硫辛酸对围产期奶牛的抗氧化作用研究

【摘要】： 奶牛的围产期是指产前3周至产后3周的时期,主要的感染性疾病和代谢病就发生在这个时期。围产期奶牛能量需要增加,但干物质采食量下降,而分娩后大量泌乳所需要的能量超过干物质采食量所能提供的能量,造成能量负平衡(NEB),脂肪动员是围产期奶牛能量负平衡的必然结果。另外,奶牛从妊娠到泌乳要经历巨大的代谢和生理适应性,临产阶段活性氧(ROS)生成增加和抗氧化防御能力之间的不平衡使奶牛处于氧化应激状态,导致机体免疫功能和炎症应答能力下降,对疾病的易感性增强,是围产期疾病发生的主要原因。本研究在揭示围产期奶牛肝脏功能、脂肪代谢和氧化应激状态变化的基础上,探讨了硫辛酸对围产期奶牛的抗氧化作用及安全性评价,为硫辛酸在围产期奶牛的应用提供了理论依据。 试验一、奶牛不同生理阶段血清微量元素含量和氧化状态的研究 选择3～4月龄犊牛、后备母牛和成年母牛(产奶后期、产前及产后1月内),测定了血清Se、Cu、Zn、Mn、Fe含量及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量。结果表明,除Zn含量外,所测元素含量犊牛明显低于后备母牛和成年牛(P0.05或P0.01),后备母牛和成年牛之间差异不显著(P0.05),血清Se含量在产奶后期和产前明显下降(P0.05),血清Cu、Mn含量在产后1月内有降低的趋势,但与产前相比均差异不显著(P0.05)；所测血清氧化状态指标与年龄无明显关系,在妊娠末期和泌乳早期发生改变,血清CAT、GSH-Px、SOD活性和MDA含量在产前和产后1月内最高。表明犊牛上述所测指标最低,奶牛产前和泌乳早期血清微量元素含量和氧化状态失衡。 试验二、奶牛围产期脂肪代谢、肝脏功能和氧化指标变化的研究 选择产前30d的奶牛30头,分别在产前30、20、10、5、0d和产后5、10、15、20d采集血清,检测脂肪代谢指标(GT、Chol、NEFA、HDL、LDL含量)、肝脏功能指标(AKP、LDH、ALT、AST活性)和脂质过氧化指标(GSH-Px、SOD、CAT活性和MDA含量)。结果表明：①血清TG和Chol含量产前呈降低趋势,TG含量产犊当天急剧下降,Chol含量产后逐渐升高；血清NEFA含量产前变化不明显,产犊当天急剧升高,产犊5d开始降低；血清LDL和HDL水平产前呈降低趋势,产后逐渐升高。②血清LDH和AST活性分别在产前第5d或产犊当天活性最高；ALT和AKP活性各时间段变化不明显。③血清CAT和GSH-Px活性在产前呈降低的趋势,产犊当天升高,之后逐渐降低；血清SOD活性产前呈升高趋势,产犊当天达到最高峰,之后逐渐降低；血清MDA含量在产前5d开始升高,产犊5d后逐渐降低。上述结果部分时段呈显著或极显著差异(P0.05或P0.01)。表明奶牛围产期发生脂肪动员和氧化状态失衡,并因肝脏脂肪含量增加导致肝脏功能受损。 试验三、硫辛酸对围产期奶牛氧化状态的影响 选择产前约20d的干乳期奶牛48头,分为4组,Ⅰ组为对照组,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组分别每天补饲硫辛酸3、5、8g／头,连续50d,测定了血清谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量的动态变化。结果表明,Ⅲ和Ⅳ组血清GSH-Px活性第20d开始显著或极显著高于对照组(P0.05或P0.01)Ⅲ和Ⅳ组血清SOD活性第40d开始显著高于对照组(P0.05)；Ⅱ组血清CAT活性在第30d显著高于对照组(P0.05),Ⅲ、Ⅳ组第30-50d均显著高于对照组(P0.05)；Ⅲ组血清MDA含量在第40d、Ⅳ组在第50d显著低于对照组(P0.05)。表明补充硫辛酸可明显改善围产期奶牛的抗氧化能力。 试验四、硫辛酸对围产期奶牛血清脂肪代谢和肝功能酶的影响 选择产前约20d的干乳期奶牛48头,分为4组,Ⅰ组为对照组,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组分别每天补饲硫辛酸3、5、8g／头,连续50d,检测血清甘油三酯(GT)、总胆固醇(Chol)、非酯化脂肪酸(NEFA)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)含量及血清碱性磷酸酶(AKP)、γ-谷氨酰转移酶(γ-GT)、乳酸脱氢酶(LDH)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)活性。结果表明,硫辛酸可使所测脂肪代谢指标降低,Ⅲ、Ⅳ组血清NEFA含量第20d后低于对照组,Ⅳ组第30d与对照组出现显著差异(P0.05)；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组血清AST活性第30d后均显著或极显著低于对照组(P0.01或P0.05)；其余所测指标各组在不同时间段均无明显的统计学差异(P0.05)。表明硫辛酸可改善围产期奶牛的脂肪代谢,能有效保护奶牛围产期肝脏功能的损伤。 试验五、硫辛酸在奶牛的安全性评价 对奶牛一次口服硫辛酸50g/头或100g/头,或连续15d补充硫辛酸10g/头,通过临床观察、血清生化指标的检测,进行了硫辛酸对奶牛的安全性评价。结果表明：①一次口服硫辛酸50g/头,连续观察1周未见临床异常表现,血清所测生化指标均未发生明显变化(P0.05)。②一次口服硫辛酸100g/头,3h后逐渐出现中毒症状,7h全部死亡。③每天补充硫辛酸10g／头,第9d开始血清SOD和CAT活性显著高于对照组(P0.05)；MDA含量呈降低趋势,第12d与对照组有显著差异(P0.05)；其余生化指标均差异不显著(P0.05)。表明硫辛酸对奶牛的一次口服安全剂量≤50g/头(约77～100mg／kg体重),一次口服致死剂量为100g／头(约154～200mg／kg体重),硫辛酸作为奶牛生物抗氧化剂应用时剂量以不超过每天10g／头(15～20mg／kg体重)为宜。