李馬成 張運強 康建南 吳交明 劉自逵,4*
(1,湖南微草生物飼料科技有限公司 411100;2,湖南加農正和生物技術有限公司 410300;3,湖南省平江縣農業技術服務中心 414500;4,湖南農業大學動物醫學院 410128)
隨著無抗時代的到來,飼料營養體系正發生著由傳統營養向抗病營養的轉變。目前養殖終端主要面臨消化道和呼吸道問題,因而從抗病營養角度解決動物呼吸道和消化道障礙將成為無抗營養新的研究方向。中藥因具有抗菌[1]、抗病毒[2]、抗炎癥[3]、無副作用等優勢在抗病營養實施過程中備受青睞。作為“藥食同源” 之一的魚腥草具有“中藥抗生素”[4-6]之稱,其富含揮發油(如甲基正任酮、魚腥草素、α-松油醇等)、魚腥草多糖、生物堿、黃酮類(如槲皮素、槲皮苷等)等成分,具有清熱、抗菌[7]、抗病毒[8]等功效,對腸道[9]和肺部[10]功能亦有一定的效果。本文主要總結了近年來魚腥草功能成分在腸肺功能上的研究近況,以期為其在畜牧領域抗病營養研究應用提供參考。
微生物在腸道功能調節方面具有重要作用,菌群失調將導致免疫失衡,影響動物生長性能。魚腥草在腸道微生物調節方面具有一定效果,如魚腥草煎劑可顯著降低大腸埃希氏菌攻毒模型下引起肉雛雞死亡率升高,提高免疫器官指數[11]。另有試驗表明,魚腥草水提液和有機溶劑提取液對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌均有抑制效果,且有機溶劑提取液抑菌效果更佳[12]。此外,魚腥草素鈉可有效抑制金黃色葡萄球菌胞外水解酶、毒力因子α-溶血素、腸毒素A 和腸毒素B 表達,且魚腥草素鈉在極低濃度(8μg/ml)下可有效抑制金黃色葡萄球菌生物被膜形成[13]。體內研究發現,H1N1感染后腸道擬桿菌門和厚壁菌門豐度顯著下降,變形菌門、放線菌門等豐度升高,且感染組腸道微生物心血管疾病、神經退行性疾病、感染疾病等基因表達上調,而魚腥草多糖處理后上述菌群失調及疾病相關功能基因過度表達情況得到有效緩解[14]。蛋雞試驗發現,魚腥草功能成分槲皮素不僅可提高產蛋性能,還可降低腸道大腸桿菌等好氧菌濃度,上調乳酸桿菌和雙岐乳桿菌豐度[15]。
除了調節腸道微生物外,魚腥草對腸道炎癥亦有一定保護效果。如魚腥草上調腸道乳酸桿菌、雙歧桿菌后[15],這些有益菌分泌的短鏈脂肪酸不僅可作為腸絨毛細胞能量物質,還可增加調節性T 細胞(Treg)數量,上調Treg 轉錄因子Foxp3 表達和抗炎因子IL-10 分泌,限制CD4+T 細胞增殖,減少腸內炎癥反應[16]。魚腥草素可有效改善葡聚糖硫酸鈉引起的腸道炎性細胞浸潤和腺上皮消失[17],降低促炎因子TNF-α 和IL-1β 含量,同時增加抗炎因子IL-4 和IL-10 水平[9],改善腸道病理狀況。魚腥草揮發油[18]和槲皮素[19]在病理狀態下均可抑制環氧化酶-2 的表達,減少腸道嗜中性粒細胞浸潤,下調腸黏膜固有層髓過氧化物酶表達,降低腸道炎癥反應。在抗腸道病毒方面,魚腥草亦可抑制病毒復制、吸附、穿入腸道細胞等功能[20]。腸道受損時可引起缺氧誘導因子-1α (HIF-1α)表達上調導致腸道緊密連接蛋白受損而提高腸壁滲透性[21],小鼠感染流感病毒后口服40mg/kg 魚腥草多糖可有效下調HIF-1α 表達量,提高緊密連接蛋白含量,降低腸壁滲透性[14]。在抗輪狀病毒感染方面,魚腥草可顯著提高體內CD4/CD8 比例,增加NK 細胞含量,提升機體抗病毒能力[22]。
養殖過程中呼吸道問題與腹瀉往往伴隨發生[23,24],且腸道微生物代謝產物會影響肺部功能,如在流感病毒感染時腸道梭狀芽胞桿菌代謝產物去胺基酪氨酸可通過增加I 型干擾素、減少肺部組織損傷[25],腸道微生物分泌的短鏈脂肪酸可增強肺部抗炎癥功能[26];呼吸道受感染時也會表現出小腸絨毛受損、結腸變短、菌群紊亂等現象[27]。因而在抗病營養實施過程中除了關注消化道健康外,肺部健康亦不能忽視。
研究表明,魚腥草除了調節腸道功能外,對肺也有較好的調節作用,如魚腥草多糖可阻止肺部炎癥狀態下補體C3、C4活化[28],抑制攻膜階段補體C5a 形成,抑制多形核細胞和巨噬細胞遷移趨化[29,30],下調肺部炎性通路Toll 樣受體-4 (TLR-4)表達,降低肺泡灌洗液中TNF-α、IL-1β、IL-6 含量,降低肺部炎性反應[28,29]。魚腥草多糖還可將流感病毒感染小鼠肺部病毒滴定度降低,抑制肺部炎性細胞浸潤,上調sIgA 含量,成活率提高42%~50%[31]。除了多糖外,魚腥草揮發油可顯著降低抗原攻擊時肺部氣道阻力和肺部順應性[32],同時魚腥草中所含的α-松油醇、乙酸龍腦酯、甲基正任酮等揮發油主要成分呈劑量依賴性修復肺部損傷,降低肺部纖維化,上調IFN-γ 表達,抑制Th2 型細胞因子-轉化生長因子-β 及其下游smad 蛋白表達[33],減少肺部MDA 和IL-8 含量[34],改善炎癥狀態下肺部通氣功能。魚腥草中其他成分如蘆丁、槲皮素、槲皮苷、金絲桃苷等黃酮類物質還可下調炎性通路TLR-3/4/7 和NF-kBp65表達,上調肺部IFN-β 水平[35],一方面使肺部組織產生抗病毒蛋白從而抑制病毒在肺部正常復制,另一方面增強NK 細胞、巨噬細胞的細胞毒作用,使病毒宿主細胞破壞,進而降低肺部病毒載量[30,35]。
鑒于魚腥草對在腸道和肺部方面功能,其在動物上可取得良好的效果,如使用100~500ppm 魚腥草提取物能使斷奶仔豬增重顯著提高10.18%~20.11%,腹瀉率降低39.12%~51.29%[36]。在育肥豬上除了顯著提高日增重外,飼料干物質消化率和氮消化率分別顯著提高4.53%和3.83%[37]。魚腥草及其提取物在肉雞上均可顯著提高日增重并降低料重比[38-40],這可能與魚腥草上調機體胃蛋白酶活性,上調腸上皮細胞中性氨基酸和堿性氨基酸載體表達,進而提高蛋白表觀消化率和體內蛋白沉積有關[41]。
綜上所述,魚腥草對機體腸肺功能調節和生長性能均具有較好作用,對動物抗病營養具有一定的借鑒價值。但鑒于魚腥草功能成分如揮發油類、黃酮類、多糖等眾多,關于這些功能成分在抗病營養應用中的研究較少且不成系統,因而魚腥草在動物抗病營養領域應用仍需更多的系統論證研究。