复方中草药添加剂对荷斯坦奶牛免疫和泌乳性能的影响

张春刚,苏效双,刘光磊,吴天佑,占今舜,赵国琦*

(1.扬州大学动物科学与技术学院，江苏 扬州 225009；2.上海光明荷斯坦牧业有限公司，上海 200436)

复方中草药添加剂对荷斯坦奶牛免疫和泌乳性能的影响

张春刚1,2,苏效双1,刘光磊2,吴天佑2,占今舜1,赵国琦1*

(1.扬州大学动物科学与技术学院，江苏 扬州 225009；2.上海光明荷斯坦牧业有限公司，上海 200436)

试验旨在研究自制的复方中草药添加剂对泌乳奶牛免疫机能与泌乳性能的影响。试验采用4×4拉丁方设计。选择4头胎次、泌乳天数、体重均相近的健康荷斯坦奶牛，分为4组，其中A组为对照组，饲喂基础饲粮，B、C、D组分别在基础饲粮中添加30、50和80 g/d复方中草药。试验分4期进行，每期28 d(预试期7 d，正试期14 d，排空期7 d)。结果显示：1)添加复方中草药显著增加了白细胞数、嗜中性细胞百分比及血小板数(Plt;0.05)；但对血液生化指标无显著影响(Pgt;0.05)。2)添加复方中草药显著降低了丙二醛(MDA)含量(Plt;0.05)；与对照组相比，添加30 g/d复方中草药显著增加了血清免疫球蛋白M(IgM)及超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)活力(Plt;0.05)。3)复方中草药添加剂可以增加血清生长激素(GH)和催乳素(PRL)含量，且添加30 g/d时显著增加(Plt;0.05)。4)与对照组相比，日粮添加30、50和80 g/d可以使产奶量分别增加10.18%、6.79%和5.19%，但是对产奶量、乳成分及体细胞数的影响均不显著(Pgt;0.05)。试验结果表明，复方中草药添加剂可以调节奶牛机体免疫性能和提高抗氧化能力，且每头牛添加30 g/d时效果最佳。但其对奶牛泌乳性能无显著影响。

中草药添加剂；免疫机能；抗氧化性能；泌乳性能；奶牛

随着营养水平和管理技术的提高，我国奶牛的单产迅速增加，同时，奶牛在健康方面的问题也日益凸显。Löhrke等[1]表明，高产奶牛机体免疫力降低，更容易处在氧化应激状态。中草药是一种兼具营养与治疗双重属性的天然植物，能够改善奶牛内分泌[2-3]及瘤胃内环境[4]、提高饲料利用率和产奶量[5-6]、增强机体免疫[7-8]和抗应激能力[9-10]，以及抗炎抑菌，降低乳中体细胞数，提高隐性乳房炎转阴率[11-12]。此外，中草药还具有毒副作用小、无抗药性等优点，因而被认为是理想的免疫增强剂和抗生素替代物。

本试验以金银花(Floslonicerae)、益母草(Herbaleonuri)、杜仲(Cortexeucommiae)、蒲公英(Herbataraxaci)、黄芪(Radixastragali)等中草药为主要成分，配制成奶牛专用的饲料添加剂产品，旨在研究其对泌乳奶牛免疫机能及泌乳性能的影响，为该产品的进一步应用提供试验依据。

1 材料与方法

1.1试验时间与地点

本试验于2015年10月至2016年1月在上海光明荷斯坦牧业有限公司星火奶牛二场进行。

1.2试验材料

复方中草药添加剂种类及占比为：金银花(3%～8%)、益母草(4%～10%)、杜仲(5%～15%)、蒲公英(5%～15%)、黄芪(5%～15%)等中草药，粉碎过20目(0.85 mm)筛，各成分与有机载体(30%～60%)均匀混合配制。

1.3试验动物

选择4头泌乳中期[(101±12) d]、体重相近[(603±48) kg]、体况良好并安装永久性瘤胃瘘管的经产(2胎)荷斯坦奶牛。

1.4试验日粮

以奶牛场现有日粮为基础日粮，其组成与营养水平如表1所示。对照组(A组)奶牛饲喂基础饲粮，试验组(B、C、D组)奶牛的日粮是分别在基础日粮中添加30、50和80 g/d上述复方中草药添加剂。

1.5试验设计与饲养管理

试验采用4×4拉丁方设计，分4期进行，每期28 d(预试期7 d，正式期14 d，排空期7 d)，在基础日粮饲喂前分别给奶牛饲喂不同剂量的添加剂，保证奶牛将添加剂完全食入后再饲喂基础日粮。试验奶牛的饲养管理方式与奶牛场相同，采用拴系式饲养，全混合日粮(total mixed ratio, TMR)饲喂，每天饲喂3次(7:00、14:00和21:00)。试验期间奶牛自由饮水和采食。

1.6样品的采集与指标测定

每期试验最后2 d记录产奶量，并按照奶牛生产性能测定(DHI)的操作规范[14]进行奶样收集，样品及时送至上海奶牛育种中心有限公司实验室进行检测，测定指标为：乳糖率、乳脂率、乳蛋白率、非脂固形物、尿素氮、体细胞数。

每期试验最后1 d早晨饲喂前使用真空肝素钠采血管采集尾静脉血样，一份在2 h内送至上海实验动物中心，使用全自动血液分析仪(SYSMEX XT-2000I型，日本)测定血常规指标；另一份，冰上静置1～2 h，3190 r/min离心15 min，收集血清并分装于1.5 mL离心管中，-20 ℃保存。试验结束后干冰运输至北京华英生物有限公司检测，测定血液生化指标[包括总蛋白(total protein, TP)、白蛋白(albumin, ALB)、谷丙转氨酶(alanine transaminase, ALT)、谷草转氨酶(aspartate transaminase, AST)、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)、尿素氮(blood urea nitrogen, BUN)、肌酐(creatinine, CREA)、乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase, LDH)、葡萄糖(glucose, GLU)、胆固醇(cholesterol, CHOI)和甘油三酯(triglyceride, TG)]、抗氧化指标[包括谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase, GSH-Px)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化氢酶(catalase, CAT)和丙二醛(malondialdehyde, MDA)]、泌乳相关激素[包括生长激素(growth hormone, GH)、催乳素(prolactin, PRL)、雌二醇(estradiol, E2)、三碘甲腺原氨酸(triiodothyronine, T3)和四碘甲腺原氨酸(tetraiodothyronine, T4)]、一氧化氮(nitric oxide, NO)含量及免疫球蛋白G(immunoglobulin G, IgG)、IgA和IgM的含量。

表1 基础日粮的组成及营养水平(干物质基础)Table 1 Composition and nutrient contents of the basal diet (DM basis)

1. 每kg预混料含有One kilogram of premix contains the following：铜Cu 4080 mg，铁Fe 5500 mg，锰Mn 4980 mg，锌Zn 17500 mg，钴Co 6.2 mg，硒Se 110 mg，碘I 6.25 mg，维生素A Vitamin A 1500000 IU，维生素D3 Vitamin D3 1250000 IU，维生素E Vitamin E 3125 mg，尼克酸 Niacin 4500 mg，胆碱 Choline 125000 mg；2. 泌乳净能为计算值，参照NRC(2001)[13]计算，其他营养水平为实测值。Net energy for lactation were calculated in reference to NRC (2001)[13]while the other nutrition levels were measured values.

1.7统计分析

先经Excel初步处理试验数据后，采用SPSS 16.0软件(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)中一般线型模型中的Univariate进行方差分析，方差齐性时采用Duncan法进行多重比较。本试验统计模型如下：

Yijk=μ+Ti+Pj+Ck+eijk

式中：Yijk为因变量值；μ为平均值；Ti为处理效应；Pj为试验期的随机效应；Ck为奶牛的随机效应；eijk为服从正态分布的随机误差。试验结果均以平均值和平均标准误表示，以Plt;0.05为显著差异，0.05lt;Plt;0.1为有趋势。

2 结果与分析

2.1复方中草药添加剂对奶牛血常规及血清生化指标的影响

复方中草药添加剂对奶牛血常规及血清生化指标的影响结果见表2和表3。由表2可知，B、C、D三组白细胞数及中性粒细胞率显著高于A组(Plt;0.05)，且都处于正常范围之内。C组淋巴细胞率显著低于A组(Plt;0.05)，其他两组较A组有降低的趋势(Plt;0.1)。各组单核细胞、嗜酸性细胞、嗜碱性细胞百分率及红细胞数、血红蛋白含量均差异不显著(Pgt;0.05)；B组血小板数显著高于A和D组(Plt;0.05)，但与C组相比，差异不显著(Pgt;0.05)。

由表3可知，与A组相比，B组ALT和AST活性有所降低，而C、D两组ALT和AST活性有所增加，但各组之间差异不显著(Pgt;0.05)，其中C和D组的AST活性超出正常范围。各种其他生化指标均差异不显著(Pgt;0.05)。

表2 复方中草药添加剂对奶牛血常规的影响Table 2 Effects of Chinese herbal additives on blood routine test of dairy cows

注：同行不同小写字母表示差异显著(Plt;0.05)，相同或无字母表示差异不显著(Pgt;0.05)。下同。

Notes: In the same row, values with different small lettes mean significant difference (Plt;0.05), while with the same or no letter mean no significant difference (Pgt;0.05). The same below.

表3 复方中草药添加剂对奶牛血清生化指标的影响Table 3 Effects of Chinese herbal additives on serum biochemical indexes of dairy cows

2.2复方中草药添加剂对奶牛血清NO及免疫球蛋白含量的影响

复方中草药添加剂对奶牛血清NO及免疫球蛋白含量的影响结果见表4，从表中可以看出B组的IgM含量显著高于A组(Plt;0.05)，C、D两组NO含量显著高于A组(Plt;0.05)。各组IgA、IgG含量差异不显著(Pgt;0.05)。

2.3复方中草药添加剂对奶牛血清抗氧化指标的影响

复方中草药添加剂对奶牛血清抗氧化指标的影响结果见表5。由此可知，B、C、D组MDA含量显著低于对照组(Plt;0.05)。B组SOD、GSH-Px及CAT活力显著高于对照组(Plt;0.05)，C、D两组较对照组有增高的趋势(Plt;0.1)。

表4 复方中草药添加剂对奶牛血清NO及免疫球蛋白的影响Table 4 Effects of Chinese herbal additives on serum NO and immune globulin of dairy cows

表5 复方中草药添加剂对奶牛血清抗氧化指标的影响Table 5 Effects of Chinese herbal additives on serum antioxidant capacity of dairy cows

2.4复方中草药添加剂对奶牛血清激素的影响

复方中草药添加剂对奶牛血清激素的影响结果见表6。由此可知，与对照组相比，各组生长激素、雌二醇和催乳素浓度均有不同程度增加，其中B组生长激素和催乳素浓度显著高于对照组(Plt;0.05)，D组催乳素浓度显著高于对照组(Plt;0.05)。各组三碘甲腺原氨酸和四碘甲腺原氨酸浓度无显著性差异(Pgt;0.05)。

表6 复方中草药添加剂对奶牛血清激素的影响Table 6 Effects of Chinese herbal additives on serum hormone of dairy cows

2.5复方中草药添加剂对奶牛泌乳性能的影响

复方中草药添加剂对奶牛泌乳性能的影响结果见表7。由此可知，与A组相比，其他3组的产奶量均有所增加，但差异不显著(Pgt;0.05)。各组乳蛋白率、乳糖率、尿素氮含量及体细胞数均差异不显著(Pgt;0.05)。

表7 复方中草药添加剂对奶牛泌乳性能的影响Table 7 Effects of Chinese herbal additives on lactation performance of dairy cows

3 讨论

3.1复方中草药添加剂对奶牛机体免疫性能的影响

奶牛主要依靠机体的免疫细胞和免疫分子来防御病原微生物的入侵。据报道许多中草药，如黄芪、当归(Angelicaesinensis)、党参(Radixcodonopsis)、蒲公英、白术(Atractylodismacrocephalae)、金银花等，可通过激活免疫细胞、增加免疫分子含量来提高机体免疫功能[8,17-19]。本试验根据中兽医理论将黄芪、杜仲、益母草、蒲公英、金银花等多种中草药进行科学组合，发现试验组中白细胞数、嗜中性粒细胞百分数，以及IgM和IgG含量均有所增加，表明本复方中草药能够增强奶牛机体非特异性和特异性免疫反应。与此结果相似，贾斌等[6]也报道，由黄芪、蒲公英、益母草、陈皮(Pericarpiumreticulatae)、当归等组成的中草药添加剂可增加奶牛血清IgM和IgG含量，从而在一定程度上提高奶牛免疫力。

据报道，中草药提高奶牛免疫力的机理与环腺苷酸(cyclic adenosine monophosphate, cAMP)——磷酸二酯酶(phosphodiesterase, PDE)密切相关[20-21]。黄芪、杜仲等中草药均可通过抑制免疫细胞中cAMP-PDE活性，提高cAMP含量来调节多形核白细胞(polymorphonuclear, PMN)等细胞功能[22-23]，而活血益气类的中草药(如益母草)还可通过升高血小板中cAMP水平，来抑制PDE及其激活剂——钙调蛋白的活性[24-25]，从而抑制血小板聚集，进而调节免疫受体的表达及免疫产物(如免疫球蛋白及细胞因子)的释放[26]。本试验结果也显示添加复方中草药显著增加了血小板数。贺绍君等[27]给围产奶牛饲喂加味归芪益母汤，也发现提高了血小板的含量，本试验结果与此一致。

ALT和AST是反映肝功能的关键指标。当肝组织受损时，位于肝细胞的ALT和AST便会释放进入血液，导致血液中含量升高。本试验中，当复方中草药添加量为50和80 g/d时，血清中ALT和AST高于对照组，且AST含量超过正常范围，说明添加50和80 g/d复方中草药给肝组织造成一定的损伤。其原因可能是复方中草药在增强机体免疫力的同时，也加大了肝脏组织负担。无独有偶，齐茜等[28]研究也发现由甘草(Radixglycyrrhizae)和板蓝根(Radixisatidis)组成的1%剂量的复方中草药显著增加了西伯利亚鲟亲鱼血清AST和ALT含量，使肝、肾等组织受到损伤。

NO也是一种重要的免疫分子，它对免疫反应的调节具有双向作用：适量的NO可提高免疫力，过量的NO反而会损伤自身组织。研究表明多糖类中草药能够上调巨噬细胞诱导型中一氧化氮合酶mRNA的表达，增加NO的分泌，从而增强机体免疫力[29-30]。本试验中所使用的复方中草药添加剂能够增加奶牛血清NO含量，其中添加50和80 g/d时显著增加。但添加50和80 g/d时AST和ALT含量明显超过正常范围，提示50和80 g/d的添加量可能产生了过量的NO，给肝组织造成了一定程度的损伤。

3.2复方中草药添加剂对奶牛抗氧化能力的影响

在机体正常的细胞基础代谢过程中，超氧阴离子自由基(O2-)不断地产生，同时也不断被抗氧化酶系清除。SOD、GSH-Px、CAT是体内重要的抗氧化酶，负责清除体内的O2-，避免机体因O2-过量而引起生物膜脂质过氧化，进而损伤细胞及膜蛋白结构组织。SOD首先将O2-转换为过氧化氢，然后在GSH-Px 和CAT的作用下生成水。MDA则是脂质过氧化产物之一，其含量可以反映脂质过氧化的程度。中草药含有黄酮类、多酚类、多糖类、皂苷类、萜类及维生素C和维生素E等化学成分，其中黄酮类化合物可捕捉和清除O2-，而多酚类作为氢供体，也具有清除O2-的能力，此外多酚类还和维生素C、维生素E产生协同作用，增加其清除O2-的能力[31-32]。本试验发现，复方中草药剂添加量为30 g/d时SOD、GSH-Px 和CAT的活性显著增加，而MDA含量显著降低，表明30 g/d添加量的复方中草药可以提高机体抗氧化能力。本试验中，添加50和80 g/d复方中草药时SOD、GSH-Px和CAT的活性增加不显著，可能是因为产生过多的NO，影响了抗氧化酶的活性。

3.3复方中草药添加剂对奶牛泌乳性能及泌乳激素的影响

据报道中草药还具有促进泌乳和改善乳品质的效果。陈以意等[10]在热应激奶牛的日粮中添加复方中草药[连翘(Fructusforsythiae)、菊花(Floschrysanthemi)、薄荷(Herbamenthae)、甘草等]，结果表明产奶量提高8.96%。与此相似，刘海林[3]以黄芪与金银花等药材组成两种复方中草药添加到热应激奶牛日粮中，发现产奶量分别提高8.17%和10.32%。金花等[5]和李晓翠等[33]研究了中草药对不同阶段泌乳奶牛产奶量的影响，发现中草药既能提高高产奶牛产奶量，又可延缓中后期泌乳奶牛产奶量下降趋势。本试验结果显示添加30、50和80 g/d复方中草药添加剂分别使产奶量增加了10.18%、6.79%和5.19%，表明该复方添加剂还具有一定的增乳效果。奶牛的泌乳功能受催乳素(PRL)和雌二醇(E2)、生长激素(GH)等泌乳相关激素的调节。PRL与相应受体结合，逐步激活cAMP和cGMP，继而促进乳成分的分泌与合成；E2调节细胞有丝分裂，促进乳腺上皮细胞的增殖；GH则通过促进乳腺组织的发育来促进泌乳[20]。张庆茹等[8]报道由党参、黄芪、当归、川芎(Rhizomachuanxiong)、益母草、白术等组成的中草药添加剂可显著提高奶牛血清促甲状腺激素(thyroid stimulating hormone, TSH)、GH和PRL含量及奶牛产奶量，本试验结果与此一致。吕亚军等[34]通过研究3种不同配方的中草药对滩羊泌乳性能的影响，得出中草药通过调节GH和PRL含量来改善滩羊泌乳性能的结论。本试验结果显示添加本复方中草药添加剂后GH和PRL含量均有不同程度增加，且添加30 g/d组与对照组差异显著(Plt;0.05)，但是添加复方中草药添加剂后GH和PRL含量的增高并没有带来产奶量的显著提高(Pgt;0.05)。

本试验还发现试验各组的乳成分及体细胞数均无显著差异，这与王力生等[35]和张庆茹等[8]的研究结果一致。乳成分的变化主要是因营养物质代谢发生改变所致，但本试验中反映营养物质代谢水平的血清生化指标及T3、T4含量均无显著差异，说明添加该复方中草药添加剂并未影响奶牛的营养物质代谢。

4 结论

本研究表明，本复方中草药添加剂能够调节泌乳中期奶牛机体免疫功能，提高机体抗氧化性能，且每头牛添加30 g/d时效果最佳。但其对奶牛泌乳性能无显著影响。

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EffectsoffeedingcompoundherbaladditivesonimmunitystatusandlactationperformanceinHolsteincows

ZHANG Chun-Gang1,2, SU Xiao-Shuang1, LIU Guang-Lei2, WU Tian-You2, ZHAN Jin-Shun1, ZHAO Guo-Qi1*

1.College of Animal Science and Technology, Yangzhou University, Yangzhou 225009, China; 2.Shanghai Bright Holstan Co., LTD., Shanghai 200436, China

This study was conducted to investigate the effects of compound Chinese herbal additives (CHA) on immune function and lactation performance in dairy cows. Four mid-lactation Holstein cows were used in a 4×4 Latin square design with 28-d treatment periods. The four treatments were randomly distributed as an addition of 0 (control), 30, 50 and 80 g/d to the base diet. The results showed: 1) White blood cell count, percentage of neutrophil cells, and platelet count values increased significantly (Plt;0.05), while serum biochemical indices were not significantly changed (Pgt;0.05) after adding the CHA. 2) Levels of malondialdehyde decreased significantly (Plt;0.05) after adding the CHA. The content of serum immunoglobulin M and the activities of superoxide dismutase, glutathione peroxidase, and catalase increased significantly (Plt;0.05) with 30 g/d CHA dietary supplementation. 3) The levels of growth hormone and prolactin were higher for treated animals than for the control group, with statistical significance (Plt;0.05) observed with 30 g/d CHA dietary supplementation. 4) Compared to the control group, milk production was increased 10.18%, 6.79%, 5.19% respectively, for 30, 50, and 80 g/d CHA supplementation, but these data trends were not significant (Pgt;0.05). Similar non-significant data trends were seen for milk component and somatic cell count data. In conclusion, the CHA can regulate immune function and enhance antioxidant activity, and the most effective concentration was 30 g/d per cow. Lactation performance of dairy cows was not affected.

Chinese herbal additives; immune function; antioxidant activity; lactating performance; dairy cow

10.11686/cyxb2017050http//cyxb.lzu.edu.cn

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ZHANG Chun-Gang, SU Xiao-Shuang, LIU Guang-Lei, WU Tian-You, ZHAN Jin-Shun, ZHAO Guo-Qi. Effects of feeding compound herbal additives on immunity status and lactation performance in Holstein cows. Acta Prataculturae Sinica, 2017, 26(11): 104-112.

2017-02-17；改回日期：2017-05-04

长三角地区生鲜乳质量安全追溯体系关键技术研究及应用(14395810100)资助。

张春刚(1983-)，男，江苏泗洪人，在读博士。E-mail: runyer2000@sina.com

*通信作者Corresponding author. E-mail: gqzhao@yzu.edu.cn