1、免疫应激对畜禽生产蛋白质 代谢、需要量的影 响研究现状四川农业大学动物营养研究所四川农业大学动物营养研究所 张敏贤张敏贤导师：陈代文 教授健健 康康(代谢正常代谢正常)免疫反应免疫反应(代谢调整代谢调整)疾疾 病病(代谢紊乱代谢紊乱)集约化、集约化、高产、微生物、高产、微生物、毒素、营养不良、毒素、营养不良、环境应激等环境应激等 药物药物营养营养失败失败生产生产死亡死亡营养营养营养营养药物药物药物药物(张子仪张子仪, 2000)2.营养免疫学的定义及其意义 (1) 新的学科新的学科营养免疫学营养免疫学 Nutritional Immunology 研究动物营养状态与免疫功能相互研究动物营养状态
2、与免疫功能相互关系的一门交叉学科关系的一门交叉学科 (2) 研究意义研究意义制订最佳饲养方案制订最佳饲养方案减少用药减少用药绿色、功能性食品生产绿色、功能性食品生产细胞因子：被激活的单核/巨嗜细胞系统和淋巴细胞释放的一类体液产物。它们可以引起机体代谢改变。Klasing,(1988):肿瘤坏死因子：Tumor necrosis factor(TNF);细胞白介素-1：Interleukin-1(IL-1);细胞白介素-6：Interleukin-6(IL-6)。 免免疫疫应应激激水水平平 低低 高高 采采食食量量 (Kg日日) 2.215 2.095 日日增增重重 (Kg日日) 0.864 0
3、.720 饲饲料料增增重重比比 (kgkg) 2.56 2.91 上上市市天天数数（天天） 122 147 饲饲料料耗耗量量 (kg) 271 308 (Williams等等, 1997)免疫应激对仔猪生产性能的影响摘自：李建文，2002免免疫疫应应激激水水平平 低低 高高 组组织织沉沉积积速速度度 (gd) 肌肌肉肉组组织织 348 268 脂脂肪肪组组织织 167 158 营营养养物物质质沉沉积积速速度度 (gd) 蛋蛋白白质质 120 93 脂脂 肪肪 234 219 kg 热热胴胴体体重重 (kg) 80.6 79.6 背背脂脂厚厚度度 (cm) 2.48 2.92 眼眼肌肌面面积积
4、(cm2) 38.38 32.65 胴胴体体肌肌肉肉率率 (%) 56.79 52.90 (Williams等等, 1997)免免疫疫应应激激水水平平 低低 高高 母母猪猪特特征征 采采食食量量 (kg日日) 5.36 4.80 体体重重变变化化 (kg日日) -0.74 -0.69 仔仔猪猪特特征征 断断奶奶仔仔猪猪头头数数 (头头) 12.6 12.6 仔仔猪猪增增重重 (kg日日) 2.60 2.28 产产奶奶量量 (kg日日) 11.5 10.1 奶奶成成分分 能能量量 (Mcalkg) 1.25 1.27 蛋蛋白白质质 (%) 5.92 6.04 脂脂肪肪 (%) 6.34 6.73
5、 (Sauber等等, 1999)免疫应激与GH1996 免疫应激与IGF-1Hathaway等，1993：CW相比SEW血清中IGF-1较低。Douglas等，1991：给经TNF注射的山羊注射IGF-1后， 净蛋白的损失、 外周葡萄糖的利用率。免疫应激与IGFBP免疫应激与IGFBP（续）摘自：Spurlock,1997免疫激活免疫激活对动物生长性能的影响1) 生产性能生产性能降低动物采食量、生产速度降低动物采食量、生产速度降低饲料转化率降低饲料转化率延缓上市时间延缓上市时间2) 胴体品质胴体品质蛋白质沉积少蛋白质沉积少瘦肉率低，眼肌面积小瘦肉率低，眼肌面积小3) 繁殖性能繁殖性能奶产量减
6、少、奶成分较差奶产量减少、奶成分较差仔猪窝重下降仔猪窝重下降免疫应激对仔猪N平衡的影响摘自：吴春燕，2002免疫应激对断奶仔猪整体蛋白质周转代谢的影响免疫应激对断奶仔猪整体蛋白质周转代谢的影响0.05蛋白沉积效率161 0.01 79 0.01免疫应激对仔猪回肠末端氨基酸消化率的影响免疫应激对仔猪回肠末端氨基酸消化率的影响摘自：李德发，中国饲料大全，2001免疫应激与氨基酸基本原则：优先满足肝脏合成ACP所需的糖元AAFischer等，1995：免疫应激期，肝脏血液流量、AA转运数量、转运强度都显著提高。Inoue等，1995：在大鼠肿瘤模型中细胞因子，尤其是TNF和肝脏AA转运量密切相关。免
7、疫应激与氨基酸免疫应激使骨骼肌对AA的摄入机制受到抑制Zamir等，1993a:大鼠注射TNF或IL-1后，腿肌对AIB（a-氨基异丁酸）的吸收降低。免疫应激与氨基酸免疫应激时，从骨骼肌AA代谢池流向肝脏的AA显著增加。由于葡萄糖转用其它代谢，骨骼肌中BCAA氧化增强以供能。免疫应激与氨基酸Tayek,1996:大鼠注射TNF后，骨骼肌中除Phe、Ala、Try外，其它AA不同程度被耗竭。整体平均下降 ： 20%Lys、Arg、Iso :39-53%Ser、Tyr、Orn、Thr:18-32%内毒素诱导仔猪4h血浆中氨基酸浓度变化情况26Leu 123 -12b 129 -37摘自Spurlo
8、ck,1997b表示4h后和对照组相比差异显著内毒素诱导仔猪4h血浆中氨基酸浓度变化情况Thr 91 -2b 95 -36Try 48 -13 50 -16Tyr 76 -15b 73 -29Val 138 -6 153 -36免疫应激与氨基酸Garcia-Martinez等，1995a:对大鼠分别进行盲肠结扎、穿刺、内毒素、TNF、IL-1应激刺激，采用同位素标记法，发现均使机体亮氨酸氧化加强，而且这与糖皮质激素变化无关。在体外培养基中，用分离的腿肌做研究发现，TNF、IL-1均不影响亮氨酸的氧化。免疫应激与氨基酸说明： 1. 细胞因子的作用是间接的； 2. 腿肌本身缺乏转化和氧化 BCAA
9、的酶免疫应激与蛋白质代谢合成下降+分解加速 沉积减少1. 采食AA减少；2. 合成ACP及其它免疫抵抗物对AA需要量增加，人合成ACP所需N: 1.2gKgBW-1 d-1(Waterlow,1991)3. 骨骼肌和ACPAA组成的差异，导致骨骼肌降解过量的AA。54Lys 71 77 75 92 92 33 98Hist 16 27 17 37 38 3551人各种ACP和骨骼肌中蛋白质AA组成差异45Ser 84 91 31 49 40 4741Ala 31 29 36 43 54 106 59ASX 82 113 102 106 113 12892GLX 112 119 173 136
10、115 87145人各种ACP和骨骼肌中蛋白质AA组成差异免疫应激与蛋白质代谢注射TNF使骨骼肌蛋白质降解率 （Zamir等，1992；Llovera等，1993a)，合成速率 不变（ Zamir等，1992）或者 （ Llovera等，1993a）整个机体蛋白沉积减少。Zamir等，1993b:大鼠注射IL-1后，机体和肌原纤维蛋白降解率分别增加45%和167%。免疫应激与蛋白质代谢吴春燕，2002：经LPS免疫的猪与对照组相比，蛋白质合成与降解速率分别降低68%、74%细胞因子对营养物质的调节不仅仅在骨骼肌。Evans等，1993：肠腔也可能是免疫应激期供给AA和C的供体，他们发现，经TN
11、F免疫的狗尿氮增加，而从后肢流走的AA量无变化。Mccomb等，1997：注射内毒素的猪，肠道中应激蛋白70-Kda表达增加。研究细胞因子对各种组织蛋白降解特点意义重大。3.对营养需要量的影响1) 免疫反应会降低动物采食量、生免疫反应会降低动物采食量、生产速度和饲料转化效率，改变胴产速度和饲料转化效率，改变胴体组成，因而体组成，因而改变某些养分的需改变某些养分的需要量要量。2) 氨基酸氨基酸：赖氨酸、含硫氨基酸：赖氨酸、含硫氨基酸3) 矿物质和维生素矿物质和维生素3.对营养需要量的影响组织（肌肉）蛋白质中，Lys高于含硫AA;与维持有关的蛋白质中，含硫AA的含量较高：肝脏产生的ACP中，含硫A
12、A的量高于其它AA.;但不清楚是蛋AA还是胱AA. 摄入的Lys用于体蛋白沉积量6570g/Kg,用于维持的量24g/Kg(Fuller等，1989；Wang 和Fuller1989)。而含硫AA用于沉积的量16g/Kg,用于维持的量49g/Kg.免疫应激与氨基酸10Kg仔猪正常和免疫状态下理想AA模式免疫应激与氨基酸Met和Thr比例下降可能有助于抑制免疫期内细胞因子和激素的分泌（李建文，2002）。Willis等（1981）发现，遭球虫感染的鸡采食Met和Thr缺乏（低于50%）的日粮时，生产性能好于AA充足组。免疫应激与氨基酸Klassing和Barnes(1988)发现，相比于AA缺乏
13、组，AA充足时经LPS免疫的鸡生产性能下降。注射LPS后，Met充足和缺乏组的血清IL-1活性分别上升53%（P0.05)。高Arg对免疫条件下造成的危害可能更大。3.对营养需要量的影响雏鸡免疫功能对Met的需要高于最高生长所需量，因为淋巴细胞不能产生含硫AA（如不能由前体产生Met),也不能利用其它甲基供体（如胆碱或胱氨酸）供自身增殖所需。体体重重（kg） 6 27 27 112 免免疫疫应应激激水水平平 低低 高高 低低 高高 满满足足最最大大生生产产性性能能 1.50 1.20 0.75 0.60 满满足足最最高高胴胴体体瘦瘦肉肉率率 1.50 0.90 1.20 0.75 (Willi
14、ams等等, 1997)激激活活状状态态 低低 高高 饲饲粮粮可可消消化化AA需需要要量量(%) 赖赖氨氨酸酸（Lys） 1.22 0.97 含含硫硫氨氨基基酸酸（SAA） 0.62 0.57 SAA:Lys 0.51 0.59 (Williams和和Stahly, 1995)1054摘自：Takahashi,19971545bSAA充足2.8 6.5 69 1034ab1891b 4.65 4.65 65 1148ab1754b6.5 2.8 75 1166a 3357a摘自：Takahashi,1997Bounous和Kongshavn(1982):Phe、Tyr和Trp的需要量上升; 比
15、例比含量影响更大。氨基酸含量和种类对免疫反应强度的影响050100氨基酸含量cpm x 10 -3酪蛋白组乳清蛋白组12% 28% 12% 28% 12% 28%PHA(5ug)ConA(5ug)LPS(10ug)摘自：Bounous和Kongshavn(1982) 摘自：Bounous和Kongshavn(1982) 050100150200乳请乳清+ P he乳清+ P he+Met*DBA/2c3H/HeNPFC per Spleen x 10 -3摘自：Bounous和Kongshavn(1982) Cpm X 10-3020406080100乳清蛋白乳清蛋白+ P h e乳清蛋白+P
16、he+Met*DBA/2C3H/Hen免疫应激条件下对畜禽适宜蛋白水平的研究不多，结果也不一致 Van Heugten等（等（1994)，发现高蛋白水平，发现高蛋白水平（20%、24%）日增重，饲料转化率始终）日增重，饲料转化率始终显著高于低蛋白组（显著高于低蛋白组（12%），采食量差异），采食量差异不显著。不显著。 吕继蓉（吕继蓉（2002）研究报道，免疫应激前期（）研究报道，免疫应激前期（1-6天），天），低蛋白组（低蛋白组（17%）较高蛋白组（）较高蛋白组（20%、23%）有）有较高的日增重和饲料转化率；而后期则高蛋白组较高的日增重和饲料转化率；而后期则高蛋白组的生产性能好于低蛋白组。的
17、生产性能好于低蛋白组。 ADFI(1-21d) 654 617 607G/F(1-21d) 0.570.60.65摘自：吕继蓉，2002免疫应激时蛋白水平对仔猪生产性能的影响摘自：Van Heugten,1994免疫应激和蛋白水平交互作用对仔猪生产性能的影响（21日龄断奶）1) 免疫应激潜伏期免疫应激潜伏期：变化不大：变化不大2) 免疫应激期免疫应激期：养分需要降低：养分需要降低3) 应激后的补偿生长期应激后的补偿生长期：增加：增加1) 免疫应激潜伏期免疫应激潜伏期：变化不大：变化不大2) 免疫应激期免疫应激期：养分需要降低：养分需要降低3) 应激后的补偿生长期应激后的补偿生长期：增加：增加拒绝应激 ！合理的营养支持！ 致谢致谢 在进入营养所的近两年里，处处感受到我的导师陈代文教授和张克英教授的亲切关怀，尤其是他们严于律己、宽以待人、严谨求实、敬业奉献的生活工作态度，将使我终生受益！在此向他们致以最真诚的感谢！ 同时感谢其他在生活、学习中曾经给过我热情帮助的同学和朋友！主要参考文献主要参考文献
