黃花蒿在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

郭世偉 徐元慶 張鵬飛 邢媛媛 史彬林

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，呼和浩特010018)

黃花蒿(ArtemisiaannuaL.)為一年生菊科蒿屬草本植物，又名青蒿、香蒿、草青蒿、臭青蒿和黃蒿，其適應(yīng)性極強(qiáng)，廣泛分布于北美洲、歐洲、非洲和亞洲，其中70%集中在中國。黃花蒿地上部分可以入藥，性寒，味苦、辛，有清熱解毒、除蒸截瘧之功效，在我國主要用作傳統(tǒng)的抗瘧藥物[1]?？捎糜谥委熓钚鞍l(fā)熱、陰虛發(fā)熱、夜熱早涼、骨蒸勞熱、瘧疾寒熱和濕熱黃疸等癥狀，其次外用治蚊蟲咬傷、瘡腫和燙傷等[2]。黃花蒿的這些特性主要?dú)w因于其所含的生物活性成分，如倍半萜類(青蒿素)、黃酮類、多糖類、香豆素類、揮發(fā)油類及酚類等。這些生物活性物質(zhì)有抗瘧疾[3-4]、抗癌[5]、抗炎[6]、抗菌[7-9]、抗腫瘤[10]和抗氧化[11-14]等作用以及較強(qiáng)的免疫活性[15]?；邳S花蒿的多種生物學(xué)功能，迄今已有大量的研究探討了飼糧中添加黃花蒿及其提取物對動(dòng)物的影響。

1 黃花蒿在嚙齒動(dòng)物中的應(yīng)用研究

以嚙齒類動(dòng)物為模型對黃花蒿進(jìn)行的研究比較廣泛，一些毒理試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)[16]，黃花蒿在一定劑量范圍內(nèi)是無毒無害的。通過昆明小鼠和Wistar大鼠的毒理學(xué)試驗(yàn)，分別用黃花蒿浸膏以4 120、5 000、6 000、8 000和10 100 mg/kg的劑量灌胃給藥，觀察到小鼠未出現(xiàn)明顯的中毒癥狀，小鼠生命活動(dòng)表征正常。而給大鼠攻毒后毒性癥狀隨著黃花蒿浸膏的劑量增加而逐漸加重，且當(dāng)黃花蒿浸膏的劑量為10 100 mg/kg時(shí)大鼠出現(xiàn)震顫、強(qiáng)制性-陣攣性抽搐、角弓反張以及死亡等癥狀。Wistar大鼠的半數(shù)致死量(LD50)為7 360 mg/kg，95%的可信限為6 256.38～8 658.82 mg/kg。

在家兔飼糧中使用黃花蒿粉代替部分普通草粉的試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)黃花蒿粉可以提高家兔的生長性能和飼料報(bào)酬[17]。黃花蒿提取物也可以促進(jìn)獺兔幼兔的生長，顯著提高平均日增重，降低料重比，并降低獺兔脾臟指數(shù)[18]。此外，研究發(fā)現(xiàn)黃花蒿提取物通過阻斷L型鈣離子通道電流，抑制高鉀和乙酰膽堿(ACh)引起的胞外鈣離子內(nèi)流和細(xì)胞內(nèi)鈣釋放。由于鈣離子通道和ACh激活的其他離子通道抑制外鈣內(nèi)流，從而使小鼠氣管平滑肌舒張，起到治療哮喘的作用[19]。

黃花蒿多糖有較強(qiáng)的抗炎活性[20]，對小鼠血清白介素1、白介素2、白介素6和干擾素等4種細(xì)胞因子有調(diào)節(jié)作用[21]。此外，黃花蒿多糖能在一定程度上緩解環(huán)磷酰胺(CTX)所致免疫功能的抑制[22]，且緩解由CTX引起的脾臟萎縮和溶菌酶水平下降，增大脾小結(jié)，提高淋巴細(xì)胞數(shù)量，增加胸腺內(nèi)的淋巴細(xì)胞數(shù)量[6]。

利用大鼠進(jìn)行的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，黃花蒿活性成分青蒿素的衍生物青蒿琥酯可通過降低大鼠腦水腫指數(shù)和血腦屏障通透性，阻礙內(nèi)皮細(xì)胞緊密連接蛋白Occludin和閉鎖小帶蛋白1(ZO-1)蛋白表達(dá)的下調(diào)，從而減輕蛛網(wǎng)膜下出血后模型大鼠早期腦損傷，提高神經(jīng)功能[23]。此外，還發(fā)現(xiàn)青蒿琥酯通過降低鼠血清甘油三酯、總膽固醇含量和丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶活性，減輕肝臟脂肪變性程度及肝組織Toll樣受體4(TLR4)、髓樣分化因子88(MyD88)及磷脂酰肌醇-3激酶的表達(dá)量，從而減輕非酒精性脂肪肝病(NAFLD)小鼠肝臟脂肪變性程度，降低血脂，改善肝功能指標(biāo)[24]。

目前，對于黃花蒿及其衍生物在嚙齒類動(dòng)物中作用機(jī)制的研究還處于初級階段，尚待進(jìn)一步探究。白紀(jì)紅等[24]研究發(fā)現(xiàn)，TLR4是天然免疫作用的重要因子，在免疫和非免疫細(xì)胞中分布較廣，在NAFLD小鼠的試驗(yàn)中TLR4表達(dá)升高，活化后的TLR4通過激活與調(diào)節(jié)核因子-κB(NF-κB)，促進(jìn)腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白介素6等多種炎癥因子釋放，引發(fā)強(qiáng)烈的炎癥反應(yīng)，提示TLR4炎癥通路參與NAFLD發(fā)生；此外，在TLR4/MyD88信號通路介導(dǎo)的巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)過程中，下游通路的磷脂酰肌醇-3激酶/絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶信號途徑的參與也發(fā)揮著重要作用[25]。黃花蒿青蒿素衍生物青蒿琥酯可以降低NF-κB和TNF-α的產(chǎn)生，從而起到抗炎效果，緩解NAFLD對小鼠肝組織造成的損傷[24]。

綜上得出，黃花蒿及其衍生物在一定劑量范圍內(nèi)是無毒的，黃花蒿粉可促進(jìn)家兔生長。黃花蒿提取物可以舒張小鼠平滑肌，有治療哮喘的潛力；亦可促進(jìn)幼兔生長，降低獺兔脾臟指數(shù)。黃花蒿多糖對小鼠和大鼠有較強(qiáng)的抗炎活性，調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能，減輕肝臟脂肪變性程度，降低血脂，促進(jìn)神經(jīng)功能。

2 黃花蒿在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

黃花蒿在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用主要集中在肉仔雞的生長性能、血清生化指標(biāo)、肝臟功能、腸道黏膜形態(tài)、腸道消化酶活性、免疫、抗氧化、抗球蟲功能及肉品質(zhì)方面。研究發(fā)現(xiàn)，在飼糧中添加酶處理的黃花蒿，可緩解熱應(yīng)激對肉仔雞生長性能的抑制[26-27]，提高肉仔雞對飼糧中粗脂肪、粗蛋白質(zhì)和有機(jī)質(zhì)的表觀利用率[28]。此外，添加酶處理的黃花蒿可提高肉雞空腸黏膜中胰蛋白酶和淀粉酶活性[29]和空腸、回腸黏膜中麥芽糖酶和蔗糖酶及回腸黏膜中乳糖酶活性[28]，進(jìn)而緩解熱應(yīng)激對肉雞飼糧養(yǎng)分表觀利用率和腸黏膜中二糖酶活性造成的不良影響，改善腸道黏膜形態(tài)[26]。

在飼糧中添加黃花蒿葉粉和提取物均可顯著提高肉雞細(xì)胞和體液免疫功能[26]及胸腺和法氏囊重量[27]。Wan等[30]發(fā)現(xiàn)，在肉仔雞飼糧中添加酶解黃花蒿提高了熱應(yīng)激下肉仔雞的肉品質(zhì)、抗氧化活性和胸肌能量狀態(tài)，且發(fā)現(xiàn)可能與改變相關(guān)蛋白[肌動(dòng)蛋白、熱休克蛋白70、熱休克蛋白90、禽解耦聯(lián)蛋白(avUCP)、去乙?；?等]的mRNA表達(dá)有關(guān)。此外，飼糧中添加酶解黃花蒿(0.75～1.25 g/kg)對熱應(yīng)激下肉雞的神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)、肝臟功能和抗氧化能力有促進(jìn)作用[31]，且能緩解肝臟氧化損傷[32]，還可以改善肉雞的質(zhì)量和胸肌、腿肌的氧化穩(wěn)定性[33]。

在黃羽肉雞感染柔嫩艾美耳球蟲的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，各黃花蒿粉組的表觀病變、組織病理學(xué)檢查均有所減輕，黃花蒿粉緩解了病雞盲腸的腫脹和出血等不良癥狀，且病雞精神狀態(tài)也有所改善。由此反映出黃花蒿粉能減輕柔嫩艾美耳球蟲侵染雞所致的盲腸病理癥狀和組織病變，減少卵囊排出，有較好的抗球蟲效果[34]。以雞的臨床表現(xiàn)、糞便中卵囊數(shù)量、體重、盲腸病變評分、血球(填充細(xì)胞體積)和血紅蛋白值等指標(biāo)來綜合評價(jià)發(fā)現(xiàn)，黃花蒿葉提取物的治療是最有效的，減少了糞便的卵囊數(shù)量(減少74.18%)，黃花蒿葉提取物和黃花蒿活性成分青蒿素均可顯著減少盲腸的病變評分[35]。此外，郭紅斌等[36]為評價(jià)青蒿素和黃花蒿水提液抗球蟲的效果，分別在肉雞飲水中添加黃花蒿水提液、飼糧中添加青蒿素，發(fā)現(xiàn)黃花蒿水提液和青蒿素能夠降低血清中一氧化氮含量和一氧化氮合酶活性，說明黃花蒿水提液和青蒿素抗柔嫩艾美耳球蟲效果顯著[37]。

國內(nèi)外關(guān)于黃花蒿及其衍生物在肉仔雞方面的作用機(jī)制報(bào)道較少，學(xué)者們只進(jìn)行了初步的探討。核因子E2相關(guān)因子2(Nrf2)是一種堿性亮氨酸拉鏈轉(zhuǎn)錄因子，通過抗氧化反應(yīng)元件介導(dǎo)Ⅱ型酶，如血紅素氧合酶-1(HO-1)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、谷氨酰半胱氨酸合成酶催化亞基(γ-GCLc)、谷氨酰半胱氨酸連接酶調(diào)節(jié)亞基(γ-GCLm)和超氧化物歧化酶(SOD)，從而保護(hù)細(xì)胞免受氧化應(yīng)激，改善細(xì)胞的抗氧化防御系統(tǒng)[38]。研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞中HO-1活性的上調(diào)可以保護(hù)細(xì)胞免受氧化損傷[39]。谷氨酰半胱氨酸連接酶催化谷胱甘肽(GSH)生物合成中的限速步驟，是由催化亞基γ-GCLc及其調(diào)節(jié)亞基γ-GCLm組成的異源二聚體[40]。添加黃花蒿提取物使肉雞Nrf2、HO-1、GSH-Px、SOD1、γ-GCLc和γ-GCLm的基因表達(dá)增加；通過拮抗Nrf2抗氧化系統(tǒng)的mRNA表達(dá)起到緩解氧化損傷的重要作用[26]。

綜上所述，黃花蒿及其提取物可改善腸道黏膜形態(tài)，提高腸道消化酶活性，從而提高肉雞表觀代謝率，促進(jìn)機(jī)體生長。此外，其在免疫、抗氧化、抗球蟲和改善肉品質(zhì)[30]方面也有較強(qiáng)的促進(jìn)作用。

3 黃花蒿在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

黃花蒿在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用研究較少，主要包括黃花蒿對種公豬的采精量、斷奶仔豬和生長豬的生長性能及腹瀉率等方面的影響。在種公豬飼糧中添加黃花蒿粉，可增加種公豬的采精量，提高精子成活率，并發(fā)現(xiàn)最佳添加量為每頭每天20 g[41]。此外，黃花蒿活性成分對斷奶仔豬和生長豬生產(chǎn)性能和免疫性能也有積極影響。研究發(fā)現(xiàn)，在斷奶仔豬飼糧中添加黃花蒿提取物可提高斷奶仔豬平均日增重和平均日采食量，降低料重比和腹瀉率。將2種黃花蒿活性提取物作為飼料添加劑飼喂生長豬，也有同樣的效果。由此可知，黃花蒿活性提取物能夠促進(jìn)斷奶仔豬和生長豬生長，減少疾病的發(fā)生，提高生產(chǎn)性能和飼料轉(zhuǎn)化率，并可提高斷奶仔豬免疫功能和血清胰島素、尿素氮、血清游離三碘甲腺原氨酸和四碘甲腺原氨酸含量等[42]。研究還發(fā)現(xiàn)，黃花蒿提取物對豬繁殖與呼吸綜合征病毒具有阻斷、抑制與直接殺滅作用[43]。通過給長白豬口服黃花蒿提取物的臨床治療試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，黃花蒿提取物使豬附紅細(xì)胞體感染率明顯下降(由81%下降至2%)，表明黃花蒿提取物對豬附紅細(xì)胞體病具有較好治療效果[44]。

前人對黃花蒿在豬生產(chǎn)中的作用機(jī)制研究表明，在高溫環(huán)境中公豬陰囊和睪丸組織溫度升高，對精子的生存非常不利，睪丸機(jī)能減退，下丘腦-垂體-睪丸系統(tǒng)的正向反饋調(diào)節(jié)受到影響[45]，精子發(fā)生受阻，精液量減少，從而使精液品質(zhì)下降；黃花蒿有清熱解暑功效[1]，使公豬在高溫條件下的不良機(jī)能反應(yīng)得以緩解，從而改善精液品質(zhì)[41]。關(guān)于黃花蒿提取物促進(jìn)仔豬和生長豬生長性能的機(jī)制尚不明確，但從已有報(bào)道看，黃花蒿提取物降低了豬的腹瀉，改善了腸道環(huán)境，從而促進(jìn)生長[42]，究其原因，可能是由于黃花蒿提取物具有抗菌和抑菌作用所致[7,9]。此外，黃花蒿這種天然植物含有多種氨基酸、礦物質(zhì)、維生素及其他未知的促生長因子[46]，從而促進(jìn)機(jī)體生長。

總之，黃花蒿可以提高斷奶仔豬、生長豬的生長性能和飼料轉(zhuǎn)化率，降低腹瀉率等，并對疾病的治療有積極作用。

4 黃花蒿在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

黃花蒿對于反芻動(dòng)物的研究主要集中在瘤胃發(fā)酵和產(chǎn)奶性能等方面。研究發(fā)現(xiàn)，黃花蒿乙醇提取物不影響奶牛產(chǎn)奶性能[47]，但能提高其乳脂中共軛亞油酸(CLA)含量，從而優(yōu)化乳脂中脂肪酸的組成結(jié)構(gòu)[48]。在奶山羊試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，黃花蒿提取物能使乳腺陰外動(dòng)脈和乳靜脈血中t11C18∶1、CLA和c9C18∶1的含量提高，降低C18∶2的含量[49]。通過運(yùn)用體外培養(yǎng)的方法研究黃花蒿提取物對山羊瘤胃發(fā)酵和甲烷產(chǎn)量的影響，發(fā)現(xiàn)添加5 g/kg黃花蒿提取物可以減小乙酸/丙酸值，并可以替代15 mg/kg莫能菌素來降低瘤胃發(fā)酵過程中甲烷的產(chǎn)量[50]。

關(guān)于黃花蒿提取物對奶山羊乳脂中CLA生成的作用機(jī)制有2種解釋：一種解釋是底物效應(yīng)，菊科植物含有高水平的亞油酸，亞油酸在瘤胃內(nèi)經(jīng)生物氫化生成CLA和t11C18∶1脂肪酸，生成的脂肪酸到達(dá)乳腺進(jìn)一步通過去飽和作用而生成CLA，從而增加乳中CLA的含量[51]；另一種解釋是抑菌作用，即菊科植物中所含的活性成分抑制瘤胃內(nèi)生物氫化的B組細(xì)菌，B組細(xì)菌是負(fù)責(zé)不飽和脂肪酸向飽和脂肪酸轉(zhuǎn)化的一組菌。抑制了B組菌進(jìn)而會(huì)抑制CLA和脂肪酸向硬脂酸的轉(zhuǎn)化，從而使乳中CLA的含量增加[52]。

總得來說，黃花蒿對奶牛和山羊產(chǎn)奶性能的影響并不明顯，但在其乳脂方面有積極作用，此外可以降低瘤胃內(nèi)甲烷的產(chǎn)生。

5 黃花蒿在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用研究

水產(chǎn)養(yǎng)殖中主要的應(yīng)用研究是黃花蒿及其提取物對魚腸道消化酶、血液生化指標(biāo)及體表寄生蟲的影響。用黃花蒿乙醇提取物、青蒿素和青蒿素衍生物對魚體表和鰓上附著的1周齡單殖吸蟲長絲異鰓鯰進(jìn)行去除試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)黃花蒿提取物、青蒿素及青蒿素衍生物均能夠使寄生蟲從幼魚上脫落，甚至死亡，且與濃度及時(shí)間呈正相關(guān)性[53]。在黃鱔基礎(chǔ)飼料中添加黃花蒿提取物，可提高魚體腸道消化酶、血液谷草轉(zhuǎn)氨酶與谷丙轉(zhuǎn)氨酶的活性以及血清總蛋白的含量，降低血液葡萄糖和甘油三酯的含量[54]。

前人對于黃花蒿在水產(chǎn)動(dòng)物中的作用機(jī)制也進(jìn)行了初步探究。在魚的基礎(chǔ)飼料中添加黃花蒿提取物，降低了血清總膽固醇和甘油三酯含量[54]，其原因可能是由于黃花蒿提取物具有保護(hù)肝臟、增強(qiáng)肝功能的作用，加速機(jī)體排泄，減少對脂類的吸收；也可能是由于提取物提高了卵磷脂膽固醇?；D(zhuǎn)移酶活力，從而加速膽固醇的分解與轉(zhuǎn)運(yùn)。黃花蒿提取物在魚類生產(chǎn)中的具體作用機(jī)制還需進(jìn)一步深入探究。

綜上所述，黃花蒿提取物作為水產(chǎn)動(dòng)物飼料添加劑能顯著提高黃鱔腸道消化酶活性，調(diào)節(jié)魚體血液生化指標(biāo)，具有促進(jìn)消化、代謝和生長的作用[54]。

6 小 結(jié)

黃花蒿作為天然植物，富含多種生物活性成分，且安全、無污染，因此對于黃花蒿的研究已成為國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。黃花蒿在嚙齒類模型動(dòng)物、家禽、豬、反芻動(dòng)物及水產(chǎn)動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用研究表明，在飼糧(料)中添加適量的黃花蒿提取物可以促進(jìn)動(dòng)物生長，調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能，改善機(jī)體抗氧化能力，提高腸道消化酶活性，增強(qiáng)機(jī)體抗病能力；同時(shí)，可以緩解肝臟損傷，發(fā)揮抗炎作用，提高動(dòng)物生產(chǎn)性能。目前對于黃花蒿在動(dòng)物生產(chǎn)中的作用機(jī)制研究尚處于初級階段，具體的作用途徑尚不明確，有待進(jìn)一步深入研究。此外，基于黃花蒿含有特有的生物學(xué)活性物質(zhì)，相關(guān)的研究內(nèi)容涉及較多領(lǐng)域，在動(dòng)物生產(chǎn)方面的應(yīng)用前景廣闊。