补喂色氨酸对伊犁马血浆5-羟色胺、褪黑素含量及抗氧化能力的影响

2020-05-22张文杰王世昌张仕琦李晓斌杨开伦

中国畜牧杂志 2020年5期

张文杰，韩明，王世昌，张仕琦，李晓斌，杨开伦

（新疆农业大学动物科学学院，新疆肉乳用草食动物营养重点实验室，新疆乌鲁木齐 830052）

褪黑素（MT）主要是哺乳动物松果体合成分泌的一种胺类激素，具有调节机体昼夜规律[1]、调控性激素分泌[2]、提高免疫功能[3]、抗机体氧化[4]等多种生理功能。MT 由色氨酸经过一系列作用合成，首先是经过色氨酸羟化酶和L-芳香氨基酸脱羧酶作用生成5-羟色胺（5-HT），随后在芳烷基胺N-乙酰转移酶催化下生成N-乙酰-5-羟色胺，最后经过羟基吲哚-氧-甲基转移酶发生甲基化作用产生MT[5]。因此，色氨酸作为MT 的一种重要前体物质，对动物机体的MT 代谢起到重要的调节作用[6-7]。

饲粮中添加色氨酸是调控动物机体内MT 含量和抗氧化能力的常用方法。Brittany 等[8]研究表明，给马补喂色氨酸可提高马血清游离色氨酸含量，并减缓马匹的应激。本课题组前期研究表明，在奶牛和绵羊饲粮中添加色氨酸对机体内MT 含量及抗氧化能力有明显影响[9-10]。陈俊宏等[9]试验表明，添加色氨酸及过瘤胃色氨酸均能提高奶牛抗氧化能力，且添加过瘤胃色氨酸还可以提高牛奶中MT 含量。王根等[10]试验指出，日粮中添加过瘤胃色氨酸可以提高绵羊血液抗氧化能力，并可以提高绵羊白天血液中MT 含量，但对夜间MT 含量没有明显影响。本试验旨在探究补喂色氨酸对伊犁马母马血浆中MT 含量及抗氧化能力的影响，为通过色氨酸调控伊犁马MT 含量的应用提供科学参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验时间和地点动物试验于2019 年4 月14 日—5 月8 日在新疆伊犁哈萨克自治州昭苏马场孕马尿生产基地进行。血样采集当天的日出时间为07:09，日落时间为21:44，昼长14.35 h。

1.2 试验设计和饲粮组成挑选20 匹健康、体重为（263.05±14.77）kg 的2 岁伊犁马母马，随机分为4 组，每组5 匹。所有试验马匹饲喂同一营养水平精料补充料（购自新疆伊犁州昭苏县骏力农牧科技有限公司），每天每匹马精料补充料饲喂量为2 kg，干牧草饲喂量为（10±1.2）kg，自由饮水，在此基础上，试验组每天每匹马分别补喂20、40、60 mg/kg BW 的色氨酸（购自新疆阜丰生物科技有限公司，纯度≥98%），色氨酸的补喂量参考Brittany 等[8]的研究结果。精料补充料组成和营养成分见表1，干牧草的营养成分见表2。

1.3 饲养管理试验期间所有马匹均在同一马厩，单栏饲养，每天每匹马的色氨酸、精料补充料平均分成2 份，将色氨酸混于精料补充料装入封口袋中，分别于08:00和20:00 饲喂，待精料采食完毕，将马匹赶入活动圈，定量采食干牧草，自由饮水。每天按时打扫马厩，清除粪便，更换垫草。

1.4 样品的采集与处理于试验的第25 天07:30 及00:00采集血样，通过颈静脉采集血液至肝素钠抗凝采血管中，3 000 r/min 离心15 min，制备血浆，分装至1.5 mL Eppendorf 管中，标记后在-20℃冰箱中冷冻保存。夜间为防止光线对伊犁马松果体的影响，采用弱光手电筒（光照强度不超过5 Lux）照明并用一层薄红布遮住其灯头，减弱亮度，避免直接照射马匹眼睛。

表1 精料补充料组成及营养成分（干物质基础）

表2 干牧草的营养成分（干物质基础）

1.5 指标测定马匹血浆中5-HT、MT 含量采用酶联免疫吸附法测定，上午饲喂前0 h 的丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）、总抗氧化能力（T-AOC）、谷胱甘肽过氧化酶（GSH-Px）采用比色法测定。以上样品均送至北京华英生物技术研究所进行测定。

1.6 统计分析数据采用Excel 2010 进行初步整理，试验结果以平均值± 标准差表示。所有试验数据采用SPSS 19.0 统计软件的ANOVA 进行单因素方差分析，差异显著则用Duncan´s 法进行多重比较。其中，5-HT和MT 采用正交多项式对比，检验日粮中色氨酸含量增加的线性和二次效应。P＜0.05 作为差异显著的判断标准，0.05＜P＜0.10 认为有差异趋势。

2 结果与分析

2.1 补喂色氨酸对伊犁马血浆5-HT 和MT 含量的影响由表3 可知，00:00 采样，对照组和20、60 mg/kg BW色氨酸组血浆5-HT 含量均高于40 mg/kg BW 色氨酸组（P＜0.05）。07:30 采样，与对照组相比，40 mg/kg BW 色氨酸组血浆MT 含量有升高趋势（0.05＜P＜0.10）；00:00 采样，MT 含量呈二次显著性变化，对照组和40、60 mg/kg BW 色氨酸组低于20 mg/kg BW 色氨酸组（P＜0.05）。

2.2 补喂色氨酸对伊犁马血浆抗氧化能力的影响由表4 可知，20、40 mg/kg BW 色氨酸组的T-AOC 高于对照组和60 mg/kg BW 色氨酸组（P＜0.05）；40 mg/kg BW 色氨酸组的GSH-Px 和SOD 活性最高，显著高于对照组；而MDA 的变化趋势相反，20 mg/kg BW 色氨酸组MDA 含量低于对照组和60 mg/kg BW 色氨酸组（P＜0.05）。总体来说，补喂3 种剂量的色氨酸均能提高伊犁马血浆抗氧化能力。

3 讨论

3.1 补喂色氨酸对伊犁马血浆5-HT、MT 含量的影响动物机体在摄入色氨酸后，可以经过一系列变化转化为MT。本试验中，07:30 采样，色氨酸组5-HT 含量均低于对照组，而色氨酸组血浆MT 含量均高于对照组，并且40 mg/kg BW 色氨酸组显著升高；00:00 采样，40 mg/kg BW 色氨酸组的5-HT 含量显著低于其他各组，20 mg/kg BW 色氨酸组的MT 含量最高。这可能是因为在伊犁马日粮中补喂色氨酸一段时间后，在机体中形成了一种固定的机制，进而加快了5-HT 向MT 转化的过程，增加了血液中MT 含量。

前人在马上的研究表明，血液中MT 含量具有白天低夜间高的变化趋势[7]。Esteban 等[11]研究表明，给大鼠口服色氨酸可以显著提高血液中MT 含量，这与本试验结果一致。王根等[10]研究表明，日粮中添加过瘤胃色氨酸可以提高绵羊白天血液中MT 含量，但对夜间MT 含量没有明显影响。而Kollmann 等[12]研究发现，给瑞士褐牛添喂过瘤胃色氨酸后，夜间血液MT 含量显著上升，而白天则没有变化。以上2 个试验呈现不同的变化，而本试验中，白天和夜间血液MT 含量均有显著性差异，可能与试验动物不同有关。研究表明，MT 的分泌具有明显的规律性，正常情况下，白天分泌较少，而夜间分泌较多[13]。本试验中血液MT 含量也呈现相似的变化规律。色氨酸作为MT 的前体物质，在机体内经过羟化、脱羧、乙酰化和甲基化等作用最终形成MT。本试验结果表明，饲粮中补喂色氨酸可以提高血液中MT，这预示着饲粮补喂色氨酸对动物体内MT 含量的提高具有一定的促进作用。

3.2 补喂色氨酸对伊犁马血浆抗氧化能力的影响畜禽受到内外环境刺激时，机体会产生过多的自由基，氧化应激是自由基在体内产生的一种负面作用[14]，对畜禽的生长及生产性能的发挥产生不良影响，在日粮中补充色氨酸可以有效缓解动物应激。研究证实，氧化应激促进色氨酸的分解代谢，色氨酸的氨基可与氧化剂直接结合，可以有效阻止其他物质的氧化反应，从而起到抗氧化的作用[15]。本试验中，补喂3 种剂量的色氨酸均可以提高伊犁马血浆抗氧化能力，补喂色氨酸使血液中的GSH-Px、T-AOC 和SOD 活性显著增加，MDA 含量显著降低，其中20 mg/kg BW 色氨酸组和40 mg/kg BW色氨酸组的作用效果更加明显，当补喂量为60 mg/kg BW 时，作用效果减弱。

表3 补喂色氨酸对伊犁马血浆5-HT 和MT 含量的影响

表4 补喂色氨酸对伊犁马血浆抗氧化能力的影响

Bagshaw 等[16]指出，口服色氨酸可以缓解马的氧化应激，提高抗氧化能力。江敏[17]研究表明，断奶仔猪日粮中添加色氨酸可以提高血液中的T-AOC、GSHPx 和SOD 水平，降低MDA 含量。马玉娥等[18]研究同样表明，在黄玉肉鸡饲粮中添加色氨酸，血清中SOD活性、GSH 含量和GSH-Px 活性显著升高。此外，色氨酸代谢产物MT 可通过提高抗氧化酶的活性直接发挥抗氧化作用[19]，因此，饲粮中添加色氨酸提高抗氧化能力也可能与机体MT 含量升高有关。Nayak 等[20]证实，色氨酸的代谢产物MT 可清除体内自由基，也具有抗氧化作用。本试验也获得了相似的试验结果。以上研究结果表明，色氨酸和MT 均具有抗氧化作用。因此，补喂色氨酸对提高动物的抗氧化能力有着积极意义。