氧化应激是指机体的一种细胞代谢失衡状态,这种失衡状态是由于氧自由基(reactive oxygen,ROS)含量过高或抗氧化系统功能损伤造成的
[1]。氧化应激会引起反刍动物采食量降低、养分消化减少、生长受阻、产品品质下降、免疫功能下降、机体健康受损,从而造成巨大的经济损失
[2]。在现代集约化和规模化的肉羊养殖业中,动物生产力和经济效益得到了极大提高,但也不可避免存在诸多因素诱发机体产生氧化应激,如营养(不足或失衡、换料)、环境(热应激、冷应激)、生理状况(断奶、妊娠)、动物群体(饲养密度)、疾病(病原侵袭、疫苗以及药物注射)和长途运输等
[3]。因此,做好肉羊抗氧化管理,维持机体氧化还原平衡状态至关重要。
健康的瘤胃是反刍动物饲养的核心,贯穿于反刍动物的各个生长、生产周期之中。研究发现,在热应激引起的氧化应激状态下,奶山羊瘤胃乳头坏死、脱落,瘤胃背囊、腹囊的绒毛长度和宽度均小于正常情况,应激时间越长,影响越严重
[4]。在亚急性瘤胃酸中毒诱导的氧化应激条件下,山羊瘤胃上皮形态以及吸收、屏障和免疫功能均受到影响
[5]。由此可见,瘤胃上皮细胞氧化应激损伤在生产中较为普遍。遭受氧化损伤的瘤胃上皮细胞在增殖、分化、凋亡、坏死等许多生理、病理过程发生改变,并引起细胞中基因转录、蛋白表达、细胞信号转导、酶和生物大分子活性改变,最终影响动物健康与生产
[6-7]。
通过营养调控缓解动物机体氧化损伤是集约化养殖条件下保持畜禽健康高效生产与繁殖的重要手段。大蒜广泛应用于调味品、功能性食品和中药等行业,研究发现大蒜提取物能降低或清除ROS,具有较强的抗氧化功能
[8]。大蒜素是大蒜起抗氧化作用的主要活性物质,是一类含硫化合物的总称,二烯丙基二硫醚(dimethyl disulfide,DADS)是其主要成分之一
[9]。研究表明,大蒜素可直接通过磷脂膜进入细胞,具有抗氧化、抗菌和抗炎等作用,是近几年医学领域的研究热点,其抗氧化作用包括降低ROS和丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量,提高过氧化氢酶(catalase,CAT)、谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase,GR)和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GPX)等抗氧化酶活性
[10]。利用大蒜素及其主要成分缓解畜牧生产中的氧化应激损伤已见少量报道,但多限于单胃动物
[11-12],而在反刍动物上有关大蒜素的研究主要是对甲烷减排和瘤胃发酵的影响方面
[13-14]。本试验旨在探究DADS对过氧化氢(hydrogen peroxide,H
2O
2)诱导的湖羊瘤胃上皮细胞(rumen epithelial cells,RECs)自由基清除能力及其对瘤胃上皮细胞氧化应激的保护作用,为保护瘤胃健康提供科学依据。