程才才 楊自軍
(河南科技大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,河南洛陽 471003)
鉬是黃嘌呤氧化酶、醛氧化酶和亞硫酸鹽氧化酶等多種酶的輔助因子,對機(jī)體代謝和有害物質(zhì)的清除有重要作用[1]。鉬能提高飼料利用率,促進(jìn)動(dòng)物生長,還可提高畜禽繁殖性能、生產(chǎn)性能及成活率[2]。隨著鉬添加劑的廣泛應(yīng)用和鉬礦的大量開采,鉬中毒事例日益增加。例如1981年發(fā)生于日本島根縣牛的“毛白化病”,Hallgren報(bào)道1954年瑞典牧場放牧牛群發(fā)生“腹瀉病”,以及發(fā)生于我國贛南大余縣耕牛的“紅皮白毛癥”和陜西南洛河流域流行多年的耕牛“黑水泄”等,均是由于食物中鉬含量過高引起的。豫西地區(qū)是富鉬地區(qū),鉬中毒事例時(shí)有發(fā)生。本研究選取小尾寒羊?yàn)檠芯繉ο?,通過在飼糧中添加不同劑量的鉬,最終觀察鉬劑量對綿羊病理組織學(xué)和抗氧化機(jī)能的影響,為鉬中毒機(jī)理的探討和臨床防治提供參考。
18只2月齡健康、大小勻稱[(20±1.34)kg]的小尾寒羊公羊(購于洛陽市郊區(qū)種羊場),隨機(jī)分為3組,因加鉬量的多少分為Ⅰ組[60 mg/(kgBW·d)]、Ⅱ組[30 mg/(kgBW·d)]、Ⅲ組[0 mg/(kgBW·d)]。加鉬所用藥品為Na2MoO4·2H2O(分析純,天津市化學(xué)試劑四廠,批號20101024),藥品溶于水中按體重灌服(早晨空腹)。飼喂相同基礎(chǔ)日糧,日糧配方及營養(yǎng)水平見表1。
表1 基礎(chǔ)日糧配方及營養(yǎng)水平
1.2.1 臨床癥狀觀察
試驗(yàn)羊集體驅(qū)蟲,飼喂相同基礎(chǔ)日糧,適應(yīng)15 d后開始攻鉬,然后每天觀察各組羊的飲食欲、精神狀態(tài)、運(yùn)步、皮膚被毛、口腔黏膜、二便以及對體溫、脈搏、心跳進(jìn)行記錄,每隔7 d稱重一次,并進(jìn)行記錄。
1.2.2 病理組織學(xué)觀察
試驗(yàn)第60 d,選取鉬中毒典型癥狀試驗(yàn)羊進(jìn)行宰殺,立即采取相應(yīng)組織放入10%甲醛中固定,進(jìn)行常規(guī)HE染色,具體操作方法參見文獻(xiàn)[3]。
1.2.3 抗氧化指標(biāo)測定
攻鉬首天頸靜脈采集血液10 ml,分離血清,-20℃溫度下保存待測。XOD、GSH-Px、SOD、MDA抗氧化指標(biāo)用試劑盒測定(購于南京建成生物工程研究所)。
數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。應(yīng)用Spss17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對各組數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,用Duncan's法多重比較法對各組數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性比較。
0~8 d各組試驗(yàn)羊均未出現(xiàn)明顯臨床變化,8~10 dⅠ組個(gè)別羊出現(xiàn)精神倦怠,喜臥少動(dòng),食欲減退,晚上有叫喚和磨牙現(xiàn)象,15 d后Ⅱ組個(gè)別羊也出現(xiàn)類似現(xiàn)象,30 d左右Ⅰ、Ⅱ組羊均不同程度地出現(xiàn)上述臨床表現(xiàn)。40 d左右Ⅰ、Ⅱ組羊出現(xiàn)腹瀉軟成團(tuán)糞便,個(gè)別羊拉稀便,同時(shí)兩組羊均出現(xiàn)黏膜蒼白、貧血、消瘦、體重減輕現(xiàn)象。60 d左右Ⅰ、Ⅱ組羊出現(xiàn)明顯被毛蓬松無光、掉毛,掉毛嚴(yán)重的背部露出大面積的皮膚,皮膚蒼白無彈性。個(gè)別羊出現(xiàn)長時(shí)間臥地不起,驅(qū)趕時(shí)勉強(qiáng)站立,走路蹣跚,70 d左右Ⅰ組出現(xiàn)羊只死亡現(xiàn)象。Ⅲ組羊無明顯臨床癥狀。
加鉬組血清XOD活性呈持續(xù)上升趨勢,后期差異極顯著(P<0.01),但加鉬組之間血清XOD活性無明顯差異(P>0.05),對照組血清XOD活性無明顯變化(P>0.05)從30天開始,加鉬組血清XOD活性與對照組差異極顯著(P<0.01)。加鉬組血清GSH-Px活性呈持續(xù)下降趨勢,且差異極顯著(P<0.01),對照組血清GSHPx活性無明顯變化(P>0.05);從15 d開始,各組之間在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)血清GSH-Px活性差異極顯著 (P<0.01)。加鉬組血清SOD活性呈持續(xù)下降趨勢,且差異極顯著(P<0.01),對照組血清SOD活性無明顯變化(P>0.05);從30 d開始,對照組和鉬30組血清SOD活性與鉬60組差異極顯著 (P<0.01),后期鉬30組血清SOD活性與對照組差異極顯著(P<0.01)。加鉬組血清MDA濃度呈持續(xù)上升趨勢,且差異極顯著(P<0.01),對照組血清MDA濃度無明顯變化(P>0.05);從15 d開始,加鉬組血清MDA濃度與對照組差異極顯著,15 d時(shí),鉬30組血清MDA濃度與鉬60組差異極顯著(P<0.01),30 d 時(shí)差異顯著 (P<0.05),45 和 60 d 時(shí)差異不顯著(P>0.05)。
本試驗(yàn)中后期小尾寒羊均出現(xiàn)腹瀉、貧血、行動(dòng)遲緩、被毛褪色、掉毛等典型鉬中毒癥狀,且Ⅰ組試驗(yàn)羊出現(xiàn)死亡現(xiàn)象。病理組織學(xué)觀察也發(fā)現(xiàn),肝臟、脾臟、腎臟、心肌、睪丸均出現(xiàn)不同程度的病理變化,同時(shí)隨著鉬劑量的增加,組織病理學(xué)損傷越嚴(yán)重,而各組間肺臟、淋巴結(jié)無明顯病理變化,這與肖杰[4]和Tiffany[5]研究結(jié)果相似。鉬中毒時(shí)鉬主要是干擾體內(nèi)銅的吸收與代謝,進(jìn)而影響含銅酶的活性,含銅酶在體內(nèi)分布廣泛,具有清除體內(nèi)自由基、維持細(xì)胞能量代謝、造血、促進(jìn)骨膠原形成和黑色素的增加等作用[6];同時(shí),Tiffany等[5]研究發(fā)現(xiàn),高鉬飼喂肉牛能夠引起血漿磷含量持續(xù)下降,進(jìn)而影響骨骼代謝。也有文獻(xiàn)[7]指出,鉬中毒時(shí),鉬酸鹽與兒茶酚胺形成復(fù)合物而降低了后者的抑菌作用,使胃腸細(xì)菌活動(dòng)增多而產(chǎn)生腹瀉。上述作用機(jī)制很好地解釋了本試驗(yàn)結(jié)果。
表2 不同劑量鉬對小尾寒羊血清相關(guān)酶學(xué)指標(biāo)變化的影響
動(dòng)物機(jī)體有較完善的抗氧化系統(tǒng),其中的一些酶類如谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)和超氧化物歧化酶(SOD)等,可以保護(hù)細(xì)胞不受氧化物和自由基的損害[8],故GSH-Px和SOD的活性能反映機(jī)體的抗氧化功能。本試驗(yàn)結(jié)果表明,血清中GSH-Px和SOD活性隨鉬劑量的升高而降低,且有明顯的劑量效應(yīng)關(guān)系,這與肖杰等[4]和張瑜等[9]研究結(jié)果相似。Cu是SOD和銅藍(lán)蛋白的輔助因子和調(diào)節(jié)因子,而高劑量的鉬能夠引起機(jī)體銅缺乏(動(dòng)物中毒病學(xué)),進(jìn)而引起SOD和銅藍(lán)蛋白活性的降低。而機(jī)體鉬中毒時(shí),自由基大量堆積、細(xì)胞能量代謝障礙、造血功能受損等因素,也會影響抗氧化酶的生成和活性。
黃嘌呤氧化酶(XOD)是一種需氧脫氫酶類,它可以將黃嘌呤、次黃嘌呤氧化成尿酸,另外對醛類、嘧啶類、蝶啶類也有氧化作用[10]。本試驗(yàn)結(jié)果表明,血清中XOD活性隨著鉬劑量的增加而降低,這與Cox等[11]和肖杰等[4]研究結(jié)果不一致,推測原因有:①本試驗(yàn)以小尾寒羊?yàn)檠芯繉ο螅溲芯繉ο蠓謩e為小鼠和雛雞,鉬中毒機(jī)理在不同種屬動(dòng)物間有差異[12];②試驗(yàn)測定條件不一致。有文獻(xiàn)[13]表明,黃嘌呤氧化酶能夠催化黃嘌呤產(chǎn)生超氧陰離子自由基和一氧化氮自由基,同時(shí),XOR來源的尿酸有抗氧化功能[14]。筆者分析認(rèn)為,尿酸的抗氧化功能有限,而產(chǎn)生的自由基對機(jī)體的損害作用占主導(dǎo)作用,進(jìn)而引起機(jī)體抗氧化功能的進(jìn)一步降低。
丙二醛(MDA)是過氧化脂質(zhì)分解代謝的產(chǎn)物,與自由基產(chǎn)生量成正比。測定MDA含量可以反映出機(jī)體細(xì)胞受自由基攻擊和脂質(zhì)過氧化的程度,從而反映出細(xì)胞損傷的嚴(yán)重性[15]。本試驗(yàn)中,血清MDA含量隨著鉬劑量的增加而升高,說明鉬中毒時(shí),機(jī)體自由基大量產(chǎn)生,細(xì)胞損傷嚴(yán)重。
不同種類的反芻動(dòng)物對鉬的耐受性差異很大,奶牛與肉牛最敏感,其次是綿羊,山羊的耐受性較大。日糧中鉬劑量為25~50 mg/kg時(shí),肉牛的生長發(fā)育和育肥效果沒有受到影響[16],而摩弗倫綿羊的中毒水平為300 mg/kg,研究發(fā)現(xiàn),山羊?qū)︺f的耐受量最高可達(dá)日糧的1 000 mg/kg,幾乎與雞和兔的耐受量相同[17]。按照美國 NRC(1994)標(biāo)準(zhǔn),鉬添加劑量,奶牛、肉牛<0.01 mg/kg,而綿羊、山羊<0.05~1.0 mg/kg。試驗(yàn)證明,飼料中鉬的最高允許量奶牛、肉牛為5 mg/kg,綿羊、山羊?yàn)?0 mg/kg[18]。經(jīng)核算,整個(gè)試驗(yàn)周期中,小尾寒羊的日攝食量為2 kg/d(干重)左右,平均體重為30 kg左右,飼料中鉬添加劑量達(dá)到了455.61 mg/kg和905.61 mg/kg,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于上述文獻(xiàn)中的最高允許量。
[1]王自良,張海棠,李軍民.鉬的毒性與反芻動(dòng)物鉬中毒[J].黃牛雜志,2004,30(5):40-43.
[2]賈非,費(fèi)林靜,毛宗江.微量元素鉬在畜禽日糧中的應(yīng)用[J].畜牧與飼料科學(xué),2008,29(3):8.
[3]農(nóng)業(yè)部農(nóng)民科技教育培訓(xùn)中心.中央農(nóng)業(yè)廣播電視學(xué)校組編.獸醫(yī)病理與診斷技術(shù)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2007:73-79.
[4]肖杰,楊帆,崔恒敏,等.高鉬對雛雞肝臟和脾臟抗氧化功能的影響[J].畜牧獸醫(yī)學(xué)報(bào),2010,41(7):883-890.
[5]Tiffany M E,McDowell L R,D connor G A,et al.Effects of residual and reapplied biosolida on performance and mineralststus of grazing beef steers[J].Journal of Americal Science,2002,80(1),260-269.
[6]劉宗平.動(dòng)物中毒病學(xué)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2006:411-419.
[7]崔中林.奶牛疾病學(xué)[M].北京市:中國農(nóng)業(yè)出版社,2007:479-480.
[8]Martynowicz H,Skoczynska A,Cadmium toxicity:Cadmium and hypertension[J].Pol Arch Med Wewn,2004,111(2):243-249.
[9]張瑜,許建海,朱曉萍,等.日糧不同銅、鉬水平對遼寧絨山羊機(jī)體抗氧化性能的影響[J].中國畜牧雜志,2010,46(17):30-33.
[10]李麗書,陳獻(xiàn)華,邵葉波,等.黃嘌呤氧化還原酶的結(jié)構(gòu)、功能和作用[J].細(xì)胞生物學(xué)雜志,2004,26:381-384.
[11]Cox D H,Davis G K,Shirley R L,et al.Influence of excess dietary molybdenum on rat and calf liver and heart enzymes[J].The Journal of Nutrition,1960,70:63-68.
[12]李樹鵬,郝艷霜.畜禽鉬中毒[J].飼料博覽,2004,11:32-34.
[13]趙寶路.一氧化氮自由基[M].北京:科學(xué)出版社,2008:123-126.
[14]Frederiks W M et al.Acta Histochem,2002,104:29.
[15]Zhou J F,Cai D,Tong G Z.Oxidative stress and potential free radical damage associated with photocopying[J].A Role for Ozone,2003,37(2):137-143.
[16]Witten Burg,K M Boila,Shariff M A.Comparison of copper sulphate and copper proteinate as copper sources for copper-depleted steers fed high molybdenium diets[J].Journal of Animal Science,1987,70:895-904.
[17]Ward G M.Molybdenum toxicity and hypocuprosis in ruminants[J].1978(4):1078-1085.
[18]張喬,蘇曉鴿,錢浩,等.飼料添加劑大全[M].北京:北京工業(yè)大學(xué)出版社,1994:115-116.