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补充维生素E、维生素C和β-胡萝卜素对母猪产后抗氧化/氧化性能的影响


现代畜牧网 http://www.cvonet.com 2020/9/16 11:43:15 关注:91 评论: 我要投稿

补充维生素E、维生素C和β-胡萝卜素对母猪产后抗氧化/氧化性能的影响

任方奎 译 潘雪男 审


  摘要:研究了给母猪补充维生素E、维生素C和β-胡萝卜素对其产后机体抗氧化/氧化性能的影响。试验选择24头初产母猪,随机平均分入试验组和对照组。在妊娠中期至产仔,试验组母猪每周选择2 d补充维生素E(200 mg)和维生素C(1 000 mg),并于产仔前第14天和第7天肌注70 mg β-胡萝卜素;对照组母猪不予补充维生素。补充前(妊娠期第57天或第58天)、产后48 h和第7天采集血样,用分光光度法测定谷胱甘肽过氧化物酶、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的活性以及血浆中维生素C、维生素E、硫代巴比妥酸反应物质和巯基(SH基团)的水平。与对照组母猪相比,试验母猪产仔后第7天红细胞GSH-Px和CAT的活性显著升高,产后48 h SOD活性显著升高;试验组母猪产后两个检测点的血浆维生素C和维生素E含量均显著升高,TBARS含量均显著降低,产后第7天巯基(-SH)的含量明显升高。本研究证明,在妊娠后期给母猪补充维生素E、维生素C和β-胡萝卜素,通过提高机体的抗氧化能力以及降低脂质和蛋白的过氧化反应,对产后机体的抗氧化/氧化平衡产生有利的影响。
  关键词:母猪;抗氧化物质;氧化应激;产后阶段活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)的产生和中和之间的平衡对于维持人和动物体内的生理功能平衡以及健康至关重要。由抗氧化酶以及许多内源性和外源性非酶类抗氧化剂组成的抗氧化防御系统负责调控ROS的安全界限。由ROS过量产生和(或)抗氧化机制功能不足引起的抗氧化/氧化失衡能诱发机体的氧化应激是有害的,因为它会损坏体内的大分子,破坏机体的新陈代谢和免疫力,最终会引发许多疾病。
  大量研究结果表明,怀孕期间、分娩和产后,人或动物的机体会产生过量的ROS。ROS过量产生会使母体动物和新生动物的机体产生氧化应激,这很可能会引发各类产后疾病。
  由于ROS是人和动物的许多疾病的病因之一,因此利用各种抗氧化剂化合物来预防这些疾病引起了人们的很大兴趣。在能够缓解机体氧化应激的各种因素中,维生素E、维生素C和β-胡萝卜素受到了特别的关注,它们已被证明具有良好的抗氧化特性,并且可以很容易且安全地用作人类膳食或动物日粮的添加剂。这三种维生素都属于重要的非酶类抗氧剂,能够减少人或动物体内脂质、蛋白质和核酸的氧化损伤,一起用作抗氧化剂时会产生协同作用。维生素E和维生素C之间的协同作用发生于维生素C对维生素E的再生作用。与维生素E不同,维生素C能够清除动物体内的次氯酸和酪氨酸自由基,保护脂质对抗活性氮诱导的氧化反应。维生素E可保护β-胡萝卜素的双键对抗过氧化作用;β-胡萝卜素还能够破坏脂质过氧化的链式反应。不同是,维生素E在高氧浓度下的作用更具活性,而β-胡萝卜素在低氧分压状态下能表现出更好的活性。考虑到这些维生素相互间会产生协同作用,我们可以预测一起补充这三种维生素比单独补充其中的一种维生素更有利于对人和动物的抗氧化/氧化状态的改善。
  大量研究表明,在猪日粮中添加单种维生素会对猪的健康和繁殖性能产生有益的影响;然而缺少有关添加维生素E、维生素C和β-胡萝卜素这三种维生素对妊娠母猪机体抗氧化/氧化状态影响的数据。
  本研究的目的是确定在日粮中添加维生素E、维生素C和β-胡萝卜素对母猪产后抗氧化/氧化状态的影响。
  1  材料和方法
  1.1 试验动物和材料
  研究以24头波兰大白猪初产母猪和“波兰大白猪×波兰长白猪”初产母猪为试验动物。所有母猪均来自一家封闭式繁殖的猪场。试验母猪在确诊怀孕后立即转入定位栏中进行个体饲养,在预产期前8 d~10 d再转入产房的产床上单独饲养。妊娠期间,根据母猪的营养和能量需求变化情况调整饲料。所用饲料由猪场用大麦、燕麦、麦麸、菜籽饼、豆粕、矿物添加剂和怀孕母猪专用预混料自行配制而成。
  试验母猪随机分成两组——试验组(A组)和对照组(B组),每组12头。在妊娠中期(妊娠第57天或第58天)至产仔,每周选择2 d,按维生素E 200 mg和维生素C 1 000 mg的水平在试验组每头母猪的饲料中添加Polfasol? EC添加剂(含0.02 g维生素E、0.1 g维生素C和1.0 g载体等;波兰Polfa Kutno公司提供),添加方式为在每头母猪采食时向其料槽中单独添加。此外,在预产期前14 d和7 d,以70 mg/头的剂量给试验母猪肌肉注射Carofertin? 注射剂(含β-胡萝卜素10 mg,溶剂等1 mL;奥地利Werfft-Chemie GmBH公司提供),补充β-胡萝卜素。对照组母猪不补充维生素。试验所用的全部母猪临床上健康,在妊娠第115天至第116天自然分娩(未诱导)。此外,在整个试验期间,试验母猪无助产和其他协助,也不服用药物。
  在补充维生素前(妊娠第57天或第58天)、产仔后48 h和第7天,通过颅腔静脉对母猪采集血液样本。血液样本经离心收集血浆后,测定红细胞悬液中的血红蛋白,随后用冷蒸馏水溶血。制备好的血浆和溶血液立即置于-76 ℃下冷冻保存备用。溶血液用于测定抗氧化酶的活性[谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione Peroxidase,GSH-Px)、超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)和过氧化氢酶(Catalase,CAT)]。血浆用于测定所含的维生素E、维生素C、脂质过氧化反应产物[硫代巴比妥酸反应物质(Thiobarbituric Acid Reactive Substances,TBARS)]、蛋白过氧化反应产物(SH基团)以及总蛋白的水平。
  1.2 生化分析
  用Ultrospec 2000分光光度计(瑞典Pharmacia公司)测定红细胞中的红细胞抗氧化酶的活性;根据Paglia和Valentine(1967)的方法在340 nm波长处测量GSH-Px的活性,该结果以每克血红蛋白(per gram of Haemoglobin,g Hb)的纳卡塔斯(nkat/g Hb)表示;用Sun和Zigman(1978)描述的方法在340 nm波长处测定SOD的活性,并以每克血红蛋白的SOD单位(U-SOD/g Hb)表示;根据Cohen等(1970)的方法在480 nm波长处测量CAT的活性,测得的结果以每克血红蛋白的纳卡塔斯(nkat/g Hb)表示。
  按照Hansen和Warwick(1966)描述的分光荧光法,用LS-30分光荧光计(美国Parkin Elmer公司)在280 nm和31 nm波长处测量维生素E的浓度,所得结果以μg/mL表示。
  用Ultrospec 2000分光光度计(瑞典Pharmacia公司)按Omaye等(1979)的方法在520 nm波长处测定维生素C的含量,所得结果以mmol/(g蛋白质)表达。
  按照Ledwozyw等(1986)描述的分光光度法,用Ultrospec 2000分光光度计(瑞典Pharmacia公司)在532 nm波长处测定TBARS的浓度,测得结果以μmol/(g蛋白质)表示。
  根据Rice Evans等(1991)的分光光度法测定SH基团的含量,用Ultrospec 2000分光光度计(瑞典Pharmacia公司)在412 nm波长处测量反应混合物的吸光度,结果以μmol/(g蛋白质)表示。
  按照双缩脲法,用基于分光光度测量法(Ultrospec 2000分光光度计,瑞典Pharmacia公司)的商用分析试剂盒(波兰Cormay公司)测定血浆样本中的蛋白质含量。这些数据仅用于重新计算被检测的参数,以便在不同样本源之间进行更客观的比较。
  1.3 统计分析
  用Statistica 6.0统计软件分析测得的数据;根据Kolmogorov-Smirnov检验,数据呈正态分布;用t检验对这些数据进行统计学意义上的差异性分析,所有数据均以“平均值±标准差(SD)”的方式表示,显著性水平设为P < 0.05。
  2  结果
  在补充维生素前,各组母猪各项检查指标的平均值均无统计学意义上的显著差异(P > 0.05);在产仔后,各组母猪的GSH-Px活性显著升高(P < 0.001);在产后第7天,试验组母猪的GSH-Px活性明显高于对照组母猪的(P < 0.05)。
  与补充维生素前的SOD活性相比,两组母猪在产仔后均提高,其中试验组母猪在产仔后48 h(P < 0.001)和第7天(P < 0.01)以及对照组母猪在产后第7天均有显著性差异(P < 0.01)。在产仔后48 h,试验组母猪在统计学意义上显著高于对照组母猪(P < 0.001)。
  与补充维生素前的CAT活性相比,在产仔后48 h(P < 0.01)和第7天(P < 0.001),试验组母猪显著升高,但对照组母猪无显著性差异(P >0.05);在产仔后第7天,试验组母猪显著高于对照组母猪的(P < 0.01)(表1)。

  在血浆维生素E水平上,试验组母猪在产后两个检测点上均显著高于补充维生素前的水平(P < 0.001),同时显著高于对照组母猪的(P < 0.001),而对照组母猪在产后48 h显著低于补充维生素前的水平(P < 0.01)(表2)。


  在血浆维生素C水平上,与补充维生素前的水平相比,各组母猪在产仔后均下降,其中对照组母猪在产后两个检测点上以及试验组母猪在产仔后第7天差异显著性(P < 0.001);在产仔后48 h (P < 0.01)和产仔后第7天(P < 0.05),试验组母猪的均显著高于对照组母猪的(表2)。
  在血浆TBARS水平上,试验组母猪在产仔后48 h的与补充维生素前的相接近,而在产仔后第7天的明显下降,但无显著性差异(P >0.05);对照组母猪在产仔后48 h的显著高于补充维生素前的(P < 0.01);在产仔后两个测量点上,试验组母猪的均显著低于对照组母猪的(P < 0.001)(表3)。

  在血浆SH基团含量上,试验组母猪在产后两个检测点上明显高于补充维生素前的水平 (P < 0.01)。在产仔后第7天,试验组母猪的明显高于对照组母猪的(P < 0.01)(表3)。
  3 讨论
  研究维生素E、维生素C和β-胡萝卜素对妊娠母猪产后机体抗氧化状态/氧化状态的影响,结果表明,在妊娠期后期给母猪联合补充这三种维生素会对其产后机体的抗氧化氧化状态产生有益的影响。
  细胞抗氧化防御的关键成分是抗氧化酶,SOD与GSH Px和CAT一起是保护细胞抗氧化的第一防线(Halliwell,2006)。我们的研究证明,给母猪联合补充抗氧化维生素,能够激活红细胞中抗氧化酶活性,这与Rodrigez-Porcel等(2002)和Tauler等(2002)的研究结果一致。Rodrigez-Porcel等(2002)发现,在给每头猪的饲料中添加100 mg/kg维生素E和1 g/d维生素C,12周后猪心肌组织中GSH-Px、SOD和CAT的活性提高。Tauler等(2002)发现,给运动员补充维生素E、维生素C和β-胡萝卜素抗氧化剂90 d后,运动员中性粒细胞中的SOD和CAT的活性显著提高。相反,Zaidi和Banu(2004)发现,给处于应激状态下的大鼠单充维生素A或维生素C或同时补充这两种维生素,都能有效提高SOD和CAT的活性。外源性维生素对内源性抗氧化防御系统的作用机制尚未完全阐明,它们很可能会影响编码抗氧化酶合成的基因。
  维生素E是动物机体中最重要的脂溶性抗氧化剂,是对抗脂溶性过氧化自由基的第一线防御机制的主要成分。我们的研究证明,与未补充维生素E的母猪相比,妊娠期补充维生素E、维生素C和β-胡萝卜素的母猪在产仔后血浆中的维生素E浓度更高。上述结果与Pinelli-Saavedra和Scaife(2005)以及Pinelli-Saavedra等(2008)的研究结果一致。这些研究人员发现,与对照组和仅补充维生素E(200 mg/kg饲料)试验组母猪相比,整个妊娠期补充维生素E(200 mg/kg饲料)和维生素C(1 g/d)的母猪在产后第21天血清维生素E浓度显著升高。Chao等(2002)研究了一起补充维生素C和维生素E或单独补充维生素对人血液透析中抗氧化系统的影响,结果发现补充6周后一起补充组的人比单独补充组的人和对照组的人血浆维生素E水平更高。同样,Tauler等(2002年)证明,维生素E、维生素C和β-胡萝卜素的联合补充能够显著提高人血浆中维生素E的水平。
  维生素C属于水溶性抗氧化剂,被认为是细胞外液中重要的抗氧化剂。人们通常认为,在正常生活条件下,猪能够合成可满足机体所需的足够数量的维生素C而不需要再额外补充。然而,在围产期的氧化应激以及应激情况下,体内的维生素C可能会被转移给胎儿和乳汁中,提高了自身机体的需求量。我们的研究证明,尽管在妊娠期补充了维生素C、维生素E和β-胡萝卜素,但母猪在产后体内维生素C的水平仍低于补充前的水平;然而,补充维生素C的母猪体内维生素C的水平明显高于未补充的母猪的;这很难确定补充维生素C的对母猪所具有的高浓度维生素C是与其他抗氧化剂的协同作用有关。Yen等(1983)和Pinelli-Saavedra等(2005)发现,母猪在妊娠期每头每天补充1 g维生素C后,产仔后其血浆维生素C浓度大于与对未补充的照组母猪的,但差异不显著。Lauridsen等(1999)发现母猪服用高剂量的维生素E不会影响其血浆中维生素C的浓度。同样,Pinelli Saavedra和Scaife(2005)指出,与补充前和对照组的母猪相比,对母猪联合补充维生素E和维生素C不会提高产后第21天时维生素C的浓度。然而,Huang等(2002)发现,给人同时服用维生素E和维生素C,体内浓度的提高幅度是单独服用每一种维生素后所提高幅度的一倍。Chao等(2002)也证明,与仅补充其中一种维生素的人相比,同时补充维生素C和维生素E的人血浆维生素C水平显著升高。
  本研究证明,与未补充维生素的对照组母猪相比,补充维生素的试验组母猪体内TBARS浓度显著下降,SH基团的水平显著升高,这表明妊娠期所摄入的维生素E、维生素C和β-胡萝卜素提高了母猪在产后保护脂类和蛋白质免受ROS攻击的能力。Duthie等(1989年)已经证明,在饲料中仅添加维生素E(235 mg/kg)时,母猪体内TBAR的血浆浓度降低。然而,Lauridsen等(1999)在饲料中添加100 mg/kg或200 mg/kg的维生素E时,未能在仔猪中观察到这种效应。我们的研究证实了在人上进行的相似研究的所得结果。Bolisetty等(2002)发现,给孕妇补充维生素E、维生素C和β-胡萝卜素后,分娩时血浆丙二醛(Malondialdehyde,MDA)水平明显低于未补充的对照组产妇的。Chao等(2002)报道,与补充单种维生素E或未补充维生素的孕妇相比,同时补充维生素C和维生素E的孕妇具有明显较低的血浆脂质过氧化物水平。Huang等(2002)指出,根据对尿8-异前列腺素F2α、丙二醛和4-羟基壬烯醛的测定得知,给人同时补充维生素E和维生素C可以降低尿液中脂质过氧化的水平。
  目前尚缺少有关给母猪补充维生素E、维生素C和β-胡萝卜素对其体内蛋白质过氧化作用影响的数据。Reznick等(1992)证明给人补充维生素E可以减少体内蛋白质的氧化损伤;同样,Barja等(1994)和Carty等(2000)证明,补充维生素C可以降低人或实验动物体内的蛋白质过氧化作用。
  总之,我们的研究证明,在妊娠期的后期给母猪补充维生素E、维生素C和β-胡萝卜素,通过增加机体的抗氧化能力以及减少脂质和蛋白质的过氧化反应,会对母猪产后的抗氧化/氧化平衡产生有利的影响。
  译者简介:
  任方奎,兽医博士,兽医师,执业兽医师,现就职于:上海富朗特动物保健股份有限公司 技术经理,研究方向:动物营养与调控,邮箱:renfangkui@frontan.com;电话:18637152116,通讯地址:郑州市经济技术开发区经开第五大街45号7号楼3单元1层1号

 

文章作者:任方奎 国外畜牧学猪与禽     文章编辑:一米优讯     
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