钙和维生素D对生长肉鸡免疫及抗氧化功能的影响

张淑云 王 安

(东北农业大学动物营养研究所,哈尔滨150030)

维生素D(vitamin D,VD)和钙(calcium,Ca)对肉鸡具有重要的生理作用,维生素D可促进Ca吸收和维持Ca平衡,两者联合应用可有效降低骨质疏松、肠和大肠癌的发病率。随着维生素D和Ca功能研究的不断深入,探讨维生素D与Ca联合补充将对动物的生长和生产具有重要的意义。近几年研究认为维生素D的1,25-(OH)2D3活性形式具有改善免疫和抗氧化的功能[1-2]。王丹莉等[3]研究发现不同水平维生素D对仔鸡抵抗疾病的能力有一定的影响。Ca是补体的激活剂,对动物的免疫系统有多方面作用。张玲[4]研究发现不同水平Ca可影响种公鸡的免疫功能和生殖机能。生长期是肉鸡机体的各项功能趋于完善的重要时期,提高其免疫和抗氧化能力对肉鸡的健康养殖具有重要的意义,但目前有关维生素D、Ca对生长肉鸡免疫和抗氧化功能的研究报道较少。另外,以往的研究只是单独的研究维生素D、Ca的免疫和抗氧化效果,而忽略了两者的联合应用对生长肉鸡免疫和抗氧化的影响。因此,本试验在4周龄爱拔益加(AA)肉鸡日粮中联合添加维生素D和Ca,旨在通过研究维生素D、Ca及两者互作对生长肉鸡免疫和抗氧化功能的影响,来确定生长期肉鸡维生素D和Ca的合理添加,以减少疾病的发生,从而为肉鸡的健康养殖提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验动物与设计

选用4周龄健康、体重相近的AA肉鸡144只,随机分到全叠式笼中。试验采用2×2(维生素D×Ca)完全随机试验设计,试验日粮是在基础日粮中添加不同水平的Ca与维生素D构成的,Ca设2个水平,分别为适 Ca(0.90%)、高Ca(1.15%),维生素D设2个水平,分别为适维生素D(750 IU/kg)、高维生素D(5 000 IU/kg)。试验共设4个处理,即适Ca适维生素D组(Ⅰ)、适Ca高维生素D组(Ⅱ)、高 Ca适维生素D组(Ⅲ)、高Ca高维生素 D组(Ⅳ),每个处理6个重复,每个重复6只鸡。试验期为4周(4～7周龄),全期自由采食,自由饮水,且各试验组条件均保持一致,其余管理同肉鸡常规饲养管理。

1.2 试验日粮

本试验采用玉米-豆粕型基础日粮,参考NRC(1994)和我国(2004)家禽营养需要推荐水平配制。基础日粮组成及营养水平见表1。

表1 基础日粮组成及营养水平(风干基础)Table1 Composition and nutrient levels of basal diet(air-dry basis,%)

1.3 测定项目与方法

在试验结束后,每重复随机选取试验鸡1只,于清晨空腹称重,然后翅下静脉采血 10 mL,放置37℃水浴锅30 min,待血清析出后转入离心管中于3 000 r/min下离心15 min,将所得血清于-20℃保存备用。采血后进行屠宰试验,取其免疫器官(胸腺、脾脏、法氏囊)和肝脏。

免疫器官指数的测定:免疫器官指数(g/kg)=免疫器官重量(g)/肉鸡活体重(kg)。

血清免疫指标的测定:血清免疫球蛋白 A(IgA)、免疫球蛋白M(IgM)、免疫球蛋白G(IgG)采用免疫比浊法,在UV-2401紫外可见分光光度计上进行测定,白细胞介素-2(IL-2)采用放免法进行测定,免疫球蛋白和IL-2试剂盒购自南京建成生物工程研究所。

血清和肝脏抗氧化指标的测定:血清和肝脏总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性、总抗氧化能力(T-AOC)、丙二醛(MDA)含量均在UV-2401紫外可见分光光度计上进行测定,抗氧化试剂盒购自南京建成生物工程研究所。

1.4 数据处理

本试验数据以平均值±标准差表示,用SAS(6.12)软件的ANOVA法进行两因素方差分析,差异显著者用Duncan氏极大复极差法(RRS)进行多重比较。

2 结 果

2.1 维生素D和Ca对生长肉鸡免疫器官指数的影响

由表2可以看出,维生素D水平对生长肉鸡胸腺和脾脏指数影响显著(P＜0.05),对法氏囊指数影响不显著(P＞0.05),但随维生素D添加量的增加这些免疫器官指数均有增高的趋势。Ca对生长肉鸡胸腺、脾脏指数影响不显著(P＞0.05),但对法氏囊指数影响显著(P＜0.05),与0.90%Ca组相比,1.15%Ca组使法氏囊指数降低了15.10%。维生素D和Ca的交互作用对生长肉鸡胸腺和法氏囊指数影响不显著(P＞0.05),对脾脏指数影响差异显著(P＜0.05),适Ca高维生素D组脾脏指数与高Ca高维生素D组差异不显著(P＞0.05),但均在一定程度上高于其他2组。

2.2 维生素D和Ca对生长肉鸡血清免疫指标的影响

由表3可以看出,维生素D对生长肉鸡血清各项免疫指标影响均不显著(P＞0.05),但添加5 000 IU/kg维生素D有增加IgA、IgM、IgG和降低IL-2的趋势。随Ca添加量的增加生长肉鸡免疫球蛋白有降低趋势,Ca对IgG和IL-2影响显著(P＜0.05),与0.90%Ca组相比,1.15%Ca组使IgG降低17.03%,但使IL-2增加了10.14%。维生素D和Ca的交互作用对生长肉鸡免疫球蛋白影响不显著(P＞0.05),但对IL-2影响极显著(P＜0.01),适Ca高维生素D组IL-2含量与高Ca适维生素D组差异不显著(P＞0.05),但均在一定程度上高于其他2组。

表2 维生素D和Ca对生长肉鸡免疫器官指数的影响Table2 Effects of vitamin D and Ca on immune organ indices in growing broilers (g/kg)

表3 维生素D和Ca对生长肉鸡血清免疫指标的影响Table3 Effects of vitamin D and Ca on serum immune indices in growing broilers (g/L)

2.3 维生素D和Ca对生长肉鸡肝脏抗氧化指标的影响

由表4可以看出,维生素D对生长肉鸡肝脏中抗氧化指标影响均不显著(P＞0.05),但随维生素D添加量的增加,有提高 T-SOD、GSH-Px、T-AOC和降低MDA的趋势。Ca对生长肉鸡肝脏T-SOD、GSH-Px、T-AOC影响显著(P＜0.05),与 0.90%Ca组相比,1.15%Ca组 T-SOD、GSH-Px和 TAOC分别下降了3.55%、8.67%和 17.11%,但Ca对肝脏MDA影响不显著(P＞0.05)。维生素D和Ca的交互作用对肝脏T-SOD、GSH-Px和 T-AOC的影响显著(P＜0.05),对肝脏MDA的影响极显著(P＜0.01)。0.90%Ca添加量下,5 000 IU/kg维生素D组T-SOD、T-AOC和MDA与750 IU/kg维生素D组差异显著(P＜0.05),其中T-SOD和 T-AOC分别上升4.30%和20.71%,MDA降低了35.35%;1.15%Ca添加量下,5 000 IU/kg维生素D组T-SOD、GSH-Px、T-AOC和MDA与750 IU/kg维生素D组差异均不显著(P＞0.05),由此可见,适Ca高维生素D组在改善肝脏抗氧化功能方面效果较好。

表4 维生素D和钙对生长肉鸡肝脏抗氧化指标的影响Table4 Effects of vitamin D and Ca on liver antioxidant indices in growing broilers (U/mg prot)

2.4 维生素D和Ca对生长肉鸡血清抗氧化指标的影响

由表5可以看出,维生素 D对血清 T-SOD、T-AOC和MDA影响不显著(P＞0.05),但随维生素D添加量的增加T-SOD、T-AOC有增加趋势,MDA有降低趋势;维生素D对血清GSH-Px影响显著(P＜0.05),与750 IU/kg维生素D组相比,5 000 IU/kg维生素 D组使血清GSH-Px升高了6.82%。Ca对血清 T-SOD、GSH-Px、T-AOC 影响均不显著(P＞0.05),但随Ca添加量的增加有降低这些指标的趋势;Ca对血清MDA影响也不显著(P＞0.05)。维生素 D和 Ca的交互作用除对T-AOC影响不显著(P＞0.05)外,对 T-SOD、GSH-Px和MDA影响均极显著(P＜0.01),相对于其他组,适Ca高维生素D组血清中抗氧化指标最好,且适Ca高维生素D组与适Ca适维生素D组、高Ca高维生素D组差异极显著(P＜0.01)。

表5 维生素D和Ca对生长肉鸡血清抗氧化指标的影响Table5 Effects of vitamin D and Ca on serum antioxidant indices in growing broilers (U/mL)

3 讨 论

3.1 维生素D和Ca对生长肉鸡免疫性能的影响

胸腺是鸡的一级淋巴器官,主要对T细胞的成熟和分化起作用,脾脏是鸡的外周免疫器官,可产生大量淋巴细胞,参与全身的体液和细胞免疫,法氏囊是B细胞成长和分化的部位,主要参与体液免疫。本试验中,5 000 IU/kg维生素D可使免疫器官指数增高,且对胸腺和脾脏指数作用显著,同时还有提高免疫球蛋白含量和降低IL-2含量的作用,这说明增加维生素D对生长肉鸡的细胞和体液免疫均有一定的调节作用。维生素D具有添加效应,超过正常需要时,机体免疫功能得以强化,增加机体对疾病的抵抗力。王丹莉等[3]研究发现,随着维生素D水平的升高肉仔鸡的腿病发病率降低。曹荣等[5]研究发现,在围产奶牛日粮中额外添加维生素D3,细胞亚群的数量极显著增加,IgG、IgM和IgA与对照组相比有升高趋势,但差异不显著。CD4+T细胞分为Th1和Th2,两者在功能上有拮抗作用,维生素D的活性形式1,25-(OH)2D3主要使Th1细胞分泌干扰素-γ(IFN-γ)、IL-2和 IL-5降低。而 Th2类细胞则增加IL-4的生成,在一定程度上导致Th1向Th2免疫偏移,即向体液免疫转移[6]。Bemiss等[7]研究发现,1,25-(OH)2D3可以直接抑制Th1细胞分泌IL-2。这与本试验结果一致。

本试验还显示Ca对胸腺、脾脏指数作用不显著,但高剂量Ca可显著降低法氏囊指数,且随Ca添加量的增加免疫球蛋白的含量有降低的趋势,并对IgG作用显著,这与降低法氏囊指数的作用相一致,但可显著升高IL-2。Ca对免疫系统有多方面作用,Ca过高不利于机体免疫的提高;适宜Ca能调节淋巴细胞分裂,介导巨噬细胞的吞噬功能[8]。张玲[4]试验发现,日粮Ca极显著影响免疫后30 d的抗体水平,低蛋白质低Ca组抗体水平显著高于高蛋白质高Ca组。王建文等[9]也证明高Ca日粮导致鸡锌缺乏,使B淋巴细胞数减少,致使体液免疫受到不同程度的影响。免疫细胞因子,如白介素、肿瘤坏死因子等对Ca代谢也有重要的调节作用[10],本试验表明,随 Ca添加量升高,IL-2也升高,这可能与Ca代谢有关,其作用机制还有待于进一步研究。

3.2 维生素D和Ca对生长肉鸡抗氧化性能的影响

T-SOD、GSH-Px、T-AOC作为抗氧化系统中的重要酶系,其活性与机体清除自由基的能力成正比,而MDA是细胞膜脂质过氧化的产物,其含量可间接反映细胞损伤程度。本试验结果表明,随维生素D添加量的增加血清和肝脏 T-SOD、GSH-Px、T-AOC活性升高,MDA含量降低。这说明维生素D在抗氧化方面也具有一定的作用。Mukhopadhyay等[2]研究维生素D3作为细胞抗氧化剂的调质防止鼠淋巴瘤的发生时发现,维生素D3可提高谷胱甘肽氧化酶和还原酶类活性。李德发等[11]研究也发现,与对照组相比,仔猪每日维生素D3摄入量为1.5×105IU时可增加血清溶菌酶活性和过氧化物歧化酶活性,与本试验结果相似。同时,本试验也显示高剂量Ca可降低血清和肝脏 T-SOD、GSH-Px、T-AOC活性,且对肝脏作用显著,但对MDA含量几乎没有影响。饲料中Ca过高和过低都不利于动物的生长发育和代谢,张桂珍等[12]研究发现饲喂低Ca饲料可使大鼠心肌SOD、GSH-Px活性显著降低,而Ca过高则会对机体产生损伤[13]。本试验肝脏中抗氧化性能降低明显,有可能是高Ca对肝脏造成一定的损伤,从而降低其抗氧化酶活性。因此,有研究者通过添加螯合钙来降低细胞内Ca2+浓度,减少损伤,从而起到一定的抗氧化作用[14]。本试验也说明适量Ca水平可增加生长肉鸡机体抗氧化能力,因此,在实际日粮中要注意不应过量添加Ca。

3.3 维生素D和Ca的互作对生长肉鸡免疫及抗氧化的作用

本试验中Ca和维生素D的互作除显著影响脾脏指数和极显著影响血清IL-2外,对其他免疫指标影响均不显著,高维生素D适Ca组的脾脏指数和IL-2较高,但均与最高组差异不显著;另外Ca和维生素D的互作对肝脏抗氧化指标的影响显著,对血清中除 T-AOC外的抗氧化指标影响均极显著,高维生素D适Ca组抗氧化效果较其他组好。这说明Ca和维生素D联合添加对生长肉鸡的免疫和抗氧化均有一定的作用。日粮Ca水平和免疫类型是影响维生素 D免疫效果的因素,日粮 Ca和1,25-(OH)2D3可以调节免疫应答,日粮Ca水平越低,则需要越高剂量的1,25-(OH)2D3才可以防止实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE);在适当Ca水平下,1,25-(OH)2D3对防止EAE效果更有效[15]。但也有研究发现,在维生素D缺乏的IL-10 KO小鼠模型中,高Ca饮食补充1,25-(OH)2D3比低Ca补充1,25-(OH)2D3在降低和治疗非特异性肠炎方面的效果好[16]。本试验中,肉鸡饲养过程中所受到的免疫类型,其饲粮中添加的高水平维生素D和Ca未超出生长肉鸡营养的范围,这可能均是导致Ca和维生素D的互作对免疫效果不显著,以及高维生素D适Ca组的脾脏指数和IL-2未能达到最高水平的原因。Rama Rao等[17]研究发现,在肉鸡日粮中分别添加 Ca 5、6 g/kg和磷 2.5、3 g/kg,在Ca 5 g/kg和磷2.5 g/kg水平下,当维生素D添加水平高于肉鸡推荐水平可以满足肉鸡的营养需要,且随维生素D3水平的增加,肝脏中铁、锌和锰的沉积量呈非线性升高,这可能也是高维生素D适Ca组能增强生长肉鸡抗氧化性能的原因。

4 结 论

①生长肉鸡日粮中添加5 000 IU/kg维生素D有增强其免疫器官指数和体液免疫的功能,而添加1.15%Ca有降低生长肉鸡法氏囊指数和体液免疫的功能;Ca和维生素D的互作对脾脏和IL-2影响显著,5 000 IU/kg维生素D+0.90%Ca组脾脏指数和IL-2较高。

②日粮中添加5 000 IU/kg维生素D可增加肉鸡机体抗氧化性能;而添加1.15%Ca可使机体抗氧化能力降低,且对肝脏影响明显;Ca和维生素D的互作对机体T-SOD、GSH-Px、MDA影响显著,5 000 IU/kg维生素D+0.90%Ca组在抗氧化方面有明显优势。

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