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营养素对水生动物免疫功能的影响

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88・(总第147期) 水利 渔 业 2006年第26卷第5期 营养素对水生动物免疫功能的影响 鄢华,汪开毓 (四川农业大学动物科技学院,四川雅安625014) 摘要:随着水产养殖业的发展,营养物质对动物健康的影响受到了广泛重视。蛋白质和氨基酸、脂肪、碳 水化合物和维生素等营养物质与水生动物的免疫功能密切相关。总结了已有的研究成果,拟就营养素对水 生动物免疫功能的影响作一综述。 关键词i营养素;免疫功能;水生动物 中图分类号:¥963 文献标识码:A 文章编号:1003—1278(2006)05—0088—04 鱼类的免疫系统是鱼体执行免疫防御功能的机构, 包括免疫组织和器官、免疫细胞和体液免疫因子3大类。 水生动物的免疫系统与陆生动物相比很不完善,受外界 环境和营养物质的影响很大。早在1968年,人们就开始 注意到饲料对养殖鱼类抗病力的影响,随着水产养殖业 等” 在异育银鲫上实验也表明:蛋白质水平对异育银鲫 SOD和白细胞吞噬率有显著的影响。蛋白质水平为20% 时二者的活力达到最大,蛋白水平过低或过高都会降低 二者的活力。回归分析发现,蛋白质水平在28%左右时 异育银鲫的免疫力最强。蛋白质不足或过剩导致动物免 的集约化、规模化程度的提高,给维持优良的养殖生态环 境带来了沉重的压力,爆发性病害带来的经济损失越来 越大;因而通过科学供给营养物质提高水生动物的免疫 能力,增强其疾病抵抗力,为消费者提供绿色、健康、优质 的水产品,是今后水产养殖的发展方向。 疫力降低的原因可能是:在蛋白质不足或过剩的饲料中, 能量相对过剩,这些过剩的能量被鱼类利用后主要以脂 肪的形式沉积于体内,尤其是内脏器官。相关分析发现, SOD的活力与体脂含量呈强相关,白细胞吞噬率虽然与 体脂相关性不显著,但相关系数也较大。因而蛋白质不 足或过剩导致动物免疫力降低很可能与内脏脂肪如肝脂 肪的含量等具有显著的相关性,这还有待于进一步确证。 蛋白质的品质也会影响动物的免疫功能,饵料中添 加适量的小肽可显著提高水生动物的免疫功能。Gildberg 等 报道,在大西洋鲑上,小肽可提高头肾白细胞的呼吸 爆发能力,增加超氧阴离子的产量,加强对异物的杀灭作 1蛋白质和氨基酸 蛋白质是水生动物生存的重要物质,是构成机体细 胞、组织、器官的物质基础。水生动物正常生长需要饲料 中有数量足够、容易消化吸收、各种氨基酸配比适宜的蛋 白质。水生动物蛋白质摄取不足时,表现出生长缓慢,机 体免疫力下降,组织更新缓慢,创伤愈合力差,容易感染 疾病;蛋白质过多,消化不了而排出体外,会降低蛋白质 的利用率,也易引起消化道的疾病,并败坏水质,导致水 生动物免疫力下降;蛋白质的水平适宜但氨基酸不平衡, 如某种EAA缺乏也会导致生长受阻,免疫力下降。 1.1蛋白质 用。许培玉等 研究发现,小肽可显著提高南美白对虾 头部溶菌酶活力和SOD的活力;添加小肽可显著提高南 美白对虾的成活率,当小肽的添加量为1.5%时,对虾的 成活最高。通过适当的酶解,蛋白质可裂解为小肽,在幼 建鲤上的研究也表明,用酶解蛋白适当替代完整蛋白可 增强幼建鲤的免疫力,增强其疾病抵抗力。适量添加酶 饵料中的蛋白质水平显著的影响水生动物的免疫 力。K.iron等 j研究发现,饵料中提供适宜的蛋白质 解蛋白可提高幼建鲤的抗体水平、特异抗体效价、促进免 疫器官的生长,以及提高白细胞吞噬能力(未发表资料)。 (35%)能大大降低虹鳟病毒感染后的死亡率,显著提高 其溶菌酶活力和血清中C反应蛋白的含量;蛋白质不足 (10%),病毒感染后的死亡率显著升高,同时显著降低虹 鳟的溶菌酶活力和血清中C反应蛋白的量;而过高的蛋 白质水平(55%)同样会提高虹鳟攻毒后的死亡率,但对 小肽提高机体免疫力的原因可能是:消化道中的小肽底 物能够增加肠道小肽载体对小肽和游离氨基酸的转运能 力,提高血液循环中游离氨基酸和小肽,某些小肽被吸收 进人血管后能在体内发挥生物活性,提高机体的免疫功 能。 1.2氨基酸 溶菌酶和C反应蛋白无显著的影响。郑连春等 报道, 饵料中适当的蛋白水平可以提高甲鱼的成活率。与蛋白 含量为45%的基础饵料相比,将蛋白含量降低为42%、 在适宜的蛋白质水平条件下,AA之间的配比以及单 个EAA的含量会显著影响水生动物的免疫功能。蔡春芳 等 报道,蛋白质的水平适宜时,异育银鲫的免疫力随着 39%、36%可以不同程度提高幼甲的成活率;其中以投喂 蛋白质含量为42%的饵料时幼甲的成活率最高。蔡春芳 收稿日期:2006一o1—24 EAAI的升高而提高,即AA的全面平衡可增强鱼体的免 疫力。饵料中的单个AA的缺乏或不足会影响水生动物 作者简介:鄢华,1982年生,女,四川简阳人,在读硕士研究 生,研究方向水产动物营养与饲料加工。 机体的免疫力。Millarnena等 报道,苏氨酸(Thr)能显 著影响对虾的免疫力和疾病抵抗能力。添加的Thr越接 近对虾的Thr需要量,对虾的存活率越高。在幼建鲤上的 维普资讯 http://www.cqvip.com

2006年第26卷第5期 水 利 渔 业 (总第147期) ・89・ 研究表明,添加赖氨酸可极显著提高头肾和脾脏重量、血 清总抗体水平,提高幼建鲤的免疫力(未发表资料)。饵 料中添加蛋氨酸能提高对虾的存活率,但蛋氨酸对水生 动物免疫指标影响的研究还非常少,在陆生动物上研究 发现,蛋氨酸能通过影响机体的抗体水平而影响免疫功 能。 用率相对较高,而肉食性鱼类利用淀粉的能力要低得多。 目前关于碳水化合物对水生动物免疫功能的影响主要集 中在寡糖类物质上。研究表明_1 17 3,p一葡聚糖能提高 水生动物的免疫功能(见表2)。水产动物的非特异性免 疫系统存在识别B一葡聚糖的受体。葡聚糖提高水生动 物免疫功能的机理在于:当B(1,3)一葡聚糖进入动物 体内,与体液因子及免疫细胞上的特异受体结合,则可激 活体内的免疫系统。在鱼类非特异免疫系统中,巨噬细 胞和嗜中性粒细胞起着关键作用,此类细胞上的p(1,3) 2脂肪 脂肪是水生动物重要的能量来源,可节约蛋白质,脂 质还是生物膜的重要组成部分。磷脂和胆固醇对水生动 物的健康有重要影响。虾蟹缺少胆固醇和磷脂,会影响 正常脱壳,有研究表明,磷脂能加速胆固醇进入中肠腺、 血淋巴和肌肉。投饲补充有神经磷脂和卵磷脂饵料或单 独补充卵磷脂的饵料,香鱼可以获得较高的成活率和明 显的增重效果 j。脂肪中不饱和脂肪酸(UFA)对动物的 免疫力也有重要的影响(见表1)。不仅PUFA的总量会 影响水生动物的免疫功能,PUFA中(1)3一PUFA与‘1)6一 PUFA的比例不同对动物的免疫功能的影响也不同。研 究表明,在饵料 一PUFA+(1)6一PUFA为5.7%时,改变 一PUFA与‘1)6一PUFA的比例会影响l2—46g建鲤疾 病抵抗能力和免疫力,当饵料 一PUFA/ ̄6一PUFA比 值为0.56时,建鲤免疫功能最强(未发表资料)。 表1 不饱和脂肪酸与水生动物免疫功能和抗病力的关系 脂肪酸影响机体免疫功能的机理主要是:①维持细 胞膜的完整性,流动性。日粮(1)3一UFA和(1)6一UFA通过 结合到膜磷脂中发挥其免疫调节作用的。UFA缺乏,膜 流动性降低;日粮UFA水平增加,则膜磷脂中的UFA增 加。UFA通过影响膜的流动性,影响淋巴细胞受体分子 在淋巴细胞表面的表达,从而影响淋巴细胞的功能。② 影响前列腺素(PG)、凝血恶烷酸(TX)和白三烯(LT)等 类二十烷酸的合成。类二十烷酸可通过调节淋巴细胞的 增殖,抗体形成,巨噬细胞的吞噬活性及巨噬细胞的呼吸 爆发活性等来调节机体的免疫功能¨ 。PUFA是类二十 烷酸生成的前体物质,因而对维持机体免疫功能的正常 尤其重要。 3碳水化合物 鱼类对碳水化合物利用能力是有限的,而且有很大 差异。杂食性、草食性的鱼类对淀粉的消化吸收率和利 一葡聚糖受体与B(1,3)一葡聚糖结合,促进巨噬细胞 向病灶迁移,提高活性氧自由基产量和血细胞溶解作用, 使机体的杀寄生虫、杀菌活性、抗病毒活性和抗应激反应 能力提高。汪小锋等 刮研究发现,p一葡聚糖能通过提 高中国对虾血液中的大颗粒细胞和小颗粒细胞的量,从 而提高对虾酚氧化酶(PO)的产量和活力,进而提高对虾 的非特异性免疫功能。 表2 B一葡聚糖与水生动物免疫功能和抗病力的关系 名称 处理 效 果 异育 添加酵母B增强抵抗嗜水气单胞菌人工感染的 银鲫 ] 一葡聚糖能力 南美 添加B一 显著提高南美白对虾溶菌活力、超氧 白对虾[ ] 葡聚糖 化物歧化酶和酚氧化酶活性,提高机 体抗病能力 南美 投喂B一 对虾血细胞酚氧化酶活性和吞噬活 白对虾 ] 葡聚糖 性都显著高于对照组,攻毒后死亡率 显著低于对照组 中国 6 锯 爨 性 中国 投喂B一 显著提高对虾的酸性磷酸酶、SOD、 对虾[”] 葡聚糖 溶菌酶的活性,提高对虾的免疫力 4维生素 水生动物对维生素的需要量极小,但维生素大多不 能在水生动物体内合成或大量贮存于组织中,必需经常 由饲料中供给。如果长期摄取不足或其它原因不能满足 其生理需要,就会导致物质代谢障碍,影响动物的健康, 降低免疫力。 维生素A具有保护上皮组织(皮肤和黏膜)的健全与 完整、促进黏膜和皮肤的发育与再生、促进结缔组织中黏 多糖的合成、维护生物膜的完整等功能,为正常视觉、生 长、上皮细胞分化及繁殖所必需。维生素A能影响水生 动物的免疫功能。研究报道,维生素A对表皮和粘液层 的完整性以及粘液的分泌很重要,可降低鱼体对一些传 染性疾病的易感性,强化巨噬细胞的功能。以2倍于生 长需求量的维生素A饲喂鲑鱼和斑点叉尾鱼鲴,可显著 减少因寄生虫寄生引起的死亡。在饲料中添加高剂量的 维生素A可使大西洋鲑的免疫力提高,对A.salmonicida 的抵抗力增加Ⅲ 。 维生素E又名生育酚,具有很强的抗氧化能力。缺 乏维生素E会导致免疫抑制,适量添加维生素E有利于 维持水生动物正常的免疫功能(见表3)。维生素E对水 生动物免疫功能的影响与其添加量有关。适量添加维生 维普资讯 http://www.cqvip.com

・9O-(总第147期) 水利 渔 业 2006年第26卷第5期 素E可使水生动物的免疫功能达到最大,而过高的添加 维生素E对鱼类的免疫力无显著的影响。Kiron等 比 较了1 000ms/kg的维生索E和100ms/ks的维生索E对 虹鳟免疫功能的影响;结果发现:饲喂高剂量的维生素E 对血浆中血细胞容积、旁路补体活性无显著的影响,对 SOD的含量、血浆中的溶菌酶活力仅有微弱的提高作用, 而此时总抗体水平和吞噬细胞的吞噬活性反而降低。饵 料中过高的维生素E对虹鳟的免疫功能无显著的改善作 用。Puangkaew等” 研究也发现,与不添加维生索E的 动物的非特异性系统,如提高溶菌酶和补体活性,增强巨 噬细胞的反应,从而提高水生动物的免疫能力。维生素c 是细胞外液中最重要的水溶性抗氧化剂,通过降低过氧 自由基在水相中的过氧化,保护生物膜免受脂质过氧化 的破坏,保护免疫细胞的完整,从而提高机体的免疫力。 维生素c还可以与维生素E协同提高机体的免疫功能, 维生素c能使结构降解后的维生素E再生。 5结语 对照组相比,适当添加维生素E(100 ms/ks)显著提高虹 鳟的免疫功能,再进一步提高维生索E的水平(1 000 ms/ ),对虹鳟的免疫功能无显著的改善。具体表现为:添 加上述两水平的维生索E时,虹鳟的血浆中的总抗体水 平、溶菌酶活性、超氧阴离子的产量无显著的差异,非特 异的细胞毒活性在100 ms/ks时最大,添加1 000 ms/ks 的维生素E反而降低其活性。由此可见,维生素E对维 持水生动物免疫功能的正常十分重要,但过高剂量的维 生素E对水生动物的免疫功能不一定有益。 表3维生素E与水生动物免疫功能和抗病力的关系 鱼名 处理 效 果 铀待拥【5] 维生素 红细胞数量显著下降,头肾和脾脏的 训 E缺乏 绝对重量和相对重量显著下降 最簪然翠土乐 提高  添加100 血浆中的总抗体水平、溶菌酶活性、 虹鳟【 ] ms/kg维 超氧阴离子的产量和非特异的细胞 生素E 毒活性显著升高 维生素E促进水生动物免疫功能的机制主要集中在 维生素E的抗氧化作用上。水生动物细胞的细胞膜由高 度不饱和的长链脂肪酸(主要是磷脂)组成。免疫细胞细 胞膜的稳定性、完整性和膜上相关的抗原受体和免疫球 蛋白等物质的活性是机体发挥正常免疫功能的基础。机 体在新陈代谢、杀伤异物以及抗应激时会产生一些自由 基,这些自由基在机体内既有积极的功能,但过量时也能 诱发细胞膜中多不饱脂肪酸特别是磷脂发生过氧化反 应,从而影响细胞膜的稳定和完整性,进一步破坏免疫细 胞的功能。维生素E可以通过清除体内多余的自由基保 护免疫细胞的细胞膜免遭破坏,从而维持免疫细胞功能 的完整,提高机体的免疫力。 维生素c对水生动物免疫力可起到增强的作用(见 表4)。现有的试验结论均表明,维生素c主要影响水生 表4维生索c与水生动物免疫功能和抗病力的关系 名称 处理 效 果 垒 娴【20] 添加维 头肾白细胞的吞噬活力、血清溶菌酶 踟 生素C 活力显著增强 中国对添加0.030%幼虾的成活率提高,酸性磷酸酶、过 虾幼虾[”]的维生素C氧化氢酶、溶菌酶的活性提高  ̄ H 1 000 黄颡鱼 维蛋白显著提 目前,水生动物营养与免疫的关系越来越受到重视, 对蛋白质、脂肪、糖类和维生索等与水生动物免疫的关系 已进行了一些研究,但这些研究还不够深人,对影响免疫 功能的机理研究还很少,有待于进一步加强。为了保证 水生动物养殖的可持续发展,水生动物营养学家和水生 动物疾病学家应携手合作,研究水生动物体内的免疫因 子和营养物质的转移、吸收、利用、代谢的相互关系,为水 产养殖提供有力的理论依据,以促进水产业的健康发展。 参考文献: [1] Viswanath Kiron,Takeshi Watanabe,Hideo Fukuda, Nobuaki Okamoto and Toshio Takeuchi.Protein nutri. tion and defence mechanisms inrainbow trout On. corhynchus mykiss[J]Comp.Biochem.Physio1., 1995,111A:351~359. [2]郑连春,徐成姣.不同蛋白含量对幼甲生长的影响 [J].科学养鱼,2001,(12):51. [3]蔡春芳,吴康,潘新法,等.蛋白质营养对异育银鲫 生长和免疫力的影响[J].水生生物学报,2001,25 (6):590—595. [4]Gildberg—A,Bogwald—J,Johansen—A,Stenberg— E.Isolation of acid peptide fractions from a fish pro— tein hydrolysate with strong stimulator),effect on Atlan— tic salmon(Salmo s ̄lar)head kidney leucocytes. [J].Comparative Bicohemistry and Physiology,1996, 114(1):97—101. [5]许培玉,周洪琪.小肽制品对南美白对虾生长及非 特异性免疫力的影响[J].中国饲料,2004,(17):13 ~15. [6]0.M.Milamena,M.N.Bautista,O.S.Reyes,A. Kanazawa.Threonine requirement of juvenile marine shrimp Penaeus monodon[J].Aquaculture,1997, 151:9—14. [7]Shin—Ichi Teshima,Akio Kanazawa and Hiroshi Sas— ada.Nutritional value of dietary cholesterol and other sterols tO larval prawn,Penaeus japonicus Bate[J]. Aquaculture,1983,31(2):159—167. [8]J.G Bell,J.R.Dick,A.H.McVicar,J.R.Sat— gent and K.D Thompson.Dietary Sunflower,Linseed and Fish Oils Affect Phospholipid Fatty Acid Composi— tion,Development of Cardiac Lesions,Phospholipase Activity and Eicosanoid Production in Atlantic Salmon (Salrno salar)[J].Prostaglandins Leukotirenes and 维普资讯 http://www.cqvip.com

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