动物营养学报    2019, Vol. 31 Issue (7): 3207-3217    PDF    
饲料中添加谷胱甘肽对花鲈幼鱼生长性能、血清生化指标和抗氧化能力的影响
李国明1,2,3,4 , 孙育平2,3,4 , 王国霞2,3,4 , 陈冰2,3,4 , 黄燕华2,3,4 , 王咏梅1,2,3,4 , 曹俊明2,3,4     
1. 上海海洋大学水产与生命学院, 上海 201306;
2. 广东省农业科学院动物科学研究所, 广州 510640;
3. 农业部华南动物营养与饲料重点实验室, 广州 510640;
4. 广东省畜禽育种与营养研究重点实验室, 广州 510640
摘要: 本试验旨在研究饲料中添加谷胱甘肽对花鲈幼鱼生长性能、血清生化指标和抗氧化能力的影响。选用初始体重为(12.56±0.12)g的花鲈600尾,随机分为6个组,每组4个重复,每个重复25尾鱼。对照组饲喂基础饲料,试验组饲喂在基础饲料中分别添加100、300、400、500和700 mg/kg谷胱甘肽的试验饲料。试验期56 d。结果表明:1)各组间生长性能和常规营养成分指标无显著差异(P>0.05)。2)与对照组相比,100 mg/kg组血清葡萄糖和尿素氮含量以及700 mg/kg组血清葡萄糖含量及谷草转氨酶、谷丙转氨酶活性均显著升高(P < 0.05)。3)与对照组相比,500和700 mg/kg组血清总抗氧化能力、谷胱甘肽含量和谷胱甘肽过氧化物酶活性以及各试验组血清谷胱甘肽转移酶活性均显著升高(P < 0.05)。4)与对照组相比,300和400 mg/kg组肝脏超氧化物歧化酶活性以及100、400、500和700 mg/kg组肝脏谷胱甘肽过氧化物酶活性均显著升高(P < 0.05),100和700 mg/kg组肝脏谷胱甘肽转移酶活性显著降低(P < 0.05)。5)与对照组相比,300 mg/kg组肝脏白细胞介素-6含量显著升高(P < 0.05)。由此可见,饲料中添加谷胱甘肽可提高花鲈血清和肝脏一些抗氧化指标,但对于部分抗氧化指标和肝脏炎症因子指标却呈负面影响。因此,在本试验基础饲料条件下,花鲈饲料中应当慎重添加谷胱甘肽。
关键词: 谷胱甘肽    花鲈    生长性能    血清生化指标    抗氧化能力    
Effects of Dietary Glutathione on Growth Performance, Serum Biochemical Indices and Antioxidant Capacity of Juvenile Lateolabrax japonicus
LI Guoming1,2,3,4 , SUN Yuping2,3,4 , WANG Guoxia2,3,4 , CHEN Bing2,3,4 , HUANG Yanhua2,3,4 , WANG Yongmei1,2,3,4 , CAO Junming2,3,4     
1. College of Fisheries and Life Sciences, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China;
2. Institute of Animal Science, Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Guangzhou 510640, China;
3. Key Laboratory of Animal Nutrition and Feed Science in South China of Ministry of Agriculture, Guangzhou 510640, China;
4. Guangdong Key Laboratory of Animal Breeding and Nutrition, Guangzhou 510640, China
Abstract: This experiment was conducted to evaluate the effects of dietary glutathione on growth performance, serum biochemical indices and antioxidant capacity of juvenile Lateolabrax japonicus. A total of 600 Lateolabrax japonicus with initial body weight of (12.56±0.12) g were randomly divided into 6 groups with 4 replicates per group and 25 fish per replicate. Fish in the control group were fed a basal diet, and the others in the experimental groups were fed the basal diet supplemented with 100, 300, 400, 500 and 700 mg/kg glutathione, respectively. The trial lasted for 56 days. The results showed as follows:1) there were no significant differences in growth performance and routine nutritional component indices among all groups (P>0.05). 2) Compared with the control group, the contents of glucose and urea nitrogen in serum in 100 mg/kg group and the glucose content and aspartate aminotransferase, alanine aminotransferase activities in serum in 700 mg/kg group were significantly increased (P < 0.05). 3) Compared with the control group, the serum total antioxidant, glutathione content and glutathione perxidase activity in 500 and 700 mg/kg groups and the serum glutathione transferase activity in all experimental groups were significantly increased (P < 0.05). 4) Compared with the control group, the liver superoxide dismutase activity in 300 and 400 mg/kg groups and the liver glutathione perxidase activity in 100, 400, 500 and 700 mg/kg groups were significantly increased (P < 0.05), and the liver glutathione transferase activity in 100 and 700 mg/kg groups was significantly decreased (P < 0.05). 5) Compared with the control group, the liver interleukin-6 content in 300 mg/kg group was significantly increased (P < 0.05). In conclusion, dietary glutathoine can improve the antioxidant indices in serum and liver of Lateolabrax japonicus, but it has a negative impact on some antioxidant indexes and liver inflammatory factors. Therefore, under the condition of the basal diet in this experiment, glutathione should be carefully added into the diet of Lateolabrax japonicus.
Key words: glutathione    Lateolabrax japonicus    growth performance    serum biochemical indices    antioxidant capacity    

花鲈(Lateolabrax japonicus)又称鲈鱼、海鲈、花寨等,隶属于鲈形目(Perciformes),鮨科(Serranidae),花鲈属,分布于中国、日本和朝鲜半岛近海及河口地带[1],喜欢栖居于河口咸淡水处,对盐度和温度的适应范围较广,是我国重要的海水养殖种类之一。花鲈属肉食性鱼类,其肉质细嫩、味道鲜美,具有很高的营养价值,因此深受人们的喜爱。加之花鲈的生长速度快,所以其人工养殖规模逐步扩大。但是,随着花鲈高密度以及集约化养殖规模地扩大,也使得花鲈的养殖环境出现了大量的应激因子,从而使得鱼体抗氧化及免疫功能下降,影响其生长性能,甚至引发病害。研究发现,通过营养调控手段,可以调控养殖动物的生理生化过程,从而可以改善动物的生长性能,提高自身免疫功能和抗氧化能力等,这对于花鲈的健康养殖有着积极的意义。

谷胱甘肽(glutathione,GSH)是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸经肽键缩合而成的三肽物质[2]。谷胱甘肽具有多种生物活性功能,在食品上,谷胱甘肽常被用作抗氧化剂[3]、氨基酸强化剂[4]等加入到面制品、乳制品及罐头制品当中; 在医学上,谷胱甘肽在治疗肝脏、肾脏损伤[5]和糖尿病辅助治疗[6]上有良好的效果。谷胱甘肽在动物细胞中含量较高(可达5 mmol/L)[7],这对于机体保持正常的生理机能具有十分重要的意义。近年来,关于谷胱甘肽在动物上的研究也越来越多。研究发现,谷胱甘肽具有清除自由基和解毒[8]、促进氨基酸转运、保护胃肠黏膜、提高免疫功能、参与蛋白质合成与降解以及调节细胞生长[9]等多种生物学功能。因此,谷胱甘肽对于促进鱼类生长以及提高免疫功能、抗氧化能力、抗应激能力有着重要作用。据报道,饲料中添加谷胱甘肽可以提高草鱼(Ctenopharyngodon idellus)[10-11]、奥尼罗非鱼(Oreochromisniloticus×O.aureus)[12]、牙鲆(Paralichthys olivaceus)[13]的增重率,进而可以提高它们的生长性能;同时刘晓华[14]在凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)、周婷婷[15]在吉富罗非鱼(Oreochromis niloticus)上的研究中发现,饲料中添加谷胱甘肽可以提高凡纳滨对虾和吉富罗非鱼的抗氧化能力。目前,关于谷胱甘肽对花鲈幼鱼生长性能及抗氧化能力方面影响的研究尚未见报道。因此,本试验以花鲈幼鱼为研究对象,研究饲料中添加谷胱甘肽对花鲈幼鱼生长性能、肌肉成分、血清生化指标以及抗氧化能力的影响,旨在为提高花鲈幼鱼抗氧化能力提供新途径,并为谷胱甘肽在花鲈配合饲料中的合理应用提供依据。

1 材料与方法 1.1 基础饲料

试验以鱼粉、豆粕为主要蛋白质源,高筋面粉为主要糖源,鱼油、豆油为主要脂肪源,配制基础饲料,其组成及营养水平见表 1。分别在基础饲料(G0)中添加100、300、400、500和700 mg/kg的谷胱甘肽配制成5种试验饲料,分别记为G100、G300、G400、G500和G700。谷胱甘肽为还原型,耐热,纯度≥98.0%,购自AMRESCO公司。

表 1 基础饲料组成及营养水平(干物质基础) Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (DM basis)

饲料原料粉碎后过60目筛,按配方组成准确称取,微量成分釆取逐级扩大法添加。将谷胱甘肽先溶于水,然后混入各组饲料中,于NH-10型捏合机中加入鱼油、豆油进行捏合,待混合均匀后,于B20强力搅拌机中搅拌之后用SLX-80型双螺杆挤压机制成粒径为2.0 mm的饲料,在G-500型造粒机中制成颗粒饲料。在烘箱中55 ℃烘干6 h左右,冷却至室温后,过筛去除粉末状物质,用塑料自封袋分装后,保存于-20 ℃冰箱中备用。

1.2 试验设计与饲养管理

试验用花鲈鱼苗购自福建省诏安县桥东镇,为当年人工孵化的同一批次鱼苗。试验开始前,鱼苗于室外暂养池中暂养2周,用基础饲料每天饱食投喂2次(08:30和18:30),使之逐渐适应试验饲料和养殖环境。

饲养试验在广东省农业科学院动物科学研究所水产研究室室内循环水养殖系统中进行。系统由24个玻璃纤维桶和2个过滤池等部分组成,纤维筒容积均为350 L(直径90 cm,高80 cm,水体容积300 L)。选取初始体均重为(12.56±0.12) g的花鲈幼鱼600尾,随机分为6组,每组4个重复,每个重复25尾鱼。对照组饲喂基础饲料,试验组饲喂在基础饲料中分别添加100、300、400、500和700 mg/kg谷胱甘肽的试验饲料。

采用饱食投喂,每天08:30和18:30分别投喂1次。观察记录鱼摄食、活动和死亡情况。养殖期间,保持持续充气,并定期监测水质、换水。每天排污1次,每周换2次水,换水量为1/3左右。试验水为经曝气、过滤的自来水。试验期间,水温为27.0~31.0 ℃,溶氧含量≥5.5 mg/L,氨氮含量≤0.05 mg/L, 自然光照。养殖试验持续56 d。

1.3 样品采集

饲养试验结束后饥饿24 h,将每个重复的鱼捞出,用40 mg/L的MS-222麻醉后,计数,并称重,用于计算成活率(survival rate,SR)、增重率(weight gain rate,WGR)、特定生长率(specific growth rate,SGR)、饲料系数(feed conversion ratio,FCR)和蛋白质效率(protein efficiency ratio,PER)。每缸随机取9尾鱼于尾静脉取血,室温静置4 h后,3 500 r/min离心10 min取上清液制得血清,混匀分装后于-80 ℃保存。取6尾鱼测定体长、体重,解剖分离内脏团并称重,用于计算肥满度(condition factor,CF)、肝体比(hepatosomatic index,HSI)、脏体比(visosomatic index,VSI)和肠体比(intestinesomatic index,ISI)。剥离的肝脏放置于2 mL离心管中,液氮速冻,后置于-80 ℃保存,用于抗氧化指标测定。取花鲈背部肌肉30 g左右,塑料密封袋-20 ℃保存,用于肌肉常规营养成分测定。

1.4 指标测定 1.4.1 生长性能指标

成活率(%)=100×终末尾数/初始尾数;

增重率(%)=100×(末均重-初均重)/初均重;

特定生长率(%/d)=100×(ln末均重-

ln初均重)/饲养天数;

饲料系数=摄入饲料总量/(终末体重+

死亡鱼重量-初始体重);

蛋白质效率(%)=100×(终末总重+死亡鱼

重量-初始总重)/(摄入饲料总量×

饲料粗蛋白质含量);

肥满度(g/cm3)=100×体重/体长3

肝体比(%)=100×肝脏重/体重;

脏体比(%)=100×内脏重/体重;

肠体比(%)=100×肠道重/体重。

1.4.2 肌肉常规营养成分

肌肉常规营养成分分析均按国标方法进行测定。水分含量的测定采用105 ℃烘箱烘干至恒重的方法(GB/T 6435—1986),粗蛋白质含量的测定采用凯氏定氮法(GB/T 6432—1994),粗脂肪含量的测定采用索氏抽提法(GB/T 6433—1994),粗灰分含量的测定采用箱式电阻炉550 ℃灼烧法(GB/T 6438—1992)。每个重复取6尾鱼背肌,烘干后混匀,每个指标测2次。

1.4.3 血清生化指标

血清总蛋白、白蛋白、球蛋白、胆固醇、甘油三酯、葡萄糖、尿素氮含量和谷草转氨酶、谷丙转氨酶活性由广州金域医学检验中心采用日立7600全自动生化分析仪测定。

1.4.4 血清和肝脏抗氧化和免疫指标

血清和肝脏中丙二醛、谷胱甘肽含量和超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽转移酶、谷胱甘肽还原酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性以及总抗氧化能力均采用南京建成生物工程研究所生产的试剂盒检测。肝脏白细胞介素-1β、白细胞介素-6和肿瘤坏死因子-α含量采用南京建成生物工程研究所生产的酶联免疫试剂盒检测。每个重复取3尾鱼肝脏,采用混样分装,每个指标测2次。

1.5 数据分析与统计

采用SPSS 22.0软件对数据进行统计学分析,先对数据进行单因素方差分析(one-way ANOVA),若组间差异显著,再作Duncan氏多重比较法检验,数据采用平均值±标准差(mean±SD)表示,P < 0.05表示差异显著。

2 结果 2.1 饲料中添加谷胱甘肽对花鲈生长性能的影响

表 2可知,与G0组相比,G400、G500和G700组增重率分别提高了6.2%、5.9%和5.7%,但差异不显著(P>0.05)。各试验组与G0相比,饲料系数、蛋白质效率、肥满度、肝体比、脏体比、肠体比和成活率均差异不显著(P>0.05)。

表 2 饲料中添加谷胱甘肽对花鲈生长性能的影响 Table 2 Effects of dietary GSH on growth performance of Lateolabrax japonicas
2.2 饲料中添加谷胱甘肽对花鲈背肌常规营养成分的影响

表 3可知,饲料中添加谷胱甘肽对花鲈背肌粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分和水分含量均无显著影响(P>0.05)。

表 3 饲料中添加谷胱甘肽对花鲈背肌常规营养成分的影响(湿重基础) Table 3 Effects of dietary GSH on routine nutritional components of dorsal muscles of Lateolabrax japonicas (wet weight basis)
2.3 饲料中添加谷胱甘肽对花鲈血清生化指标的影响

表 4可知,饲料中添加谷胱甘肽对花鲈血清总蛋白、白蛋白、球蛋白、胆固醇和甘油三酯含量均无显著影响(P>0.05)。与G0组相比,G100和G700组血清葡萄糖含量,G100组血清尿素氮含量,G700组血清谷草转氨酶活性以及G500和G700组血清谷丙转氨酶活性均显著升高(P < 0.05)。

表 4 饲料中添加谷胱甘肽对花鲈血清生化指标的影响 Table 4 Effects of dietary GSH on serum biochemical indices of Lateolabrax japonicas
2.4 饲料中添加谷胱甘肽对花鲈血清抗氧化指标的影响

表 5可知,饲料中添加谷胱甘肽对花鲈血清过氧化氢酶活性无显著影响(P>0.05)。与G0组相比,G400、G500和G700组血清总抗氧化能力,G100、G500和G700组血清谷胱甘肽含量,G500和G700组血清谷胱甘肽过氧化物酶活性以及各试验组血清谷胱甘肽转移酶活性均显著升高(P < 0.05)。

表 5 饲料中添加谷胱甘肽对花鲈血清抗氧化指标的影响 Table 5 Effects of dietary GSH on serum antioxidant indices of Lateolabrax japonicas
2.5 饲料中添加谷胱甘肽对花鲈肝脏抗氧化指标的影响

表 6可知,与G0组相比,G300和G400组肝脏超氧化物歧化酶活性及G100、G400、G500和G700组肝脏谷胱甘肽过氧化物酶活性均显著升高(P < 0.05);G100和G700组肝脏谷胱甘肽转移酶活性显著降低(P < 0.05)。各组间肝脏过氧化氢酶活性和谷胱甘肽、丙二醛含量及总抗氧化能力差异不显著(P>0.05),其中,G400组肝脏总抗氧化能力与G0组相比提高31.7%。

表 6 饲料中添加谷胱甘肽对花鲈肝脏抗氧化指标的影响 Table 6 Effects of dietary GSH on liver antioxidant indices of Lateolabrax japonicas
2.6 饲料中添加谷胱甘肽对花鲈肝脏炎症因子指标的影响

表 7可知,各组间肝脏白细胞介素-1β和肿瘤坏死因子-α含量差异不显著(P>0.05)。各试验组肝脏白细胞介素-6含量均高于G0组,其中G300组肝脏白细胞介素-6含量显著高于G0组(P < 0.05)。

表 7 饲料中添加谷胱甘肽对花鲈肝脏炎症因子指标的影响 Table 7 Effects of dietary GSH on liver inflammatory factor indices of Lateolabrax japonicas
3 讨论 3.1 饲料中添加谷胱甘肽对花鲈生长性能的影响

目前,关于谷胱甘肽对水产动物生长性能影响的研究已有较多报道。研究发现,在饲料中添加一定量的谷胱甘肽,可以提高水产养殖动物的增重率、特定生长率和蛋白质效率等,从而改善生长性能。本结果在草鱼[11]、罗非鱼[16]、凡纳滨对虾[17]以及异育银鲫(Carassius auratus gibelio)[18]等水产动物均已得到证实。然而,本试验中,饲料中添加谷胱甘肽对花鲈增重率、特定生长率以及蛋白质效率均无显著影响,本研究结果与皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai)[19]和斑点叉尾(Ietalurus punetaus)[20]上的研究结果相似。王芳倩等[21]在牙鲆和赵红霞等[10]在草鱼中的研究认为,谷胱甘肽分子结构组成中的半胱氨酸,其脱羧产物可以破坏生长抑制素分子的二硫键,使其功能丧失,从而促进生长激素的分泌,最终发挥促生长作用。由此说明,谷胱甘肽对水产动物生长性能的影响可能与其在不同动物的作用途径有关。谷胱甘肽在水产动物饲料中的适宜添加量为350~380 mg/kg[22]。研究认为,过高的谷胱甘肽添加量会加重鱼体的负担,从而降低养殖动物的生长性能。在凡纳滨对虾中的研究发现,其生长性能在谷胱甘肽添加量为250或350 mg/kg时提升明显;但谷胱甘肽添加量过高时,增重的幅度却有下降的趋势[17]。这表明谷胱甘肽的添加有一个适宜的范围。本试验中,饲料中添加谷胱甘肽对花鲈增重率虽无显著影响,但随着谷胱甘肽添加量的提高,花鲈增重率逐渐升高,且在G400组后趋于平衡。这可能是由于谷胱甘肽在花鲈体内代谢途径与其他动物不同,导致本试验设计的谷胱甘肽添加量尚未达到促进花鲈生长的适宜添加量,但相关的原因还需进一步的试验验证。周婷婷等[16]和苟庚午[23]在对吉富罗非鱼的研究中得出了不同的谷胱甘肽适宜添加量,表明在不同的试验方法和条件下,会对谷胱甘肽的促生长作用产生影响。

肥满度是用来评价鱼体生长状态的指标。一般来说,鱼体生长越好,肥满度就越高。本试验中,随着饲料中谷胱甘肽添加量的提高,各试验组花鲈肥满度均有不同程度的增大。研究发现,鱼类的肝体比与长期和短期的营养方式联系密切[24]。本试验中,饲料中添加谷胱甘肽降低了花鲈肝体比,这与周艳玲等[25]在黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)上的研究结果不同,但与苟庚午[23]在吉富罗非鱼上的研究结果相一致。

本试验中,饲料中添加谷胱甘肽对于花鲈背肌常规营养成分没有显著影响。梁春梅[12]在奥尼罗非鱼中亦有相似的报道。但在吉富罗非鱼[16]、草鱼[10]和黄颡鱼[25]中发现,饲料中添加谷胱甘肽可以显著影响鱼体的粗蛋白质和粗脂肪含量,这可能与谷胱甘肽在不同鱼种间的作用方式有关,其对于蛋白质和脂肪的代谢途径可能有所不同。

3.2 饲料中添加谷胱甘肽对花鲈幼鱼血清生化指标的影响

研究发现,血清生化指标可以反映机体的生理状态、健康和营养水平[26]。血清中总蛋白的含量反映了机体蛋白质代谢和营养状态水平,它也与机体的免疫相关[27]。本试验中,在饲料中添加谷胱甘肽对花鲈血清总蛋白含量无显著影响,这与在草鱼[10]和黄颡鱼[25]中的研究结果相一致。但各试验组血清总蛋白含量均高于对照组,说明谷胱甘肽对花鲈健康有一定的促进作用。免疫球蛋白主要参与鱼类的体液免疫,在免疫应激中发挥重要的作用,因此血清球蛋白含量在一定程度上可以反映机体的免疫水平[28]。本试验中,G100~G500组花鲈血清球蛋白含量均高于对照组,这说明饲料中添加适量的谷胱甘肽可以提高花鲈的免疫能力,但G700组血清球球蛋白含量低于对照组。研究表明,过高的谷胱甘肽添加量会对鱼体产生毒性作用,因为谷胱甘肽本身也可作为氧化物的前体,可与多种化合物结合产生毒性代谢物,这些代谢产物在鱼体内的积累会对机体产生不利影响。

血清尿素氮是蛋白质代谢的终产物,它可以反映机体内蛋白质吸收和代谢的情况,血清尿素氮含量降低和蛋白质的体内沉积密切相关。本试验中,G300~G700组血清尿素氮含量与对照组无显著差异,但G100组血清尿素氮含量却显著高于对照组。这与在草鱼[10]和罗非鱼[16]中的研究结果不同。血清胆固醇和甘油三酯的含量在一定程度上反映了机体内的脂肪代谢情况[29]。在草鱼[10]和吉富罗非鱼[16]中发现,饲料中添加谷胱甘肽可以提高2种鱼血清中的胆固醇和甘油三酯含量。但在本试验中,只有在最高添加剂量组G700组中,花鲈血清胆固醇和甘油三酯含量才都高于对照组。其原因一是可能由于谷胱甘肽对花鲈体内脂肪代谢路径不同导致;二是谷胱甘肽水平可能在最高添加量组才对花鲈体内生长激素分泌有促进作用,从而增强了脂肪代谢,使血清中胆固醇和甘油三酯的含量升高。

葡萄糖是机体进行物质代谢的直接能量来源,同时,它在维持机体的内环境稳定方面也起着重要的作用[30]。研究发现,动物的生长速率与其体内的葡萄糖含量在一定范围内呈正比关系。本试验中,各试验组花鲈血清葡萄糖含量均高于对照组,且在G100和G700组达到显著水平。这与在吉富罗非鱼中[15]的研究结果不同,高剂量的谷胱甘肽对罗非鱼血清葡萄糖的代谢产生了负面影响。转氨酶在营养物质的转化和非必需氨基酸的合成过程中起着重要的作用。谷草转氨酶和谷丙转氨酶是机体内转氨基作用过程中非常重要的酶,其活性能反映肝细胞是否受损伤[31]。本试验中,各试验组花鲈血清谷草转氨酶活性均高于对照组,且在G700组达到显著水平。对于谷丙转氨酶,在高添加剂量组G500和G700组,其活性也远高于对照组,且在G500组达到显著水平。这可能是高剂量的谷胱甘肽会影响花鲈肝脏的正常生理功能,使之产生病变所致。这也印证了花鲈血清球蛋白含量在G700组时降低,使其免疫水平下降。但2种转氨酶活性的升高可能有助于转氨基作用,从而提高机体合成非必需氨基酸的能力[25]

3.3 饲料中添加谷胱甘肽对花鲈抗氧化能力的影响

当机体处于病理或者应激条件下,体内会产生过量的活性氧和自由基,引发机体内新陈代谢失调,最终使动物健康和营养状态受到影响[32]。动物机体的抗氧化状态,在一定程度上反映了机体的健康情况。抗氧化酶活性的升高既表明了机体受到了一定的刺激,也说明机体通过提高酶的活性来保护自身免受更高的伤害[33]。动物体内存在着许多与谷胱甘肽相关的抗氧化物酶,如谷胱甘肽转移酶、谷胱甘肽还原酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等,这些酶可以清除机体内多余的自由基,同时这些抗氧化酶活性的提高有助于缓解多不饱和脂肪酸(PUFA)氧化、亚硝酸盐应激、饥饿产生的氧化应激等[34-35]

超氧化物歧化酶和过氧化氢酶作为生物体内抗氧化酶的重要组成酶类,可以保护细胞,使其免受氧自由基的损伤。本试验中,花鲈肝脏超氧化物歧化酶活性随饲料中谷胱甘肽添加量的提高呈先上升后降低的趋势,且在G300和G400组达到显著水平,这与周婷婷等[36]在吉富罗非鱼中的报道相一致,但对过氧化氢酶活性无显著影响。在血清中,各试验组过氧化氢酶活性均高于对照组,但超氧化物歧化酶活性却呈先升高后降低的趋势。这2种酶活性在血清和肝脏中未表现出平行的变化趋势。总抗氧化能力往往被用作评价动物机体抗氧化性能的综合性指标。本试验中,随着饲料中谷胱甘肽添加量的提高,花鲈血清和肝脏中总抗氧化能力均高于对照组,表明谷胱甘肽可以提升花鲈体内的抗氧化性能。这与在皱纹盘鲍[19]和凡纳滨对虾[37]中的研究结果相一致。

谷胱甘肽系统主要是指谷胱甘肽过氧化物酶、谷胱甘肽转移酶、谷胱甘肽和谷胱甘肽还原酶。谷胱甘肽过氧化物酶是机体中重要的过氧化物分解酶,能够将有害的过氧化物还原成羟基化合物,从而可以起到保护细胞、维持机体正常生理功能的作用。谷胱甘肽是机体内抗氧化系统的重要组成部分,它是一种可以清除超氧离子(O2-·)和羟基(OH·)等自由基的清除剂,可与谷胱甘肽过氧化物酶和谷胱甘肽转移酶组成抗自由基的防线。谷胱甘肽转移酶可以催化谷胱甘肽与有毒化合物结合变成亲水物质从而排除体外,达到解毒的作用。谷胱甘肽还原酶可以催化氧化型谷胱甘肽(GSSG)还原成还原型谷胱甘肽,它能维持机体内谷胱甘肽的平衡。本试验中,随着饲料中谷胱甘肽添加量的增加,花鲈血清和肝脏的谷胱甘肽过氧化物酶活性在G500和G700组均显著高于对照组。这与在草鱼[38]和凡纳滨对虾[39]中的研究结果相似。本试验中,随着饲料中谷胱甘肽添加量的升高,花鲈肝脏中谷胱甘肽含量先升高后降低。而在血清中,各试验组谷胱甘肽含量均高于对照组。这可能是由于饲料中谷胱甘肽被鱼体吸收后,在机体内重新得到分解和合成,从而造成在血清和肝脏中的富集。同时,随着饲料中谷胱甘肽添加量的增加,花鲈血清中谷胱甘肽转移酶活性均显著高于对照组。这与在牙鲆[13]中的研究相一致。但在肝脏中,各试验组谷胱甘肽转移酶活性均低于对照组。这与在黄颡鱼[40]中的研究结果相似。谷胱甘肽是机体内谷胱甘肽过氧化物酶和谷胱甘肽转移酶的反应底物,肝脏中谷胱甘肽含量减少,而谷胱甘肽过氧化物酶活性却相应地升高,可能导致了谷胱甘肽转移酶活性的降低。

研究发现,较高的谷胱甘肽添加量导致花鲈肝脏过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性均有不同程度地降低,而肝脏谷胱甘肽含量也随着降低,说明机体通过谷胱甘肽的消耗来弥补体内抗氧化酶不足的抗氧化空缺,从而维持机体的健康状态。本试验中,随着饲料中谷胱甘肽添加量的增加,花鲈血清和肝脏中谷胱甘肽还原酶活性均呈先上升后下降的趋势。这可能与花鲈体内谷胱甘肽含量升高有关。因为谷胱甘肽还原酶主要是维持机体内谷胱甘肽/GSSG的平衡,谷胱甘肽还原酶活性的升高,使得谷胱甘肽含量也随着升高。但随着谷胱甘肽含量达到一定水平,使得还原反应不再进行,因而谷胱甘肽还原酶活性也随着降低。这表明,机体内的谷胱甘肽平衡也可由外源物质来进行调节。这与在牙鲆[21]中结果相一致,与草鱼[40]和罗非鱼[41]结果相反。这可能是谷胱甘肽在鱼体中不同代谢途径所导致的。丙二醛反映了组织中脂质过氧化物程度以及自由基的含量。在草鱼[38]、牙鲆[21]和罗非鱼[41]中发现,饲料中添加适量的谷胱甘肽可以降低机体的丙二醛含量。但在皱纹盘鲍[19]中,饲料中添加谷胱甘肽对机体的丙二醛含量并无显著影响。本试验结果与后者相似。

3.4 饲料中添加谷胱甘肽对花鲈肝脏炎症因子的影响

水产动物和陆生动物一样,具有非特异性和特异性免疫功能,能够通过黏膜屏障、组织和体液中的各种免疫细胞和因子共同对抗外界刺激。研究发现,当鱼体受到外物刺激时,草鱼机体的白细胞介素-1β和肿瘤坏死因子-α的含量会发生改变,从而破坏鱼类的非特异性免疫[42]。白细胞介素-1β、白细胞介素-6和肿瘤坏死因子-α是机体内的免疫调节因子,但这三者也是炎症性疾病的重要介质,能通过中性粒细胞刺激机体,从而引发炎症反应。本试验中,随着饲料中谷胱甘肽添加量的提高,花鲈肝脏白细胞介素-1β和肿瘤坏死因子-α含量与对照组相比均无显著差异,但各试验组肝脏白细胞介素-6含量均高于对照组,且G300组肝脏白细胞介素-6含量显著高于对照组。这说明谷胱甘肽的添加可能会引发炎症反应,从而造成花鲈肝脏损伤。由前文可得,饲料中添加谷胱甘肽可以显著地提高花鲈肝脏抗氧化能力,表明谷胱甘肽的添加可能会过度激活花鲈肝脏抗氧化系统,引发炎症反应,从而导致肝功能损伤。这也可能解释了前文中G700组花鲈血清中葡萄糖含量及谷草转氨酶、谷丙转氨酶活性均显著升高是由于肝功能损伤所致,但相关的联系还需进一步地深入研究。

4 结论

饲料中添加还原型谷胱甘肽可提高花鲈血清和肝脏一些抗氧化指标,但对于部分抗氧化指标和肝脏炎症因子指标却呈负面影响。因此,在本试验基础饲料条件下,在花鲈饲料中应当慎重添加谷胱甘肽。

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