放牧綿羊血清礦物質(zhì)元素與免疫調(diào)節(jié)相關(guān)因子的相關(guān)性

周琦珺，王建發(fā)，連 帥，武 瑞

（黑龍江八一農(nóng)墾大學動物科技學院 163319）

礦物質(zhì)元素是機體重要的無機物，參與各種生理過程，如骨骼發(fā)育，血液形成，激素合成和心跳調(diào)節(jié)[1]。每日攝入適當?shù)V物質(zhì)元素對于維持健康，抵抗疾病十分必要。當前，我國養(yǎng)殖行業(yè)高度集約化，地域因素導致的礦物質(zhì)元素失衡理應避免，但在實際生產(chǎn)中，礦物質(zhì)添加劑的不規(guī)范使用現(xiàn)象普遍存在，易造成礦物質(zhì)穩(wěn)態(tài)失衡和免疫功能障礙[2]。而且礦物質(zhì)元素互作效應也十分復雜，實踐中不科學地在飼料中添加礦物質(zhì)元素不僅不會提高畜牧養(yǎng)殖經(jīng)濟效益反而導致浪費、影響動物生產(chǎn)性能、污染環(huán)境，還潛在威脅人類健康[3,4]。實驗室前期研究證實綿羊礦物質(zhì)元素穩(wěn)態(tài)失衡會影響中性粒細胞的代謝、轉(zhuǎn)錄和功能[5]。但在放牧條件下，綿羊體內(nèi)血清礦物質(zhì)元素的變化是否影響免疫調(diào)節(jié)相關(guān)因子的表達還不清楚。為此，本試驗旨在探究礦物質(zhì)元素與小尾寒羊免疫調(diào)節(jié)因子的相關(guān)性，為生產(chǎn)實踐中合理添加礦物質(zhì)元素提供依據(jù)。

1 材料方法

1.1 試驗動物

本次試驗在黑龍江省大慶市某地隨機選取體況相近2月齡的雌性小尾寒羊45只，在不同飼養(yǎng)條件下飼養(yǎng)5個月。其中22只在標準飼養(yǎng)條件下飼養(yǎng)作為對照組，日糧參照國家肉羊飼養(yǎng)標準（NY/T 816-2004）配制（日糧成分見表1），自由采食和不限制飲水。23只在自然放牧狀態(tài)下飼養(yǎng)作為試驗組，每日早8點放牧，晚6點歸牧，放牧前與歸牧后設置水槽供羊只自由飲水。飼養(yǎng)期結(jié)束后，由頸靜脈采集血液分離血清，檢測血清中礦物質(zhì)元素：鈣、鉀、鎂、磷、鐵、銅、鋅含量與免疫因子：IL-6、IL-8、TNF-α、IgG水平。

表1 綿羊日糧成分表（風干基礎）

1.2 樣本采集與處理

所有綿羊均在清晨，飼喂前或放牧前（空腹）通過頸靜脈采血10mL，在室溫條件下靜置20min，以3500 rpm/min離心15 min，取上層血清，于-20℃保存。

1.3 礦物質(zhì)元素與細胞因子檢測

血清中，礦物質(zhì)元素鈣、鉀、磷、鎂、鐵、鋅、銅含量以及免疫因子IL-6、IL-8、TNF-α、IgG的水平檢測均使用試劑盒進行，生產(chǎn)廠家及貨號見表2，具體操作步驟按試劑盒說明進行。

表2 試驗主要檢測試劑盒

1.4 統(tǒng)計方法

所有試驗數(shù)據(jù)先使用Microsoft Office Excel 2019軟件進行整理，結(jié)果以“平均值±標準差”表示。隨后使用SPSS26軟件進行獨立樣本T檢驗和Pearson（皮爾遜）相關(guān)性分析。差異顯著性表示為：P > 0.05為差異不顯著，P < 0.05為差異顯著，P < 0.01為差異極顯著，P < 0.001為差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 礦物質(zhì)元素檢測結(jié)果

不同飼養(yǎng)條件下綿羊血清中礦物質(zhì)元素檢測結(jié)果如表3所示。結(jié)果表明，與對照組相比，放牧組綿羊血清中鎂極顯著降低（P < 0.001）、鉀顯著降低（P < 0.05）、鐵顯著降低（P < 0.01），鋅顯著升高（P < 0.05）。其他礦物質(zhì)元素差異不明顯。

表3 礦物質(zhì)元素檢測結(jié)果

2.2 細胞因子檢測結(jié)果

細胞因子檢測結(jié)果如表4所示。結(jié)果表明，與對照組，放牧組綿羊血清中IL-8、IgG顯著含量升高（P < 0.05），IL-6、TNF-α含量變化不大。

表4 血清中細胞因子檢測結(jié)果

2.3 放軟條件下綿羊血清中礦物質(zhì)元素間的關(guān)系

礦物質(zhì)元素之間相互協(xié)同、拮抗作用復雜，為了探究礦物質(zhì)元素之間的關(guān)系進行Pearson相關(guān)性分析，結(jié)果表明（表5所示），鐵與鎂呈正向相關(guān)且差異顯著（R=0.452 P < 0.05），鐵與銅呈負相關(guān)且差異顯著（R=-0.509 P < 0.05），鋅與鈣呈正相關(guān)且差異顯著（R=0.584 P< 0.01），其他元素之間相關(guān)性不強。

表 5 礦物質(zhì)元素之間相關(guān)性

2.4 放軟條件下綿羊血清中礦物質(zhì)元素與細胞因子的關(guān)系

放牧條件下綿羊血清中礦物質(zhì)元素與IL-6、IL-8、IgG、TNF-α的關(guān)系見表6。如表6所示，通過Pearson相關(guān)性分析可知，在礦物質(zhì)元素失衡后綿羊血清中礦物質(zhì)鐵與IgG呈正相關(guān)且差異顯著（R=0.504 P < 0.05）其他礦物質(zhì)元素與細胞因子之間相關(guān)性不強。

表6 放牧條件下綿羊血清中礦物質(zhì)元素與IL-6、IL-8、IgG、TNF-α的關(guān)系

3 討論

大量研究報道表明，在礦物質(zhì)元素缺乏或供應過剩的情況下，引起穩(wěn)態(tài)失衡導致宿主對抗感染的反應能力下降[6]。礦物質(zhì)對于支持免疫系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)非常重要，這涉及對病原體的防御機制，以及對促炎和抗炎調(diào)節(jié)的長期平衡。有研究表明，Mg缺乏引起免疫過度防御，急性期蛋白釋放，依賴Mg合成的谷胱甘肽減少，神經(jīng)酰胺的合成增加，而神經(jīng)酰胺會誘導NFκB，相應地釋放細胞因子如TNF-α，IL-1β和IL-6等。此外低Mg血癥也破壞了Ca2+體內(nèi)平衡，增強了Mg缺乏癥的促炎作用[7]。Fe失衡會損害B細胞增殖和T細胞功能，影響抗體產(chǎn)生，實驗證明適當補充Fe可以提高細胞因子的水平。適當?shù)腪n水平才會維持機體正常免疫功能，Zn缺乏可能導致IL-1β依賴性炎癥疾病的發(fā)生，研究表明使用Zn刺激小鼠巨噬細胞時，通過PKC/MAPK/C/EBP信號級聯(lián)增加IL-6和TNFα的分泌[8]。在本試驗中，統(tǒng)計結(jié)果表明與對照組相比放牧組綿羊血清中礦物質(zhì)元素Fe、K、Mg含量降低，而Zn含量升高，存在失衡情況；且炎癥相關(guān)的細胞因子IgG、IL-8比對照組顯著升高，由Pearson分析結(jié)果可知Fe與IgG有相關(guān)性。這些結(jié)果表明，礦物質(zhì)元素維持免疫穩(wěn)態(tài)有著重要作用，而且免疫狀態(tài)不止和單一礦物質(zhì)元素水平改變有關(guān)。