烟酰胺对泌乳奶牛血液指标、抗氧化及抗炎能力的影响

■ 南冰禹 李 微 臧长江 李晓斌 刘 拓 李云梦 仇娅琪 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）

烟酰胺（nicotinamide，NAM）和烟酸（nicotinic Acid，NA）是维生素B3的两种不同存在形式，二者均以吡啶为基本结构，在体内可以相互转化，NAM 的物理性质比NA 的物理性质更稳定，且NAM 是血液中主要的存在形式[1]。NA/NAM 具有缓解氧化应激、炎症反应及调控脂质代谢的功能，NA 可以通过抑制关键酶活性发挥抗脂解作用，而NAM 可以通过调节沉默信息调节因子表达量调节脂质代谢，二者可以通过调节细胞自身氧化还原状态缓解机体氧化应激[2]。反刍动物可以通过微生物合成、饲粮供给及色氨酸合成途径获得NA，NAM/NA 可以通过被动扩散的方式或以Na+依赖载体介导的扩散方式被胃、小肠吸收，主要的吸收部位是小肠上端，NA 被肠黏膜吸收后会转化为NAM，与蛋白质在组织中结合，进而形成烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide，NAD，辅酶Ⅰ）和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADP，辅 酶Ⅱ）[3-4]。NA/NAM 在体内主要以NAD 和NADP 两种辅酶的形式参与细胞分解代谢、合成代谢等多种重要反应[5]。在高精料饲粮的育肥的牛羊或高产奶牛的生产中，机体合成B 族维生素不能满足自身需要，进而影响机体营养物的代谢，导致生产性能降低[6]。研究表明，添加NA 可以促进瘤胃微生物生长，增加原虫数量及微生物蛋白产量，进而提高机体对氮的利用率，提高动物生产性能[7-8]。血液生化指标不仅可以反映机体健康状况，同时也可在一定程度上反映动物对饲料养分的利用情况，其值会随机体所处的环境、自身生理状况、营养水平等变化而发生改变[9-10]。血液中抗氧化物酶/氧化产物含量可以反映机体的氧化应激程度，炎症因子/抗炎因子含量可以一定程度上反映机体的受损程度[11-12]。研究发现，围产期补饲NAM有效降低了奶牛血液中三酰甘油含量、非酯化脂肪酸含量及β-羟丁酸的含量[1]。Si 等[13]发现NA 显著下调了炎症因子白细胞介素-6和肿瘤坏死因子-α水平，且灌服NA 后高脂组试验鼠血浆中丙二醛水平显著下降。热应激条件下补饲NAM 后，提高了奶牛血液中免疫球蛋白及超氧化物歧化酶的含量，显著降低了非酯化脂肪酸及三酰甘油的含量[14-15]。本试验给泌乳中后期奶牛灌服不同水平NAM，探究其对泌乳奶牛血液生化指标、抗氧化及抗炎能力的影响，旨在为NAM 在动物生产中的应用提供数据参考。

1 材料与方法

1.1 试验时间及地点

本试验于2021 年8 月—11 月在新疆昌吉市吉缘牧业有限公司开展。

1.2 试验材料

NAM 为白色粉末，纯度为99%，购自新疆天康饲料有限公司。

1.3 试验设计与分组

选择胎次[（2.23±0.62）胎]、泌乳天数[（170±50） d]、产奶量[（36.17±7.40） kg/d]相近且处于泌乳中后期的健康荷斯坦奶牛40头，随机分为4组，每组10头，分别为对照组（CK组）和试验组（NAM7、NAM11、NAM15组），CK 组饲喂基础饲粮，NAM7、NAM11、NAM15 组分别在CK 组的基础上灌服7、11、15 g/d NAM。试验期共75 d，其中预试期15 d，正试期60 d。预先将7、11、15 g/d NAM 分别溶于50 mL 离心管中，加水充分溶解。NAM 组除每日灌服NAM 溶液之外，其余条件与CK 组完全相同，NAM 溶液于每日晨饲时进行灌服。

1.4 饲养管理及日粮组成

试验动物均在同一饲养管理条件下进行，自由采食、自由饮水。试验期泌乳牛饲粮参照NRC（2001）标准进行配制，基础饲粮组成及营养水平见表1。

表1 基础日粮组成及营养水平（干物质基础）

1.5 样品的采集与处理

于试验最后1 天晨饲前在牛尾根部采集静脉血，1 份置于含肝素钠的5 mL 采血管中，采集血液样品10 mL，3 500 r/min 条件下离心15 min，吸取血浆并分装至2 mL 离心管中，用于测定血液生理指标；另一份置于5 mL 普通采血管（无抗凝剂）中，采集血液样品10 mL，室温条件下静置30 min 后3 000 r/min 离心10 min，吸取血清并分装至2 mL 离心管中，用于测定血清抗氧化及炎症因子。收集的血清、血浆样品均置于-20 ℃保存。

1.6 测定指标及方法

1.6.1 血液生化指标

使用生化组贝克曼AU5821自动分析仪测定血浆中葡萄糖、尿素氮、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白等含量；血浆中非酯化脂肪酸、β-羟丁酸含量采用试剂盒法（比色法）测定，试剂盒购自北京华英生物技术研究所。

1.6.2 血清中抗氧化指标及炎症因子

血清中抗氧化指标及炎症因子的测定方法如表2所示。

表2 血清抗氧化指标及炎症因子的测定

1.7 数据处理

试验数据用Excel 2010 软件进行初步整理，用SPSS 19.0 统计软件进行单因素方差分析，多重比较采用Duncan’s 法进行；试验结果以平均值表示，变异程度用标准误（SEM）表示。差异显著性判定标准为：P＜0.01 表示差异极显著，P＜0.05 表示差异显著，0.05＜P＜0.10表示有趋势。

2 结果与分析

2.1 NAM对泌乳奶牛血液生化指标的影响

由表3可知，灌服不同水平NAM对泌乳奶牛血浆中谷丙转氨酶活性、谷草转氨酶活性及碱性磷酸酶活性影响差异不显著（P＞0.05）。与CK 组相比，试验组血浆中尿素氮含量显著降低（P＜0.05），且NAM7组血浆中尿素氮含量低于NAM11 组和NAM15 组，三组间差异不显著（P＞0.05）；试验组总蛋白、白蛋白、球蛋白含量均高于CK 组，其中NAM7 组血浆中总蛋白、白蛋白和球蛋白含量均高于NAM11 组和NAM15 组，三组间无显著差异（P＞0.05）；试验组血浆中葡萄糖含量均显著高于CK 组（P＜0.05），其中NAM7 组血浆中葡萄糖含量高于其他两个试验组，但差异不显著（P＞0.05）；与CK 组相比，试验组血浆中三酰甘油含量显著降低（P＜0.05），三个试验组间无显著差异（P＞0.05）；灌服不同水平NAM 对非酯化脂肪酸、β-羟丁酸、总胆固醇的影响差异不显著（P＞0.05）。

表3 NAM对泌乳奶牛血液生化指标的影响（n=10）

2.2 NAM对泌乳奶牛抗氧化能力的影响

由表4 可知，灌服不同水平NAM 后，血清中超氧化物酶歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶含量均高于CK 组，其中NAM7 组血清中三种物质含量均高于CK、NAM11组和NAM15组，但无显著差异（P＞0.05）；各试验组血清中丙二醛水平均低于CK 组，且NAM7 组相较于其他三组，血清中丙二醛含量最低，但差异不显著（P＞0.05）。

表4 NAM对泌乳奶牛抗氧化能力的影响（n=10）

2.3 NAM对泌乳奶牛抗炎能力的影响

由表5可知，灌服不同水平NAM降低了泌乳奶牛血清肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-1β、白细胞介素-6 含量，且NAM7 组血清中肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-1β、白细胞介素-6 含量低于其他两个试验组，但无显著差异（P＞0.05）；各试验组血清白细胞介素-10含量均高于CK组，且NAM7组高于其他两试验组，但无显著差异（P＞0.05）。

表5 NAM对泌乳奶牛抗炎能力的影响（n=10，pg/mL)

3 讨论

3.1 NAM对泌乳奶牛血液生化指标的影响

机体组织器官的功能以及营养代谢情况，可以间接地通过血液生化指标来反映。谷草转氨酶、谷丙转氨酶以及碱性磷酸酶可以间接反映肝功能健康状况，当肝脏发生异常时，3 种酶活性均会升高[16-17]。本试验中，各组间3 种酶活性均无显著差异，表明灌服不同水平NAM 对肝功能及健康状况无明显影响。血浆中尿素氮、总蛋白、白蛋白以及球蛋白的含量是反映机体蛋白质代谢状况的指标，其中球蛋白还与机体免疫机能相关，尿素氮含量降低说明机体对氮的利用率提高；血浆中葡萄糖可以反映机体糖代谢水平[18]。研究表明，添加过瘤胃烟酸（RPNi）或NA 可以增加血液中葡萄糖的含量，降低尿素氮的水平[19-20]；本试验结果与之一致。本试验中，各试验组血浆中尿素氮水平均显著低于CK 组，葡萄糖含量显著高于CK 组；灌服NAM 可能刺激瘤胃微生物生长、增加瘤胃内原虫数量，促进瘤胃微生物蛋白合成或改变微生物蛋白组成，促进碳水化合物向丙酸型发酵模式转变，为机体提供能量[4，6-8]；相较于细菌蛋白，原虫蛋白更容易被机体吸收利用，进而提高了机体对氮的利用率[4]；同时NAM 还可能增强细胞NADPH 水平，改善细胞质氧化还原的平衡，进而使血中葡萄糖含量上升[21-22]。血液中总胆固醇、三酰甘油、非酯化脂肪酸等含量与脂代谢有关[23-24]。三酰甘油分解是脂肪动员的第一步，脂肪被脂肪酶逐步水解，水解产物为非酯化脂肪酸及甘油，二者被释放入血供其他组织氧化利用。有研究者认为，NA 可以通过阻断双甘油酯酰转移酶-2（此酶能将双甘油酯转化为三酰甘油）发挥作用，从而降低血浆三酰甘油和极低密度脂蛋白水平[25]。对人体的研究表明，NA 通过增加高密度脂蛋白，降低低密度脂蛋白和三酰甘油，有效地解决血脂异常[26]。Yuan 等[27]、刘秀梅[28]研究发现，补充RPNi 或NA 后血浆非酯化脂肪酸浓度降低，本试验结果与之相似。本试验中，NAM显著降低了血浆中三酰甘油的水平，同时各试验组低密度脂蛋白、非酯化脂肪酸、总胆固醇均低于CK组，非酯化脂肪酸及β-羟丁酸也有下降的趋势，但均无显著差异。灌服NAM 可能通过调节有关因子、抑制脂肪分解来调控脂质代谢[29]。

3.2 NAM对泌乳奶牛抗氧化能力的影响

抗氧化能力能够反映机体的健康状况，超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶等酶构成了动物机体一线抗氧化防御系统，可防御机体器官和细胞遭受自由基的侵害；自由基的蓄积会对机体产生负面影响，如机体免疫功能降低、体重减轻、细胞生物膜受损、蛋白质变性等[30]。因此氧化功能/抗氧化机制的平衡对机体健康尤为重要。丙二醛是细胞中脂质氧化过程中的最终产物，可以用血液中丙二醛的含量间接反映机体细胞的受损伤程度[7]。超氧化物歧化酶是细胞内重要的抗氧化剂之一，是抵抗机体内超氧化物转化为H2O2的第一道防线，它能缓解细胞因治疗、照射和某些肿瘤引起的损伤[17]。谷胱甘肽过氧化物酶可以清除机体内的自由基，阻止生产脂质过氧化物。NA 和NAM 均被报道有缓解应激的作用。NAM/NA 可以调节线粒体中NAD+/NADH 值，NAD+/NADH值增加（或NADH/NAD+值降低），会使其电子泄漏率降低，同时可以减少超氧化物的生成量，减缓细胞氧化应激状态并提高其抗氧化能力[21，31]。孙先枝等[14]研究表明，NAM 可提高机体血中免疫球蛋白含量、超氧化物歧化酶也有升高的趋势，说明NAM 可以使机体抗氧化能力提升。NA 可以通过增加人主动脉内皮细胞氧化还原电位的途径，达到缓解血管氧化应激的效果，还能通过减少人肝细胞活性氧含量以及降低促炎因子白细胞介素-8含量的方式，发挥抗氧化应激的作用[32]。围产期奶牛补饲NAM 提高了体内抗氧化物酶活性，缓解了奶牛氧化应激[33]。奶山羊在围产期补饲NAM 提高了子代羔羊抗氧化以及免疫能力[29，34]。本研究结果与上述结果一致。本试验条件下，灌服不同水平NAM 后，与CK 组相比，各试验组血清中超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶含量，均有升高的趋势。因此，推测奶牛补充NAM 可在一定程度上缓解机体应激状态，NAM 作为NAD+的前体物，可增加细胞NAD+/NADH 值（或使NADH/NAD+值降低），通过调节细胞的氧化还原状态进而调控机体应激状态，提高机体抗氧化能力。

3.3 NAM对泌乳奶牛抗炎能力的影响

免疫细胞和非免疫细胞受刺激会产生细胞因子，细胞因子是一种具有多种功能、可以调节机体免疫应答的蛋白质分子[35]。炎症因子是细胞因子的一种，主要参与炎症反应，机体受到外界刺激时，会产生免疫应答并分泌大量的炎症因子，传递给免疫细胞（如巨噬细胞、淋巴细胞等），使机体进入应激状态，抵制致病菌的侵入，同时也可能进一步释放炎症因子，引发更强的炎症反应。肿瘤坏死因子-α是炎症反应过程中出现最早且最重要的炎性介质，是炎性反应的促发剂。白细胞介素-1β主要由活化的单核-巨噬细胞产生，是促炎性细胞因子，主要通过刺激炎症和自身免疫病相关基因的表达来调节免疫细胞，介导T、B 细胞的活化、增殖与分化。白细胞介素-10 是一种抗炎因子，它可以刺激B 细胞分化增殖，促进抗体生成。Guo等[36]研究发现，NA 可以显著提高奶牛乳腺组织的免疫水平，降低牛奶和血清中白细胞介素-6、肿瘤坏死因子-α和白细胞介素-1β的水平。本试验条件下，NAM降低了泌乳奶牛血清中肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-1β、白细胞介素-6 含量，提高了血清中白细胞介素-10 含量。NA 主要作用于GPR109a 和GPR109b 受体，该受体在脂肪细胞和免疫细胞中表达，在脂肪细胞中，GPR109a活化可以减少三酰甘油脂解，减少游离脂肪酸对肝脏的动员，GPR109a可以通过抑制NF-κB信号通路/介导T 细胞达到缓解细胞炎症的目的[37]。Almquist 等[38]研究表明，LMQUISTGPR109a 在乳腺上皮细胞（BMECs）和炎症反应中高表达，激活GPR109a可以显著降低BMECs 中白细胞介素-6、白细胞介素-1β和肿瘤坏死因子-α的表达，从而抑制乳腺炎，因NA 是GPR109a 的配体，亦可以缓解炎症反应。NAM 可以通过抑制活性氧的生成及促炎因子的表达从而缓解炎症[39-40]。孙先枝等[14]研究表明，NAM 可以使血中肿瘤坏死因子-α含量降低。奶山羊在围产期补饲NAM 可减少其血液中促炎因子的浓度，同时提高了子代羔羊的免疫能力[29，35]。NA 能使小鼠肺泡炎症细胞中肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-6、白细胞介素-8 的含量减少[41]。因此，推测灌服不同水平NAM，可以通过抑制核因子-κB（NF-κB）通路的方式，减少炎症因子的表达，从而缓解细胞的炎症反应[22]。

4 结论

灌服不同水平烟酰胺可以提高泌乳奶牛血浆葡萄糖含量、降低血浆中三酰甘油及尿素氮的含量，进而提高自身能量转化及利用效率，改善机体氧化应激状态，在实际生产中建议烟酰胺适宜添加量为7 g/d。