黄花蒿在动物生产中的应用研究

郭世伟 徐元庆 张鹏飞 邢媛媛 史彬林

(内蒙古农业大学动物科学学院，呼和浩特010018)

黄花蒿(ArtemisiaannuaL.)为一年生菊科蒿属草本植物，又名青蒿、香蒿、草青蒿、臭青蒿和黄蒿，其适应性极强，广泛分布于北美洲、欧洲、非洲和亚洲，其中70%集中在中国。黄花蒿地上部分可以入药，性寒，味苦、辛，有清热解毒、除蒸截疟之功效，在我国主要用作传统的抗疟药物[1]。可用于治疗暑邪发热、阴虚发热、夜热早凉、骨蒸劳热、疟疾寒热和湿热黄疸等症状，其次外用治蚊虫咬伤、疮肿和烫伤等[2]。黄花蒿的这些特性主要归因于其所含的生物活性成分，如倍半萜类(青蒿素)、黄酮类、多糖类、香豆素类、挥发油类及酚类等。这些生物活性物质有抗疟疾[3-4]、抗癌[5]、抗炎[6]、抗菌[7-9]、抗肿瘤[10]和抗氧化[11-14]等作用以及较强的免疫活性[15]。基于黄花蒿的多种生物学功能，迄今已有大量的研究探讨了饲粮中添加黄花蒿及其提取物对动物的影响。

1 黄花蒿在啮齿动物中的应用研究

以啮齿类动物为模型对黄花蒿进行的研究比较广泛，一些毒理试验发现[16]，黄花蒿在一定剂量范围内是无毒无害的。通过昆明小鼠和Wistar大鼠的毒理学试验，分别用黄花蒿浸膏以4 120、5 000、6 000、8 000和10 100 mg/kg的剂量灌胃给药，观察到小鼠未出现明显的中毒症状，小鼠生命活动表征正常。而给大鼠攻毒后毒性症状随着黄花蒿浸膏的剂量增加而逐渐加重，且当黄花蒿浸膏的剂量为10 100 mg/kg时大鼠出现震颤、强制性-阵挛性抽搐、角弓反张以及死亡等症状。Wistar大鼠的半数致死量(LD50)为7 360 mg/kg，95%的可信限为6 256.38～8 658.82 mg/kg。

在家兔饲粮中使用黄花蒿粉代替部分普通草粉的试验中，发现黄花蒿粉可以提高家兔的生长性能和饲料报酬[17]。黄花蒿提取物也可以促进獭兔幼兔的生长，显著提高平均日增重，降低料重比，并降低獭兔脾脏指数[18]。此外，研究发现黄花蒿提取物通过阻断L型钙离子通道电流，抑制高钾和乙酰胆碱(ACh)引起的胞外钙离子内流和细胞内钙释放。由于钙离子通道和ACh激活的其他离子通道抑制外钙内流，从而使小鼠气管平滑肌舒张，起到治疗哮喘的作用[19]。

黄花蒿多糖有较强的抗炎活性[20]，对小鼠血清白介素1、白介素2、白介素6和干扰素等4种细胞因子有调节作用[21]。此外，黄花蒿多糖能在一定程度上缓解环磷酰胺(CTX)所致免疫功能的抑制[22]，且缓解由CTX引起的脾脏萎缩和溶菌酶水平下降，增大脾小结，提高淋巴细胞数量，增加胸腺内的淋巴细胞数量[6]。

利用大鼠进行的试验发现，黄花蒿活性成分青蒿素的衍生物青蒿琥酯可通过降低大鼠脑水肿指数和血脑屏障通透性，阻碍内皮细胞紧密连接蛋白Occludin和闭锁小带蛋白1(ZO-1)蛋白表达的下调，从而减轻蛛网膜下出血后模型大鼠早期脑损伤，提高神经功能[23]。此外，还发现青蒿琥酯通过降低鼠血清甘油三酯、总胆固醇含量和丙氨酸氨基转移酶活性，减轻肝脏脂肪变性程度及肝组织Toll样受体4(TLR4)、髓样分化因子88(MyD88)及磷脂酰肌醇-3激酶的表达量，从而减轻非酒精性脂肪肝病(NAFLD)小鼠肝脏脂肪变性程度，降低血脂，改善肝功能指标[24]。

目前，对于黄花蒿及其衍生物在啮齿类动物中作用机制的研究还处于初级阶段，尚待进一步探究。白纪红等[24]研究发现，TLR4是天然免疫作用的重要因子，在免疫和非免疫细胞中分布较广，在NAFLD小鼠的试验中TLR4表达升高，活化后的TLR4通过激活与调节核因子-κB(NF-κB)，促进肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素6等多种炎症因子释放，引发强烈的炎症反应，提示TLR4炎症通路参与NAFLD发生；此外，在TLR4/MyD88信号通路介导的巨噬细胞炎症反应过程中，下游通路的磷脂酰肌醇-3激酶/丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶信号途径的参与也发挥着重要作用[25]。黄花蒿青蒿素衍生物青蒿琥酯可以降低NF-κB和TNF-α的产生，从而起到抗炎效果，缓解NAFLD对小鼠肝组织造成的损伤[24]。

综上得出，黄花蒿及其衍生物在一定剂量范围内是无毒的，黄花蒿粉可促进家兔生长。黄花蒿提取物可以舒张小鼠平滑肌，有治疗哮喘的潜力；亦可促进幼兔生长，降低獭兔脾脏指数。黄花蒿多糖对小鼠和大鼠有较强的抗炎活性，调节机体免疫功能，减轻肝脏脂肪变性程度，降低血脂，促进神经功能。

2 黄花蒿在家禽生产中的应用研究

黄花蒿在家禽生产中的应用主要集中在肉仔鸡的生长性能、血清生化指标、肝脏功能、肠道黏膜形态、肠道消化酶活性、免疫、抗氧化、抗球虫功能及肉品质方面。研究发现，在饲粮中添加酶处理的黄花蒿，可缓解热应激对肉仔鸡生长性能的抑制[26-27]，提高肉仔鸡对饲粮中粗脂肪、粗蛋白质和有机质的表观利用率[28]。此外，添加酶处理的黄花蒿可提高肉鸡空肠黏膜中胰蛋白酶和淀粉酶活性[29]和空肠、回肠黏膜中麦芽糖酶和蔗糖酶及回肠黏膜中乳糖酶活性[28]，进而缓解热应激对肉鸡饲粮养分表观利用率和肠黏膜中二糖酶活性造成的不良影响，改善肠道黏膜形态[26]。

在饲粮中添加黄花蒿叶粉和提取物均可显著提高肉鸡细胞和体液免疫功能[26]及胸腺和法氏囊重量[27]。Wan等[30]发现，在肉仔鸡饲粮中添加酶解黄花蒿提高了热应激下肉仔鸡的肉品质、抗氧化活性和胸肌能量状态，且发现可能与改变相关蛋白[肌动蛋白、热休克蛋白70、热休克蛋白90、禽解耦联蛋白(avUCP)、去乙酰化酶1等]的mRNA表达有关。此外，饲粮中添加酶解黄花蒿(0.75～1.25 g/kg)对热应激下肉鸡的神经内分泌系统、肝脏功能和抗氧化能力有促进作用[31]，且能缓解肝脏氧化损伤[32]，还可以改善肉鸡的质量和胸肌、腿肌的氧化稳定性[33]。

在黄羽肉鸡感染柔嫩艾美耳球虫的试验中发现，与对照组相比，各黄花蒿粉组的表观病变、组织病理学检查均有所减轻，黄花蒿粉缓解了病鸡盲肠的肿胀和出血等不良症状，且病鸡精神状态也有所改善。由此反映出黄花蒿粉能减轻柔嫩艾美耳球虫侵染鸡所致的盲肠病理症状和组织病变，减少卵囊排出，有较好的抗球虫效果[34]。以鸡的临床表现、粪便中卵囊数量、体重、盲肠病变评分、血球(填充细胞体积)和血红蛋白值等指标来综合评价发现，黄花蒿叶提取物的治疗是最有效的，减少了粪便的卵囊数量(减少74.18%)，黄花蒿叶提取物和黄花蒿活性成分青蒿素均可显著减少盲肠的病变评分[35]。此外，郭红斌等[36]为评价青蒿素和黄花蒿水提液抗球虫的效果，分别在肉鸡饮水中添加黄花蒿水提液、饲粮中添加青蒿素，发现黄花蒿水提液和青蒿素能够降低血清中一氧化氮含量和一氧化氮合酶活性，说明黄花蒿水提液和青蒿素抗柔嫩艾美耳球虫效果显著[37]。

国内外关于黄花蒿及其衍生物在肉仔鸡方面的作用机制报道较少，学者们只进行了初步的探讨。核因子E2相关因子2(Nrf2)是一种碱性亮氨酸拉链转录因子，通过抗氧化反应元件介导Ⅱ型酶，如血红素氧合酶-1(HO-1)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、谷氨酰半胱氨酸合成酶催化亚基(γ-GCLc)、谷氨酰半胱氨酸连接酶调节亚基(γ-GCLm)和超氧化物歧化酶(SOD)，从而保护细胞免受氧化应激，改善细胞的抗氧化防御系统[38]。研究发现，细胞中HO-1活性的上调可以保护细胞免受氧化损伤[39]。谷氨酰半胱氨酸连接酶催化谷胱甘肽(GSH)生物合成中的限速步骤，是由催化亚基γ-GCLc及其调节亚基γ-GCLm组成的异源二聚体[40]。添加黄花蒿提取物使肉鸡Nrf2、HO-1、GSH-Px、SOD1、γ-GCLc和γ-GCLm的基因表达增加；通过拮抗Nrf2抗氧化系统的mRNA表达起到缓解氧化损伤的重要作用[26]。

综上所述，黄花蒿及其提取物可改善肠道黏膜形态，提高肠道消化酶活性，从而提高肉鸡表观代谢率，促进机体生长。此外，其在免疫、抗氧化、抗球虫和改善肉品质[30]方面也有较强的促进作用。

3 黄花蒿在猪生产中的应用研究

黄花蒿在猪生产中的应用研究较少，主要包括黄花蒿对种公猪的采精量、断奶仔猪和生长猪的生长性能及腹泻率等方面的影响。在种公猪饲粮中添加黄花蒿粉，可增加种公猪的采精量，提高精子成活率，并发现最佳添加量为每头每天20 g[41]。此外，黄花蒿活性成分对断奶仔猪和生长猪生产性能和免疫性能也有积极影响。研究发现，在断奶仔猪饲粮中添加黄花蒿提取物可提高断奶仔猪平均日增重和平均日采食量，降低料重比和腹泻率。将2种黄花蒿活性提取物作为饲料添加剂饲喂生长猪，也有同样的效果。由此可知，黄花蒿活性提取物能够促进断奶仔猪和生长猪生长，减少疾病的发生，提高生产性能和饲料转化率，并可提高断奶仔猪免疫功能和血清胰岛素、尿素氮、血清游离三碘甲腺原氨酸和四碘甲腺原氨酸含量等[42]。研究还发现，黄花蒿提取物对猪繁殖与呼吸综合征病毒具有阻断、抑制与直接杀灭作用[43]。通过给长白猪口服黄花蒿提取物的临床治疗试验发现，黄花蒿提取物使猪附红细胞体感染率明显下降(由81%下降至2%)，表明黄花蒿提取物对猪附红细胞体病具有较好治疗效果[44]。

前人对黄花蒿在猪生产中的作用机制研究表明，在高温环境中公猪阴囊和睾丸组织温度升高，对精子的生存非常不利，睾丸机能减退，下丘脑-垂体-睾丸系统的正向反馈调节受到影响[45]，精子发生受阻，精液量减少，从而使精液品质下降；黄花蒿有清热解暑功效[1]，使公猪在高温条件下的不良机能反应得以缓解，从而改善精液品质[41]。关于黄花蒿提取物促进仔猪和生长猪生长性能的机制尚不明确，但从已有报道看，黄花蒿提取物降低了猪的腹泻，改善了肠道环境，从而促进生长[42]，究其原因，可能是由于黄花蒿提取物具有抗菌和抑菌作用所致[7,9]。此外，黄花蒿这种天然植物含有多种氨基酸、矿物质、维生素及其他未知的促生长因子[46]，从而促进机体生长。

总之，黄花蒿可以提高断奶仔猪、生长猪的生长性能和饲料转化率，降低腹泻率等，并对疾病的治疗有积极作用。

4 黄花蒿在反刍动物生产中的应用研究

黄花蒿对于反刍动物的研究主要集中在瘤胃发酵和产奶性能等方面。研究发现，黄花蒿乙醇提取物不影响奶牛产奶性能[47]，但能提高其乳脂中共轭亚油酸(CLA)含量，从而优化乳脂中脂肪酸的组成结构[48]。在奶山羊试验中发现，黄花蒿提取物能使乳腺阴外动脉和乳静脉血中t11C18∶1、CLA和c9C18∶1的含量提高，降低C18∶2的含量[49]。通过运用体外培养的方法研究黄花蒿提取物对山羊瘤胃发酵和甲烷产量的影响，发现添加5 g/kg黄花蒿提取物可以减小乙酸/丙酸值，并可以替代15 mg/kg莫能菌素来降低瘤胃发酵过程中甲烷的产量[50]。

关于黄花蒿提取物对奶山羊乳脂中CLA生成的作用机制有2种解释：一种解释是底物效应，菊科植物含有高水平的亚油酸，亚油酸在瘤胃内经生物氢化生成CLA和t11C18∶1脂肪酸，生成的脂肪酸到达乳腺进一步通过去饱和作用而生成CLA，从而增加乳中CLA的含量[51]；另一种解释是抑菌作用，即菊科植物中所含的活性成分抑制瘤胃内生物氢化的B组细菌，B组细菌是负责不饱和脂肪酸向饱和脂肪酸转化的一组菌。抑制了B组菌进而会抑制CLA和脂肪酸向硬脂酸的转化，从而使乳中CLA的含量增加[52]。

总得来说，黄花蒿对奶牛和山羊产奶性能的影响并不明显，但在其乳脂方面有积极作用，此外可以降低瘤胃内甲烷的产生。

5 黄花蒿在水产养殖中的应用研究

水产养殖中主要的应用研究是黄花蒿及其提取物对鱼肠道消化酶、血液生化指标及体表寄生虫的影响。用黄花蒿乙醇提取物、青蒿素和青蒿素衍生物对鱼体表和鳃上附着的1周龄单殖吸虫长丝异鳃鲶进行去除试验，发现黄花蒿提取物、青蒿素及青蒿素衍生物均能够使寄生虫从幼鱼上脱落，甚至死亡，且与浓度及时间呈正相关性[53]。在黄鳝基础饲料中添加黄花蒿提取物，可提高鱼体肠道消化酶、血液谷草转氨酶与谷丙转氨酶的活性以及血清总蛋白的含量，降低血液葡萄糖和甘油三酯的含量[54]。

前人对于黄花蒿在水产动物中的作用机制也进行了初步探究。在鱼的基础饲料中添加黄花蒿提取物，降低了血清总胆固醇和甘油三酯含量[54]，其原因可能是由于黄花蒿提取物具有保护肝脏、增强肝功能的作用，加速机体排泄，减少对脂类的吸收；也可能是由于提取物提高了卵磷脂胆固醇酰基转移酶活力，从而加速胆固醇的分解与转运。黄花蒿提取物在鱼类生产中的具体作用机制还需进一步深入探究。

综上所述，黄花蒿提取物作为水产动物饲料添加剂能显著提高黄鳝肠道消化酶活性，调节鱼体血液生化指标，具有促进消化、代谢和生长的作用[54]。

6 小 结

黄花蒿作为天然植物，富含多种生物活性成分，且安全、无污染，因此对于黄花蒿的研究已成为国内外相关领域的研究热点。黄花蒿在啮齿类模型动物、家禽、猪、反刍动物及水产动物生产中的应用研究表明，在饲粮(料)中添加适量的黄花蒿提取物可以促进动物生长，调节机体免疫功能，改善机体抗氧化能力，提高肠道消化酶活性，增强机体抗病能力；同时，可以缓解肝脏损伤，发挥抗炎作用，提高动物生产性能。目前对于黄花蒿在动物生产中的作用机制研究尚处于初级阶段，具体的作用途径尚不明确，有待进一步深入研究。此外，基于黄花蒿含有特有的生物学活性物质，相关的研究内容涉及较多领域，在动物生产方面的应用前景广阔。