延胡索酸对循环热应激肉鸡生长性能、抗氧化功能和免疫功能的影响

2022-08-09孙诗昂邓亚飞熊永洁贺绍君

动物营养学报 2022年7期

孙诗昂李冰邓亚飞李静熊永洁贺绍君

(安徽科技学院动物科学学院，滁州 233100)

随着全球气候变暖，我国夏季温度普遍超过32 ℃。肉鸡饲养方式大多呈笼养或舍养，饲养密度较大，通风不良；而肉鸡体表几乎没有汗腺、体内代谢快，这导致肉鸡在饲养过程中会频繁出现热应激[1-2]。热应激影响全球范围内家禽生产，并会对动物福利和生产性能产生重大影响[3]。当肉鸡出现热应激时，其免疫功能降低，饲料转化率降低，存活率急剧下降，生产效益降低[4]。在畜牧业生产过程中，采用营养调控的方法，使畜禽养殖朝着绿色、高效、健康和可持续的方向发展是提升我国养殖生产水平的首要任务。将营养调控技术在生产中推广应用，在提高畜禽生长速率同时也能极大降低畜牧生产中受到热应激带来的损失[5]。

有机酸作为食品添加剂由来已久，常被用做调节消化系统的酸碱平衡，控制体内细菌数量，维持动物体正常的生长水平[6]。Mustafa等[7]研究发现，饲粮中添加有机酸可提升肉鸡生长性能和免疫能力。延胡索酸作为最常见的有机酸化剂，具有辅助改善动物消化系统功能、减少因各种应激反应而造成动物损伤等功效。延胡索酸在发生应激时可迅速为机体供能，故其在家禽生产中可作为应激保护剂使用[8]。除紧急供能外，延胡索酸还可作用于神经系统，抑制神经中枢以达到良好的镇静效果[9]，因此在饲粮中添加少量延胡索酸，可避免肉鸡因兴奋过高而产生热喘息。He等[10]研究表明，延胡索酸对热应激肉鸡肉品质、营养成分和生长性能有显著影响，但关于延胡索酸是否能缓解肉鸡热应激状态下的抗氧化和免疫功能，目前尚不清楚。因此，本试验旨在研究饲粮中添加延胡索酸对热应激肉鸡生长性能、抗氧化功能及免疫功能的影响，并分析其变化意义，为客观评价延胡索酸对热应激的影响提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

延胡索酸购于河南某实业有限公司，纯度>99%。

1.2 试验设计

试验选用240只1日龄爱拔益加(AA)肉仔鸡(平均体重为45 g)，随机分为5个组，每组4个重复，每个重复12只鸡(公母各占1/2)，饲喂于同一个笼子(90 cm×90 cm×38 cm)中。1～27日龄，所有试验肉鸡饲喂相同的基础饲粮，饲养环境和饲养管理等均保持一致。28日龄开始，对照组饲喂基础饲粮，环境温度控制在(22±1) ℃，相对湿度控制在(60±5)%；试验组饲喂在基础饲粮中分别添加0(热应激组)、0.5%、1.0%和2.0%延胡索酸的饲粮，并采用循环温度控制，每天08:00开始升温，09:00稳定温度在(33±1) ℃，每天22:00开始降温，23:00稳定温度在(22±1) ℃，相对湿度与对照组一样。试验期间，每天24 h光照，肉鸡自由采食和饮水。肉鸡饲养分为2个阶段，分别为起始期(1～21日龄)和生长期(22～42日龄)，共42 d，2个阶段基础饲粮组成及营养水平见表1。

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)

1.3 样品制备

分别于肉鸡35和42日龄时，每重复随机挑选2只肉鸡(公母各1只)，静脉采血5 mL离心，收集血清待用，并在试验结束时对肉鸡称重。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 生长性能

分别于35和42日龄晨饲前对肉鸡进行空腹称重并记录，同时记录每个重复肉鸡采食量，并计算料重比。

1.4.2 血清抗氧化指标

血清总抗氧化能力(T-AOC)和总超氧化物歧化酶(T-SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性以及总谷胱甘肽(T-GSH)、丙二醛(MDA)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)、总羰基、过氧化氢、羟基自由基和8-羟基喹啉含量采用南京建成生物工程研究所生产的试剂盒进行测定，测定方法参照试剂盒说明书进行。

1.4.3 血清免疫指标

采用酶联免疫吸附测定(ELISA)法测定血清中免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白M(IgM)、免疫球蛋白G(IgG)和新城疫(ND)抗体含量。

1.5 数据统计分析

采用SPSS 18.0软件对试验数据进行单因素方差(one-way ANOVA)，并采用LSD法进行多重比较，结果用“平均值±标准差”表示，P<0.05表示差异显著，P<0.01表示差异极显著。

2 结果

2.1 延胡索酸对循环热应激肉鸡生长性能的影响

由表2可知，与对照组相比，热应激组肉鸡终末体重、体增重和平均日采食量显著降低(P<0.05)，料重比显著提高(P<0.05)；与热应激组相比，0.5%延胡索酸组肉鸡终末体重和体增重显著提高(P<0.05)，料重比显著降低(P<0.05)。

表2 延胡索酸对循环热应激肉鸡生长性能的影响

2.2 延胡索酸对循环热应激肉鸡血清抗氧化指标的影响

2.2.1 延胡索酸对循环热应激肉鸡血清T-AOC和T-SOD、GSH-Px活性以及MDA含量的影响

由表3可知，35日龄时，与对照组和热应激组相比，0.5%、1.0%和2.0%延胡索酸组肉鸡血清T-AOC和GSH-Px显著或极显著提高(P<0.05或P<0.01)；热应激组血清T-SOD活性与对照组相比显著降低(P<0.05)，1.0%延胡索酸组血清T-SOD活性与热应激组相比显著提高(P<0.05)；2.0%延胡索酸组血清GSH-Px活性极显著高于0.5%和1.0%延胡索酸组(P<0.01)，分别提高了43.67%和31.61%；2.0%延胡索酸组血清MDA含量与热应激组相比显著降低(P<0.05)。

42日龄时，与热应激组相比，1.0%延胡索酸组肉鸡血清GSH-Px活性极显著降低(P<0.01)，下降了23.75%；热应激组血清MDA含量与对照组相比显著提高(P<0.05)，提高了138.10%；0.5%和1.0%延胡索酸组血清MDA含量与热应激组相比显著降低(P<0.05)。

2.2.2 延胡索酸对循环热应激肉鸡血清T-GSH、GSSG、过氧化氢、羟基自由基、总羰基和8-羟基喹啉含量的影响

由表4可知，35日龄时，与对照组相比，热应激组肉鸡血清T-GSH和羟自由基含量显著显著(P<0.05)，分别降低了30.66%和3.50%；1.0%和2.0%延胡索酸组血清T-GSH含量显著高于热应激组(P<0.05)；热应激组血清过氧化氢含量显著高于对照组及1.0%和2.0%延胡索酸组(P<0.05)，1.0%和2.0%延胡索酸组血清过氧化氢含量与0.5%延胡索酸组相比分别降低了50.22%和68.16%，差异显著(P<0.05)；热应激组血清8-羟基喹啉含量与对照组相比提高了28.81%，差异显著(P<0.05)；2.0%延胡索酸组血清8-羟基喹啉含量与0.5%和1.0%延胡索酸组相比分别降低了14.83%和10.69%，差异显著(P<0.05)。

42日龄时，热应激组肉鸡血清T-GSH含量与对照组及1.0%和2.0%延胡索酸组相比均显著降低(P<0.05)；0.5%延胡索酸组血清过氧化氢含量显著低于热应激组及1.0%和2.0%延胡索酸组(P<0.05)。

表3 延胡索酸对循环热应激肉鸡血清T-AOC和T-SOD、GSH-Px活性以及MDA含量的影响

表4 延胡索酸对循环热应激肉鸡血清T-GSH、GSSG、过氧化氢、羟基自由基、总羰基和8-羟基喹啉含量的影响

续表4项目 Items对照组 Control group热应激组 Heat stress group0.5%延胡索酸组0.5% fumaric acid group1.0%延胡索酸组1.0% fumaric acid group2.0%延胡索酸组2.0% fumaric acid group42日龄 42 days of age总谷胱甘肽 T-GSH/(μmol/L)24.11±6.62a15.73±2.86b16.70±5.86ab17.88±1.95a18.98±1.96a氧化型谷胱甘肽 GSSG/(μmol/L)1.85±0.372.50±1.031.44±0.621.94±0.282.22±1.14过氧化氢 H2O2/(mmol/L)64.36±3.81a66.14±12.14a42.53±12.54b50.27±19.90a64.36±3.81a羟基自由基 ·OH/(U/mL)100.37±1.33100.57±0.30100.54±1.06100.67±0.77101.01±0.26总羰基 Total carbonyl/(mg/mL)0.515±0.0780.690±0.1460.594±0.1260.577±0.0430.565±0.1118-羟基喹啉 8-hydroxyquinoline/(ng/L)9.72±1.26b11.87±1.66a10.94±1.86ab9.64±0.98b9.72±0.86b

2.3 延胡索酸对循环热应激肉鸡血清免疫指标的影响

由表5可知，35日龄时，与对照组相比，热应激组肉鸡血清ND抗体、IgA、IgG和IgM含量显著降低(P<0.05)；与热应激组相比，0.5%、1.0%和2.0%延胡索酸组血清ND抗体和IgA含量显著提高(P<0.05)，1.0%和2.0%延胡索酸组血清IgG含量显著提高(P<0.05)，2.0%延胡索酸组血清IgM含量显著提高(P<0.05)。

42日龄时，与对照组相比，热应激组肉鸡血清ND抗体、IgA、IgG和IgM含量显著降低(P<0.05)；与热应激组相比，1.0%和2.0%延胡索酸组血清ND抗体和IgG含量显著提高(P<0.05)，2.0%延胡索酸组血清IgA和IgM含量显著提高(P<0.05)。

表5 延胡索酸对循环热应激肉鸡血清免疫指标的影响

3 讨论

3.1 延胡索酸对循环热应激肉鸡生长性能的影响

热应激导致家禽在高温环境中生理机能发生紊乱。肉鸡料重比是评价肉鸡饲养利润的一个重要指标，料重比越低，饲养利润越大。钟光等[11]研究表明，肉鸡在热应激时料重比增高。此外，家禽由于全身覆盖羽毛且缺乏汗腺导致散热困难，当环境温度超出最适温度后，能量物质为了维持体温消耗，会使得转化成肌肉和脂肪的原料减少，导致生产性能下降[12]，这与本试验结果相吻合。本试验中，在饲喂添加延胡索酸饲粮的组别中，肉鸡的体增重明显高于热应激组，且料重比降低，说明延胡索酸对肉鸡热应激有一定缓解作用，从而可维持其生长性能，因此养殖户在夏季高温时可以选择带有延胡索酸添加剂的饲粮以提升饲养效益。

3.2 延胡索酸对循环热应激肉鸡抗氧化功能的影响

T-AOC可反映机体内总体的氧化应激水平[13]。Hu等[14]研究表明，高温环境中肉鸡空肠T-AOC会显著降低。本试验中，肉鸡在持续循环高温环境下血清T-AOC无显著变化，可能是热应激温度较低，持续时间略短，机体内自由基数量虽增加但仍在机体清除能力范围之内。同时，饲粮中添加一定剂量的延胡索酸，可增强肉鸡在持续循环高温环境下血清T-AOC，表明延胡索酸在一定剂量内可以加强机体的抗氧化功能，降低高温环境对肉鸡的危害，其中延胡索酸的添加量在1.0%～2.0%较为适宜。

T-SOD和GSH-Px是机体抗氧化酶系统的重要成员[15]。T-SOD可使体内产生的有害自由基歧化，避免积蓄过多对机体造成危害。Rimoldi等[16]研究表明，高温不会影响肉鸡肝脏超氧化物歧化酶(SOD)表达。本试验中，肉鸡在持续循环高温环境下血清T-SOD活性显著降低，与上述研究不一样，可能是肉鸡在受到热应激时，机体内自由基的动态平衡失衡，有害自由基大量增加，超出T-SOD的清除能力，T-SOD被大量消耗，活性下降；但饲粮添加适量延胡索酸可以显著提高肉鸡血清T-SOD活性。GSH-Px主要存在于生物体的线粒体和细胞液里，可以反映体内脂质过氧化状态[17]。廖一骁等[18]研究表明，GSH-Px可减少机体内蛋氨酸转化半胱氨酸的量，对刺激机体产生抗体有着较为重要的作用。Wen等[19]研究表明，热应激状态下肉鸡肝脏GSH-Px活性下降，加入甜菜碱之后其活性回升。本试验中，与对照组相比，热应激组肉鸡血清GSH-Px活性下降明显，与上述结果一致。这说明持续循环热应激会降低血清内抗氧化酶的活性，降低机体抗氧化能力。此外，本试验中，35日龄时，随着饲粮中延胡索酸添加剂量的提高，肉鸡血清GSH-Px活性极显著提高；42日龄时，随着饲粮中延胡索酸添加剂量的提高，肉鸡血清GSH-Px活性先升后降，然后再升高。这可能是长时间的热应激使机体对某一剂量延胡索酸不敏感。

血清中的氧化还原物质主要有T-GSH、GSSG、羟基自由基和过氧化氢等，GSH-Px通过利用2个T-GSH分子中的2个氢来清除过氧化氢，从而将T-GSH氧化为GSSG，T-GSH具有极其明显的抗氧化作用，过氧化氢和GSSG含量可反映机体过氧化程度。李叶涵等[20]研究表明，肉鸡在热应激条件下过氧化氢和MDA含量均明显上升，本试验结果也是如此；在饲粮中添加延胡索酸可使肉鸡血清过氧化氢含量降低，T-GSH含量提高，这可能是由于延胡索酸可以提高血清GSH-Px活性，使体内过氧化氢含量减少，且剂量越高效果越明显。羟基自由基对机体危害较大，本试验中，延胡索酸对降低机体内的羟基自由基含量并无显著影响，具体缘由还需进一步进行深入的研究。

MDA可体现机体脂质过氧化的程度[21]。Chen等[22]研究表明，高温环境会使机体MDA含量上升，这与本试验结果一致。氧化应激与体内自由基增加有关，产生和清除自由基之间的净结果决定了血清中MDA的含量。本试验中，饲粮添加延胡索酸改善了肉鸡血清氧化状态，但其在不同剂量下对血清抗氧化能力的作用并不呈正相关，表明延胡索酸对肉鸡抗氧化状态的有益作用在一定范围内。

羰基含量主要反映蛋白质功能是否正常。钟光等[11]研究表明，循环热应激可让肉鸡机体内羰基含量显著升高，进而减弱肉鸡体内抗氧化酶的活性。本试验中，肉鸡在持续循环高温环境影响下，体内总羰基含量增加，表明机体内蛋白质功能下降明显。而延胡索酸对此并无明显作用，可能是延胡索酸并没有参与到蛋白质作用机理中。8-羟基喹啉是核酸被氧化产生损伤的标志性物质。本试验中，与对照组相比，肉鸡在持续循环的高温环境下血清8-羟基喹啉含量会出现提高，从而对机体造成不可恢复的影响；而饲粮加入适量延胡索酸后，血清8-羟基喹啉含量显著下降，且延胡索酸添加量在1.0%较为适宜。

3.3 延胡索酸对循环热应激肉鸡免疫功能的影响

血清中ND抗体含量是反映ND疫苗免疫后鸡特异性免疫反应功能的指标。Gouda等[23]研究表明，热应激会显著降低肉鸡血清中ND抗体含量，在饲粮中增加膳食补充剂抗坏血酸和叶酸后，血清ND抗体含量升高，这与本试验结果一致，1.0%和2.0%延胡索酸组肉鸡血清ND含量较热应激组显著提高，表明饲粮中添加延胡索酸可提高热应激下肉鸡对ND病毒的免疫能力，且随着添加剂量的不断提升而逐渐减小了与对照组的差异，即1.0%和2.0%延胡索酸添加水平下效果较好。肉鸡在7日龄时接种ND疫苗，机体产生抗原免疫产生ND抗体，随着时间推移，体内抗体水平下降，延胡索酸的添加可能激活了肉鸡体内的免疫系统，促进体内抗体的分泌，提高了ND抗体水平，从而提高其机体的免疫功能。

IgA、IgG和IgM是机体内免疫系统的3种免疫球蛋白，试验中常将免疫球蛋白含量作为判断动物体免疫功能的重要指标之一。Roushdy等[24]研究表明，热应激会降低肉鸡血清免疫球蛋白含量，这与本试验热应激组结果一致，可能是热应激降低了采食量，导致免疫系统生长所需营养供应不足，从而使机体免疫球蛋白含量降低。不过，有研究指出，饲粮添加延胡索酸只提高夏季幼兔抗氧化能力[25]，对免疫功能提升不明显，这与本试验结果不一致，可能是幼兔的试验环境为非热应激或是幼兔和肉鸡生理机能存在差异，对延胡索酸的利用率差异较大。张秀文等[26]研究表明，在饲粮中添加1%延胡索酸能有效提升仔猪的免疫水平。本试验中，35日龄时，延胡索酸组肉鸡血清免疫球蛋白含量显著高于热应激组，且42日龄时虽然差异不显著但仍高于热应激组，可能是延胡索酸使机体避免或减轻了热应激对免疫器官造成的损伤，提升了免疫器官合成免疫球蛋白的速率，导致机体免疫力提高。此外，在饲粮中添加不同剂量的延胡索酸对肉鸡免疫功能的提升效果不同，提升效果为1.0%延胡索酸组>2.0%延胡索酸组>0.5%延胡索酸组，可能是饲粮添加1.0%延胡索酸对机体免疫功能的提升已经达到了阈值。