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仔猪氧化应激及硒的抗应激效应和机理的研究

袁施彬

   本研究在建立仔猪氧化应激模型的基础上,探讨氧化应激对仔猪营养生理机能的影响,探明硒的抗氧化效应及可能的机制,为建立硒的抗病营养原理提供理论依据。研究共包括五个试验。 试验一氧化油脂的制作及油脂氧化程度评定 本研究通过在确立油脂氧化和氧化指标检测方法的基础上,探讨在实验条件下影响油脂氧化指标的因素,建立油脂氧化指标与氧化时间的动态方程,为模拟实际生产中油脂的氧化提供方法学基础。试验采用新鲜玉米胚芽油和新鲜鱼油,按比例添加Fe~(2+)、Cu~(2+)、H_2O_2和水,于37±1℃条件下搅拌氧化,同时不间断的通入一定流量的空气,制取一定氧化程度的氧化油脂。检测过氧化物值(POV)、酸价(AV)、硫代巴比妥酸反应物(TBARS)、碘价(IV)和皂化价(sv),建立油脂各氧化指标与氧化时间(小时,h)的动态方程。 玉米油氧化指标(Y)与氧化时间(X)之间的回归方程为:Y_(POV)=0.0005X~2+0.1434X+4.9404(R~2=0.9924);Y_(AV)=0.6x~2-0.0005X+0.1596(R~2=0.9837);Y_(SV)=0.0005X~2-0.01X+191.15(R~2=0.9855);Y_(TBARS)=-0.06X~2+0.0068X+0.2539(R~2=0.9924):Y_(IV)=-0.05X~2-0.0042X+129.82(R~2:0.9263)。 鱼油氧化指标(Y)与氧化时间(X)之间的回归方程为:Y_(POV)=-0.692X~2+73.605X-329.88(R~2=0.79);Y_(AV)=0.3323X-1.5745(R~2=0.9472);Y_(SV)=1.4071X-184.27(R~2=0.917);Y_(TBARS)=-0.5643X~2+57.282X-135.83(R~2=0.857);Y_(IV)=-0.0003X~2-0.4289X+137.19(R~2=0.9776)。 由本试验可知,鱼油和玉米油的POV和TBARS都随着油脂氧化时间的延长出现先上升后下降的二次曲线变化规律;在同等的氧化条件下,鱼油的氧化程度大于玉米油。 试验二氧化鱼油诱导仔猪氧化应激效应的研究 采用试验一的方法,制作不同POV的氧化鱼油,将其以3%的比例分别添加到饲料中,通过食源性途径诱导氧化应激,探讨氧化应激对仔猪生产性能和养分利用率的影响。试验采用单因子试验设计,24头26±2d断奶杂交仔猪分别接受4个处理:处理1在饲料中添加3%的新鲜鱼油(FFO)、处理2、3和4分别在饲料中添加3%三种不同氧化程度的鱼油(OF01、OF02和OF03),每个处理6个重复,每个重复1头猪。进行28天的饲养试验和4天的代谢试验。 结果发现,氧化鱼油引起试猪生产性能和养分利用率下降。与FFO组相比,OFO组试猪ADG降低1.06—8.16%,F/G提高3.55—9.22%。其中以OFO3组作用效果最明显,试猪ADG降低8.16%,ADFI降低3.57%,F/G提高9.22%(p<0.05),粗蛋白表观消化率和表观利用率分别下降21.91%(p<0.01)和30.55%(p<0.01),干物质和粗脂肪表观消化率分别降低13.05%(p<0.05)和35.18%(p<0.05)。结论:在仔猪日粮中添加3%的氧化鱼油可引起生产性能和养分利用率的降低,其中以POV值最高组降低幅度最大。 试验三Diquat诱导氧化应激效应的研究 为了进一步探讨仔猪氧化应激效应,建立稳定的、可操作性强的氧化应激模型,本试验拟比较研究diquat和氧化鱼油诱导仔猪氧化应激的效应。试验采用单因子试验设计,24头26±2d断奶仔猪分别接受3个处理:对照组(饲料中含5%新鲜鱼油)、处理1(饲料中含5%氧化鱼油,OFO组)、处理2(饲喂对照组日粮,腹腔注射12mg/kg体重diquat,diquat组),每个处理8个重复,每个重复1头猪。进行28天的饲养试验和4天的代谢试验,并在饲养试验结束时,屠宰全部试猪.检测试猪生产性能、养分利用率、组织酶活性和丙二醛(MDA)含量、血液学参数、小肠形态结构、小肠和肝脏组织病理变化。 结果发现,与对照组相比,OFO组和diquat组都对仔猪造成了不同程度的氧化损伤,具体表现为ADG和ADFI降低,F/G提高(p<0.01);养分表观消化率降低;红细胞数量、血红蛋白数量、血小板的数量和淋巴细胞的数量减少,中性粒细胞数量上升;空肠绒毛高度下降和隐窝深度增加;肝脏和血浆GPx、SOD活力和抑制羟自由基能力降低(p<0.01);肝脏和血浆中脂质过氧化产物MDA含量增多(p<0.01);空肠粘膜组织和肝细胞发生水泡变性、空泡变性和坏死等病理变化。本研究还发现,与OFO组相比,diquat组氧化损伤更严重。结论:diquat和氧化鱼油都可诱导仔猪的氧化应激,造成氧化损伤。二者相比,diquat的损伤效应更显著。 试验四氧化应激对仔猪细胞结构、免疫功能的影响及硒的抗氧化应激效应 本试验采用已建立的氧化应激模型,进一步研究氧化应激对仔猪细胞结构、免疫功能的影响及硒的抗氧化应激效应。试验选用84头26±2d断奶仔猪(未注射猪瘟疫苗),采用2×3+1因子试验设计,即日粮硒添加水平(0.00、0.20、0.40和0.6 mg/kg)和氧化应激处理(注射diquat或生理盐水),每个处理6个重复,每个重复2头猪,试验期49天。在试验21d采血后,颈部皮下注射猪瘟疫苗。检测试猪生产性能、养分利用率;3周末和7周末血清抗氧化酶活力、MDA含量、免疫功能指标;试验结束进行屠宰,采样检测细胞结构。 结果发现:与非应激组相比,氧化应激引起试猪生产性能降低,养分消化利用率下降,血清抗氧化酶活力降低和MDA含量上升,T淋巴细胞转化率、E玫瑰花环率下降、免疫球蛋白水平和猪瘟抗体阳性保护率下降,肝脏和脾脏DNA损伤程度加剧,促使细胞凋亡的发生;对应激试猪,随着硒添加水平的升高,氧化损伤的程度减弱。表现为与Se(0.0)/diquat(+)组相比,添加0.2-0.6mg/kg硒可使GSH、GPx、SOD和CAT提高,MDA降低,T淋巴细胞转化率、E玫瑰花环率提高,猪瘟抗体阳性保护率上升,细胞结构损伤减弱。其中当硒添加量上升到0.4mg/kg或0.6mg/kg时,其大多数生理机能指标可达到与非应激组差异不显著的水平。结论:氧化应激会降低机体抗氧化能力,损伤细胞结构和削弱机体免疫功能,补充硒有助于维持机体氧化还原稳衡动态的正常,减轻细胞的过氧化损伤,增强免疫功能和抗特异性疾病猪瘟的能力。在氧化应激状态下,添加0.4mg/kg或0.6 mg/kg硒才能获得较好的抗应激效应。 试验五硒抗氧化应激机理的研究 本试验拟通过研究硒添加水平和氧化应激对仔猪甲状腺激素、细胞因子、核转录因子NF-κB活性的影响,探讨硒抗氧化应激的可能机理。试验设计同试验四。结果发现:与非应激组相比,氧化应激组试猪在第3周末和第7周末都出现T3降低、T4升高、T3/T4下降,TSH在第3周末上升而在第7周末变化不大。第3周末和第7周末血清IL-1β和IL-6活性上升,第7周末肝脏和脾脏NF-κB活性上升;在氧化应激组,随着硒添加水平的上升,试猪血清T3上升、T4下降、T3/T4上升,TSH下降。细胞因子IL-1β、IL-6和NF-κB活性下降。结论:ROS可能通过下丘脑—垂体—甲状腺轴、神经内分泌和免疫系统以及细胞信号传导途径影响甲状腺激素、细胞因子和核转录因子NF-κB的分泌和表达,硒可能通过降低ROS的量而影响下丘脑-垂体-甲状腺轴和免疫细胞、调节T3、T4和TSH的分泌及细胞因子IL-1β和IL-6的生成、降低NF-κB活性而发挥其抗氧化应激功能。……   
[关键词]:仔猪;氧化应激;;免疫学;组织学;生产性能;机制
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:四川农业大学2007年