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谷胱甘肽对育肥羊机体抗氧化能力的影响

2015-01-22张爱忠宋增廷刘守江齐永生张东峰

饲料工业 2015年23期
关键词:谷胱甘肽脂质抗氧化

■姜 宁 杨 坤 张爱忠 宋增廷 刘守江, 齐永生 张东峰

(1.黑龙江八一农垦大学动物科技学院,黑龙江大庆 163319;2.广东恒兴饲料实业股份有限公司,广东湛江 524094;3.大庆红色草原牧业有限公司,黑龙江大庆 163412)

谷胱甘肽(glutathione,GSH)是广泛分布于哺乳动物、植物和微生物细胞内最主要、含量最丰富的含巯基的低分子肽。GSH在生物体内有着多种重要的生理功能,特别是对于维持生物体内适宜的氧化还原环境起着至关重要的作用,在动物机体内参与对异物、亲电代谢物的去毒,是有效的自由基清除剂,保护细胞免受活性氧复合物的损伤。GSH可以作为促生长剂促进仔猪、黄羽肉鸡和育肥羊的生长;其抗氧化作用的研究主要在水产养殖领域居多,如刘晓华等对初始体质量约1 g的凡纳滨对虾(L.vannamei)添加GSH,可提高其肝胰腺的抗氧化能力(GSH-Px、谷胱甘肽还原酶、SOD)及降低脂质过氧化物(MDA)含量;梁春梅对平均体质量3 g左右的奥尼罗非鱼(O.niloti⁃cus×O.aureus)的试验结果表明,在纯化饲料基础上添加一定量的GSH可提高罗非鱼血清中GSH-Px、谷胱甘肽还原酶活力,并提高肝组织谷胱甘肽还原酶活力,增强鱼体抗氧化能力;朱选在草鱼基础日粮中添加不同剂量的谷胱甘肽,能够促进草鱼肝脏和肌肉中GSH的沉积,提高肝脏及肌肉中谷胱甘肽还原酶和γ-谷氨酰转移酶活力,以及肝脏中GSH-Px和SOD活力与总抗氧化能力,减少肝脏中MDA含量,降低肝脏及血清中活性氧含量。GSH对反刍动物的抗氧化作用鲜有报道。因此,本试验在育肥羊日粮中添加谷胱甘肽,并通过对血清中相关抗氧化指标的检测,来观察谷胱甘肽对育肥羊机体抗氧化能力的影响,为其在反刍动物上的应用提供理论和实践依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计与日粮

试验选用3月龄东北细毛羊×德国肉用美利奴的杂交一代绵羊12只,采用单因素随机区组设计,根据供试羊血缘关系相近、体重相似和性别相同原则,将12只育肥羊分为3组,每组4个重复,公母各占1/2。基础日粮的配制参考绵羊饲养标准(GB:NY/T816-2004),日粮组成及营养水平见表1。对照组饲喂基础日粮,试验1组和2组在基础日粮的基础上分别添加500 mg/kg、800 mg/kg的GSH(还原型,购于日本WA⁃KO公司,货号为141730,纯度为98.5%)。饲养试验预饲期为15 d,正试期为60 d。预饲期内,进行常规消毒和驱虫。供试羊只单栏饲养,每天8:00、18:00饲喂2次精料补充料和青干草,自由饮水。GSH在饲喂时加入到精料补充料中,充分混匀。

1.2 样品采集与处理

分别于饲养试验的正试期前1 d(记为0 d)、正试期的20、40和60 d晨饲前颈静脉采血10 ml,置于20 ml离心管中,倾斜45°室温净置1 h,3 500 r/min离心15 min制备血清。将血清分装在EP管中,24 h内测定GSH-Px和CAT,其余血清置于-20℃待测其它抗氧化指标。

表1 试验日粮组成及营养水平(风干基础)

1.3 测定指标及方法

血清丙二醛(MDA)根据硫代巴比妥酸法(TBA)进行比色定量测定;超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定采用黄嘌呤氧化酶法;过氧化氢酶(CAT)活性的测定采用钼酸铵络合法;血清谷胱甘肽过氧化物酶(GSHPx)活性采用二硫代硝基苯甲酸法(DTNB)测定;血清总抗氧化能力(T-AOC)采用菲啉法进行定量测定。所有试剂盒均购于南京建成生物工程研究所。测定仪器为723A可见分光光度计。

1.4 数据处理

采用SAS 9.0统计软件进行数据处理。用ANO⁃VA程序进行单因素方差分析,Duncan氏法进行组间多重比较。结果用平均数±标准误表示。

2 结果与分析(见表2)

2.1 谷胱甘肽对育肥羊血清丙二醛的影响

由表2可知,试验期内育肥羊血清中的MDA浓度均呈现先升高后降低的趋势,在20 d时达到最高值,各处理组间没有显著差异(P>0.05);40 d时两试验组血清中的MDA浓度均极显著低于对照组(P<0.01);60 d时两试验组MDA含量仍显著低于对照组(P<0.05)。

2.2 谷胱甘肽对育肥羊血清超氧化物歧化酶的影响

由表2可见,整个试验期,对照组肉羊的血清超氧化物歧化酶的含量比较稳定,试验1组在40 d时开始升高,试验2组则在20 d略有升高后转而下降。试验各时期,试验1组和2组与对照组育肥羊的血清SOD的含量比较均没有显著差异(P>0.05),仅在20 d时,试验2组的血清SOD的含量显著高于试验1组(P<0.05),但试验后期试验2组的SOD的水平迅速下降,60 d时低于其它两组(P>0.05)。

表2 谷胱甘肽对育肥羊血清抗氧化指标的影响

2.3 谷胱甘肽对育肥羊血清过氧化氢酶的影响

由表2可知,随着育肥羊日龄的增长,血清中过氧化氢酶的活性逐渐升高,添加GSH后育肥羊血清CAT的活性明显提高。20 d时,两试验组血清中CAT的活性显著高于对照组(P<0.05);试验40 d时,试验2组血清中CAT的活性显著高于对照组(P<0.05),试验1组也略高于对照组(P>0.05)。60 d时,试验1组血清中CAT的活性显著高于对照组(P<0.05),而试验2组较对照组略有提高(P>0.05)。

2.4 谷胱甘肽对育肥羊血清谷胱甘肽过氧化物酶的影响

整个试验期,两试验组的血清中GSH-Px活性均逐渐升高,对照组在试验20 d时略有降低,之后逐渐升高。试验初期,各处理组间血清中GSH-Px活性没有显著差异(P>0.05)。试验20 d时,两试验组GSHPx活性均较对照组有所提高(P>0.05);试验40 d时,试验2组血清中GSH-Px活性显著高于对照组(P<0.05),试验1组也略高于对照组(P>0.05)。到60 d时,试验1组育肥羊血清中GSH-Px的活性极显著高于对照组(P<0.01),试验2组也高于对照组(P>0.05)。

2.5 谷胱甘肽对育肥羊血清总抗氧化能力的影响

试验期内,各处理组育肥羊的总抗氧化能力均逐渐增强,添加GSH不同程度地提高了育肥羊的总抗氧化能力。试验20、40 d时,两试验组的总抗氧化能力均显著高于对照组(P<0.05),并且试验2组显著高于试验1组(P<0.05);60 d时,两试验组的总抗氧化能力仍高于对照组(P>0.05),且两试验组间无显著差异(P<0.05)。

3 讨论

动物机体内有一套完整的抗氧化系统,在正常生理条件下,自由基不断生成,又不断被清除,从而维持相对的平衡。当自由基的生成超过机体抗氧化物质的清除能力时,过量的自由基会在体内积聚并参与一系列连锁反应,对机体产生毒害作用。自由基可攻击生物膜中的多不饱和脂肪酸,引发脂质过氧化反应,形成脂质过氧化物,如醛基、酮基等。丙二醛(MDA)为脂质过氧化的终产物,其浓度可间接反映机体的脂质抗氧化水平,也间接反映细胞损伤的程度。本试验各处理组在试验初期(20 d)血清中MDA均有上升,之后又有所降低,可能与试验初期育肥羊由散放改为单栏饲养受到一定程度应激有关。但所测得的血清MDA的浓度为2.61~6.24 nmol/ml,这与以前的试验结果相似,说明试验羊仍处于相对正常的抗氧化状态。试验结果表明,外源GSH可显著降低试验后期血清中MDA的浓度,有效降低育肥羊机体脂质过氧化的程度。刘平祥等(2002)研究表明,添加GSH对仔猪血清中MDA水平无显著影响,但可以显著降低小肠黏膜MDA水平;刘晓华(2007)在凡纳滨对虾饲料中添加不同剂量的GSH,与对照组相比,试验各组肝胰腺MDA含量显著降低(P<0.05);朱选等(2008)在草鱼饲料中添加GSH的研究表明,肝脏和肌肉中MDA在GSH添加水平为300 mg/kg组达到最低,显著低于对照组(P<0.05),本研究中添加GSH对0~20 d羊血清中MDA 影响不显著(P>0.05)。

SOD广泛存在于动植物、微生物中,是一种有效的抗氧化剂,能催化O2-·发生歧化反应,故能抵御其对细胞的破坏作用。本试验结果表明,添加800 mg/kg的GSH提高了试验前期育肥羊血清中SOD水平,这与张国良等(2007)在罗非鱼上研究结果一致。然而,本试验后期高剂量的GSH却降低了SOD的水平,这可能是因为持续高剂量的外源GSH通过直接清除多余的自由基,体内的应激减少,从而不会诱导产生过多的GSH-Px。

谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)是机体内广泛存在的抗氧化酶,可催化GSH清除过氧化氢和脂质过氧化物,抑制自由基的生成。本试验发现,饲料中添加GSH,育肥羊血清中GSH-Px活性逐渐增强,这与吴觉文(2003)[5]在黄羽肉鸡上的试验结果一致。添加GSH提高了血清中的GSH的水平,底物的增加可能对GSH-Px具有刺激作用,使其活性增强;GSH-Px的活性增强也可能与GSH促进硒的吸收有关,因为硒是GSH-Px的一种成分,硒的水平可直接影响GSH-Px活力的发挥。而Senn E等(1992)体内试验表明GSH能促进亚硒酸盐形式硒在小鼠肠道内的吸收。

与GSH-Px一样,过氧化氢酶(CAT)广泛分布于各种组织中。CAT的主要作用是催化H2O2分解成H2O和O2,使得H2O2不致于与O2-·在铁螯合物作用下反应生成对机体有害的·OH,因此CAT在分解H2O2时往往与GSH-Px存在协同作用。本试验结果表明,饲料中添加GSH后,育肥羊血清CAT的活性在20 d时显著高于对照组,在40、60 d时血清中CAT的活性仍高于对照组,表明外源GSH在短期内即可发挥抗氧化作用,且抗氧化效果持续时间较长。

T-AOC是机体抗氧化能力强弱和健康程度的综合体现,T-AOC的大小可代表和反映机体抗氧化酶系统和非酶系统对外来刺激的代偿能力以及机体自由基代谢的状态,是反映机体抗氧化功能的一个良好指标。本试验中,各处理组在试验期间血清T-AOC均不同程度的高于对照组,这说明外源GSH能够提高育肥羊机体的抗氧化能力,这与以前在仔猪、肉鸡以及罗非鱼[8,18]、草鱼[9]等动物中的报道结果一致。

4 结论

①500 mg/kg的GSH显著降低了育肥羊试验40 d(P<0.01)和60 d(P<0.05)血清中MDA的含量;显著提高了20 d和60 d时育肥羊血清中CAT的活性(P<0.05);显著提高了60 d时育肥羊血清中GSH-Px的活性(P<0.01)和试验20 d(P<0.01)、40 d(P<0.05)的总抗氧化能力。

②800 mg/kg的GSH显著降低了育肥羊试验40 d(P<0.01)和60 d(P<0.05)血清中MDA的含量;显著提高了试验20 d、40 d育肥羊血清中CAT的活性(P<0.05)和40 d育肥羊血清中GSH-Px的活性(P<0.05),以及试验20 d(P<0.01)、40 d(P<0.05)的总抗氧化能力。

③尽管GSH对育肥羊的抗氧化作用随其添加剂量的提高而增强,但从经济效益的角度出发,饲料中添加500 mg/kg的GSH即可达到提高育肥羊抗氧化能力的目的。

(参考文献20篇,刊略,需者可函索)

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