放牧绵羊血清矿物质元素与免疫调节相关因子的相关性

周琦珺，王建发，连 帅，武 瑞

（黑龙江八一农垦大学动物科技学院 163319）

矿物质元素是机体重要的无机物，参与各种生理过程，如骨骼发育，血液形成，激素合成和心跳调节[1]。每日摄入适当矿物质元素对于维持健康，抵抗疾病十分必要。当前，我国养殖行业高度集约化，地域因素导致的矿物质元素失衡理应避免，但在实际生产中，矿物质添加剂的不规范使用现象普遍存在，易造成矿物质稳态失衡和免疫功能障碍[2]。而且矿物质元素互作效应也十分复杂，实践中不科学地在饲料中添加矿物质元素不仅不会提高畜牧养殖经济效益反而导致浪费、影响动物生产性能、污染环境，还潜在威胁人类健康[3,4]。实验室前期研究证实绵羊矿物质元素稳态失衡会影响中性粒细胞的代谢、转录和功能[5]。但在放牧条件下，绵羊体内血清矿物质元素的变化是否影响免疫调节相关因子的表达还不清楚。为此，本试验旨在探究矿物质元素与小尾寒羊免疫调节因子的相关性，为生产实践中合理添加矿物质元素提供依据。

1 材料方法

1.1 试验动物

本次试验在黑龙江省大庆市某地随机选取体况相近2月龄的雌性小尾寒羊45只，在不同饲养条件下饲养5个月。其中22只在标准饲养条件下饲养作为对照组，日粮参照国家肉羊饲养标准（NY/T 816-2004）配制（日粮成分见表1），自由采食和不限制饮水。23只在自然放牧状态下饲养作为试验组，每日早8点放牧，晚6点归牧，放牧前与归牧后设置水槽供羊只自由饮水。饲养期结束后，由颈静脉采集血液分离血清，检测血清中矿物质元素：钙、钾、镁、磷、铁、铜、锌含量与免疫因子：IL-6、IL-8、TNF-α、IgG水平。

表1 绵羊日粮成分表（风干基础）

1.2 样本采集与处理

所有绵羊均在清晨，饲喂前或放牧前（空腹）通过颈静脉采血10mL，在室温条件下静置20min，以3500 rpm/min离心15 min，取上层血清，于-20℃保存。

1.3 矿物质元素与细胞因子检测

血清中，矿物质元素钙、钾、磷、镁、铁、锌、铜含量以及免疫因子IL-6、IL-8、TNF-α、IgG的水平检测均使用试剂盒进行，生产厂家及货号见表2，具体操作步骤按试剂盒说明进行。

表2 试验主要检测试剂盒

1.4 统计方法

所有试验数据先使用Microsoft Office Excel 2019软件进行整理，结果以“平均值±标准差”表示。随后使用SPSS26软件进行独立样本T检验和Pearson（皮尔逊）相关性分析。差异显著性表示为：P > 0.05为差异不显著，P < 0.05为差异显著，P < 0.01为差异极显著，P < 0.001为差异极显著。

2 结果与分析

2.1 矿物质元素检测结果

不同饲养条件下绵羊血清中矿物质元素检测结果如表3所示。结果表明，与对照组相比，放牧组绵羊血清中镁极显著降低（P < 0.001）、钾显著降低（P < 0.05）、铁显著降低（P < 0.01），锌显著升高（P < 0.05）。其他矿物质元素差异不明显。

表3 矿物质元素检测结果

2.2 细胞因子检测结果

细胞因子检测结果如表4所示。结果表明，与对照组，放牧组绵羊血清中IL-8、IgG显著含量升高（P < 0.05），IL-6、TNF-α含量变化不大。

表4 血清中细胞因子检测结果

2.3 放软条件下绵羊血清中矿物质元素间的关系

矿物质元素之间相互协同、拮抗作用复杂，为了探究矿物质元素之间的关系进行Pearson相关性分析，结果表明（表5所示），铁与镁呈正向相关且差异显著（R=0.452 P < 0.05），铁与铜呈负相关且差异显著（R=-0.509 P < 0.05），锌与钙呈正相关且差异显著（R=0.584 P< 0.01），其他元素之间相关性不强。

表 5 矿物质元素之间相关性

2.4 放软条件下绵羊血清中矿物质元素与细胞因子的关系

放牧条件下绵羊血清中矿物质元素与IL-6、IL-8、IgG、TNF-α的关系见表6。如表6所示，通过Pearson相关性分析可知，在矿物质元素失衡后绵羊血清中矿物质铁与IgG呈正相关且差异显著（R=0.504 P < 0.05）其他矿物质元素与细胞因子之间相关性不强。

表6 放牧条件下绵羊血清中矿物质元素与IL-6、IL-8、IgG、TNF-α的关系

3 讨论

大量研究报道表明，在矿物质元素缺乏或供应过剩的情况下，引起稳态失衡导致宿主对抗感染的反应能力下降[6]。矿物质对于支持免疫系统正常运转非常重要，这涉及对病原体的防御机制，以及对促炎和抗炎调节的长期平衡。有研究表明，Mg缺乏引起免疫过度防御，急性期蛋白释放，依赖Mg合成的谷胱甘肽减少，神经酰胺的合成增加，而神经酰胺会诱导NFκB，相应地释放细胞因子如TNF-α，IL-1β和IL-6等。此外低Mg血症也破坏了Ca2+体内平衡，增强了Mg缺乏症的促炎作用[7]。Fe失衡会损害B细胞增殖和T细胞功能，影响抗体产生，实验证明适当补充Fe可以提高细胞因子的水平。适当的Zn水平才会维持机体正常免疫功能，Zn缺乏可能导致IL-1β依赖性炎症疾病的发生，研究表明使用Zn刺激小鼠巨噬细胞时，通过PKC/MAPK/C/EBP信号级联增加IL-6和TNFα的分泌[8]。在本试验中，统计结果表明与对照组相比放牧组绵羊血清中矿物质元素Fe、K、Mg含量降低，而Zn含量升高，存在失衡情况；且炎症相关的细胞因子IgG、IL-8比对照组显著升高，由Pearson分析结果可知Fe与IgG有相关性。这些结果表明，矿物质元素维持免疫稳态有着重要作用，而且免疫状态不止和单一矿物质元素水平改变有关。