運(yùn)輸?shù)植貙θ优Ｑ迳笜?biāo)的影響

張新雨 鄭宇慧 益西多吉 李勝利

(中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，動物營養(yǎng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193)

為促進(jìn)奶業(yè)發(fā)展，西藏自治區(qū)先后引入娟姍牛、荷斯坦牛等優(yōu)良奶牛品種的育成牛或凍精對本地黃牛品種進(jìn)行改良。然而，由于引入品種通常體型更大、生產(chǎn)水平更高、代謝旺盛、耗氧量大，加之西藏自治區(qū)地處高海拔地區(qū)，氧分壓低，造成牛只在進(jìn)藏的運(yùn)輸過程中損失比例遠(yuǎn)高于低海拔地區(qū)的牛只運(yùn)輸[1]。2016年西藏自治區(qū)拉薩市曲水縣曾引入300頭娟姍牛和200頭荷斯坦奶牛，研究發(fā)現(xiàn)，娟姍牛進(jìn)入高原適應(yīng)性顯著高于荷斯坦奶牛，死亡率低，但所有引進(jìn)奶牛的抗病能力和生產(chǎn)性能都沒有表現(xiàn)出對高寒缺氧環(huán)境的長期適應(yīng)性[2]。因此，測定血清生化指標(biāo)、探究運(yùn)輸?shù)植嘏５纳頎顟B(tài)十分必要。

內(nèi)蒙古三河牛是我國第1個自主培育的乳肉兼用牛品種，起源于內(nèi)蒙古自治區(qū)額爾古納市三河地區(qū)，具有生產(chǎn)性能優(yōu)良、耐粗飼、耐高寒、抗病力強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。三河牛90%以上分布在呼倫貝爾市各牧場，良種三河牛多集中于農(nóng)墾集團(tuán)等國營農(nóng)牧場，近年來實(shí)行地方性良種補(bǔ)貼項(xiàng)目，三河牛作為優(yōu)秀種畜代表享受良種補(bǔ)貼。三河牛遺傳性能穩(wěn)定，同時(shí)其乳房附著良好，乳頭大小適中、質(zhì)地良好，乳靜脈彎曲明顯，且牛奶乳脂率高(達(dá)到4.1%以上)[3-5]。近年來，內(nèi)蒙古地區(qū)向全國各省、市、自治區(qū)輸出三河牛幾十萬頭，也曾將三河牛出口到蒙古國等國家[6]。基于胡春華副總理西藏考察作出的指示和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部辦公廳印發(fā)的《畜牧產(chǎn)業(yè)扶貧和援疆援藏行動方案》要求，為進(jìn)一步落實(shí)西藏牛業(yè)扶貧項(xiàng)目，在西藏自治區(qū)拉薩市開展高海拔地區(qū)奶牛適應(yīng)性生產(chǎn)技術(shù)試驗(yàn)示范項(xiàng)目，引進(jìn)三河牛進(jìn)行科學(xué)研究，提高奶牛生產(chǎn)性能，推動西藏奶業(yè)發(fā)展[7]。然而，運(yùn)輸進(jìn)藏的過程中，三河牛的生理狀態(tài)將如何變化，目前尚未有研究報(bào)道。

因此，本試驗(yàn)在三河牛引入西藏拉薩市的進(jìn)藏過程中，在運(yùn)輸起點(diǎn)、運(yùn)輸途中、運(yùn)輸終點(diǎn)分別采集三河牛的血液樣品，旨在通過血清生化指標(biāo)反映長途運(yùn)輸進(jìn)藏過程中三河牛生理狀態(tài)的變化，為今后西藏自治區(qū)奶牛引進(jìn)運(yùn)輸過程中的牛只管理提供參考，為奶牛的高原適應(yīng)性研究提供信息。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2020年7月，在內(nèi)蒙古呼倫貝爾市蘇沁牧場和特泥河牧場根據(jù)體型外貌評分和系譜信息選擇60頭12～14月齡、體重[(304.12±12.02)kg]相近的三河牛后備牛運(yùn)送至西藏自治區(qū)拉薩市。檢查牛只健康情況，完成疾病檢測，做好三河牛運(yùn)輸過程中“運(yùn)輸熱”群體性防控措施，即可進(jìn)行汽運(yùn)進(jìn)藏。本試驗(yàn)從60頭一同運(yùn)輸?shù)娜优Ｖ须S機(jī)選取12頭作為研究對象，分別在運(yùn)輸起點(diǎn)(運(yùn)輸前，內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市，海拔700 m)、運(yùn)輸途中(運(yùn)輸中，青海省西寧市，海拔2 200 m)和運(yùn)輸終點(diǎn)(運(yùn)輸后，西藏自治區(qū)拉薩市，海拔3 650 m)采用尾根采血法采集12頭試驗(yàn)牛的血液樣品。本試驗(yàn)中，三河牛運(yùn)輸全程約5 400 km，運(yùn)輸途中所有牛只自由采食燕麥干草，運(yùn)輸時(shí)間為7 d。

1.2 樣品采集

在裝車運(yùn)輸前、運(yùn)輸途中和到達(dá)目的地卸車后分別對12頭運(yùn)輸牛進(jìn)行尾根靜脈采血15 mL，裝入真空采血管中，靜置1 h，常溫離心(3 000 r/min離心10 min)，分離血清至凍存管，并將血清儲存于液氮罐。

1.3 檢測指標(biāo)及檢測方法

1.3.1 抗氧化酶活性及氧化產(chǎn)物含量

采用比色法(GF-D200型半自動生化分析儀，山東高密彩虹分析儀器有限公司)測定血清總抗氧化能力(total antioxidant capacity，T-AOC)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)、過氧化氫酶(catalase，CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH-Px)活性及丙二醛(malondialdehyde，MDA)、過氧化氫(hydrogen peroxide，H2O2)含量，采用酶聯(lián)免疫吸附法(Multiskan Ascent全自動酶標(biāo)儀，美國Thermo公司)測定血清谷胱甘肽(glutathione，GSH)含量，所用試劑盒均購于南京建成生物工程研究所。

1.3.2 免疫球蛋白和細(xì)胞因子

采用酶聯(lián)免疫吸附法測定血清免疫球蛋白A(immunoglobulin，IgA)、免疫球蛋白G(immunoglobulin，IgG)、免疫球蛋白M(immunoglobulin，IgM)、白細(xì)胞介素-2(interleukin，IL-2)、白細(xì)胞介素-6(interleukin，IL-6)、白細(xì)胞介素-10(interleukin，IL-10)含量，所用試劑盒均購于南京建成生物工程研究所。

1.3.3 肝臟功能指標(biāo)

采用比色法測定血清總蛋白(total protein，TP)、白蛋白(albumin，ALB)含量和谷丙轉(zhuǎn)氨酶(alanine aminotransferase，ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(aspartate ainotransferase，AST)活性，所用試劑盒均購于南京建成生物工程研究所。

1.3.4 酶活性

采用比色法測定血清堿性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP)和肌酸激酶(creatine kinase，CK)活性，采用酶聯(lián)免疫吸附法測定血清一氧化氮合酶(nitric oxide synthase，NOS)活性，所用試劑盒采購于南京建成生物工程研究所。

1.3.5 激素指標(biāo)

采用放射免疫分析方法測定血清胰島素(insulin，INS)、生長激素(growth hormone，GH)和甲狀腺素(thyroxine，T4)含量，采用酶聯(lián)免疫吸附法測定血清腎上腺素(epinephrine，E)、生長激素釋放激素(growth hormone releasing hormone，GHRH)和促甲狀腺激素(thyroid stimulating hormone，TSH)含量，所用試劑盒均購于南京建成生物工程研究所。

1.3.6 血清其他生化指標(biāo)

采用比色法測定血清鈣離子(Ca2+)、磷離子(P5+)、尿素氮(urea nitrogen，UN)、葡萄糖(glucose，GLU)、總膽固醇(total cholesterol，TC)、非酯化脂肪酸(nonesterified fatty acid，NEFA)含量，采用放射免疫分析方法測定血清皮質(zhì)醇(cortisol，COR)含量，采用酶聯(lián)免疫吸附法測定血清血管內(nèi)皮舒張因子(endothelinum-derived relaxing factor，EDRF)和瘦素(leptin，LEP)含量，所用試劑盒均購于南京建成生物工程研究所。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2019匯總整理后，采用SAS 9.2軟件的ANOVA過程進(jìn)行單因素方差分析，使用Turkey法進(jìn)行多重比較。結(jié)果以平均值和均值標(biāo)準(zhǔn)誤(SEM)表示，P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié) 果

2.1 運(yùn)輸?shù)植貙θ优Ｑ蹇寡趸富钚约把趸a(chǎn)物含量的影響

如表1所示，運(yùn)輸前和運(yùn)輸后的血清SOD活性顯著高于運(yùn)輸中(P<0.05)，運(yùn)輸前和運(yùn)輸中的血清CAT活性和H2O2含量顯著低于運(yùn)輸后(P<0.05)。運(yùn)輸過程中血清T-AOC、GSH-Px活性和MDA含量均未見顯著差異(P>0.05)。

表1 運(yùn)輸?shù)植貙θ优Ｑ蹇寡趸富钚约把趸a(chǎn)物含量的影響

2.2 運(yùn)輸?shù)植貙θ优Ｑ迕庖咔虻鞍缀图?xì)胞因子含量的影響

如表2所示，運(yùn)輸過程中血清IgA、IgG、IgM、IL-2、IL-6、IL-10含量均未見顯著差異(P>0.05)。

表2 運(yùn)輸?shù)植貙θ优Ｑ迕庖咔虻鞍缀图?xì)胞因子含量的影響

2.3 運(yùn)輸?shù)植貙θ优Ｑ寮に刂笜?biāo)的影響

如表3所示，運(yùn)輸中和運(yùn)輸后的血清INS含量顯著低于運(yùn)輸前(P<0.05)，運(yùn)輸后的血清COR含量顯著低于運(yùn)輸前(P<0.05)，運(yùn)輸前和運(yùn)輸中的血清T4含量顯著高于運(yùn)輸后(P<0.05)。運(yùn)輸過程中血清GH、GHRH、TSH、E含量均未見顯著差異(P>0.05)。

表3 運(yùn)輸?shù)植貙θ优Ｑ寮に刂笜?biāo)的影響

2.4 運(yùn)輸?shù)植貙θ优Ｑ迕富钚院透喂δ苤笜?biāo)的影響

如表4所示，運(yùn)輸中和運(yùn)輸后的血清ALP活性和TP、ALB含量顯著高于運(yùn)輸前(P<0.05)，運(yùn)輸中的血清ALT活性顯著高于運(yùn)輸前和運(yùn)輸后(P<0.05)。運(yùn)輸過程中血清CK、NOS、AST活性均未見顯著差異(P>0.05)。

表4 運(yùn)輸?shù)植貙θ优Ｑ迕富钚院透喂δ苤笜?biāo)的影響

2.5 運(yùn)輸?shù)植貙θ优Ｑ迤渌笜?biāo)的影響

如表5所示，運(yùn)輸中和運(yùn)輸后的血清GLU含量顯著高于運(yùn)輸前(P<0.05)，運(yùn)輸中和運(yùn)輸后的血清Ca2+含量顯著高于運(yùn)輸前(P<0.05)，運(yùn)輸后的血清P5+含量顯著高于運(yùn)輸前和運(yùn)輸中(P<0.05)，運(yùn)輸前和運(yùn)輸后的血清UN含量顯著高于運(yùn)輸中(P<0.05)。運(yùn)輸過程中血清TC、NEFA、EDRF含量均未見顯著差異(P>0.05)。

表5 運(yùn)輸?shù)植貙θ优Ｑ迤渌笜?biāo)的影響

3 討 論

3.1 運(yùn)輸?shù)植貙θ优Ｑ蹇寡趸富钚约把趸a(chǎn)物含量的影響

動物自身具有一套完整的抗氧化酶防御系統(tǒng)，T-AOC、SOD、GSH-Px、MDA、CAT等指標(biāo)可以反映機(jī)體抗氧化能力。在氧化應(yīng)激反應(yīng)中，H2O2是化學(xué)性質(zhì)活潑的活性氧，它和細(xì)胞凋亡、細(xì)胞增殖等密切相關(guān)。SOD可以將超氧陰離子轉(zhuǎn)換為H2O2，CAT可將活性氧代謝產(chǎn)物H2O2轉(zhuǎn)化成無害物質(zhì)[8-9]。本試驗(yàn)條件下，與運(yùn)輸前和運(yùn)輸中相比，運(yùn)輸后三河牛血清CAT活性顯著上升，可能是由于細(xì)胞氧自由基平衡被高原缺氧環(huán)境和長途運(yùn)輸造成的應(yīng)激狀態(tài)打破，同時(shí)運(yùn)輸過程中血清SOD活性先降低后上升，可能由于三河牛后期在逐漸適應(yīng)長時(shí)間的汽運(yùn)及海拔高度的上升，運(yùn)輸過程中血清抗氧化活性酶和氧化產(chǎn)物含量的變化是機(jī)體對長途運(yùn)輸和高海拔缺氧環(huán)境做出的必要反應(yīng)。

3.2 運(yùn)輸?shù)植貙θ优Ｑ迕庖呙庖咔虻鞍缀图?xì)胞因子含量的影響

IL-2和IL-6是促炎性細(xì)胞因子，參與炎癥反應(yīng)。IL-10是體內(nèi)一種抗炎性細(xì)胞因子，具有抑制炎癥反應(yīng)的作用。IgA是主要的外分泌免疫球蛋白，可以抵抗微生物的入侵；IgM對黏附病原體、激活補(bǔ)體免疫系統(tǒng)有重要作用；IgG在機(jī)體內(nèi)含量遠(yuǎn)高于其他免疫球蛋白，在機(jī)體抗感染過程中起主要作用。本試驗(yàn)條件下，運(yùn)輸過程中三河牛血清IgA、IgG、IgM、IL-2、IL-6、IL-10含量均有所上升，但未達(dá)到顯著水平，這說明長途運(yùn)輸?shù)植氐倪^程沒有對三河牛免疫能力造成顯著影響。

3.3 運(yùn)輸?shù)植貙θ优Ｑ寮に刂笜?biāo)的影響

INS、GH、T4是調(diào)節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)代謝的重要激素,在動物的代謝和生長中起關(guān)鍵作用[10]。INS在調(diào)節(jié)機(jī)體血液GLU含量穩(wěn)定方面發(fā)揮著重要作用。在應(yīng)激情況下，通常INS分泌減少而胰高血糖素分泌加強(qiáng)。INS的分泌受血液中多種激素、細(xì)胞因子和代謝物質(zhì)的影響。有研究表明，豬運(yùn)輸后其血清INS含量顯著下降[11]，運(yùn)輸應(yīng)激狀態(tài)下INS的分泌減少有利于機(jī)體動員更多能量以克服應(yīng)激源作用[12]，這與本試驗(yàn)結(jié)果一致。Lay等[13]研究發(fā)現(xiàn)，青年牛在經(jīng)過多次運(yùn)輸或長途運(yùn)輸后，其血清COR含量逐漸降低，最后趨于平穩(wěn)，這與本試驗(yàn)中三河牛血清COR含量在運(yùn)輸過程中顯著降低的趨勢一致，這可能是運(yùn)輸途中三河牛機(jī)體代謝下降造成的。高海拔低氧低壓環(huán)境下，動物機(jī)體腎上腺皮質(zhì)能力增強(qiáng)，從而抑制應(yīng)激反應(yīng)過度，以增強(qiáng)抵抗力，保持并恢復(fù)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定[14]。本試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)運(yùn)輸過程中三河牛血清E含量上升，但未達(dá)到顯著水平。T4是由甲狀腺分泌的含碘的酪氨酸，是畜禽調(diào)節(jié)機(jī)體代謝的重要激素[15]，T4能促進(jìn)蛋白質(zhì)、糖原分解以增加能量供給，滿足長途運(yùn)輸中增加的能量需要[16]。本試驗(yàn)中，運(yùn)輸前和運(yùn)輸中的血清T4含量顯著高于運(yùn)輸后，這與Fazio等[17]研究短途公路運(yùn)輸對馬的影響中T4釋放增加的結(jié)果一致。

3.4 運(yùn)輸?shù)植貙θ优Ｑ迕富钚院透喂δ苤笜?biāo)的影響

酶在機(jī)體發(fā)生生化反應(yīng)時(shí)起到催化的作用,血清中酶活性標(biāo)志著細(xì)胞的代謝水平和機(jī)體生長發(fā)育狀況[18]。例如，血液中ALP參與脂肪消化代謝,其活性與畜禽生長速度及生產(chǎn)性能呈正相關(guān)[19]；轉(zhuǎn)氨酶是肝細(xì)胞損害的敏感標(biāo)志，能反映蛋白質(zhì)合成、動物體對營養(yǎng)物質(zhì)消化率及機(jī)體的生長情況[20]。有研究發(fā)現(xiàn)，動物進(jìn)入高海拔后，機(jī)體為適應(yīng)缺氧環(huán)境，可能引起自身肝臟功能變化,進(jìn)而影響脂類代謝[21]。ALP廣泛存在于各器官，其中以肝臟居多，ALP主要功能是核酸、蛋白質(zhì)、生物堿等底物去磷酸化，生成羥基和磷酸根離子。通常認(rèn)為血清ALP活性升高是由肝臟受損造成的。本試驗(yàn)中，血清ALP活性在運(yùn)輸中和運(yùn)輸后顯著增加，這可能由于長途運(yùn)輸?shù)诌_(dá)西藏的過程中三河牛肝臟功能出現(xiàn)一定程度的損傷；此外，有研究發(fā)現(xiàn)糖皮質(zhì)激素的增加也會導(dǎo)致血清ALP活性的增加，這與本試驗(yàn)中血清COR含量和ALP活性協(xié)同上升結(jié)果一致。本試驗(yàn)中，運(yùn)輸中三河牛的血清ALT活性顯著高于運(yùn)輸前和運(yùn)輸后，這可能由于運(yùn)輸過程中酶活性發(fā)生改變造成[16]。血清ALB具有維持血液正常膠體滲透壓和pH、運(yùn)輸多種代謝廢物、調(diào)節(jié)被運(yùn)輸物質(zhì)的生理作用和功能，TP、ALB含量可以反映肝臟的代謝能力。本試驗(yàn)中，運(yùn)輸中和運(yùn)輸后的血清TP、ALB含量顯著高于運(yùn)輸前，此結(jié)果與前人禁水禁食運(yùn)輸肉牛33 h的結(jié)果[16]存在差異。綜上所述，三河牛血清ALP、ALT活性及TP、ALB含量的變化說明運(yùn)輸過程中機(jī)體肝臟功能存在一定程度的損傷。

3.5 運(yùn)輸?shù)植貙θ优Ｑ迤渌笜?biāo)的影響

運(yùn)輸中和運(yùn)輸后的血清Ca2+含量顯著高于運(yùn)輸前，運(yùn)輸后的血清P5+含量顯著高于運(yùn)輸前和運(yùn)輸中，可能由于三河牛高海拔應(yīng)激時(shí)機(jī)體代謝紊亂造成的。Wang等[22]研究發(fā)現(xiàn)，蘭尼堿受體2基因編碼的蛋白是鈣通道上Ca2+運(yùn)輸?shù)闹匾M成因子，當(dāng)處于缺氧環(huán)境中，通常會導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)Ca2+的釋放，引發(fā)心肌興奮-收縮耦聯(lián)過程，刺激細(xì)胞收縮，應(yīng)對低氧反應(yīng)。血清UN含量能夠反映動物生長狀況、蛋白質(zhì)合成及飼糧蛋白質(zhì)的利用等情況[23],此前有研究發(fā)現(xiàn)血液中UN含量與機(jī)體生長速度和蛋白質(zhì)沉積呈負(fù)相關(guān)[24-25]。本試驗(yàn)中，血清UN含量隨著運(yùn)輸過程先減少后增加，反映了運(yùn)輸過程中三河牛的生長狀況和蛋白質(zhì)合成，這可能是三河牛在運(yùn)輸過程機(jī)體代謝出現(xiàn)紊亂造成的。血鈣是肌肉收縮心肌功能及神經(jīng)肌肉應(yīng)激所必需的，保持血鈣水平對維持動物體正常生命活動意義重大。運(yùn)輸中和運(yùn)輸后三河牛血清GLU含量顯著上升，研究人員使用小鼠為模型模擬高原低氧環(huán)境時(shí)發(fā)現(xiàn)動物機(jī)體可能會出現(xiàn)血糖代謝紊亂的現(xiàn)象[26]，這印證了本研究的結(jié)果。

4 結(jié) 論

運(yùn)輸?shù)植剡^程中，三河牛血清抗氧化酶活性及氧化產(chǎn)物含量、激素含量和部分生化指標(biāo)均有所變化，這是三河牛對運(yùn)輸?shù)植剡^程中的運(yùn)輸應(yīng)激和高原缺氧應(yīng)激做出的應(yīng)答。本研究揭示了三河牛長距離運(yùn)輸?shù)植剡^程中血清生化指標(biāo)的變化，可為高海拔地區(qū)奶牛引進(jìn)運(yùn)輸過程中的牛只管理提供參考信息。