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杜仲叶提取物对鱼类抗热应激的影响

出处:龙昌动保 作者:刘太亮 中国水产养殖网 2017-07-26 22:43:00

鱼类是变温动物,它的生长繁衍与温度、光照、气压等气候因子有密切关系,其中环境温度是鱼类生长发育最重要的气候因子。在一定温度范围内,较高的温度使鱼生长较快,较低的温度生长较慢。养殖鱼类中,水温为15-32℃时,大多数鲤科鱼类适宜生存,而四大家鱼在15-20℃才进入明显生长期,25-30℃进入最适生长期,超过此温度,便会产生热应激。

1.热应激对鱼类的影响

1.1 热应激对鱼类神经和内分泌系统的影响
在鱼类的热应激反应过程中,可使细胞储存的儿茶酚胺类激素大量释放和血液皮质醇含量显著升高。儿茶酚胺和皮质醇的变化会对鱼类机体的免疫功能产生影响。在应激过程中,儿茶酚胺主要加速分解糖原,升高血糖来满足应激时机体能量的需求,另外,还能促进促肾上腺皮质激素、生长素、三碘甲状腺原氨酸和甲状腺素等的分泌,从而协调更多的防御机制来对抗应激反应。但是,过多的儿茶酚胺也会导致采食量下降,耗能、耗氧增加和组织缺血等不利情况。皮质醇能促进脂肪动员,导致脂肪合成减少,机体消瘦,引起生长停滞。

1. 2 热应激对鱼类抗氧化调节能力的影响
脾脏是鱼类重要的免疫器官之一,含有大量的巨噬细胞。巨噬细胞在受到外界刺激处于应激状态时,会发生呼吸爆发,产生大量自由基,完成吞噬、灭菌的生理功能,并诱导炎症反应。当机体受到异常刺激,体内自由基的产生和清除的平衡状态被打破,自由基浓度会异常增加。高浓度的自由基会攻击 DNA 和 RNA,使其主链断裂,并且能够破坏和降解碱基,导致碱基突变,改变其热稳定性,还可引起蛋白质变性,产生自身免疫性疾病。具有强氧化性的自由基会针对质膜进行破坏,引起脂质的过氧化反应,产生脂质过氧化物。其中,丙二醛是脂质过氧化物分解后产生的一类会对生物产生很强毒性作用的物质。

1. 3 热应激导致HSP基因表达上调
热应激蛋白(HSP)是鱼类在应激条件下产生的一种非特异性、能增强机体对高低温、创伤、细菌和病毒感染等适应能力的防御性产物。HSP的主要生理功能是促进与维持新生多肽链的正确折叠,调节细胞的生长、分裂、分化、死亡,参与细胞的抗损伤、修复和热耐受过程,有助于细胞恢复正常的结构和机能,并在多种疾病的治疗中起重要作用。同时HSP具有抗氧化作用。它的抗氧化作用表现在:HSP可以抑制氧自由基关键酶产生,通过反馈作用使氧自由基的产生减少;HSP可上调内源性抗氧化酶水平,来维持细胞的功能和生存;HSP能够对糖皮质激素的释放和代谢造成影响。

2.杜仲叶提取物在抗热应激中的作用

杜仲叶提取物是以杜仲叶为原料,采用现代先进提取工艺生产出来的,具有优越的抗氧化、清除自由基、抗热应激、抑菌和提高免疫力的作用,是一种高效、环保、安全、无毒副作用的绿色饲料添加剂。杜仲叶提取物抗热应激的作用主要表现在以下几个方面。

2. 1 杜仲叶提取物对血液激素物质的影响
研究发现,杜仲叶提取物中的绿原酸可抑制成纤维细胞引起的成纤维细胞胶原网架的收缩,抑制应激反应所致的促肾上腺皮质激素的升高。

2.2杜仲叶提取物对鱼体抗氧化功能的影响
杜仲叶提取物能清除体内由于热应激产生的自由基,保护鱼体组织免受氧化损伤。杜仲叶提取物中的绿原酸及其衍生物具有比抗坏血酸,咖啡酸和生育酚更强的自由基消除效果,可有效清除DPPH自由基、羟基自由基和超氧阴离子自由基,绿原酸有抗氧化作用,是因为它含有一定量的R-OH基,能形成具有抗氧化作用的氢自由基,以消除羟自由基和超阴离子等自由基的活性,达到保护组织免受氧化作用的目的。
杜仲叶提取物中的多糖和黄酮类化合物同样具有显著的自由基清除能力,其作用机理包括:①通过向自由基转移电子,清除自由基;②与金属离子螫合阻断自由基的生成;③活化抗氧化酶活性;④抑制酶氧化作用。

2.3杜仲叶提取物对HSP70的影响
已有研究表明,水产动物机体的热耐受力和免疫功能均与HSP70基因的表达量密切相关。研究表明,HSP70可以维持细胞内的稳态,它在细胞内的增多或高表达可以明显改善细胞生存能力,提高细胞对热应激的耐受性。许多具有免疫增强作用的中草药或植物提取物不仅能显著提高养殖鱼类的非特异性免疫功能,还能诱导HSP70在各种免疫组织中表达。据报道,中药抗应激冲剂可通过增加猪肝脏HSP70含量水平来提高机体细胞热耐受。清热复方中草药可诱导热应激大鼠肝脏组织中HSP70表达量的增加,提高组织细胞的耐受性。雷爱莹等报道,用含1%的中草药饲料喂养凡纳滨对虾10d后,凡纳滨对虾肝组织中HSP70基因的mRNA表达量显著高于对照组。Ellen等给鲤鱼腹腔注射1ml(2 mg/ml尾)酵母多糖,在注射后24 h时,HSP70基因表达量在头肾中显著上调,之后表达量迅速降低。汤菊芬等研究了植物多糖对罗非鱼热应激蛋白基因表达的影响,表明注射一定剂量的植物多糖能显著提高HSP70基因在鳃、头肾、肝脏和脾脏组织中的表达量,可见植物多糖可通过诱导HSP70基因在鳃、头肾、肝脏和脾脏组织中表达,使罗非鱼提早达到热适应状态。

有报道指出,植物提取物由于兼具营养和药物的双重作用,特别是清热解暑、补气解毒等类可以通过提高水产动物免疫力和促进其血液循环,维持内分泌系统的稳定,使机体的新陈代谢正常进行,为机体抵抗高温提供物质基础,从而缓解高温对水产动物的不良影响。杜仲叶提取物在热刺激情况下,同样能有效地促进养殖鱼类肝脏内HSP70的高水平表达,是一种可以用于缓解鱼类热应激的有效添加剂。
        
由此可见,杜仲叶提取物主要通过清除热应激引起的自由基的增加,提高HSP 70基因在肝脏中的表达量,以达到缓解热应激带来的各种问题。


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