黃芪多糖對泌乳期奶牛抗氧化能力的影響

申義君，周金偉，王 斌，李計尚，沈留紅，余樹民，曹隨忠

四川農業大學動物醫學院，雅安 625014

奶牛圍產期和泌乳期機體代謝旺盛，易出現代謝紊亂、脂質過氧化作用增強、自由基產生增多、機體清除自由基的能力減弱，很容易引起體內自由基的蓄積，而蓄積在體內的自由基致使脂質過氧化、蛋白質和核酸損傷，促進易感牛各種疾病的發生與發展，例如免疫力下降、乳房炎、子宮炎［1，2］。增強動物機體的抗氧化能力，從而提高機體清除自由基的能力，在一定程度上可提高機體的免疫應答能力和抗病能力。

黃芪多糖(Astragalus polysaccharides，APS)是一種水溶性復合植物多糖，具有生物活性的多糖由阿拉伯糖、木糖、甘露糖、鼠李糖、半乳糖和葡萄糖六種單糖組成，是黃芪的主要活性成分之一。現代藥理研究證明APS 具有調節機體免疫、抗應激、抗氧化、降血糖、抗病毒、防衰老等多種作用［3，4］。關于APS是否能提高泌乳期奶牛抗氧化能力和有效防止機體脂質過氧化，目前還鮮見報道。本實驗通過對泌乳奶牛日糧中添加不同劑量的APS 探討APS 對奶牛抗氧化能力的影響，以期為天然抗氧化劑的開發和應用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗藥物

APS 購自愛迪森(北京)生物科技有限公司(批號:1 208061;純度:每1 g 含黃芪多糖以葡萄糖計為571 mg，每1 g 黃芪多糖粉相當于原生藥7 g)，為黃色精細粉末。

1.1.2 試驗動物

年齡、胎次和體重相近的健康荷斯坦奶牛35頭，由四川農業大學奶牛養殖基地提供。

1.1.3 儀器與試劑

超純水儀(型號MILLPAK20，美國)，Varioskan Flash 全波長多功能酶標儀(美國)。總抗氧化能力(T-AOC)試劑盒、超氧化物歧化酶(T-SOD)試劑盒、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)試劑盒和丙二醛(MDA)試劑盒(均購自南京建成生物工程研究所)。

1.2 方法

1.2.1 動物分組與處理

將35 頭年齡、胎次和體重接近的泌乳期荷斯坦奶牛隨機分為5 組(每組7 頭)，分別為空白對照組、試驗1 組(5 g/頭·d)、試驗2 組(10 g/頭·d)、試驗3 組(50 g/頭·d)和試驗4 組(100 g/頭·d)。在常規飼養的基礎上，4 個試驗組分別將5、10、50、100 g 劑量的APS 粉拌入精料飼喂，每天1 次，連續給藥14 d;空白對照組按照同樣方法飼喂精料。

1.2.2 飼養管理

各組試驗奶牛的飼養管理條件相同，在開放式固定槽位栓系飼養，統一定時定質定量飼喂，自由飲水。

1.2.3 血樣采集

分別于給藥第0、14 和24 d 的上午9:00～10:00 對所有試驗奶牛進行尾根靜脈采血，分離血清，-20 ℃保存待檢。

1.2.4 指標檢測及方法

采用Varioskan Flash 全波長多功能酶標儀(美國)以比色法測定奶牛血清中GSH-PX 活性、SOD活性、MDA 含量以及T-AOC。具體檢測方法和步驟參照南京建成生物工程研究所提供的試劑盒說明書進行。

1.3 數據統計

試驗數據以SPSS19.0 軟件應用one-way ANOVA 選擇LSD 法進行統計處理，結果用均值±標準差(SD)表示，以P ＜0.05 作為差異顯著性判斷標準。

2 結果與分析

2.1 黃芪多糖對奶牛血清中T-AOC 能力的影響

各添加APS 組在喂藥結束時(除5 g 組外)都能不同程度的提高血清中T-AOC 能力，且在停藥后(除100 g 組外)仍繼續提高。在第14 d 時100 g 組與空白對照組比較差異顯著，其他各組與空白對照組和100 g 組差異不顯著;第24 d 時5 g 組、10 g組、50 g 組與空白對照組差異顯著，其中50 g 組與5 g 組、10 g 組相比較差異顯著。100 g 組各個時間點的總抗氧化能力差異不顯著(表1)。

表1 黃芪多糖對T-AOC 能力的影響(U/mL)Table 1 Effect of APS on T-AOC of Holstein cows(U/mL)

2.2 黃芪多糖對奶牛血清中SOD 活性的影響

添加APS 組在喂藥結束時(除10 g 組)均能提高奶牛血清中SOD 活性，且在停藥后(除100 g 組外)都仍有不同程度的提高。在第24 d 時APS 各添加組SOD 活性都顯著高于對照組。10 g 組、50 g 組SOD 活性在第24 d 時與第0 d 時比較差異顯著，而且50 g 組停藥后10 d SOD 的活性較停藥時有小幅的增加(表2)。

表2 黃芪多糖對奶牛SOD 活性的影響(U/mL)Table 2 Effect of APS on activity of SOD of Holstein cows(U/mL)

2.3 黃芪多糖對奶牛血清中GSH-Px 活性的影響

添加APS 組均能提高血清中GSH-Px 活性，停藥后開始逐漸降低。第14 d 時和第24 d 時各APS添加組GSH-PX 活性(除5 g 組外)均與對照組差異顯著，且在第14 d 時50 g 組GSH-PX 的活性提高最大。添加APS 組(除5 g 組外)GSH-PX 活性在第14 d 時和第24 d 時與0 d 時比較，GSH-PX 活性增加均達到顯著水平(表3)。

表3 黃芪多糖對GSH-Px 活性的影響(U/mL)Table 3 Effect of APS on activity of GSH-Px of Holstein cows(U/mL)

2.4 黃芪多糖對奶牛血清中MDA 含量的影響

添加APS 組均能不同程度的降低血清中MDA含量，且停藥后(除100 g 組)開始逐漸升高。第14 d 時，不同劑量APS 添加組MDA 含量與空白對照組比較顯著降低(P ＜0.05)，其中50 g 組MDA 含量下降的幅度最大;第24 d 時只有100 g 組MDA 的含量與對照組差異顯著;100 g 組MDA 的含量在第14 d和第24 d 時都與0 d 時的含量差異顯著，表明APS能降低血液中MDA 的含量(表4)。

表4 黃芪多糖對奶牛MDA 含量的影響(nmol/mL)Table 4 Effect of APS on content of MDA of Holstein cows(nmol/mL)

3 分析與討論

動物機體在正常的代謝過程中會產生含氧的自由基，而機體的防御系統會將其及時清除，維持自由基的代謝平衡，不會對機體造成損傷。然而一些不利因子會引起自由基代謝紊亂，加之生物膜中存在大量的不飽和脂肪酸，很容易引起脂質過氧化，破壞生物大分子的結構和功能，從而導致多種疾病的發生［5］。通過外源性補充抗氧化劑輔助調整自由基平衡，預防疾病的發生是目前的研究新熱點。大量研究表明，包括APS 在內的許多植物多糖都具有較強抗氧化作用［5，6］，其機理包括:1)多糖具有很好的還原性，可以直接作用于自由基本身，通過自身的還原反應，捕獲氧化反應中產生的活性氧，而保護生物體內的其他還原成分，而發揮抗氧化作用;2)多糖分子抑制生物氧化過程中氧化酶的活性，而發揮抗氧化作用;3)多糖分子通過提高體內抗氧化酶活性發揮作用。

動物機體的抗氧化系統有非酶系統和酶系統這兩個系統，其中酶類抗氧化劑主要包括超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)等。機體促進或提高O-·2 的消除，可以通過減少脂質過氧化以及其代謝產物的產生，提高機體的抗氧化能力。檢測谷胱甘肽過氧化物酶、超氧化物歧化酶等體內抗氧化酶的活性和丙二醛含量等指標，可以從整體水平上來評價多糖的抗氧化能力［7］。總抗氧化能力可以直接反應機體內抗氧化酶活性和非酶類抗氧化能力的大小，體現著機體防御系統的抗氧化能力的強弱，與健康程度存在著密切的聯系［8］。在添加APS 的第14 d 100 g 組總抗氧化能力提升幅度最大，在停藥后10 d 50 g 組總抗氧化能力提升幅度最大，表明大劑量飼喂APS 能在喂藥期間大幅度的提升總抗氧化能力，其中50 g 劑量飼喂APS 能較長時間維持奶牛的總抗氧化能力。

Sordillo 等［9］報道，抗氧化劑能增強泌乳期奶牛的健康、避免免疫障礙，更有效的避免疾病的發生。T-SOD、GSH-Px 是體內抗氧化系統中的重要酶系，李睿文等［1］研究證實隱性乳房炎呈陽性奶牛體內T-SOD、GSH-Px 活性比隱性乳房炎呈陰性奶牛的要低，隱性乳房炎奶牛體內SOD 和GSH-PX 的活性成負相關。Malbe 等［10］研究發現單位血紅蛋白中GSH-Px 活性低于3.3 microkat 時會增加奶牛乳腺區域感染病原菌的機率。維生素C 和維生素E 是公認的抗氧化劑，Weiss［11］研究發現補充VC、VE能降低乳房炎的發生率。本研究顯示在喂藥第14 d和停藥后10 d 各試驗組均能提高奶牛血清中SOD、GSH-Px 的活性，其中以10 g 組和50 g 組效果顯著。不同學者研究表明，APS 能夠提高體內T-SOD 和GSH-Px 活性，降低MDA 含量，具有很好的抗氧化作用［6，12］。本研究同樣也表明，奶牛日糧中添加APS能提高奶牛血清中SOD、GSH-Px 的活性，改善體內氧化應激的狀態。

MDA 是機體內自由基攻擊生物膜中的多不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid，PUFA)引發脂質過氧化作用而形成的一種脂質過氧化物，對細胞有嚴重的毒性作用，可對線粒體呼吸功能、丙酮酸脫氫酶、α-酮戊二酸脫氫酶有抑制作用。機體中MDA的量常常可以反映機體內脂質過氧化的程度，間接的反應出細胞損傷的程度。曾安國等［12］研究了APS 的抗氧化性，結果表明APS 能降低MDA 含量。本研究結果顯示，在喂藥結束當天添加APS 各組(除5 g 組外)都能顯著降低奶牛血清中MDA 的含量，且在停藥第10 d 時100 g 的APS 飼喂量能繼續降低血清中MDA 的含量，表明APS 能夠降低奶牛血清中MDA 的含量并呈一定的劑量依賴關系，推測APS 能減少泌乳奶牛體內脂質過氧化損傷，減少氧自由基對生物膜完整性的破壞。

本研究表明，日糧中添加APS 可提高奶牛的抗氧化能力，改善奶牛體內的氧化應激狀態。

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