日粮营养素对动物免疫功能影响研究进展
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收稿日期:2023 03 29基金项目:山东省现代农业产业体系生猪产业创新团队。
低蛋白日粮对猪生长性能和养分消化率的影响刘玮孟1,刘海涵2,吴东青2,毛 磊2,孙伟华1,徐诣轩1(1.临沂市畜牧技术推广站,山东临沂276000;2.临沂市动物疫病预防控制中心)摘要:本研究选用23kg左右的江泉白猪72头,按试验要求随机分为3个处理,每个处理3个重复,每个重复8头猪。
对照组日粮粗蛋白含量为17.6%,试验1、2组日粮粗蛋白含量分别为15.5%和13 6%。
试验结果表明:试验2组日采食量比对照组、试验1组有所增加,其中试验2组与对照组差异显著(P<0 05);随着日粮中蛋白含量降低,猪对日粮中的粗蛋白、干物质、粗脂肪、磷的消化率随之增加,其中试验2组的干物质消化率显著高于对照组和试验1组(P<0.05),试验2组磷的消化率显著高于对照组(P<0.05)。
关键词:江泉白猪;低蛋白日粮;养分消化率中图分类号:S816.4 文献标识码:A 文章编号:1005-7307(2023)05-0007-002 随着养猪业的不断发展,猪场排泄物中的氮、磷所造成的环境污染也越来越受到社会的关注[1]。
另外,由于生猪养殖业的快速发展,大豆需求量飙升,我国每年的大豆进口量超过1亿t,导致大豆价格持续飙升。
因此,饲料中豆粕的减量替代、寻求适合我国国情的新型日粮配方结构、保障原料有效供给、提升饲料利用效率迫在眉睫。
研究表明生猪食入氮的70%左右通过粪便和尿液排出,添加合成氨基酸,能明显降低猪的氮排泄同时降低饲料原料成本,减少蛋白资源浪费[2 4]。
本研究以生长猪为研究对象,在降低日粮蛋白质水平的同时,补充合成氨基酸配制日粮,通过分析生长猪生产性能和日粮养分消化率,探讨其使用效果,为低蛋白日粮的应用提供理论依据。
1 村料与方法1.1 试验动物 试验采用完全随机设计,选择平均初始体重为23kg的江泉白猪72头,随机分为3个处理,每个处理3个重复,每个重复8头猪,每栏公母各半,试验期间每天上午和下午各加料1次,自由采食和饮水,按猪场常规程序进行免疫和消毒、驱虫,试验期为45d。
维生素A、E、C对水生动物免疫功能的调节作用周辉霞;甘维熊【摘要】针对维生素A、维生素E、维生素C在水生动物上的营养免疫作用作一综述,旨在为水生动物疾病预防提供理论依据.【期刊名称】《中国饲料》【年(卷),期】2013(000)006【总页数】3页(P35-37)【关键词】水生动物;维生素;营养免疫【作者】周辉霞;甘维熊【作者单位】四川省射洪县畜牧食品局;雅砻江流域水电开发有限公司【正文语种】中文【中图分类】S963维生素是一类水生动物代谢所必需且需要量极少的低分子有机化合物,体内一般均不能合成,而必须由饲粮提供或者提供其前体。
国内外有关不同品种鱼类的维生素需要量及缺乏症研究较多。
关于维生素与水生动物免疫是维生素营养研究的一个新的领域。
梁萌青和季文娟(1999)试验表明,相关维生素能提高水生动物的抗病力,增强机体免疫功能。
维生素A不足使中国仔对虾对细菌抵抗能力下降,进而使死亡率升高。
饲料中添加高剂量维生素C可显著降低因弹状病毒引起的虹鳟传染性造血器官坏死病的死亡率(Anggawati-Satyabudhy等,1989),另外,有研究还发现,维生素E也有类似的功能。
本文就维生素在水生动物上的营养免疫作用作一综述,为水产养殖中维生素的合理使用提供理论依据。
1 维生素对水生动物免疫细胞的影响免疫细胞主要是指能识别抗原,产生特异性免疫应答的所有细胞,主要包括T细胞、B细胞、杀伤细胞(K细胞)、自然杀伤细胞(NK细胞)、单核细胞、吞噬细胞等。
虽然鱼类和哺乳动物进化上相差甚远,但很多研究表明,鱼类存在类似于哺乳动物的T、B样淋巴细胞和吞噬细胞。
1.1 淋巴细胞鱼类抗病能力很大程度上取决于免疫细胞的作用,而鱼类的淋巴细胞是其最重要的免疫细胞,主要参加特异性免疫。
胸腺是鱼类淋巴细胞增殖和分化的主要场所,此外,在鱼类血液与肠道的黏膜中也存在着淋巴细胞(卢全章等,1991)。
大西洋鲑日粮添加高剂量的维生素C能促进其T淋巴细胞的增殖。
日粮油脂调控肉鸡肠道粘膜免疫和免疫应激信号传导的研究的开题报告一、研究背景和意义肠道是禽类免疫系统的主要防御屏障,对于肠道粘膜免疫的维持和调节具有重要的意义。
日粮中脂肪酸、膳食纤维等成分可以影响肠道粘膜屏障的完整性和免疫功能,进而对肉鸡的生长性能和健康状况产生影响。
此外,免疫应激作为肉鸡生长过程中不可避免的因素,会影响肠道免疫和免疫应激信号传导途径,进而增加鸡只的疾病发生率,降低养殖效益。
因此,深入研究日粮与肠道粘膜免疫、免疫应激信号传导途径之间的关系,对于制定合理的饲养管理措施,提高肉鸡健康状况,提高肉鸡生产效益具有重要的现实和理论价值。
二、研究内容和技术路线1.研究内容本研究将对以下内容进行探究:(1)评估不同脂肪酸和膳食纤维在肉鸡日粮中的添加量对肠道粘膜免疫功能的影响。
(2)研究免疫应激对肉鸡肠道免疫功能和信号传导途径的影响。
(3)分析日粮成分对免疫应激对肉鸡肠道免疫功能和信号传导途径的影响。
2.技术路线(1)动物实验:选取健康的肉鸡样本,将其分成不同的处理组,分别添加不同脂肪酸和膳食纤维。
随后,对肠道粘膜免疫指标进行检测以评估其对肠道免疫功能的影响。
(2)免疫应激模型制备:通过一定的刺激手段,在肉鸡体内制造免疫应激模型,同时对其进行日粮内成分的调整与改变。
最后,对肠道免疫功能和信号传导途径进行检测。
(3)数据处理:搜集所有实验数据,并进行统计学分析、数据可视化处理和模型建立等工作,得出科学、客观的结论。
三、预期成果(1)明确日粮成分对肉鸡肠道粘膜免疫功能的影响,为制定合理日粮配方提供科学依据。
(2)探究免疫应激对肉鸡肠道免疫和信号传导途径的影响,为减轻肉鸡免疫应激对养殖业造成的损失提供参考。
(3)提高人们对日粮与肉鸡健康之间关系的认识和了解,为加强肉鸡健康管理、促进肉鸡健康养殖等方面提供科学理论基础。
四、文献综述日粮对肉鸡肠道健康具有重要影响。
研究表明,日粮中添加不同种类和不同添加量的膳食纤维,可显著提高肠道黏膜屏障的完整性,增强肉鸡肠道免疫功能,进而增强肉鸡的抵抗力和生长性能(罗永红,高玉琳,陈江华等,2020)。
蛋鸡微量营养素铁和维生素A的营养研究进展微量元素铁和维生素A对机体有重要作用,目前我国蛋鸡实用型日粮含铁约150~200mg/kg,已超过标准推荐的60mg/kg,这样就会使日粮中的铁含量是铁需要量的3倍左右;维生素A在高峰期蛋鸡日粮中的添加也存在着很大的差异,如NRC为1500IU/kg,我国约为6000IU/kg,有些饲料厂家还有更高的添加量。
实际上铁过量会影响其它微量元素或者是维生素的吸收与利用,间接影响蛋鸡的生产性能与免疫功能,并且消化道过量的游离铁离子还会促使有害病原菌的繁殖和体内过氧化反应;而维生素A超量添加不仅增加成本,不能起到抗氧化作用,而且还会引起许多副作用,如降低维生素E的吸收及慢性中毒等。
同时铁和维生素A之间存在互作关系,如不充分考虑它们之间的互作效应,就不能配出优质、低价、高利用、低排出的预混料,因此研究蛋鸡铁和维生素A的营养需要量以及这两种营养物质的相互关系对畜牧生产,特别对蛋鸡生产有重要意义。
1蛋鸡对铁的需要量铁是蛋鸡进行正常生理活动所必需的微量元素之一,足量的铁是机体生长发育与代谢不可缺少的基本条件之一,缺铁会引起血清铁传递蛋白的饱和度过低,导致造血组织铁的供应不足和贫血症状的产生。
Richard(1997)提出蛋鸡对铁的摄取主要来自自身和鸡蛋孵化中胚胎生长发育对铁的需求,它既要满足母体自身对铁的营养需要,又要保证鸡蛋胚胎生长发育对铁的营养需要。
NRC(1994)建议白壳产蛋鸡日粮中铁含量为60mg/kg,褐壳产蛋鸡日粮中铁含量为56mg/kg。
但在过去的几十年里,蛋鸡日粮中铁的水平已呈现上升的趋势,而且同时伴随着Ca、P、Cu的增加,实际日粮配方中,铁的添加量都有所偏高,不同于标准推荐量。
蛋鸡日粮中关于铁添加量的各种研究结论各不相同,甚至相反。
曹盛丰等用添加1025mg/kg铁的日粮(基础日粮中铁含量为25mg/kg)饲喂蛋鸡,发现鸡蛋中其它营养成分均未发生明显变化,但其蛋黄铁含量显著增加,比对照组提高124.34%(P<0.05),表明日粮中的铁能有效的向蛋中转移,且不影响蛋的其它营养成分,而且对母鸡没有产生副作用(2000),由此认为高水平的铁不仅无害,而且还可获得高碘高铁复合营养蛋。
日粮营养素对动物免疫功能影响研究进展现代高密度集约化养殖使动物对应激和疾病的易感性增加,免疫力下降,特别是疾病混合感染增加,疾病越来越难以控制。
因此,营养学家不断地积极探索新方法、新途径,希望从营养学角度来提高动物免疫力,减少疾病的发生。
营养物质不但是维持动物免疫器官生长发育所必需,而且是维持免疫系统功能、使免疫活性得到充分发挥的决定因素。
营养不足或过量均会影响免疫力,增加机体对疾病的易感性。
本文综述了近年来氨基酸、微量元素和维生素等营养素对动物免疫影响的一些研究成果,希望能为动物饲养提供大量的科学依据。
1 蛋白质对动物免疫功能的影响蛋白质是动物免疫系统和免疫反应的物质基础,动物蛋白质缺乏时,抗体合成受阻,免疫机能下降。
但由于试验动物及处理方式不同,目前的观点还不一致。
Van Hengean等(1994)在21日龄断奶仔猪中喂不同蛋白水平的日粮,发现未注射LPS的仔猪饲喂低蛋白日粮提高了淋巴细胞增殖,表明低蛋白水平提高了细胞免疫。
但罗洪明(2005)研究表明,高蛋白水平日粮提高了仔猪细胞免疫,对体液免疫没有影响。
然而有研究发现,小鸡饲喂蛋白质缺乏的日粮时,降低机体对SRBC抗体反应。
也有报道,蛋白质处于边缘水平时则增强机体的免疫功能。
2 氨基酸对动物免疫功能的影响2.1 赖氨酸赖氨酸对机体免疫反应有重要作用。
Chen等(2003)发现日粮赖氨酸不足可降低仔鸡抗体应答和细胞免疫力。
研究还表明,日粮中添加赖氨酸可以改善冷环境对仔猪血清IgG浓度及断奶成活率的不利影响,且断奶仔猪的日粮中添加结晶赖氨酸可提高仔猪的体液免疫反应。
但也有人认为赖氨酸缺乏不会影响动物的免疫应答和抗病力,如把赖氨酸的饲喂量减少到雏鸡正常需要量的30%,也未能抑制雏鸡对SRBC及多杀性巴氏杆菌的抗体应答。
2.2 精氨酸许多研究证实,精氨酸影响动物的免疫功能,其途径主要是NO 和影响内分泌两种途径。
日粮提供充足的精氨酸能提高处于各种免疫应激条件下的动物免疫功能。
在高温应激小鼠的日粮中添加精氨酸,可减轻小鼠胸腺和脾脏急性萎缩,增加淋巴细胞增殖活性。
健康或带有肿瘤的啮齿动物或患有败血病老鼠的日粮中添加精氨酸能增加胸腺重量、胸腺淋巴细胞数量、T淋巴细胞增殖、特定细胞(如T淋巴细胞、Mφ细胞和NK细胞)的细胞毒性、IL-2产量、T淋巴细胞IL-2受体表达和延迟型超敏反应。
Liu等(2008)研究表明,精氨酸可以通过增加过氧化物酶体增殖物激活受体-γ mRNA的表达,减少炎性因子mRNA的表达,减轻脂多糖引起的仔猪炎症反应。
Han等(2008)报道,在环磷酰胺免疫抑制断奶仔猪的日粮中添加0.5%精氨酸能增加白细胞和淋巴细胞数目、牛血清白蛋白抗体水平、IL-2和IFN-γ浓度和延迟型超敏反应,缓解了环磷酰胺的抑制作用。
2.3 谷氨酰胺谷氨酰胺与机体的免疫功能具有密切的关系。
谷氨酰胺是各种免疫细胞的重要能源物质,促进免疫细胞产生细胞因子,提高免疫反应。
Yaqoob等(1997)在对脾脏淋巴细胞培养中发现,随着培养液中的谷氨酰胺浓度的增加,T淋巴细胞的体外增殖率也成倍递增,IL-2的产量提高了2.7倍,CD4+/CD8+细胞比例也随谷氨酞胺的增加而增加。
同时,谷氨酰胺也是维持肠相关淋巴组织、分泌型IgA的产生和阻止细菌从肠的易位所必需的,日粮添加谷氨酰胺能提高肠黏膜SIgA分泌细胞的数量。
作为谷胱甘肽合成的前体,谷氨酰胺在清除氧化剂中也起重要作用。
日粮中添加谷氨酰胺可以改善动物的免疫功能。
廖建修(2007)研究表明,谷氨酰胺能提高早期断奶仔猪淋巴细胞转化率和特异OVA抗体效价,提高仔猪的免疫功能。
[NextPage]2.4 苏氨酸苏氨酸是免疫球蛋白分子中的一种主要氨基酸,它的缺乏会抑制免疫球蛋白及T、B淋巴细胞和抗体的产生。
动物饲养试验表明,免疫系统的成分对苏氨酸采食量的变化比较敏感。
低蛋白日粮中添加苏氨酸能显著提高初乳和常乳中的IgG含量。
Dozier等(2001)报道,把日粮的苏氨酸水平从0.63%提高到0.74%,显著降低了6~8周龄肉公鸡猝死综合症的发生率,提高抗新城疫病毒的抗体滴度。
Wang等(2006)用大肠杆菌对仔猪攻毒,提高其采食苏氨酸的量,可增加体内抗体的产生、血清IgG水平和小肠黏膜中IgG和IgA浓度,同时降低IL-6的产生。
2.5 其它氨基酸在感染新城疫病毒的鸡日粮中提高蛋氨酸的水平,可显著提高T 淋巴细胞增殖、血浆IgG水平和白细胞迁移等,但日粮中添加过高剂量的蛋氨酸或半胱氨酸对免疫应答是有害的。
色氨酸的分解代谢对巨噬细胞和淋巴细胞的功能有重要作用,口服色氨酸可增强动物的先天性免疫应答和巨噬细胞的吞噬作用。
动物支链氨基酸摄入不足可导致免疫抑制。
日粮甘氨酸缺乏可抑制LPS处理鸡的免疫应答,在日粮中补充甘氨酸可减轻这种抑制作用。
3 糖类对动物免疫功能的影响3.1 寡聚糖寡聚糖,又称寡糖、低聚糖,由少量单糖通过几种糖苷键连接而成的碳水化合物。
根据寡聚糖的生物学功能可将其分为普通寡聚糖和功能性寡糖。
目前作为动物营养研究热点的寡聚糖都是功能性寡糖。
功能性寡糖通过促进有害菌的排泄、免疫佐剂和激活动物特异性免疫等途径,增强动物机体的免疫功能。
有研究表明,饲喂甘露寡糖的常规猪和无菌猪胆汁、肠道及血清中的免疫球蛋白浓度都显著升高,肠道淋巴细胞数也显著增加。
李晓晶(2007)报道,仔鸡日粮中添加100 mg/kg壳寡糖显著提高第21 d血清中IL-1、IL-6、IgM、NO的含量和iNOS活性及第42 d血清中TNF-α和IFN-γ的含量。
张学峰等(2008)研究表明,大豆寡糖增加绵羊外周血中CD4+ T淋巴细胞数量,提高CD4+/CD8+比值和血清中IgG、IgA含量。
另外,功能性寡糖还能促进动物免疫器官发育,增强机体免疫力。
张海棠等(2008)研究结果表明:甘露寡糖与黄霉素相比,前者显著提高了肉鸡49日龄时的胸腺指数、脾脏指数和法氏囊指数。
3.2 多糖目前,有关多糖对动物免疫调节的研究越来越多。
Yuan等(2006)研究表明,日粮黄芪多糖可以提高断奶仔猪外周血液白细胞、淋巴细胞和CD4+数目及IL-2和IFN-γ含量。
李丽立等(2007)报道,在基础日粮中添加0.3%白术多糖显著提高断奶仔猪血清中IgG和IgM 的浓度,并且脾脏和胸腺指数也显著高于对照组。
多糖还能调节猪的炎症反应。
Guo等(2008)研究发现,牛膝多糖能减弱LPS刺激引起的断奶仔猪血清TNF-α、PGE2和皮质醇含量的升高,并提高血液白细胞和中性粒细胞数目。
另外,多糖还具有免疫佐剂的作用。
解慧梅(2006)在小鼠和猪上试验了黄芪多糖和人参皂甙Rbl的佐剂活性,发现黄芪多糖和人参皂甙Rbl均能起到疫苗佐剂的作用,提高口蹄疫疫苗的抗体效价和保护微血管内皮细胞免受损伤的作用。
多糖的免疫调节作用主要通过以下几个途径实现:促进细胞因子的生成;激活巨噬细胞、NK细胞和T、B淋巴细胞;激活补体系统;促进抗体产生等。
[NextPage]4 脂类对动物免疫功能的影响日粮脂类对动物免疫功能影响的研究多集中在多不饱和脂肪酸(PUFA)。
研究表明,日粮中添加适量的PUFA可以提高动物的体液免疫。
产蛋鸡日粮中添加鱼油、胡麻油或玉米油可以显著提高BSA抗体水平。
给肉鸡饲喂共轭亚油酸后其体内抗SRBC和BSA的抗体水平显著升高。
补充PUFA还影响动物细胞免疫功能。
王菊花等(2006)在断奶仔猪日粮中添加 1.0%、2.0%的共轭亚油酸时可以显著提高断奶仔猪T淋巴细胞转化率、CD4+及CD4+/CD8+比值。
日粮中添加PUFA 可调节炎性细胞因子过量和适量之间的平衡,从而减缓这些炎症疾病的恶化。
Liu等(2003)报道,日粮中添加7%鱼油降低LPS应激仔猪血浆IL-1、PGE2和皮质醇含量的升高,缓解仔猪免疫应激。
另外,PUFA 还可通过影响与免疫细胞功能相关的基因表达而影响猪的免疫功能。
但也有研究发现,大量摄入PUFA将抑制免疫应答。
日粮ω-3/ω-6 PUFA比例也影响动物的机体免疫反应,因为二者在体内由同一种酶催化其代谢,在影响免疫机制方面存在竞争效应。
5 维生素对动物免疫功能的影响5.1 VA大量的研究表明,适宜水平的VA与免疫紧密相关,其缺乏或过量均会影响动物的免疫功能。
日粮缺乏VA表现为鼠促有丝分裂原诱导的淋巴细胞增殖下降。
林映才等(2003)报道,早期断奶仔猪要获得良好的免疫功能,需添加NRC(1998)推荐量5倍的VA。
另外,β-胡萝卜素作为VA的前体,也具有抗氧化、促进辅助性T-淋巴细胞的增殖等作用。
5.2 VCVC具有抗应激和抗感染作用,与机体免疫功能密切相关。
孟翠红(2007)报道,在49日龄蛋鸡日粮中添加VC可提高HI效价和脾脏、胸腺、法氏囊等脏器指数,改善蛋鸡免疫功能。
VC通过四个途径影响免疫功能:影响免疫细胞的吞噬作用;降低血清皮质醇,改善应激状态;抗氧化功能;增加干扰素的合成。
5.3 VEVE是一种有效的抗氧化剂和免疫调节剂。
日粮添加220和420 IU/kg VE使雏鸭血清中总抗氧化能力显著升高,丙二醛水平降低。
给入孵18日鸡胚注射10 IU的VE,能加强孵化后的鸡对SRBC的免疫应答反应,提高其血清中总免疫球蛋白及IgG和IgM的水平。
补充适当剂量的VE能促进早产小鼠巨噬细胞的趋化性,增强吞噬功能,使其对丝裂原的增殖反应能力增强,IL-2释放增多,NK细胞活性增强,增加抗寄生虫感染的能力。
但也有人报道,不同VE水平对0~3周龄肉仔鸡的免疫机能无显著影响。
所以,VE对免疫的促进作用具有显著的剂量效应关系。
VE增强动物机体免疫力的机制目前尚无定论,研究较为深入、取得较多认可的是前列腺素(PG)学说。
VE可通过抑制PGE2和皮质酮的合成,促进体液、细胞免疫和细胞吞噬作用以及提高IL-2含量来增强机体的整体免疫功能。
6 微量元素对动物免疫功能的影响6.1 硒硒与动物的免疫机能密切相关。
硒能增强免疫细胞的功能和免疫球蛋白及抗体的生成。
魏凤仙等(2006)报道,饲料中添加酵母硒能提高BSA免疫抗体OD值及PHA刺激皮褶厚度增加值。
Kim等(2006)报道,育成猪长期饲喂有机硒日粮可以增加与免疫相关基因的表达。
并且大多数的研究表明,有机硒的效果优于无机硒。
目前认为其对免疫功能的影响是通过调节含硒酶活性而实现的。
另外,硒在调节免疫功能方面与VE具有协同作用。
6.2 锌锌是许多酶的构成组分和部分酶的激活剂,对免疫系统的发育、稳定、调节有重要作用。
缺锌导致免疫器官萎缩、免疫细胞减少和抗体水平下降。
冷静等(2005)在仔猪日粮中分别添加5个水平(80、240、1 000、3 000和5 000 mg/kg)的锌进行研究,结果表明,1 000 mg/kg 日粮锌水平能显著提高仔猪免疫球蛋白和补体含量,3 000和5 000 mg/kg日粮锌水平则显著抑制了仔猪补体或免疫球蛋白含量。