补喂色氨酸对伊犁马血浆5-羟色胺、褪黑素含量及抗氧化能力的影响

张文杰，韩 明，王世昌，张仕琦，李晓斌，杨开伦

（新疆农业大学动物科学学院，新疆肉乳用草食动物营养重点实验室，新疆乌鲁木齐 830052）

褪黑素（MT）主要是哺乳动物松果体合成分泌的一种胺类激素，具有调节机体昼夜规律[1]、调控性激素分泌[2]、提高免疫功能[3]、抗机体氧化[4]等多种生理功能。MT 由色氨酸经过一系列作用合成，首先是经过色氨酸羟化酶和L-芳香氨基酸脱羧酶作用生成5-羟色胺（5-HT），随后在芳烷基胺N-乙酰转移酶催化下生成N-乙酰-5-羟色胺，最后经过羟基吲哚-氧-甲基转移酶发生甲基化作用产生MT[5]。因此，色氨酸作为MT 的一种重要前体物质，对动物机体的MT 代谢起到重要的调节作用[6-7]。

饲粮中添加色氨酸是调控动物机体内MT 含量和抗氧化能力的常用方法。Brittany 等[8]研究表明，给马补喂色氨酸可提高马血清游离色氨酸含量，并减缓马匹的应激。本课题组前期研究表明，在奶牛和绵羊饲粮中添加色氨酸对机体内MT 含量及抗氧化能力有明显影响[9-10]。陈俊宏等[9]试验表明，添加色氨酸及过瘤胃色氨酸均能提高奶牛抗氧化能力，且添加过瘤胃色氨酸还可以提高牛奶中MT 含量。王根等[10]试验指出，日粮中添加过瘤胃色氨酸可以提高绵羊血液抗氧化能力，并可以提高绵羊白天血液中MT 含量，但对夜间MT 含量没有明显影响。本试验旨在探究补喂色氨酸对伊犁马母马血浆中MT 含量及抗氧化能力的影响，为通过色氨酸调控伊犁马MT 含量的应用提供科学参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验时间和地点 动物试验于2019 年4 月14 日—5 月8 日在新疆伊犁哈萨克自治州昭苏马场孕马尿生产基地进行。血样采集当天的日出时间为07:09，日落时间为21:44，昼长14.35 h。

1.2 试验设计和饲粮组成 挑选20 匹健康、体重为（263.05±14.77）kg 的2 岁伊犁马母马，随机分为4 组，每组5 匹。所有试验马匹饲喂同一营养水平精料补充料（购自新疆伊犁州昭苏县骏力农牧科技有限公司），每天每匹马精料补充料饲喂量为2 kg，干牧草饲喂量为（10±1.2）kg，自由饮水，在此基础上，试验组每天每匹马分别补喂20、40、60 mg/kg BW 的色氨酸（购自新疆阜丰生物科技有限公司，纯度≥98%），色氨酸的补喂量参考Brittany 等[8]的研究结果。精料补充料组成和营养成分见表1，干牧草的营养成分见表2。

1.3 饲养管理 试验期间所有马匹均在同一马厩，单栏饲养，每天每匹马的色氨酸、精料补充料平均分成2 份，将色氨酸混于精料补充料装入封口袋中，分别于08:00和20:00 饲喂，待精料采食完毕，将马匹赶入活动圈，定量采食干牧草，自由饮水。每天按时打扫马厩，清除粪便，更换垫草。

1.4 样品的采集与处理 于试验的第25 天07:30 及00:00采集血样，通过颈静脉采集血液至肝素钠抗凝采血管中，3 000 r/min 离心15 min，制备血浆，分装至1.5 mL Eppendorf 管中，标记后在-20℃冰箱中冷冻保存。夜间为防止光线对伊犁马松果体的影响，采用弱光手电筒（光照强度不超过5 Lux）照明并用一层薄红布遮住其灯头，减弱亮度，避免直接照射马匹眼睛。

表1 精料补充料组成及营养成分（干物质基础）

表2 干牧草的营养成分（干物质基础）

1.5 指标测定 马匹血浆中5-HT、MT 含量采用酶联免疫吸附法测定，上午饲喂前0 h 的丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）、总抗氧化能力（T-AOC）、谷胱甘肽过氧化酶（GSH-Px）采用比色法测定。以上样品均送至北京华英生物技术研究所进行测定。

1.6 统计分析 数据采用Excel 2010 进行初步整理，试验结果以平均值± 标准差表示。所有试验数据采用SPSS 19.0 统计软件的ANOVA 进行单因素方差分析，差异显著则用Duncan´s 法进行多重比较。其中，5-HT和MT 采用正交多项式对比，检验日粮中色氨酸含量增加的线性和二次效应。P＜0.05 作为差异显著的判断标准，0.05＜P＜0.10 认为有差异趋势。

2 结果与分析

2.1 补喂色氨酸对伊犁马血浆5-HT 和MT 含量的影响由表3 可知，00:00 采样，对照组和20、60 mg/kg BW色氨酸组血浆5-HT 含量均高于40 mg/kg BW 色氨酸组（P＜0.05）。07:30 采样，与对照组相比，40 mg/kg BW 色氨酸组血浆MT 含量有升高趋势（0.05＜P＜0.10）；00:00 采样，MT 含量呈二次显著性变化，对照组和40、60 mg/kg BW 色氨酸组低于20 mg/kg BW 色氨酸组（P＜0.05）。

2.2 补喂色氨酸对伊犁马血浆抗氧化能力的影响 由表4 可知，20、40 mg/kg BW 色氨酸组的T-AOC 高于对照组和60 mg/kg BW 色氨酸组（P＜0.05）；40 mg/kg BW 色氨酸组的GSH-Px 和SOD 活性最高，显著高于对照组；而MDA 的变化趋势相反，20 mg/kg BW 色氨酸组MDA 含量低于对照组和60 mg/kg BW 色氨酸组（P＜0.05）。总体来说，补喂3 种剂量的色氨酸均能提高伊犁马血浆抗氧化能力。

3 讨 论

3.1 补喂色氨酸对伊犁马血浆5-HT、MT 含量的影响动物机体在摄入色氨酸后，可以经过一系列变化转化为MT。本试验中，07:30 采样，色氨酸组5-HT 含量均低于对照组，而色氨酸组血浆MT 含量均高于对照组，并且40 mg/kg BW 色氨酸组显著升高；00:00 采样，40 mg/kg BW 色氨酸组的5-HT 含量显著低于其他各组，20 mg/kg BW 色氨酸组的MT 含量最高。这可能是因为在伊犁马日粮中补喂色氨酸一段时间后，在机体中形成了一种固定的机制，进而加快了5-HT 向MT 转化的过程，增加了血液中MT 含量。

前人在马上的研究表明，血液中MT 含量具有白天低夜间高的变化趋势[7]。Esteban 等[11]研究表明，给大鼠口服色氨酸可以显著提高血液中MT 含量，这与本试验结果一致。王根等[10]研究表明，日粮中添加过瘤胃色氨酸可以提高绵羊白天血液中MT 含量，但对夜间MT 含量没有明显影响。而Kollmann 等[12]研究发现，给瑞士褐牛添喂过瘤胃色氨酸后，夜间血液MT 含量显著上升，而白天则没有变化。以上2 个试验呈现不同的变化，而本试验中，白天和夜间血液MT 含量均有显著性差异，可能与试验动物不同有关。研究表明，MT 的分泌具有明显的规律性，正常情况下，白天分泌较少，而夜间分泌较多[13]。本试验中血液MT 含量也呈现相似的变化规律。色氨酸作为MT 的前体物质，在机体内经过羟化、脱羧、乙酰化和甲基化等作用最终形成MT。本试验结果表明，饲粮中补喂色氨酸可以提高血液中MT，这预示着饲粮补喂色氨酸对动物体内MT 含量的提高具有一定的促进作用。

3.2 补喂色氨酸对伊犁马血浆抗氧化能力的影响 畜禽受到内外环境刺激时，机体会产生过多的自由基，氧化应激是自由基在体内产生的一种负面作用[14]，对畜禽的生长及生产性能的发挥产生不良影响，在日粮中补充色氨酸可以有效缓解动物应激。研究证实，氧化应激促进色氨酸的分解代谢，色氨酸的氨基可与氧化剂直接结合，可以有效阻止其他物质的氧化反应，从而起到抗氧化的作用[15]。本试验中，补喂3 种剂量的色氨酸均可以提高伊犁马血浆抗氧化能力，补喂色氨酸使血液中的GSH-Px、T-AOC 和SOD 活性显著增加，MDA 含量显著降低，其中20 mg/kg BW 色氨酸组和40 mg/kg BW色氨酸组的作用效果更加明显，当补喂量为60 mg/kg BW 时，作用效果减弱。

表3 补喂色氨酸对伊犁马血浆5-HT 和MT 含量的影响

表4 补喂色氨酸对伊犁马血浆抗氧化能力的影响

Bagshaw 等[16]指出，口服色氨酸可以缓解马的氧化应激，提高抗氧化能力。江敏[17]研究表明，断奶仔猪日粮中添加色氨酸可以提高血液中的T-AOC、GSHPx 和SOD 水平，降低MDA 含量。马玉娥等[18]研究同样表明，在黄玉肉鸡饲粮中添加色氨酸，血清中SOD活性、GSH 含量和GSH-Px 活性显著升高。此外，色氨酸代谢产物MT 可通过提高抗氧化酶的活性直接发挥抗氧化作用[19]，因此，饲粮中添加色氨酸提高抗氧化能力也可能与机体MT 含量升高有关。Nayak 等[20]证实，色氨酸的代谢产物MT 可清除体内自由基，也具有抗氧化作用。本试验也获得了相似的试验结果。以上研究结果表明，色氨酸和MT 均具有抗氧化作用。因此，补喂色氨酸对提高动物的抗氧化能力有着积极意义。

4 结 论

本研究结果表明，补喂色氨酸可以提高伊犁马血浆MT 含量，在夜间效果更加明显，可提高伊犁马的抗氧化能力，适宜的添加水平为20～40 mg/kg BW。