微生物源性抗氧化剂对夏季奶牛生产性能及抗氧化能力和免疫能力的影响

微生物源性抗氧化剂对夏季奶牛生产性能及抗氧化能力和免疫
能力的影响
丁瑞志;殷晓风;余思佳;徐建雄
【摘要】试验旨在研究微生物源性抗氧化剂对夏季奶牛生产性能和生理指标的影响.选择年龄、胎次、泌乳期、产奶量相近的健康荷斯坦奶牛36头,随机分成2组,每组18头.对照组饲喂基础日粮,试验组在基础日粮中每头添加50 g/d微生物源性抗氧化剂,在夏季进行60 d试验.结果表明,日粮中添加微生物源性抗氧化剂能提高奶牛的产奶量,添加50 d后达显著水平(P＜0.05),同期乳中体细胞数显著下降(P＜0.05);血清羟基自由基抑制能力(IHR)以及总超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)、IgA、IgG和IL-2含量显著提高(P＜0.05);而血清和乳清中的丙二醛(MDA)和8-异前列腺素F2α(8-iso-F2α)含量显著降低(P＜0.05).说明微生物源性抗氧化剂能增强机体的抗氧化能力及免疫能力,并提高奶产量和奶品质.
【期刊名称】《上海交通大学学报（农业科学版）》
【年(卷),期】2016(034)002
【总页数】5页(P85-89)
【关键词】微生物源性抗氧化剂;产奶量;体细胞;抗氧化能力;免疫能力;奶牛
【作者】丁瑞志;殷晓风;余思佳;徐建雄
【作者单位】上海交通大学农业与生物学院,上海市兽医生物技术重点实验室,上海200240;上海交通大学农业与生物学院,上海市兽医生物技术重点实验室,上海200240;上海交通大学农业与生物学院,上海市兽医生物技术重点实验室,上海
200240;上海交通大学农业与生物学院,上海市兽医生物技术重点实验室,上海200240
【正文语种】中文
【中图分类】S816.7
当温度高于25 ℃时,奶牛机体热平衡被打破,从而产生热应激效应[1]。

热应激情况下,奶牛的产奶量、奶品质(主要从乳脂、乳蛋白、总固形物、乳糖含量等方面考虑)、免疫力以及生殖能力都会有所下降[2-4]。

据李朝明等报道,从非热应激状态到热应
激状态荷斯坦奶牛奶产量下降了26.36%[5]。

当THI(温湿度指数)值在83到90之间时,奶牛产奶量减少了21%,牛奶中的乳糖和蛋白质含量也有所降低[6]。

Dohool 等报道,相对于冬季,夏季奶液中的体细胞数会有显著升高[7]。

热应激情况下会产生大量的自由基,过多的自由基源自机体氧化-抗氧化防御系统的紊乱。

它会导致脂质过氧化,并给蛋白质、DNA以及其他的生物分子带来氧化损伤。

氧化损伤引发乳房炎、消化道炎症等奶牛疾病[8-9]。

有效缓解奶牛热应激受到国
内外研究者的高度关注。

用抗氧化剂直接饲喂动物是目前减少氧化损伤最有效的途径之一。

而微生物源性抗氧化剂是一种新型的外源性抗氧化剂,它可以通过清除过
多的自由基来维持机体氧化-抗氧化系统的动态平衡,从而降低氧化应激造成的机体损害,提高奶牛的产奶量和奶品质[10-11]。

本实验通过对夏季奶牛饲喂微生物源性抗氧化剂,旨在研究微生物源性抗氧化剂对热应激条件下奶牛生产性能和生理指标
的影响。

1.1 试验动物的选择与处理
选择36头年龄、胎次、泌乳期、产奶量相近荷斯坦奶牛,随机分为2组,对照组和
试验组各18头。

试验于2014-07-12～2014-09-10在上海崇明的东风奶牛一厂
进行,试验牛棚温度在25.48～34.15 ℃之间。

1.2 试验日粮和试验设计
基础日粮由玉米青贮、干草、混合精料(参照奶牛饲养标准配制)组成(采用试验场
所用的日粮配方)。

精料混合料主要由玉米34%、大麦18%、大豆粕7%、蛋白补充料2%、棉籽粕12%、麸皮6%、啤酒糟14%和奶牛浓缩料7%组成。

混合精料含产奶净能6.57 MJ/kg、粗蛋白19%。

采用单因子试验设计,预试期7 d,正试期60 d。

对照组饲喂基础日粮,试验组每天在基础日粮中分别添加微生物源性抗氧化剂50 g/头。

奶牛日喂料2次,微生物源性
抗氧化剂与饲粮拌匀后,每日分2次平均添加。

日挤奶3次。

试验用微生物源性抗氧化剂(利乳康)由上海创博生态工程有限公司生产、提供。

微生物源性抗氧化剂由光合菌和酵母菌等发酵而成,含有来源于光合菌、酵母菌及其
培养物的胡萝卜素、维生素B1、B2、B12、还原型维生素C、槲皮酮-3-D吡喃葡萄糖(栎素)、槲皮酮(类黄酮)、肌醇和多种微量元素的金属衍生物。

1.3 测定指标与方法
1.3.1 日均产奶量
试验期间每10 d测定1次全天产奶量。

1.3.2 乳样采集与乳成分分析
在试验第0、10、20、30、40、50、60天采集乳样,采样当天分别在06:00、13:00、20:00按4∶3∶3的比例共收集100 mL,分装于2个试管,每个试管50 mL。

其中一瓶加入重铬酸钾(0.6 mg/mL)后混合均匀,-4 ℃冷藏用于检测乳常规。

另外
一瓶离心取其乳清,-4 ℃冷藏用于测定乳清超氧化物歧化酶(SOD)、总抗氧化能力(TAOC)、丙二醛(MDA)等乳清生化指标,按试剂盒说明进行操作(南京建成生物科
技有限公司生产)。

1.3.3 血样的采集以及处理
试验至60 d,每头奶牛采集奶牛血样10 mL,迅速于3 500 r/min离心10 min,分离
上层血清,于-20 ℃冷冻保存。

1.3.4 测定指标与方法
测定血清超氧化物歧化酶(SOD),谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、总抗氧化能力(TAOC)、丙二醛(MDA)、羟基自由基抑制能力(IHR)、IL-2、IL-6、IgA、IgM、IgG等血清生化指标,按试剂盒说明进行操作(南京建成科技有限公司生产)。

1.4 数据统计
试验数据采用SPSS 19.0统计软件中的T检验进行差异显著性检验,其中P<0.05代表差异显著,结果以平均数±标准误表示。

2.1 产奶量以及牛奶品质
试验过程中,对照组与试验组奶牛的日均采食量分别为42.39、42.51 kg,统计学分析无显著性差异(P>0.05)。

由表1可知,与对照组相比,试验组奶牛在第50天和第60天的日均产奶量有显著上升(P>0.05),在第50天,试验组产奶量比对照组高10.60%(P>0.05),在第60天,试验组产奶量比对照组高11.54%(P>0.05)。

与对照组相比,饲喂微生物源性抗氧化剂后试验组奶牛体细胞下降明显,在第50天后及全期平均达显著水平(P>0.05)。

试验第10天各组产奶量出现了大幅度的下降,与温度的大幅度上升有密切关系。

2.2 奶牛血液和乳样生化指标
2.2.1 奶牛血液中抗氧化指标
由表2可见,与对照组相比,试验组MDA含量显著降低(P>0.05);抑制羟自由基能力则显著升高(P>0.05);而试验组的SOD活力、GSH-PX活力显著高于对照组(P>0.05);试验组的8-异前列腺素F2α含量显著降低(P>0.05)。

2.2.2 乳清中抗氧化指标
由表3可知,试验组乳清中MDA含量显著低于对照组(P>0.05),而抑制羟自由基能力显著高于对照组(P>0.05),乳清TAOC含量差异不显著(P>0.05)。

2.3 血清中免疫球蛋白和细胞因子
由表4可知,试验组血清中的IgA,IgG,IL-2含量显著高于对照组(P>0.05)。

血清的IgM含量和IL-6含量无明显差异(P>0.05)。

在机体正常新陈代谢中会产生大量的自由基,这期间需要机体抗氧化系统来实现自由基的平衡。

抗氧化酶类是抗氧化系统的重要组成部分。

超氧化物歧化酶(SOD)是一种抗氧化酶,可以消除体内过剩的自由基,谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)可保护细胞膜防止其受到过氧化物引起的细胞损伤。

另外在氧化过程中也会产生大量的代谢产物。

据Mahmood Habibian等[12]报道,过多的自由基主要是攻击细胞膜的磷脂双层,导致脂质过氧化。

MDA和8-异前列腺素F2α都是脂质过氧化过程中的重要产物,其含量可间接反映机体氧化应激损伤的程度。

从本实验的血清和乳清试验结果可知微生物源性抗氧化剂提高了机体的抗氧化能力。

添加抗氧化剂能提高奶产量并且改变各种脂质过氧化产物的状态 [13]。

Katana等[14]研究表明在炎热环境中,奶牛血清SOD是常温环境下值的2.67倍,这是由于机体在热应激情况下需要清除更多的自由基。

过量的ROS诱导氧化应激是引起奶牛乳房炎的一个重要因素 [15]。

而牛奶中过多的体细胞往往是奶牛是否患乳房炎的一个重要参考指标[16]。

奶牛的体细胞主要包含白细胞(主要是淋巴细胞、巨噬细胞等)和少许脱落的乳腺上皮细胞[17]。

淋巴细胞是机体重要的免疫细胞,它包含T细胞,B细胞,效应T细胞和效应B细胞,通过控制细胞免疫和体液免疫两种途径增强机体免疫力。

抗体是由B细胞分化成的浆细胞所产生的、可与相应抗原发生特异性结合反应的免疫球蛋白。

免疫球蛋白是一种有抗体活性的动物蛋白,可以提高动物机体的自我保护机制,增强免疫力,有利于动物的健康生长。

IL-2又名抑炎细胞因子,是一种免疫调节因子,可减少致病性促炎因子和趋化因子。

生物抗氧化剂能够提高动物机体免疫力,降低原料奶中的体细胞数以及奶牛乳房炎的发病率[18]。

谷娟等[19]报道,微生物源性抗氧化剂可以提高小鼠的
抗氧化能力,还能够增强机体免疫。

饲喂抗氧化剂具有良好抗炎症功效[20]。

血清中免疫球蛋白IgA、IgG、IL-2含量均显著提高,说明微生物源性抗氧化剂能够增强热应激奶牛的免疫力。

在热应激情况下通过使用Annexin/PI双染法以及观察细胞超微结构,证明高温能诱导乳腺上皮细胞产生凋亡[21]。

本试验中使用微生物抗氧化物后牛奶体细胞数有了显著减少。

这可能是因为微生物源性抗氧化剂维持了机体的氧化-抗氧化平衡,减少了乳腺的氧化损伤和乳腺上皮细胞的凋亡,同时通过维持重要免疫细胞功能和结构上的完整性从而提高机体免疫细胞的免疫功能,激发机体产生更多的抑炎细胞因子(IL-2),增强了机体的抵御能力,因而机体应激时所消耗的总白细胞数以及脱落的乳腺细胞数减少,从而降低了奶液中部分体细胞的来源[22]。

热应激情况下在奶牛饲粮中添加微生物源性抗氧化剂可以增强了奶牛机体的抗氧化能力和免疫能力,同时提高奶产量,降低奶液中的体细胞数。