安芳芳，徐端紅

（河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學院，河南鄭州 451450）

1 前言

植物化學物質(zhì)是一種從植物和真菌等自然資源中提取的無營養(yǎng)但功能強大的化合物，將植物化合物分為4大類：多酚類、萜類、生物堿類和含硫植物化學物質(zhì)。盡管它們對常規(guī)的機體功能不是必需的，但在哺乳動物研究中，其具有改善健康狀態(tài)，緩解疾病的作用，使其成為家禽工業(yè)中有前景的天然飼料添加劑。

影響動物生產(chǎn)、繁殖性能及福利的因素很多，其中包括各種應激源和炎癥反應。Gessner等（2017）對植物多酚的抗氧化和抗炎能力進行綜述，提出氧化應激與農(nóng)場動物炎癥之間可能存在聯(lián)系。有趣的是，許多哺乳動物研究中都討論了氧化應激和炎癥之間的潛在相互作用，特別是在了解特定疾病病理過程中，或評估某些藥物治療某些疾病的有效性方面（閆安和謝云亮，2018）。盡管這些哺乳動物的研究是農(nóng)場動物領域的一個新的研究課題，但其為轉(zhuǎn)診提供了一個詳細的平臺。

應激是一個包括很多步驟的過程，可以通過各種因素刺激和激活，其中氧化應激和炎癥損傷是多階段過程，任何積極的營養(yǎng)調(diào)控作用可能是幾種不同機制的總和以及針對信號轉(zhuǎn)導通路的組成，因此研究這一過程具有重要意義（Calabrese等，2008）。轉(zhuǎn)錄因子是一種蛋白質(zhì)復合物，通過結(jié)合特定的DNA序列，在生物和環(huán)境刺激下作用于信號級聯(lián)下游，調(diào)控基因信息從DNA到mRNA的轉(zhuǎn)錄，因此，轉(zhuǎn)錄因子在啟動、刺激或終止基因轉(zhuǎn)錄過程中是有效的（Haddad等，2002）。氧化應激相關基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控主要是兩個氧化還原敏感轉(zhuǎn)錄因子（Nrf2）和核轉(zhuǎn)錄因子（NF-κB）。在蛋白質(zhì)水平上激活Nrf2和抑制NF-κB進一步說明免疫調(diào)節(jié)機制與抗氧化機制密切相關，具有這種調(diào)節(jié)作用的植物化學物質(zhì)值得探討。考慮到上述觀點，本文討論了現(xiàn)有的和有潛力的植物化學物質(zhì)對抗氧化和免疫調(diào)節(jié)的功效，并進一步綜述植物化學物質(zhì)誘導Nrf2和NF-κB通路的變化，開發(fā)有效的方法來解決或緩解這些復雜情況成為現(xiàn)代畜牧業(yè)的一個新挑戰(zhàn)。

2 家禽業(yè)面臨的氧化應激和炎癥挑戰(zhàn)

應激的概念最早由Selye（1936）提出，定義為“身體對任何需求的非特異性反應”。其定義一直被其他科學家不斷修訂和發(fā)展，如Koolhaas等（2011）進一步提出應激概念，認為應激是負面事件，當反應超出機體現(xiàn)有適應能力時就可以視為應激。應激是當前家禽養(yǎng)殖業(yè)中不可避免的一種現(xiàn)象，商業(yè)肉雞生產(chǎn)正面臨著各種應激因素，導致生長肉雞和蛋雞的生產(chǎn)性能下降。氧化應激定義為機體氧化、還原不平衡形成的細胞損傷，是現(xiàn)代家禽業(yè)面臨的嚴重問題之一。在家禽發(fā)育過程中，氧化應激往往會對脂質(zhì)、DNA、蛋白質(zhì)等細胞成分造成損傷，嚴重破壞細胞完整性，甚至組織損傷（張嬋娟和劉永福，2017）。熱應激是引起氧化應激的主要因素，家禽散熱能力差是導致其無法避免熱應激的先天限制。此外，飼料變質(zhì)可能導致熱應激負面效應更加惡化。

炎癥是一種基本的、局部的生理過程，經(jīng)常引起動物體內(nèi)氧化狀態(tài)失衡，是對感染、創(chuàng)傷、致病菌侵入、物理、化學或熱應激等形式的傷害性刺激的保護性反應。炎癥反應是一系列由特定血管、體液和細胞組成的動態(tài)協(xié)調(diào)反應，其特征是液體、血漿和炎癥性白細胞（包括中性粒細胞、嗜堿性細胞和巨噬細胞）向炎癥部位運動（Huang和Lee，2018）。

在動物體內(nèi)，炎癥過程就像一把雙刃劍。潛在的病理情況不可避免，在家禽生產(chǎn)工業(yè)中，一旦暴露于外部應激，適度的炎癥反應是必要的，以保護動物免受應激的即時威脅。但炎癥過程需要消耗大量能量。Lee等（2017）發(fā)現(xiàn)，脂多糖注射液可降低肉雞日增重高達22%，其中41%的損失來自于參與免疫反應，其余59%來自于飼料采食量的減少。同時，急性期反應發(fā)生導致采食受到抑制，這些都會降低養(yǎng)殖盈利和產(chǎn)品質(zhì)量，甚至危及動物健康。據(jù)報道，為了追求商業(yè)肉雞的最佳生長性能而進行遺傳選擇，導致機體免疫潛力降低，因為建立強大的免疫反應將為生長重新分配能量?，F(xiàn)代家禽的飼養(yǎng)密度大，炎癥加劇且頻繁發(fā)生，特別是在抗生素禁用后。因此，平衡生長表現(xiàn)和增強免疫力至關重要，而炎癥是一種基本的、局部的生理過程，是機體對感染、創(chuàng)傷、病原體等形式刺激的保護性反應。

3 植物化學物質(zhì)對家禽氧化狀態(tài)和免疫抑制的改善作用

3.1 葡萄果渣 葡萄渣主要是葡萄酒工業(yè)殘留產(chǎn)物。隨著對工業(yè)副產(chǎn)物生物活性成分的日益重視，葡萄渣中酚類物質(zhì)因其具有較強的自由基清除作用和抗氧化作用而得到廣泛研究和應用。此外，葡萄渣中酚類物質(zhì)還具有良好的免疫調(diào)節(jié)潛力，尤其是在幫助家禽對抗新城疫病毒方面。Iqbal等（2015）研究了葡萄多酚作為維生素E替代品的抗氧化和免疫修飾活性潛力，結(jié)果表明，肉雞胸部和腿部肌肉中總酚含量從50 mg/kg線性增加到75 mg/kg，并伴有硫代巴比妥酸含量的降低。此外，在葡萄多酚含量低或高（25和75 mg/kg）的情況下，與相應的對照組相比，新城疫抗體滴度增加。同時，組織病理學檢查顯示，在日糧中添加25 mg/kg葡萄多酚對雞肝臟和腎臟沒有不良影響，說明葡萄多酚可以刺激細菌抗體的產(chǎn)生，但不會對宿主免疫器官造成損害。同樣，Ebrahimzadeh等（2018）研究發(fā)現(xiàn)，與維生素E補充劑組相比，日糧添加7.5%葡萄渣可提高血清抗氧化指數(shù)，如超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶活性和降低丙二醛濃度。

3.2 姜黃素 姜黃素是姜黃根莖中主要的具有生物活性的多酚類化合物，通過其強大的抗氧化活性調(diào)節(jié)機體抗氧化和免疫狀態(tài)。有研究認為，黃曲霉毒素對家禽業(yè)的負面影響可以通過姜黃素來解決，如Yarru等（2009）研究表明，添加0.5%姜黃粉（飼料中姜黃素為74 mg/kg）可減輕黃曲霉毒素對雞肝臟超氧化物歧化酶和谷胱甘肽s-轉(zhuǎn)移酶基因的抑制作用，而黃曲霉毒素引起的促炎白細胞介素-6基因表達增加也因其抗炎活性而下調(diào)。Gowda等（2008）研究顯示，與對照組相比，444 mg/kg姜黃素組血清總抗氧化水平升高，同時提高了血清白蛋白濃度。此外，由于淋巴細胞增殖是檢驗雞細胞免疫的另一指標，姜黃素組脾臟B淋巴細胞和T淋巴細胞增殖增強，提示姜黃素對免疫器官具有免疫調(diào)節(jié)作用。

3.3 蘑菇 蘑菇作為食物已有幾個世紀的歷史，因為它們有較好的口感和很高的營養(yǎng)價值，含有大量生物活性物質(zhì)，如酚類、多糖和有機酸，在疾病治療和預防方面廣受關注，尤其是抗氧化、免疫調(diào)節(jié)，甚至抗腫瘤功能。Vargas-Sanchez等（2018）研究表明，平菇總酚含量為30.0 g/kg，總黃酮含量為25.0 g/kg，多糖含量為340.0 g/kg，在鵪鶉日糧中添加平菇粉具有清除自由基的效果，且在不影響生長性能的情況下改善肉質(zhì)。哺乳動物和家禽研究中蘑菇多糖因其免疫調(diào)節(jié)作用而被廣泛研究。從平菇中提取的多糖在抗綿羊紅細胞一次和二次注射后的第7天和第14天增強了抗體效價，如總免疫球蛋白、免疫球蛋白M和G濃度。此外，這些多糖提取物還能減少因艾美耳菌屬混合感染引起的卵囊數(shù)。另一方面，胃腸道在抵抗動物體內(nèi)潛在的免疫抑制應激源方面具有重要作用，提示腸道參數(shù)是評價動物免疫健康狀況的潛在指標，而食用菌中多糖對空腸絨毛高度和隱窩深度的增加有一定促進作用（Fard等，2014）。

3.4 靈芝 靈芝是一種真菌，已有2000多年的歷史，其藥理作用包括抗氧化、抗炎、抗菌和免疫調(diào)節(jié)作用，這些主要來自其活性成分，如多糖和三萜。由于黃曲霉毒素被認為是家禽生產(chǎn)中最常見的霉菌毒素之一，已有研究利用黃曲霉毒素的促氧化產(chǎn)生氧化應激和免疫抑制作用，研究飼糧中添加靈芝對機體的改善作用。如在飼糧中添加黃曲霉毒素B1后，雞肝臟過氧化氫和丙二醛水平明顯升高，血清免疫球蛋白受到抑制，但在飼糧中添加靈芝粉后，這些負面影響得到改善。另一方面，血清免疫球蛋白G和A水平高于對照組，結(jié)果表明，在黃曲霉毒素B1污染的日糧中添加靈芝粉可有效改善黃曲霉毒素B1帶來的影響（Liu等，2016）。AL-Zuhariy等（2017）研究表明，與添加黃曲霉毒素B1的對照組相比，在飼料中添加0.2%靈芝粉45 d后，肝臟和脾臟過氧化氫和丙二醛濃度最低，抗氧化指數(shù)提高。這些研究表明，靈芝多糖具有減輕免疫抑制、提高抗氧化能力、減輕黃曲霉毒素B1對家禽的負面影響。

3.5 連翹 連翹是一種藥用植物，分布在中國、日本和韓國，近年來，其抗氧化作用得到廣泛研究。Wang等（2008）報道，與對照組相比，日糧添加100 mg/kg連翹提取物提高了高溫條件下肉雞血清總抗氧化能，降低了丙二醛濃度，同時改善了肉雞的飼料轉(zhuǎn)化率。皮質(zhì)酮是肉雞應激反應的一種常用刺激物，據(jù)報道，添加連起提取物可改善皮質(zhì)酮引起的肉雞平均日增重和飼料轉(zhuǎn)化率下降，同時降低血清丙二醛水平，提高超氧化物歧化酶和總抗氧化力（Pan等，2018）。

4 家禽氧化應激和炎癥有關的轉(zhuǎn)錄因子

4.1 核因子（紅血球源性2） Nrf2轉(zhuǎn)錄因子作為編碼抗氧化反應的結(jié)合抗氧化反應元素，位于啟動子區(qū)域，轉(zhuǎn)錄基因編碼抗氧化酶和幾個排毒蛋白質(zhì)，包括血紅素、氧合酶、谷氨酸、半胱氨酸連接酶等。在基礎條件下，Nrf2被其抑制蛋白kelch樣ech相關蛋白1（Keap1）隔離在細胞質(zhì)中。在氧化應激反應時，Nrf2之間交互，Keap1中斷，然后Nrf2會把從細胞質(zhì)到細胞核，導致細胞保護響應特征是提高抗氧化酶敏感性和降低氧化損傷（Nguyen 等，2009）。

4.2 核因子Kappa B 它是一種對各種刺激炎癥反應主要促炎的轉(zhuǎn)錄因子（NF-κB）。因為它是一種氧化還原敏感轉(zhuǎn)錄因子，NF-κB可以刺激活性氧。在正常情況下，NF-κB被綁定、隱藏在細胞質(zhì)κB的抑制蛋白（IκB）。此外，IκB是激酶激活的信號整合中心，主要作用是將信號從所有NF-κB激活刺激來促進各種IκB和NF-κB蛋白質(zhì)的磷酸化以及其他底物。當其被應激、日糧改變、自由基、炎癥刺激、細胞因子和致癌物質(zhì)激活后，NF-κB轉(zhuǎn)移到細胞核，導致不同的炎性細胞因子和趨化因子的表達（Gupta等，2010）。

5 氧化應激和炎癥的聯(lián)系

大量文獻證實并支持炎癥與氧化應激之間相互依賴的關系，如在炎癥過程中，活化的吞噬細胞（如中性粒細胞和巨噬細胞）產(chǎn)生大量活性氧、活性氮和活性羰基來消滅入侵因子（Castellani等，2014）。非吞噬細胞除了通過特異性吞噬細胞直接產(chǎn)生反應性物質(zhì)外，還可以對促炎細胞因子產(chǎn)生反應性物質(zhì)，相關研究應用抗氧化劑激活免疫系統(tǒng)，增強抗氧化能力，以保護雞免受黃曲霉B1的毒害（AL-Zuhariy等，2017）。此外，家禽熱應激不僅破壞抗氧化狀態(tài)，也抑制免疫系統(tǒng)分泌的炎癥標志物水平，減少動物機體相關的維生素和礦物質(zhì)水平。熱應激產(chǎn)生的活性氧會擾亂膜電子傳遞，進一步調(diào)節(jié)激活Nrf2和 NF-κB，導致氧化和免疫分子的變化（Li等，2014）。上述研究提示，炎癥過程可以誘導氧化應激，氧化應激也可以通過激活多種途徑刺激炎癥反應。因此，從治療角度上看，植物化學物質(zhì)的抗炎活性與誘導抗氧化基因表達能力呈正相關。

6 結(jié)論

從植物中提取的植物化學物質(zhì)以其抗氧化、抗炎等生物活性作用而聞名，但值得注意的是，植物化學物質(zhì)的抗氧化作用和抑制炎癥損傷能力的相關性越來越受到人們重視。由內(nèi)部或外部多種因素引起的氧化應激可能是嚴重的，炎癥可視為其產(chǎn)生的負面作用之一。轉(zhuǎn)錄因子包括Nrf2和NF-κB是抗氧化和炎癥反應的主要通路，這兩種途徑在家禽上的表現(xiàn)可能相互作用。因此，為了防止氧化應激和炎癥水平的升高，研究植物化學物質(zhì)引起的分子變化可以幫助了解其作用機制，并開發(fā)出相應策略來解決當前家禽業(yè)中嚴重的氧化應激和炎癥反應。