含量显著升高(P<0.05)。
表4 饲粮中添加烟酸对热应激肉牛血清免疫指标的影响

Table 4 Effects of dietary niacin on serum immune indexes of beef cattle under heat stressg/L

项目
Items		 时间
Time		 适温组
TN group		 热应激组
HS group		 热应激+
烟酸组
HN group		 P值 P-value
适温组vs.
热应激组
TN group vs.
HS group		 热应激组vs.热
应激+烟酸组
HS group vs.
HN group
免疫球蛋白A 第30天 Day 30 2.32±0.13 2.31±0.06 2.59±0.07 0.938 0.023
IgA 第60天 Day 60 2.39±0.02 2.29±0.03 2.33±0.13 0.039 0.781
免疫球蛋白G 第30天 Day 30 4.66±0.14 4.19±0.07 4.51±0.02 0.027 0.014
IgG 第60天 Day 60 4.33±0.06 3.98±0.11 4.18±0.23 0.045 0.483
免疫球蛋白M 第30天 Day 30 1.79±0.08 1.48±0.04 1.74±0.07 0.010 0.018
IgM 第60天 Day 60 1.95±0.06 1.61±0.06 1.87±0.07 0.008 0.033

2.5 饲粮中添加烟酸对热应激肉牛血清抗氧化指标的影响

由表5可知,与TN组相比,HS组肉牛第30、60天的血清SOD活性显著下降(P<0.05);第30天的血清GSH-Px活性和T-AOC显著下降(P<0.05);第30天的血清MDA含量极显著升高(P<0.01),第60天的血清MDA含量显著升高(P<0.05)。与HS组相比,HN组肉牛第60天的血清SOD活性和T-AOC显著升高(P<0.05);第30、60天的血清GSH-Px活性显著升高(P<0.05);第30天的血清MDA含量极显著降低(P<0.01),第60天的血清MDA含量显著降低(P<0.05)。
表5 饲粮中添加烟酸对热应激肉牛血清抗氧化指标的影响

Table 5 Effects of dietary niacin on serum antioxidant indexes of beef cattle under heat stress

项目
Items		 时间
Time		 适温组
TN group		 热应激组
HS group		 热应激+
烟酸组
HN group		 P值 P-value
适温组vs.
热应激组
TN group vs.
HS group		 热应激组vs.热
应激+烟酸组
HS group vs.
HN group
超氧化物歧化酶 第30天 Day 30 59.68±3.18 49.05±0.99 49.32±2.27 0.039 0.914
SOD/(U/mL) 第60天 Day 60 50.61±2.25 42.44±1.82 48.26±0.88 0.030 0.028
谷胱甘肽过氧化物酶 第30天 Day 30 91.17±2.38 74.34±3.13 100.32±7.13 0.010 0.028
GSH-Px/(U/mL) 第60天 Day 60 98.23±7.87 85.50±5.02 105.71±3.84 0.222 0.019
总抗氧化能力 第30天 Day 30 1.02±0.00 0.96±0.02 0.96±0.01 0.041 0.877
T-AOC/(mmol/L) 第60天 Day 60 0.89±0.03 0.85±0.01 0.90±0.01 0.286 0.023
丙二醛 第30天 Day 30 1.65±0.08 2.72±0.27 1.68±0.06 0.007 0.007
MDA/(nmol/mL) 第60天 Day 60 1.86±0.23 2.76±0.20 2.13±0.12 0.025 0.035

2.6 饲粮中添加烟酸对热应激肉牛肝脏抗氧化指标的影响

由表6可知,与TN组相比,HS组肉牛肝脏SOD活性显著降低了13.43%(P<0.05),肝脏MDA含量显著升高了27.52%(P<0.05)。与HS组相比,HN组肉牛肝脏SOD和GSH-Px活性分别显著升高了23.99%和15.87%(P<0.05),肝脏MDA含量显著降低了32.63%(P<0.05)。
表6 饲粮中添加烟酸对热应激肉牛肝脏抗氧化指标的影响

Table 6 Effects of dietary niacin on liver antioxidant indexes of beef cattle under heat stress

项目
Items		 适温组
TN group		 热应激组
HS group		 热应激+
烟酸组
HN group		 P值 P-value
适温组vs.
热应激组
TN group vs.
HS group		 热应激组vs.
热应激+烟酸组
HS group vs.
HN group
超氧化物歧化酶 SOD/(U/mg prot) 664.60±16.79 575.36±26.60 713.41±47.81 0.030 0.042
谷胱甘肽过氧化物酶
GSH-Px/(U/mg prot)		 60.78±2.10 58.27±2.79 67.52±2.47 0.499 0.047
总抗氧化能力 T-AOC/(mmol/g prot) 0.09±0.00 0.09±0.01 0.10±0.01 0.709 0.352
丙二醛 MDA/(nmol/mg prot) 1.49±0.12 1.90±0.07 1.28±0.26 0.025 0.044

3 讨论

3.1 饲粮中添加烟酸对热应激肉牛血清酶活性的影响

酶是动物进行生化发应的催化剂,其活性能反映动物细胞代谢水平和组织器官的功能状态[12]。ALP主要来源于肝脏、骨骼和肾脏等组织,属于糖蛋白,它能加速钙离子与磷酸根离子结合,使矿物质元素沉积量增加,在骨钙化和肝胆疾病中起着至关重要的作用[13]。研究表明,热应激能显著降低牛和猪血清ALP活性[14-15]。LDH、CK、AST和ALT都是细胞内酶,在生理状态下,它们在组织细胞内发挥作用,血清中酶活性很低。LDH存在于组织细胞的细胞质中,是糖酵解过程中的关键酶,可催化丙酮酸转化为乳酸,其活性升高反映了机体无氧酵解增强[16],是重要的应激相关酶之一,同时当心脏、骨骼肌和肝脏等器官受损,其活性也会升高[17]。CK存在于动物心脏、肌肉和大脑的细胞质和线粒体中,热应激会引起机体供能不足,导致肌肉受损,肌肉中的CK逸出,从而增加血清CK活性,因此,血清CK活性可以作为判断慢性热应激导致肌肉损伤的重要指标之一[18-19]。血清AST和ALT活性被用作诊断肝脏损伤的可靠指标,其活性升高说明肝功能受损,同时其活性可以反映热应激期间肝细胞氧化损伤的程度[20]。本试验中,热应激可显著降低肉牛血清ALP活性,提高血清LDH、CK、AST和ALT活性,说明肉牛处于热应激环境中,其组织器官可能受到损伤;烟酸可显著降低肉牛血清AST和ALT活性,同时LDH和CK活性也稍低于热应激组,说明烟酸能在一定程度上缓解热应激引起的组织器官损伤。Adebowale等[21]研究发现,饲粮中添加60和180 mg/kg的烟酸均能显著降低火鸡血清AST和ALT活性,表明烟酸对火鸡的肝脏损伤起减轻作用,本试验结果与之基本一致。Guo等[22]给高温应激下泌乳期荷斯坦奶牛补饲添加烟酸的饲粮,结果发现,与对照组相比,在第42天时,其血清LDH活性显著降低,血清CK活性无显著差异;在烟酸添加组中,与第21天相比,第42天血清CK活性极显著降低,血清LDH和CK活性下降表明烟酸在抵抗细胞损伤中起重要作用,并且能够缓解热应激对肉牛的损害。

3.2 饲粮中添加烟酸对热应激肉牛其他血清生化指标的影响

血清生化指标是评判肉牛健康状况的可靠指标,反映了肉牛的营养、生理和病理状态,也是监测热应激肉牛健康状况和确定热应激严重程度的有价值的工具之一。TP含量反映了机体糖代谢和蛋白质代谢的情况,也能反映机体的免疫机能状态。ALB不仅能够维持机体渗透压正常并调节炎症或免疫反应,而且其含量与机体组织蛋白质代谢相关。高登营等[23]研究发现,与常温组相比,热应激能够加速机体蛋白质分解代谢,使动物血清TP、ALB含量显著降低。UN是动物蛋白质分解代谢的产物,当机体蛋白质代谢状况良好时,血清UN含量较低。UN由肾小球过滤而随尿液排出,血清UN含量能反映肾功能变化,被用作检验肾脏功能的可靠指标。正常情况下,动物体内的GLU含量处于一个动态平衡状态,当动物受到外界因素影响时,其含量会发生变化。He等[24]研究发现,与常温组相比,热应激显著增加肉鸡血清尿酸(UA)含量,降低TP和GLU含量。白丹丹等[25]研究发现,热应激使三河牛血清GLU含量显著降低。Rathwa等[26]研究表明,夏季热应激能够显著增加绵羊血清UN含量。本试验中,热应激可显著降低肉牛血清TP和ALB含量,说明热应激改变了肉牛的蛋白质代谢情况,加速了蛋白质的分解代谢;热应激可显著增加肉牛血清UN含量,降低血清GLU含量,其中血清UN含量的增加可能是由于热应激抑制了肾小球滤过功能,并减少了流向肾脏的血流量[26-27],从而使血液中UN含量增加,或者是热应激增强了机体蛋白质分解代谢[28-29],同时血清GLU含量降低说明热应激抑制了机体糖代谢。
纪梦飞[30]研究发现,饲粮中添加烟酸可以极显著提高育肥羊血清TP含量,稍微增加血清ALB含量。但是也有研究表明烟酸显著降低火鸡血清UA含量,对血清TP含量无显著影响[21]。王灿宇等[9]在夏南牛饲粮中补充800 mg/kg烟酸,结果表明,与对照组相比,其血清TP和GLU含量分别升高了9.36%和2.84%,血清UN含量降低了1.86%,说明添加烟酸有改善血清生化指标的趋势,能够调节机体糖、蛋白质的代谢。李建国等[31]研究表明,高温环境下添加6、12 g/d烟酸使中国荷斯坦奶牛血清GLU含量显著升高,分别升高了37.89%和51.93%,缓解了糖代谢障碍,降低了奶牛患酮血症的风险;添加12 g/d烟酸可显著降低奶牛血清UN含量,降低了8.98%,表明烟酸可以使热应激奶牛体内蛋白质的合成增强,分解减慢。杨竹青等[7]用含0、800、1 200 mg/kg烟酸的饲粮饲喂未去势湘中公牛,研究发现,1 200 mg/kg烟酸可以提高公牛血清GLU含量,降低血清UN含量,表明1 200 mg/kg烟酸可以促进公牛的蛋白质沉积,调节糖代谢。本试验中,烟酸可显著增加肉牛血清ALB含量,同时血清TP含量也稍高于热应激组,说明烟酸能够促进蛋白质的合成代谢;HN组肉牛血清UN含量显著低于HS组,说明烟酸可能会提高肉牛对机体氨氮的利用率,减少氮的代谢物,增强蛋白质的合成能力。

3.3 饲粮中添加烟酸对热应激肉牛血清免疫指标的影响

免疫球蛋白是动物体内的重要物质,广泛存在于血液和各组织(如肠道)中,参与体液免疫,具有抵抗病毒或细菌的功能。IgA、IgG和IgM是动物体内免疫系统组成的关键物质之一,具有抗菌、抗病毒、抗炎等生理作用,因此这3个指标常用来评估动物免疫功能的强弱。IgG具有抗菌、抗感染等作用,是动物血清中免疫球蛋白含量最高的一种;IgM是动物接触抗原后最先产生的抗体,具有杀菌、溶菌和激活补体等功能;IgA的免疫能力较弱,其含量仅次于IgG。有研究表明,热应激可显著降低肉牛和山羊血清IgA、IgG和IgM含量[32-33],这表明热应激能够抑制机体的体液免疫,从而降低动物的免疫功能,使动物的抗病菌能力降低,导致动物发生炎症或病菌感染。本试验中,热应激降低了肉牛血清IgA、IgG和IgM含量,这与上述结果一致,说明热应激降低了肉牛的免疫功能。Aragona等[34]研究表明,在产前荷斯坦奶牛饲粮中添加0、16、32和48 g/d的烟酸,能够增加初乳中IgG含量,为犊牛提供更高质量的初乳,从而减少发病率和死亡率。同时有研究表明,烟酸具有增加奶牛血清免疫球蛋白含量的趋势,可以增强机体免疫力[35]。本研究发现,饲粮中添加烟酸能够显著升高热应激肉牛血清IgA、IgG和IgM含量,说明烟酸能够逆转热应激引起的免疫功能障碍,增强机体免疫功能。

3.4 饲粮中添加烟酸对热应激肉牛血清和肝脏抗氧化指标的影响

动物处于热应激条件下,机体会产生大量自由基,当过量自由基不能及时被清除会堆积过量的活性氧(ROS),ROS水平的增加会导致蛋白质变性和聚集,打破机体氧化与抗氧化系统之间的平衡,并导致蛋白质稳态失衡,从而引起氧化损伤并引发脂质过氧化,导致氧化应激[36-37]。SOD和GSH-Px是动物体内2种重要的内源性抗氧化酶,这2种酶在自由基的中和中起关键作用,是生理和病理条件下抵抗氧化应激和损伤的第1道防线。SOD是动物体内最重要且最佳的自由基清除剂,作为动物体内第1个被发现以超氧阴离子自由基(O2-·)为底物的酶,它可以催化O2-·歧化为氧气和过氧化氢(H2O2),从而发挥清除对机体有害的超氧化物的作用[38]。GSH-Px的活性位点是硒半胱氨酸,其主要作用是催化谷胱甘肽(GSH)参与过氧化反应,促进H2O2转化为水,同时使有毒的过氧化物转变为无毒的羟基化合物,从而减轻过氧化物对细胞膜的结构和功能的损害。T-AOC是指各种抗氧化物质和抗氧化酶等构成的总抗氧化水平,是衡量抗氧化功能的综合性指标,T-AOC的下降表明机体自由基的产生和清除失衡[39]。MDA是脂质过氧化的终产物,其含量增加能够使细胞膜的损伤加剧,因此MDA的含量可监测动物体内组织细胞和膜脂质过氧化速率和强度,间接地反映细胞损伤的程度[40]。大量研究表明,热应激导致肉牛血清SOD、GSH-Px活性和T-AOC下降,MDA含量升高[32,41]。Shi等[42]研究表明,间歇性重度热应激能够显著降低羔羊血清GSH-Px、总超氧化物歧化酶(T-SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性和T-AOC,显著增加血清MDA含量,显著下调白细胞中铜锌超氧化物歧化酶(Cu/Zn-SOD)、锰超氧化物歧化酶(Mn-SOD)和GSH-Px的mRNA表达量。本试验发现,热应激降低了肉牛血清和肝脏SOD活性,降低了血清GSH-Px活性和T-AOC,提高了血清和肝脏MDA含量,说明热应激会导致肉牛受到氧化应激损伤,降低肉牛的抗氧化功能。热应激会导致机体内堆积过多的自由基,为了清除自由基,肉牛体内的SOD和GSH-Px被大量消耗,但这会加快组织脂质过氧化,从而导致MDA含量升高,进而导致T-AOC降低。
虽然烟酸对热应激状态下肉牛抗氧化功能作用的研究很少,但研究表明烟酸具有抗氧化特性,并且能够减轻氧化应激造成的损伤。段晨磊等[43]研究发现,烟酸可以提高4周龄五龙鹅血清和肝脏GSH-Px活性和T-AOC,降低肝脏MDA、H2O2含量;还可以提高16周龄五龙鹅血清和肝脏T-SOD活性以及肝脏GSH-Px和CAT活性,降低血清和肝脏MDA含量。蒋亚军[35]对中国荷斯坦奶牛的十二指肠持续灌注烟酸,研究发现,烟酸可以促进泌乳奶牛血清中T-SOD、GSH-Px等抗氧化酶活性提高,降低硫代巴比土酸反应物(TBARS)和MDA含量,从而减少脂质过氧化物反应。Hu等[44]研究发现,用烟酸预处理被对乙酰氨基酚(APAP)攻击的BALB/c小鼠可以提高肝脏SOD、CAT和GSH活性,降低肝脏MDA含量,从而减轻脂质过氧化和氧化应激。同时有研究发现,烟酸可以显著提高育肥羊血清SOD、GSH-Px活性和T-AOC[30]。本试验中,烟酸能够提高热应激肉牛血清和肝脏SOD和GSH-Px活性,提高血清T-AOC,降低血清和肝脏MDA含量,说明烟酸能够有效地缓解热应激导致的肉牛氧化应激反应,增强肉牛抗氧化功能。

4 结论

热应激会改变肉牛血清生化指标,降低机体免疫功能和抗氧化功能;饲粮中添加烟酸可以改善热应激条件下肉牛血清酶活性和其他生化指标,提高机体免疫功能和抗氧化功能,有效缓解肉牛热应激。

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