二氫吡啶在動(dòng)物生產(chǎn)中的研究與應(yīng)用
二氫吡啶(diludin)的化學(xué)名稱為2,6二甲基-3,5-二乙酯基-1,4-二氫吡啶,是一種新型的抗氧化維生素穩(wěn)定劑及動(dòng)物促生長劑,具有天然抗氧化劑維生素E的某些作用。它是最早應(yīng)用于動(dòng)植物油的抗氧化劑,是醫(yī)學(xué)上用作心血管疾病的防治保健藥物。20世紀(jì)70年代,前蘇聯(lián)專家拉托維亞發(fā)現(xiàn)其對畜禽具有促生長作用,從此世界各國相繼展開了相關(guān)的研究。除了對畜禽的促生長作用外,二氫吡啶還有改善動(dòng)物產(chǎn)品品質(zhì)、提高動(dòng)物的繁殖性能及防病等功能。我國對二氫吡啶的研究始于20世紀(jì)80年代初,現(xiàn)在有幾家公司開始批量生產(chǎn),并投入了使用,取得較好的效果。本文探討了二氫吡啶的生物學(xué)功能、作用機(jī)理以及在動(dòng)物生產(chǎn)上的應(yīng)用,希望對生產(chǎn)有指導(dǎo)作用。
1 二氫吡啶的生物學(xué)功能
1.1 抗氧化作用
二氫吡啶具有抗氧化作用,能夠抑制體內(nèi)生物膜的氧化、抑制脂類化合物的過氧化過程、提高生物膜中6-磷酸葡萄糖酶的活性、穩(wěn)定組織細(xì)胞,與天然抗氧化劑VE的某些功能類似。鄒曉庭等(1998)發(fā)現(xiàn),二氫吡啶能顯著提高血清超氧化物歧化酶(SOD)活性,抑制脂類化合物的過氧化過程,保護(hù)細(xì)胞表面受體和細(xì)胞器。馬玉龍等(1999)報(bào)道,二氫吡啶能通過提高蛋雞體內(nèi)SOD、堿性磷酸酶活性及T3等因子的水平,有效清除體內(nèi)自由基[3]。李玉榮等(2003)探討了二氫吡啶對尼羅羅非魚抗氧化性能的影響,結(jié)果表明:二氫吡啶可顯著降低試驗(yàn)組肝臟脂質(zhì)過氧化物(LPO)含量,提高機(jī)體的抗氧化性能;試驗(yàn)組SOD活性呈上升趨勢,在試驗(yàn)劑量范圍內(nèi),機(jī)體抗氧化性能隨劑量的增加而增強(qiáng)。
1.2 增強(qiáng)免疫功能
武現(xiàn)軍等(2000)試驗(yàn)表明,雛雞日糧中添加二氫吡啶可提高動(dòng)物機(jī)體的免疫功能,且以每千克日糧中添加150mg的效果最顯著,其血清抗體水平顯著升高(P<0.01),T淋巴細(xì)胞百分比呈上升趨勢。Val Dmna AR(1990)報(bào)道,日糧中添加二氫吡啶可以增加雞血液中T、B淋巴細(xì)胞數(shù)量,使脾臟和腔上囊重量增加;龐新位等(1995)對海賽克斯父母代雌雛進(jìn)行二氫吡啶的添加試驗(yàn),結(jié)果表明,二氫吡啶可使血清中新城疫抗體滴度提高25.61%,使ANAE+淋巴細(xì)胞百分比提高25.12%。李成會(huì)等(2004)在泌乳中期奶牛的日糧中添加150mg/kg的二氫吡啶,使隱性乳房炎的發(fā)生率比對照組低59.9%。
1.3 調(diào)節(jié)動(dòng)物內(nèi)分泌
二氫吡啶具有調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)分泌的作用。李成會(huì)等(2001)研究發(fā)現(xiàn),在雛雞日糧中添加二氫吡啶可以使其血清中T3含量升高,T4含量下降,二者呈反向變化,皮質(zhì)醇含量降低[8]。許梓榮等(1999)試驗(yàn)證明:添加二氫吡啶可使雞血清中的T3、促卵泡生成素(FSH)、促黃體生成素(LH)水平分別升高15.38%(P<0.05)、55.09%(P<0.01)和22.54% (P<0.05);血清尿酸含量下降20.72%(P<0.05);而血清中T4、雌二醇(E2)和孕酮(P)水平均無顯著差異(P>0.05)。下丘腦、腺垂體中環(huán)腺苷酸(cAMP)含量分別升高21.30%和22.22% (P<0.05)。
李玉榮等(2003)在飼料中以3個(gè)不同二氫吡啶添加水平飼喂雄性尼羅羅非魚,探討二氫吡啶的適宜添加量及其對血清T3、T4水平的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),50mg/kg組血清T3水平極顯著高于對照組,而T4均處于不可測水平。
葉紅等(2004)試驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)二氫吡啶在日糧中的添加量由50mg/kg增加到150mg/kg時(shí),AA 肉仔雞血清中的T3含量亦呈上升趨勢;當(dāng)添加量由150mg/kg增加到200mg/kg時(shí),T3含量反而下降,說明日糧中添加過高的二氫吡啶能抑制甲狀腺激素的分泌。
1.4 促進(jìn)礦物質(zhì)的吸收
賈斌等(2001)采用漿膜表面埋植雙極引導(dǎo)電極、多道電極同時(shí)記錄法,測定二氫吡啶對綿羊小腸移行性綜合肌電的影響。結(jié)果表明,二氫吡啶能夠顯著增強(qiáng)小腸的肌電活動(dòng),并能減緩小腸食糜后移,有利于小腸對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收[11]。岳文斌等(1997)報(bào)道,蛋雞日糧中添加二氫吡啶和鐵、鋅制劑,可提高飼料利用率,促進(jìn)礦物質(zhì)元素的吸收利用[12]。這種作用與二氫吡啶促進(jìn)機(jī)體新陳代謝有關(guān),但確切的作用機(jī)制尚需進(jìn)一步研究。
2 二氫吡啶的作用機(jī)理
2.1 抗氧化機(jī)理
Sniedze(1977)研究了二氫吡啶與大白鼠肝細(xì)胞微粒體內(nèi)NADPH特定電子傳遞鏈中有關(guān)酶的相互關(guān)系,指出二氫吡啶與終端氧化酶細(xì)胞色素P-450結(jié)合形成復(fù)合體,從而明顯抑制了NADP-細(xì)胞色素C還原酶的活性,而且連續(xù)服用二氫吡啶對微粒體酶沒有其它感應(yīng)的影響。Odydents(1987)指出,二氫吡啶與NADPH有關(guān)的復(fù)合氧化酶系及微粒體酯酶有關(guān)??梢姡溥拎さ目寡趸饔檬峭ㄟ^隔斷微粒體電子輸送NADPH酶的活性而實(shí)現(xiàn)的。
2.2 影響產(chǎn)蛋的作用機(jī)理
許梓榮等(1999)研究認(rèn)為,二氫吡啶通過提高機(jī)體內(nèi)SOD的活性,可有效清除體內(nèi)自由基,抑制脂類化合物的過氧化過程,維護(hù)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能。這不僅降低了卵細(xì)胞的損傷程度,提高了有效卵細(xì)胞的個(gè)數(shù),而且還延緩機(jī)體衰老,從而延長了產(chǎn)蛋周期。同時(shí),二氫吡啶提高了促卵泡刺激素(FSH)、促黃體素(LH)水平和下丘腦、腺垂體中cAMP含量,說明二氫吡啶通過增強(qiáng)下丘腦、腺垂體的內(nèi)分泌機(jī)能,促進(jìn)了腺垂體FSH和LH的分泌,從而促進(jìn)了卵泡的生長和發(fā)育,抑制了卵泡萎縮,提高了產(chǎn)蛋率[9]。
馬玉龍等(1999)認(rèn)為,二氫吡啶能使蛋比重和蛋殼相對比重增加。其機(jī)理有兩種可能:其一是二氫吡啶通過影響維生素D3的代謝或腸道細(xì)胞基底側(cè)面膜上的鈣依賴性ATP酶活性直接或間接地促進(jìn)腸道對鈣的吸收;其二是二氫吡啶與存在于子宮中的碳酸酐酶的活性有關(guān),因?yàn)樵撁改軌虼呋皻は僬衬ぶ写x性CO2水合生成HCO3-的反應(yīng)。這兩種可能都可以使更多的鈣沉積到蛋殼的表面,從而增加了蛋比重和蛋殼的相對比重。
2.3 影響動(dòng)物精液品質(zhì)的作用機(jī)理
雄性動(dòng)物的生殖機(jī)能依賴于生殖器官與下丘腦和垂體之間的相互調(diào)節(jié),即下丘腦-垂體-性腺軸。激素FSH、LH和T是精子發(fā)生、形成和成熟過程中最為主要的激素。曹丹等(2005)研究發(fā)現(xiàn),二氫吡啶明顯提高了小鼠血清中FSH、LH和T的含量,參與了小鼠的下丘腦-垂體-性腺軸的調(diào)節(jié),從而影響了小鼠的生殖機(jī)能,改善了小鼠的精液品質(zhì)。
2.4 促生長機(jī)理的研究
甲狀腺激素在機(jī)體的生長發(fā)育過程中,廣泛參與調(diào)節(jié)機(jī)體代謝,是禽類生長非常重要的因子。體內(nèi)T3水平與生長率呈正相關(guān)。T3水平升高在一定程度上可促進(jìn)細(xì)胞分化、組織器官發(fā)育,在神經(jīng)、肌肉、骨骼和性腺發(fā)育中起作用。張香齋等(2005)報(bào)道,適量添加二氫吡啶能夠促進(jìn)育成雞的生長發(fā)育,提高產(chǎn)蛋性能。其機(jī)理:一方面可能與血液中T3濃度升高有關(guān);另一方面可能還與二氫吡啶抑制了糖皮質(zhì)激素的分泌有關(guān)。
2.5 改善屠宰性能機(jī)理的研究
血清中尿素氮含量下降,說明體內(nèi)蛋白質(zhì)的分解受到了抑制,氮的留存時(shí)間延長。T3對脂肪的分解大于合成,血清中T3水平升高,促進(jìn)了脂肪的分解,抑制了脂肪的沉積。葉紅等(2004)報(bào)道,腹脂率與血清中T3 含量呈負(fù)相關(guān),腹脂率與血清中甘油三酯的含量呈正相關(guān),腿肌率與血清中尿素氮含量呈負(fù)相關(guān)。二氫吡啶改善肉仔雞的屠宰性能正是從促進(jìn)蛋白質(zhì)同化、抑制體內(nèi)脂肪合成這兩方面共同作用的結(jié)果。
3 二氫吡啶在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用
3.1 提高動(dòng)物的繁殖性能
李廣等(2004)研究表明,飼喂單純的二氫吡啶可顯著提高公羊射精量和精子活力、顯著降低精子畸形率(P<0.01)。岳文斌等(2000)在種公牛日糧中添加二氫吡啶,結(jié)果表明,試驗(yàn)組公牛精子的活力、呼吸、32Pi攝入量、頂體完整率極顯著高于對照組(P<0.01);而精子畸形率極顯著低于對照組(P<0.01)。說明二氫吡啶可以提高精細(xì)胞質(zhì)膜的完整性,促進(jìn)精子的代謝和能量轉(zhuǎn)化過程,從而改善了種公牛的精液品質(zhì)。田樹軍等(2000)在精料中按每千克體重5mg/d一次性添加二氫吡啶,結(jié)果表明,試驗(yàn)組每頭純種夏洛來種公牛較對照組鮮精活率、每次的采精量和有效精液量以及每月的凍精產(chǎn)量分別提高12.75%、0.7ml、0.8ml和304支(P<0.05)。
史建國等(2003)研究發(fā)現(xiàn),在魚飼料里按1g/kg添加二氫吡啶飼喂鯉魚親魚25d,可使雌魚的產(chǎn)卵量提高32.7%,雄魚的產(chǎn)精量提高28.1%。張燕萍等(2005)在每千克黃鱔飼料中添加150mg二氫吡啶飼喂親雌鱔魚40d,試驗(yàn)組的性成熟系數(shù)、絕對懷卵量、孵化率均明顯高于對照組,雌鱔的絕對懷卵量提高13.24 %,孵化率提高20.64%。
朱蓮英等(2004)報(bào)道,在貉日糧中添加300mg/kg的二氫吡啶,其配種率、均窩產(chǎn)仔數(shù)、窩初生均重和仔貉成活率分別比對照組提高22.2%、9.33%、8.82%(P<0.05)和16%。表明二氫吡啶對貉的繁殖性能具有明顯的改善作用。
3.2 促進(jìn)動(dòng)物生長,提高生產(chǎn)性能
張香齋等(1998)認(rèn)為,二氫吡啶對生長豬的生長性能有促進(jìn)作用,25mg/kg的添加水平有促進(jìn)豬生長的趨勢,日增重提高了4.42%。吳華東等(2003)報(bào)道,二氫吡啶能極顯著提高豬的日增重(P<0.01),并且豬的屠宰率有上升趨勢,膘厚有所下降,眼肌面積有所改善;同時(shí)還指出,二氫吡啶的最佳添加量為每噸飼料50~150g。
張香齋等(2005)研究表明,在日糧中二氫吡啶的添加水平為50~150mg/kg,隨著二氫吡啶添加量的增加,育成雞體重呈上升趨勢,添加二氫吡啶37d后,其體重極顯著高于對照組(P<0.01)。葉紅等(2004)報(bào)道,二氫吡啶不同程度地改善了肉仔雞的屠宰性能,其中半凈膛率、全凈膛率均以日糧中二氫吡啶添加水平為50mg/kg時(shí)最佳,顯著高于對照組(P<0.05);腿肌率添加水平以150mg/kg最佳,與對照組相比差異顯著(P<0.05);150、200mg/kg處理組的腹脂率比對照組分別下降了0.29%和0.30%。
鄭曉中等(1998)在二氫吡啶和VE對奶牛應(yīng)用效果的試驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn),飼喂二氫吡啶可顯著提高奶牛的產(chǎn)奶量(P<0.05)[26]。李玉榮等(2003)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),日糧中添加二氫吡啶(50、100mg/kg)可使尼羅羅非魚日增重分別提高11.9%(P<0.05)、6.8%,體重特定生長率提高12.6%(P<0.05)、8.7%。
3.3 預(yù)防脂肪肝
鄒曉庭等(2003)研究發(fā)現(xiàn),添加150mg/kg和300mg/kg二氫吡啶可使蛋雞的腹脂率分別下降35.4%(P>0.05)和46.9%(P<0.05),肝脂率分別降低32.4%(P<0.05)和10.5%(P>0.05),說明二氫吡啶具有良好的降脂作用。鄒曉庭等(2005)認(rèn)為,二氫吡啶能促進(jìn)產(chǎn)蛋中后期蛋雞肝臟中脂肪的遷移和體脂的分解,減少脂肪在雞體內(nèi)的沉積,并有減少自由基對肝臟損害的功能,達(dá)到抗脂肪肝的效果。李玉榮等(2003)發(fā)現(xiàn),二氫吡啶可降低試驗(yàn)組羅非魚的肝脂肪(絕干)含量,但對血清GOT和GPT的活性無影響。
3.4 提高動(dòng)物的日增重及飼料利用率,改善產(chǎn)品品質(zhì)
Dvinskaya-LM等(1997)在肉仔雞飼料中添加二氫吡啶(20~50mg/kg),可提高日增重和飼料利用率;Sprugh Ya Ya等(1975)在豬飼料中每天每頭添加25、50、100mg的二氫吡啶,日增重分別比對照組提高6.08%、6.57%和9.52%,飼料消耗降低5.77%、6.24%和8.78%;Levin N(1982)在育肥豬飼料中添加二氫吡啶,平均日增重提高5.2%,料肉比降低3.4%;李克驢等(1992)給犢牛、育成牛及雜種肉牛飼喂二氫吡啶,平均日增重分別提高32.9%、14.9%和12.5%,但對精粗料采食量無明顯影響;飼料中添加0.01%二氫吡啶,母羊、公羊和幼羊日增重分別提高19.07%、13.44%和18.25%;肉雞日糧中添加100~150mg/kg二氫吡啶,明顯提高日增重,并增加肌肉中鮮味物質(zhì)含量;育肥豬(60~100kg體重階段)飼料中添喂50mg/kg的二氫吡啶,可顯著促進(jìn)育肥豬的生長發(fā)育,提高屠宰率和瘦肉率,并能顯著提高肌苷酸含量,改善肉的品質(zhì)。
4 結(jié)語
二氫吡啶作為一種新型的綠色飼料添加劑,在國外已廣泛應(yīng)用于動(dòng)物生產(chǎn)中。實(shí)踐證明,二氫吡啶不僅可促進(jìn)動(dòng)物生長發(fā)育,提高生產(chǎn)性能、繁殖性能,增強(qiáng)免疫功能;而且飼喂安全,有廣闊的發(fā)展前景。目前,我國已有合成的二氫吡啶產(chǎn)品上市。但動(dòng)物的最佳添加階段及最佳添加量、二氫吡啶與其它抗氧化劑之間的關(guān)系等問題還有待進(jìn)一步研究。通過這些研究,可為二氫吡啶的應(yīng)用提供更為廣泛的科學(xué)依據(jù)。 |
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