潘雪梅,沈華榮,沈華偉
(1.江蘇省徐州市張集中等專業(yè)學(xué)校,江蘇徐州 221114;2.江蘇維維農(nóng)牧責(zé)任有限公司,江蘇徐州 221114;3.福建省畜牧總站,福建福州 350002)
γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)是廣泛存在于動植物及微生物中的一種功能性非蛋白類氨基酸(林謙,2010),作為動物體神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)重要的神經(jīng)遞質(zhì),具有鎮(zhèn)靜抗應(yīng)激、增強(qiáng)免疫力、調(diào)節(jié)內(nèi)分泌、保護(hù)肝臟、提高食欲及飼料轉(zhuǎn)化率等生物學(xué)功能(楊晶晶等,2014;Miyazawa等,2013)。GABA可以提高斷奶仔豬的日采食量和日增重(劉振軍,2006),提高育肥豬的免疫能力(胡家澄等,2008),改善肥育豬胴體品質(zhì)(曹德瑞和鄒曉庭,2007),提高蛋雞生產(chǎn)性能(李慧等,2010)、提高肉種雞熱應(yīng)激下產(chǎn)蛋和繁殖性能(夏磊和占秀安,2012),提高蛋鴿免疫能力(黃輝龍等,2011),提高夏季綿羊抗應(yīng)激能力(張善芝和徐相亭,2015)等。對于目前研究而言,由于反芻動物瘤胃微生物豐富,可以將食入的GABA迅速降解,所以GABA在單胃動物上的研究應(yīng)用比較成熟,在反芻動物研究應(yīng)用上較少。夏季熱應(yīng)激改變了奶牛血液相關(guān)激素含量及活性,從而降低奶牛采食量、產(chǎn)乳量及乳品質(zhì),本文通過在奶牛日糧中添加不同量的包被GABA,研究GABA對奶牛產(chǎn)奶量、乳品質(zhì)、免疫指標(biāo)、抗應(yīng)激能力及抗氧化能力的影響。
1.1 試驗材料 包被GABA:使用棕櫚酸包被,GABA含量為 25%、尼龍袋(孔徑 40 μm,3 cm×8 cm)、島津UV-2450紫外可見分光光度計、SOD試劑盒、GSH-Px試劑盒,MDA試劑盒,采購于南京建成、羅氏全自動生化分析儀等。
1.2 試驗設(shè)計 奶牛飼養(yǎng):奶牛日糧為常規(guī)日糧,每天飼喂兩次,分別是6:00和17:00,自由飲水。
GABA瘤胃降解率試驗:挑選3頭安裝瘤胃瘺管的荷斯坦奶牛,分別稱取5g未做處理的GABA(對照組)和包被的GABA(試驗組),放入在瘤胃中平衡72 h后的尼龍袋中,然后稱重記錄。將裝有未包被GABA和包被GABA的尼龍袋用繩子綁定并編號投入瘤胃中,每頭奶牛瘤胃中投入 12 個尼龍袋,分別在 1、3、6、9、12、24 h 時從每頭奶牛瘤胃中剪下尼龍袋,用清水沖洗致水不在渾濁,放入烘箱中65℃烘至恒重,計算未包被GABA和包被GABA在瘤胃中的降解率。
包被GABA對夏季奶牛血液指標(biāo)影響試驗:隨機(jī)挑選20頭體重、胎次等相近的荷斯坦奶牛,將其隨機(jī)分為4組,每組5頭,分別設(shè)為對照組(Ⅰ組)、試驗組(Ⅱ組、Ⅲ組、Ⅳ組),在4組日糧中分別添加 0、10、20、30 g/d的包被 GABA。試驗周期為7月5日~8月12日,其中預(yù)飼期7 d,其余為試驗期。
1.3 檢測項目及方法
1.3.1 γ-氨基丁酸在奶牛瘤胃中的降解率
利用貝特洛法測定尼龍袋中殘留的GABA。設(shè)A=GABA在瘤胃中的降解率、B=尼龍袋中GABA始重、C=各個時間點尼龍袋中剩余GABA的質(zhì)量A=B-C/B
1.3.2 血液相關(guān)指標(biāo)的測定 試驗剛開始和試驗結(jié)束時對奶牛進(jìn)行尾靜脈采血,于4℃離心,將血清于-20℃下保存用于血液指標(biāo)的測定。
免疫球蛋白A(lgA)、免疫球蛋白G(lgG)、免疫球蛋白M(lgM)的檢測利用免疫比濁法、白細(xì)胞介素-2(IL-2)采用放射免疫法;皮質(zhì)醇(COR)、促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)的檢測利用化學(xué)發(fā)光法;超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)的活性,丙二醛(MDA)濃度的檢測利用試劑盒比色法。
使用WPS對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理,然后運用SPSS 17.0進(jìn)行統(tǒng)計分析(方差分析和多重比較),用“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示結(jié)果。
3.1 γ-氨基丁酸在奶牛瘤胃中的降解率 由圖1可知,在瘤胃中未包被GABA和包被GABA均隨時間延長而降解,但未包被的GABA降解率在3 h時已達(dá)到85.43%,到6 h時基本已完全降解,而包被GABA相對于未包被GABA降解率大大降低,在24 h時降解率達(dá)21.87%,說明包被GABA可以保護(hù)GABA過瘤胃,顯著降低GABA在瘤胃中的降解率。
圖1 γ-氨基丁酸在奶牛瘤胃中的降解率比較
3.2 包被GABA對奶??箲?yīng)激指標(biāo)的影響 由圖2-3可知,在試驗開始時,各組Cor和ACTH含量差異不顯著(P>0.05);試驗結(jié)束時,隨GABA添加量增加,Cor和ACTH含量均呈降低趨勢,其中Ⅱ組、Ⅲ組、Ⅳ組Cor含量均顯著小于Ⅰ組(P<0.05),Ⅱ組、Ⅲ組、Ⅳ組間差異不顯著(P>0.05);Ⅱ組、Ⅲ組、Ⅳ組ACTH含量均小于Ⅰ組,Ⅲ組和Ⅳ組與Ⅰ組相比差異顯著(P<0.05),Ⅱ組與Ⅰ組相比差異不顯著(P>0.05)。
圖2 包被GABA對奶牛血清Cor濃度的抗影響
圖3 包被GABA對奶牛血清ACTH濃度的抗影響
3.3 包被GABA對奶??寡趸笜?biāo)的影響由圖4-6可知,在試驗開始時,各組MDA濃度、SOD和GSH-Px活性差異不顯著(P>0.05);在試驗結(jié)束時,隨著GABA添加量的增加,MDA濃度呈降低趨勢,SOD和GSH-Px活性呈升高趨勢,其中SOD活性各組之間差異不顯著(P>0.05);MDA濃度,Ⅲ組和Ⅳ組小于Ⅰ組,差異顯著(P<0.05),Ⅱ組小于Ⅰ組,差異不顯著(P>0.05),Ⅱ組、Ⅲ組和Ⅳ組之間差異不顯著(P>0.05);GSH-Px活性,Ⅲ組大于Ⅰ組,差異顯著(P<0.05),Ⅱ組和Ⅳ組大于Ⅰ組,差異不顯著(P>0.05),Ⅱ組、Ⅲ組和Ⅳ組之間,差異不顯著(P>0.05)。
圖4 包被GABA對奶牛MDA含量的影響
圖5 包被GABA對奶牛SOD活性的影響
圖6 包被GABA對奶牛GSH-Px活性的影響
3.4 包被GABA對奶牛免疫指標(biāo)的影響 由圖7-10可知,在試驗開始時,各組lgG、lgA、lgM活性和IL-2含量差異不顯著(P>0.05);在試驗結(jié)束時,隨著GABA添加量的增加,lgG、lgA、lgM活性和IL-2含量均有上升趨勢,其中l(wèi)gA和lgM含量Ⅱ組、Ⅲ組、Ⅳ組與Ⅰ組相比差異不顯著(P>0.05);Ⅲ組lgG含量顯著大于其他各組(P<0.05),Ⅱ組和Ⅳ組lgG含量顯著大于Ⅰ組(P<0.05),Ⅱ組和Ⅳ組相比差異不顯著(P>0.05);,Ⅲ組和Ⅳ組IL-2含量顯著大于Ⅰ組,(P< 0.05)。
圖7 包被GABA對奶牛血清lgG含量的影響
圖8 包被GABA對奶牛血清lgA含量的影響
圖9 包被GABA對奶牛血清lgM含量的影響
圖10 包被GABA對奶牛血清IL-2含量的影響
4.1 γ-氨基丁酸在奶牛瘤胃中的降解率 使用棕櫚酸對GABA進(jìn)行包被,由于棕櫚酸在瘤胃中不易被分解,進(jìn)而保護(hù)GABA在瘤胃中不被微生物接觸,而當(dāng)棕櫚酸包被GABA達(dá)到真胃和小腸時,棕櫚酸被分解而釋放GABA。韓占強(qiáng)等(2008)將蛋氨酸用不同比例的棕櫚油脂粉進(jìn)行包被發(fā)現(xiàn),當(dāng)棕櫚油脂粉含量分別為30%、40%、50%和60%時,其24 h在瘤胃中降解率分別為39.18%、34.88%、26.04%、23.63%。王迪銘(2013)研究固體棕櫚油脂對GABA的包被效果發(fā)現(xiàn),24 h時此包被GABA在瘤胃中降解率為18.2%。
4.2 GABA對夏季奶牛血液相關(guān)指標(biāo)的影響研究表明,Cor和ACTH分泌適量增多會增強(qiáng)機(jī)體受到外界環(huán)境刺激時的適應(yīng)能力,但如果Cor分泌過多,不僅會導(dǎo)致奶牛生產(chǎn)性能降低,還會使腎上腺軸反應(yīng)性降低,對應(yīng)激的自我調(diào)節(jié)能力會減弱。當(dāng)泌乳期奶牛處于熱應(yīng)激時,不僅采食量降低,還會引起甲狀腺功能減弱、生長激素分泌減少、體內(nèi)毒素含量升高一系列問題(Cronje,2005)。GABA作為腦組織中重要的神經(jīng)抑制性遞質(zhì),反饋性的抑制促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素(CRH)和ACTH的神經(jīng)元,使其合成減少,進(jìn)而使熱應(yīng)激下奶牛Cor的分泌減少(徐同锏等,2014)。李錦春等(2016)研究發(fā)現(xiàn),GABA可以緩解奶牛熱應(yīng)激,降低熱應(yīng)激狀態(tài)下奶牛血清Cor含量,與本試驗研究結(jié)果一致。
MDA含量多少與細(xì)胞脂質(zhì)過氧化程度成正相關(guān)(李繼紅和朱國標(biāo),2003);SOD和GSH-Px是具有清除自由基功能的抗氧化酶,其活性越高機(jī)體清除自由基能力越強(qiáng)。當(dāng)機(jī)體處于熱應(yīng)激時,自由基增多,SOD和GSH-Px活性減弱,MDA濃度升高,進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)體受到損傷和抵御疾病的能力減弱(Sherki等,2001)。王迪銘(2013)研究發(fā)現(xiàn),GABA可以降低奶牛血清中MDA濃度,提高血清中SOD活性。本試驗中GABA可以減少MAD濃度,提高SOD和GSH-Px的活性。這可能是由于GABA通過GABAA受體抑制了熱應(yīng)激過量自由基的形成,從而緩解機(jī)體的氧化應(yīng)激(Kumar和 Goyal,2014)。
研究表明,熱應(yīng)激下的奶牛細(xì)胞免疫和體液免疫能力均會下降(Yoon和 Lee,2014),這直接表明熱應(yīng)激下奶牛血液中免疫球蛋白含量減少。GABA可以對奶牛免疫機(jī)能產(chǎn)生積極影響,一方面是由于GABA可以使胃酸和消化酶分泌增多,使膽囊收縮素(CCK)分泌減少,同時,抑制胃膨脹和飽和中樞,提高采食量,使動物更多的消化吸收營養(yǎng)物質(zhì),進(jìn)而提升動物免疫機(jī)能(Tajalli等,2006;Kato等,2001);另一方面,腎上腺皮質(zhì)激素和腎上腺素分泌增加會抑制機(jī)體免疫機(jī)能,而GABA具有減弱下丘腦-腺垂體-腎上腺皮質(zhì)軸機(jī)能的作用,進(jìn)而提高免疫機(jī)能;再者,血清IL-2的含量與生長激素有關(guān),GABA可以促進(jìn)生長激素的分泌,從而促進(jìn)抗體合成,提高血清IL-2含量(Tajalli等,2006)。在本試驗中,包被GABA可以提高奶牛血清中免疫球蛋白lgG、lgA、lgM的活性及IL-2的含量。
棕櫚酸包被GABA可以有效保護(hù)GABA過瘤胃,并且在奶牛基礎(chǔ)日糧中添加包被GABA,可以提高奶??箲?yīng)激能力,增強(qiáng)奶牛免疫力和機(jī)體抗氧化能力,本試驗結(jié)果顯示,以20 g/d效果最優(yōu)。