奶牛氧化應激與抗氧化探討范文

本站小編為你精心準備了奶牛氧化應激與抗氧化探討參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

《北方牧業雜志》2015年第五期

1氧化應激的評估和測定

對于判斷奶牛是否處于氧化應激狀態及其嚴重程度，目前主要應用熒光法、HPLC法等檢測血液、紅細胞以及乳腺組織中氧化物或抗氧化的生物學指標來進行間接判斷，氧化狀態血液指標包括活性氧代謝產物（ROM）、脂質過氧化產物（MDA）、硫代巴比妥酸反應物（TBARS）、硫醇組（SH）等，抗氧化指示物則包括谷胱甘肽過氧化物酶、（GSH-PX）超氧化物歧化酶（SOD）等，若檢測到這些指標有所升高，提示奶牛可能發生了氧化應激，而后者還是生物體或組織器官自身抗氧化能力的反映。

2氧化應激對奶牛的危害

2.1氧化損傷自由基是外圍至少含有一個不成對電子的原子或分子，因此它易于與周圍接觸到的分子進行反應，細胞DNA、蛋白質、脂肪成為自由基的天然靶標。羥基自由基可以引起DNA鏈斷裂或修飾DNA的堿基或脫氧核糖基，氧化的DNA損傷隨后導致轉錄的改變和基因的突變，而導致細胞死亡。奶牛的氧化應激使過渡期的脂質過氧化反應顯著增加，多不飽和脂肪酸因為其雙鍵結構更容易受到自由基的攻擊，脂肪酸從最初的失去電子而形成脂質自由基，脂質自由基在有氧條件下生成脂質過氧自由基，導致一系列連鎖反應使細胞自溶。脂質過氧化產物能夠損傷細胞膜和細胞器并使細胞的信號傳遞功能發生改變。另外在奶牛的試驗表明，因為氧化應激導致的脂質過氧化反應增加了內皮細胞的炎癥表型。蛋白質的氧化可能使酶失活而失去其在細胞內的生物功能作用，有害的氧化產物能對細胞產生嚴重的損傷，據推測，奶牛某些階段體細胞數上升與乳腺組織的氧化損傷有關。

2.2增加乳房炎患病風險抗生素治療乳房炎是臨床上普遍采取的治療手段，但近年來發現，奶牛乳房炎發生發展過程與氧化應激有緊密的聯系。Kleczkowski等發現在由葡萄球菌、鏈球菌或大腸桿菌引起的亞臨床乳房炎病例中，血液中維生素C水平顯著降低，另外在一例嚴重的乳房炎病例中發現奶牛紅細胞脂質過氧化物水平增加，這都表明乳疾病與氧化應激相關。Blum等還發現乳腺用大腸桿菌或大腸桿菌內毒素灌注后，血漿和牛奶中亞硝酸鹽和硝酸鹽濃度明顯升高，并且不受恩諾沙星治療的影響。最初人們設想通過抗氧化來觀察乳房炎的治療情況，Chaiyotwittayakun等通過乳腺灌注內毒素誘導乳房炎后，再灌注大劑量的維生素C和組氨酸，盡管這種治療方式并沒有改善臨床癥狀，但提高了治療后的產奶量。氧化應激產生的組織損傷和對炎癥的介入預示著它在乳房炎的發病過程中的重要作用。Politis等通過添加α-生育酚作為抗氧化劑，來檢測奶牛的氧化狀態，并比較氧化狀態與乳房炎發病率的關系，結果證明氧化應激水平與奶牛乳房炎發病率呈正相關，試驗組乳房炎發病率比對照組提高了4倍。

2.3生產性能下降奶牛的生產性能與機體的能量代謝和健康水平有關，氧化應激通過氧化損傷、影響物質代謝以及增加疾病風險而導致奶牛生產性能下降。Vazquez等證明在泌乳中后期奶牛日糧中添加抗氧化劑，能夠提高產奶量，并證明這些抗氧化劑能夠增加干物質、有機物和纖維素的消化率。因為瘤胃的高度厭氧環境，瘤胃中微生物對氧化應激更敏感，氧化應激能夠抑制瘤胃微生物的發酵而導致營養水平的降低。氧化損傷能夠引起細胞信號傳導異常和細胞凋亡，尤其是引起乳腺組織損傷，而使泌乳力降低。由于奶牛乳腺組織的高強度代謝，產生大量的活性氧自由基，而本身的抗氧化能力容易受到抑制，所以是氧化應激最嚴重的器官。自由基還可以影響奶牛的繁殖性能，如導致奶牛的子宮收縮減弱，從而降低子宮向輸卵管運送精子的能力，導致受精率下降或不孕等。

3奶牛的抗氧化應激研究進展

3.1自身的防御機制動物機體的抗氧化機制通常分為三個層次，首先是細胞具備的抗氧化網絡系統，抗氧化網絡包含的物質根據分子量大小分為兩大類，一類是抗氧化酶系，另一類是小分子量的維生素C、維生素E及谷胱甘肽等。第二個防御機制是氧化監視和修復，包括DNA、蛋白質、脂肪的氧化修復和分解代謝。據統計，1個細胞的DNA每天要經歷1萬~10萬次氧化修復，而且幾乎全部是酶促氧化修復。如果產生的氧化損傷超出了修復和消除的范圍，細胞則啟動自殺與凋亡程序，防止臨近的細胞受到影響。

3.2外源的抗氧化劑如何預防和減小氧化應激給奶牛帶來的損害，生產上除了調整日糧結構、改善飼養環境之外，最主要的方法是通過在日糧中添加抗氧化劑來進行干預。高效抗氧化劑的開發和抗氧化機制的研究一直是人們關注的焦點，近年來在奶牛飼料中添加的抗氧化劑主要有以下幾種。

3.2.1維生素在以奶牛為研究對象的試驗中發現，維生素E/α-生育酚的抗氧化機制包括清除自由基、增強嗜中性粒細胞趨向性與吞噬能力、降低體細胞、增加超氧化物歧化酶產量、減少乳房炎的嚴重程度和持續時間以及減少細胞間黏附因子表達等作用。Mustafa等研究了維生素A+維生素D+維生素E以及維生素E+硒對長期泌乳引起的氧化應激的改善作用，結果表明試驗組去甲腎上腺素水平下降，而對照組脂質過氧化產物水平顯著升高，表明兩種組方都可以防止脂質過氧化反應和氧化應激，對奶牛正常泌乳有保護作用。維生素E是細胞抗氧化網絡的重要組成部分，它與自由基反應形成維生素E自由基復合物，并能通過一個其他的抗氧劑網絡再生出來，稱為“維生素E再生系統”，這個系統需要有維生素E的外源補充才能發揮作用，另外維生素E也可用作奶牛氧化應激狀態的檢測劑。維生素C具有強還原性，在酶促氧化修復中起到重要作用，并且能夠預防熱應激。維生素A是一種重要的免疫改善和抗氧化應激因子，LuJin等在泌乳期奶牛飼料中分別添加110國際單位/千克體重和220國際單位/千克體重的維生素A，觀察其對奶牛泌乳性能、抗氧化活性和免疫功能的影響，結果表明，高劑量組奶中維生素A濃度上升，免疫水平、抗氧化水平均高于低劑量組，乳中體細胞數、可溶性CD8濃度和丙二醛含量顯著降低，意味著可以提高奶牛泌乳期抗氧化活性和免疫功能。

3.2.2微量營養元素在體內，鋅、銅是鋅銅超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶的組成成分，缺乏能使這2種酶的含量下降，加劇脂質過氧化反應。鋅還能夠通過提高金屬硫蛋白的表達量而增加清除自由基的能力。錳有銅、鋅類似的功能，它參與組成體內的超氧化物酶和過氧化氫酶，這些酶能夠催化超氧陰離子的分解而降低其對細胞的毒害。硒與維生素E在抗氧化應激功能方面有顯著的協同作用，硒主要通過含硒酶起作用，含硒酶則能夠直接清除活性氧實現對氧化還原的調控，對圍產期奶牛乳腺健康有重要功效。

3.2.3天然植物提取物越來越多的研究證明中草藥及提取物具有良好的抗氧化應激效果。Liu等在中國荷斯坦牛基礎日糧中每天添加200~400毫克的大豆黃酮，結果奶牛血液中SOD、GSH-PX、TAC顯著提升，而且產奶量和乳脂率也顯著增加。中藥葛根富含黃酮類化合物和葛根素，試驗證明葛根提取物有抗氧化應激作用，可用于預防因氧化應激而發生的疾病。茶多酚是一類從茶葉中提取的多酚類物質，這些物質含有的酚性羥基基團具有消除自由基的能力，王振云等用20~100微克/毫升茶多酚處理奶牛乳腺上皮細胞，結果細胞存活率和SOD活性均顯著提高。王冬凱近期也報道了茶葉提取物可以提高奶牛的血液抗氧化指標，降低體細胞數、改善泌乳性能，對奶牛乳腺組織具有保護作用。

4總結與展望

我國奶牛飼養量增大，提高單產一直是行業的首要目標，如何應對奶牛高產所面臨的氧化應激問題值得引起重視。應該從氧化應激的角度來配備奶牛飼糧和改善環境，并積極使用抗氧化應激產品來減少其對奶牛造成的危害，同時需要重新評估奶牛乳腺的健康問題和調整乳房保健思路。抗氧化的研究和其成果的應用將在奶牛保健中獲得長足的發展，并大大提升奶牛的健康水平和生產性能。

作者：黃華波禹善秋單位：湖南泰豐動物藥業有限公司