铜缺乏对梅花鹿血液抗氧化功能的影响

鲍坤，王晓旭，王凯英，李光玉

（中国农业科学院特产研究所，长春 130112）

铜是动物正常生长发育和生产所必需的微量元素。动物体内铜元素不足会引起相应的营养代谢疾病[1]。不同动物铜缺乏以后会产生不同的症状。梅花鹿缺铜后，脑脊髓神经纤维鞘变性、坏死，部分神经元萎缩、变性，血管壁胶原纤维增生，血管壁肥厚、结构疏松，血管内膜粗糙，管壁变窄以致阻塞，因而导致运动失调，俗称“晃腰病”[2]。铜元素具有抗氧化功能，其抗氧化作用主要通过对机体抗氧化酶的影响来实现。机体含有很多含铜的酶，其中反应较灵敏的有铜锌超氧化物歧化酶（CuZn-SOD）、铜蓝蛋白（CER）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）等，此外，血清中脂质过氧化物（LPO）和丙二醛（MDA）含量也是衡量动物抗氧化性能的一个重要指标。本试验的目的是通过研究铜缺乏梅花鹿体内主要抗氧化酶活性的变化，为进一步阐明铜缺乏症梅花鹿的发病机理提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验动物及补铜试验

在吉林市某大型梅花鹿养殖场，选择患共济失调症比较严重的 10 头梅花鹿（发病组），平均体重为82.25±2.28 kg，采集血液样品。抽取该鹿场同年生鹿全血，对铜含量进行抽样检测，选择全血铜含量低于NRC标准（1985 年）[3]下限（0.8 mg/kg）、但无明显摇摆症状的鹿15 头作为亚临床缺铜组，对其进行补铜试验（饲料中添加蛋氨酸铜40 mg/kg 干重，由长沙兴嘉生物工程股份有限公司提供）。以吉林市健康地区某鹿场25 头临床健康鹿作为对照组，分别于试验40 d 和80 d将鹿麻醉后，颈静脉采集血液样本，离心后用于相关指标的检测。同时，采集全血，用于测定血中自由基含量。

1.2 测定项目与方法

血清Cu Zn-SOD活性用黄嘌呤氧化酶法测定；血清GSH-Px 活性采用2-硝基苯甲酸（DTNB）显色法测定；血清CER 活性采用联大茴香胺比色法测定；血清LPO活性采用硫代巴比妥酸（TBA）显色法测定；MDA含量采用分光光度计法测定；血清中一氧化氮（NO）含量采用硝酸还原酶法测定；全血中总自由基的相对含量采用ESR 法测定。

1.3 数据统计与分析

结果均以平均值±标准差表示，试验数据使用SAS 9.1 统计软件进行单因素方差分析，采用Duncan 氏法进行多重比较，P ＜0.05 表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 铜缺乏对梅花鹿血清抗氧化酶活性的影响

各组梅花鹿血清中主要抗氧化酶活性及血清中LPO 含量的测定结果见表1。

由表1 可知，发病组梅花鹿GSH-Px 活性显著低于亚临床缺铜组及对照组（P ＜0.05），亚临床缺铜组和对照组GSH-Px 活性差异不显著（P ＞0.05）；发病组、亚临床缺铜组和对照组CuZn-SOD及CER活性均差异显著（P＜0.05），且发病组这2 种酶的活性最低；发病组梅花鹿的LPO 含量显著高于亚临床缺铜组及对照组（P ＜0.05），亚临床缺铜组的LPO 含量与对照组相比差异不显著（P ＞0.05）；发病组MDA 含量显著高于亚临床缺铜组和对照组（P ＜0.05），而亚临床缺铜组和对照组间差异不显著（P ＞0.05）。

表1 铜缺乏对梅花鹿血清抗氧化酶活性及脂质过氧化物含量的影响Table 1 Effects of copper deficiency on the activities of serum antioxidant enzymes and pipid peroxide content in sika deer

2.2 补铜前、后血清中主要抗氧化指标的变化

补铜前、后对照组与亚临床缺铜组梅花鹿血清GSH-Px、CuZn-SOD、CER 活性和 LPO 含量的变化见表2。

表2 补铜前、后对照组和亚临床缺铜组梅花鹿血清抗氧化酶活性和LPO 含量的变化Table 2 Changes of serum antioxidant enzymes’activity and LPO content of sika deer before and after copper supplement in control group and diseased group

由表2 可以看出，亚临床缺铜组补铜后血清GSHPx 活性有明显提高，补铜前、后GSH-Px 活性差异显著（P＜0.05）；发病组血清CuZn-SOD活性在补铜前、后差异显著（P ＜0.05），但在补铜80 d 时与对照组相比差异不显著（P ＞0.05）；发病组血清CER 活性在补铜前、后有显著差异（P ＜0.05）；发病组血清LPO 含量在补铜前、后差异显著（P＜0.05），但在补铜80 d时与对照组相比LPO 含量差异不显著（P ＞0.05）；发病组血清MDA含量在补铜后显著下降，但其在补铜80 d时与对照组相比MDA 含量差异不明显（P ＞0.05）。

2.3 补铜前、后全血自由基及血清NO含量的变化

补铜前、后梅花鹿全血自由基及血清NO 含量的变化如表3 和表4 所示。由表3 可以看出，在补铜后，对照组的全血自由基含量差异不显著（P ＞0.05）；亚临床缺铜组随着补铜的进行，全血中自由基含量逐渐降低，差异达到显著水平（P ＜0.05），补铜80 d 时亚临床缺铜组自由基含量稍高于对照组，但差异不显著（P＞0.05）。

表3 补铜前、后梅花鹿全血自由基相对含量的变化Table 3 Changes of free radicals cotent in whole blood of sika deer before and after copper supplementation

由表4 可以看出，在补铜后，对照组的血清NO含量差异不显著（P ＞0.05）；亚临床缺铜组随着补铜的进行，血清NO 含量逐渐降低，达到差异显著水平（P ＜0.05），稍高于对照组含量，差异不显著。

表4 补铜前、后梅花鹿血清NO 含量的变化Table 4 Changes of serum NO content in sika deer before and after copper supplementation （nmol/L）

3 讨论

铜是动物所必需的微量元素之一，对动物的生长和生产过程中发挥着重要作用，对于动物的生产性能、繁殖性能以及免疫功能和抗氧化性能等都有很重要的影响。若铜缺乏，则会使动物正常生理活动受到影响，进而影响其生产性能。梅花鹿在正常情况下机体的抗氧化能力和氧自由基的氧化能力保持着动态平衡关系。当抗氧化能力下降或者自由基产生异常增多时，会导致组织的氧化损伤，从而导致疾病发生[4-5]。

血液中抗氧化活性指标很多，GPX、CuZn-SOD、CER、LPO 和MDA 都是重要的抗氧化指标。机体如果出现缺铜，则GPX和CuZn-SOD 的活性均会降低[6]。本试验结果与以上研究结果相一致。本试验结果表明，亚临床缺铜组梅花鹿GSH-Px、CuZn-SOD 活性均显著低于对照组及亚临床缺铜组。发病梅花鹿体内抗氧化酶水平降低导致脂质过氧化产物相对过剩，活性氧增多，诱发脂质过氧化并攻击生物膜系统[7]，补铜后，这一现象得到明显改善。

CER 的主要功能是运输铜，同时还起着抗氧化剂的作用。血清CER 的水平反映着机体各方面的生理和病理状态，测定CER水平，对机体的机能、代谢均具有重要意义[8]。关于梅花鹿机体内CER 含量的相关报道较少，王水琴等[9]测定了吉林双阳地区健康鹿和病鹿的CER 活性发现，二者CER 活性差异显著。鲍坤等[10]通过在生长期梅花鹿日粮中添加蛋氨酸螯合铜，显著提高了血清中CER 的活性。以上结果与本试验结果相一致，说明缺铜会导致梅花鹿血清CER活性降低，在梅花鹿日粮中添加铜元素会提高CER 的活性。其他家畜中的研究结果[11-13]也证实了这一点。

MDA 是衡量脂质过氧化的重要指标。宴家友等[11]认为，在仔猪日粮中添加柠檬酸铜可以显著降低仔猪血清中MDA 的含量，提示柠檬酸铜可以增强机体的抗氧化能力。Zhang 等[14]对绒山羊的研究表明，在饲粮中添加铜能够降低血清中MDA 的浓度。武福平等[15]开展了补铜对铜缺乏奶牛血浆7 项生化指标的影响研究，结果发现，补铜后血浆MDA 水平显著低于补铜前。本试验结果表明，补铜后亚临床缺铜组梅花鹿体内MDA 含量逐步降低，在补铜80 d 时血清MDA 含量达到对照组的正常水平，说明铜的添加能够改善血清中MDA的含量，提高机体抗氧化水平，与前人研究结果相一致。

迄今为止，国内、外尚未见到关于铜缺乏梅花鹿自由基的堆积引起神经系统损伤的机理研究报道。为证实梅花鹿抗氧化性能降低是否与体内氧自由基堆积有关，本试验测定了发病梅花鹿及健康梅花鹿全血中自由基的含量，并通过测定亚临床铜缺乏在补铜前、后的变化来阐明梅花鹿铜缺乏与自由基代谢的关系。补铜后，对照组全血自由基的含量差异不显著（P＞0.05）；亚临床缺铜组随着补铜的进行，全血中自由基含量逐渐降低，差异达到显著水平（P＜0.05）；补铜80 d时发病组自由基含量恢复到正常水平，与对照组差异不显著。由此可见，日粮中补铜可使亚临床铜缺乏梅花鹿体内自由基含量降低，这与柴春彦等[16]在奶牛上的研究结果相一致。

对于发病梅花鹿血清NO含量，从补铜效果来看，亚临床缺铜组梅花鹿在补铜后血清中NO水平显著降低，且与对照组相比无显著差异，说明患病梅花鹿在补铜后血清内NO 含量能够恢复到正常水平，与柴春彦等[16]在奶牛上的研究结果相一致。

4 结论

在患有缺铜症状的梅花鹿日粮中添加铜元素，能够提高梅花鹿血清中CER、CuZn-SOD、GPX 的活性，降低血清中自由基及NO 的含量，使梅花鹿机体的抗氧化性能得到改善。