畜牧兽医学报  2018, Vol. 49 Issue (3): 620-628. DOI: 10.11843/j.issn.0366-6964.2018.03.020    PDF    
中药复方制剂对热应激肉牛生产性能及生理生化指标的影响
张新雨1, 刘博1, 罗军荣1, 徐洋1, 尚含乐1, 杨食堂2, 宋小珍1     
1. 江西农业大学江西省动物营养重点实验室, 南昌 330045;
2. 高安裕丰农牧业有限公司, 宜春 330800
摘要:旨在研究日粮中添加不同中药复方制剂对热应激肉牛生产性能和生理生化指标的影响。试验选取18头22月龄、初重为(433.41±15.10)kg的健康未去势公牛,随机分为3组,每组6头牛。其中对照组饲喂基础饲粮,两个试验组分别在基础日粮基础上给每头牛日喂100 g的中药复方Ⅰ(健脾组)和中药复方Ⅱ(清热组)。试验牛均饲养于南方夏季高温高湿条件下,预饲期为10 d,正式期为60 d。正试期每日记录其采食量,并于第1、20、40、60天测定牛的体温和呼吸频率,第60天采集血样分析生化指标。结果:1)与对照组相比,健脾组肉牛的体温在第40和第60天显著降低(P<0.05),清热组的体温在第20和第60天显著降低(P<0.05);此外,健脾组和清热组肉牛的呼吸频率在第20和第40天均显著降低(P<0.05)。2)与对照组相比,健脾组的血清总蛋白、白蛋白、甘油三酯含量显著升高(P<0.05),而总胆固醇含量显著降低(P<0.05);清热组的血清甘油三酯含量显著低于健脾组(P<0.05),总胆固醇含量显著高于健脾组(P<0.05),而与对照组之间均差异不显著。3)与对照组相比,健脾组的血清胰岛素和脂联素含量显著升高(P<0.05),而清热组的血清胰岛素和生长激素含量显著降低(P<0.05),清热组的血清甲状腺激素(T3和T4)显著升高(P<0.05);与健脾组相比,清热组的血清胰岛素、生长激素和脂联素含量显著降低(P<0.05),而甲状腺激素(T3和T4)显著升高(P<0.05)。4)与对照组相比,健脾组肉牛的平均日采食量和平均日增重显著降低(P<0.05),而料重比显著升高(P<0.05)。上述结果表明,两种复方制剂均可缓解肉牛的热应激反应,其中复方Ⅰ(健脾化湿方)可促进热应激肉牛脂类合成代谢,但对肉牛生产性能有负面影响。
关键词中药复方制剂    肉牛    热应激    生理生化指标    生产性能    
Effects of Chinese Medicine Prescriptions on Production Performance, Physiological and Biochemical Indexes of Beef Cattle under Heat Stress
ZHANG Xin-yu1, LIU Bo1, LUO Jun-rong1, XU Yang1, SHANG Han-le1, YANG Shi-tang2, SONG Xiao-zhen1     
1. Key Laboratory of Animal Nutrition of Jiangxi Province, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China;
2. Yufeng Agricultural and Livestock Co., Ltd., Yichun 330800, China
Abstract: The study aimed to investigate the effects of Chinese medicine prescriptions on production performance, physiological and biochemical indexes of beef cattle under heat stress. Eighteen healthy uncastrated beef cattle with 22 month old and initial body weight of (433.41±15.10) kg were randomly allotted into 3 groups.One group was the control group and the other two groups were the treatment groups. There were 6 cattle in each group. The experiment was designed by single factor random arrangement. The cattle in the control group were fed the basal diet. And the cattle in the two treatment groups were fed the basal diets with Chinese medicine prescription Ⅰ (strengthening the spleen group, SS) and prescription Ⅱ (clearing heat group, CH) supplied with 100 g per day per cattle, respectively. All cattle were fed under high temperature and humidity in summer of south in China. The duration of preliminary experiment was 10 days and the duration of the formal experiment was 60 days. Feed intake was recorded everyday, the body temperature and respiratory rate were determined at 1, 20, 40 and 60 d, and serum samples were collected for detecting biochemical indexes at the end of the experiment. The results showed that:1) The body temperature of individuals in SS group significantly decreased on day 40 and 60 (P < 0.05), and body temperature of individuals in CH group significantly decreased on day 20 and 60 (P < 0.05) compared with control group. The respiratory rate of individuals in SS and CH groups significantly reduced on day 20 and 40 compared with control group (P < 0.05). 2) On day 60, the content of serum total protein, albumin, triglyceride of individuals in SS group significantly increased, but their total cholesterol levels significantly decreased compared with control group (P < 0.05). Moreover, serum triglyceride levels of individuals in the CH group were lower but their total cholesterol levels were higher than those in the SS group (P < 0.05). 3) Compared with control group, the levels of serum insulin and adiponectin of individuals in the SS group significantly increased (P < 0.05), but serum insulin and growth hormone levels of individuals in the CH group significantly decreased (P < 0.05), and the thyroid hormone (T3 and T4) levels of individuals in CH group significantly increased(P < 0.05). The levels of serum insulin, growth hormone and adiponectin of individuals in the CH group were lower but the thyroid hormone (T3 and T4) were higher than those in the SS group (P < 0.05). 4) The average daily feed intake (ADFI) and the average daily gain (ADG) of beef cattle in the SS group significantly decreased (P < 0.05), but the F:G ratio significantly increased compared with control group (P < 0.05). The present results suggested that dietary supplemented with two Chinese medicine prescriptions could alleviate the heat stress response of beef cattle, and dietary supplemented with the SS promoted the synthesis and metabolism of fat, but had a negative impact on the beef cattle production performance.
Key words: Chinese medicine prescription     beef cattle     heat stress     physiological and biochemical index     production performance    

随着全球气候变暖和畜牧养殖集约化程度的提高,由夏季高温诱发的热应激反应在畜禽饲养中已越来越普遍。肉牛属于恒温动物,皮下脂肪厚且汗腺不发达,耐寒不耐热,在南方夏季高温高湿环境下,肉牛容易遭受热应激[1]。热应激反应会导致肉牛食欲下降、生长缓慢、饲料利用率低下、牛肉产出率降低等不良后果,导致经济效益下降[2-4]。如何预防肉牛热应激反应是当前南方夏季肉牛养殖的重要问题。

在热应激防控上,目前国内外多采用遮荫、喷淋(雾)、吹风等物理手段降低牛舍环境温度,提高日粮蛋白水平或增加饲喂次数等方法来减轻热应激的危害[5-6]。但是,这些化学药物不仅提高了肉牛养殖成本、也给实际生产带来了诸多麻烦。而当动物遭受热应激疾病时,生产上则普遍使用镇静剂、抗生素等化学药物来对症治疗。这些化学药物的使用虽然可在一定程度上缓解动物的热应激反应,维持动物的健康和基本生产性能,但长期超量使用化学药物会造成牛肉产品中药物残留超标,严重影响食品的质量安全。中药取自天然,兼有营养物质与药物的双重作用,能全面调整机体生理功能,目前已被广泛应用于鸡、猪、奶牛的热应激防治中。研究表明,天然中草药作为饲料添加剂具有促进动物生长发育、提高动物生产性能、增强动物体质、防病和治病等作用。但是,中药种类繁多,所含成分复杂多样,不同性味药物组成的复方具有多种功效,且其药效还与应用对象的生理特点关系密切。

本试验拟以锦江黄牛为试验动物,研究在饲粮中添加两种中草药复方制剂对肉牛的抗热应激效果,为中草药添加剂在南方夏季肉牛生产中的应用提供参考依据。

1 材料与方法 1.1 试验材料 1.1.1 试验动物

本试验以高安裕丰农牧有限公司提供的18头22月龄,初重为(433.41±15.10) kg且健康状况良好的未去势锦江黄牛作为试验动物。

1.1.2 中药复方制剂

中药复方Ⅰ:以下称健脾化湿方,由石膏(Gypsum Fibrosum)、藿香(Agastache rugosa)、黄芪(Astragalus membranaceus)、陈皮(Aurantii Nobilis Pericarpium)、木香(Radix Aucklandiae)组成,比例为1:1:1:1:1;中药复方Ⅱ:以下称清热祛湿方,由石膏(Gypsum Fibrosum)、藿香(Agastache rugosa)、苍术(Rhizoma Atractylodes)、葛根(Pueraria lobata)、甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch)组成, 比例为1:2:2:2:1。所有中药原药均购自江西樟树某药材公司,将原药自然干燥后粉碎过40目筛,然后按配方均匀混合制备中药复方制剂并装袋备用。

1.2 饲养管理

试验牛采用对头式栓系舍饲方式,日喂2次(06:00和18:00),每次先精后粗。小麦粉限量饲喂,啤酒糟和稻草自由采食,准确记录进食量,喂料0.5 h后饮水。每天中午用冷水刷拭牛体1次,保持圈舍清洁。

1.3 试验时间及地点

本试验于2016年6月20日-2016年8月31日在江西高安裕丰农牧有限公司进行,预饲期为10 d,正式期为60 d,试验期为70 d。

1.4 基础日粮

根据牛场生产实际,试验牛日粮由小麦粉、啤酒糟、稻草、小苏打、食盐和预混料组成。小麦磨碎,每头肉牛日喂量3 kg;小苏打、食盐、预混料分别按1%、0.5%、2%拌入小麦粉中饲喂(每千克预混料含: VA 150 000 IU,VD320 000 IU,VE 3 000 IU,Fe 3 200 mg,Mn 1 500 mg,Zn 2 000 mg,Cu 650 mg,I 35 mg,Se 10 mg,Co 10 mg,Ca 130 g,P 30 g);新鲜啤酒糟自由采食;干稻草细切,长度约为1~2 cm,自由采食。

1.5 试验设计

采用单因子完全随机试验设计,将18头牛随机分为3个组, 分别为对照组、健脾组(SS)和清热组(CH),每组6个重复,每个重复1头牛。对照组饲喂基础日粮,2个试验组分别在基础日粮上添加健脾化湿方和清热祛湿方。2种复方日饲喂量均为每头牛100 g,日喂2次每次50 g,每次饲喂前拌入小麦粉中。

1.6 检测指标与方法 1.6.1 牛舍环境的温湿指数(Temperature humidity index,THI)

将温湿度计悬挂在试验牛群两边墙壁与牛体等高处(距地面约1.5 m),在正试期期间,记录每天08:00、14:00及20:00的温度和相对湿度。根据A.Berman[7]报道的方法计算牛舍环境THI。

THI=td-(0.55-0.55×RH)×(td-58),式中:td为华氏温度,RH为相对湿度,其中td=摄氏温度×9/5+32。

1.6.2 生理指标

呼吸频率:于正试期第1、20、40和60天14:00观察试验牛安静时胸廓和腹部的运动,用秒表计时,计数器计数,计算呼吸频率。每头牛连续观测3次,每次2 min,取平均值为最终值。

体温:于正试期第1、20、40和60天的14:30用兽用体温计测定每头牛的肛温。

1.6.3 血液指标

在正式期结束后,对全部试验牛进行空腹颈静脉采血。用无抗凝采血管采集15 mL血液,倾斜静置30 min后,以3 500 r·min-1离心10 min,吸取离心后的上清液,制备血清,放置于-20 ℃冷冻保存备用。用肝素钠采血管采集5 mL血液,滚动采血管混匀,放置于-20 ℃冷冻保存备用。

血清瘦素、脂联素采用酶联免疫分析法,试剂购自R & D Systems公司。血液生化指标使用日立7600生化仪检测;血液激素指标使用放射免疫分析法检测,样品送至北京康佳宏达生物科技有限公司测定。

1.6.4 生产性能测定

平均日采食量:试验期间记录每天每头牛的采食量,计算每头牛的平均日采食量。

平均日增重:试验正式期第1、30、60天,早晨进行空腹称重,计算平均日增重。

料重比:料重比为平均日采食量/平均日增重。

1.7 统计分析

采用Excel 2003对所有试验数据进行初步整理,使用SPSS17.0中的单因素方差分析(one-way ANOVA)进行差异显著性分析,采用Duncan's法进行多重比较。P<0.05表示差异显著。

2 结果 2.1 牛舍环境温度、湿度与温湿指数的变化

图 1可以看出,在正试期60 d中,牛舍环境的日平均温度最高达到了33.17 ℃,有54 d在27 ℃以上;日平均相对湿度(RH)最高时达到了86.67%,有56 d的日均RH高于60%;日平均温湿指数(THI)在72~78的时间为18 d,在79~87的时间为40 d,THI高于88的时间为0 d。

图 1 牛舍环境温度、相对湿度和温湿指数 Figure 1 Temperature, relative humidity and THI in house of beef cattle
2.2 中药复方制剂对夏季高温条件下肉牛体温和呼吸频率的影响

图 2可知,从体温的变化看,与对照组相比,健脾组肉牛的体温在试验的第1和第20天无显著变化(P>0.05),但在第40和第60天时均显著低于对照组(P<0.05);清热组在第20和第60天比对照组显著降低(P<0.05),而在第1和第40天与对照组差异不显著(P>0.05);两个中药复方添加组之间无显著差异(P>0.05)。处理组呼吸频率的变化主要表现在试验的第20和第40天,而在试验的第1和60天各处理之间无显著差异(P>0.05);在第20和第40天,健脾组和清热组试验牛的呼吸频率均比对照组显著降低(P<0.05),而两个中药复方添加组之间差异不显著(P>0.05)。

图 2 中药复方制剂对夏季高温条件下肉牛体温和呼吸频率的影响 Figure 2 Effects of Chinese medicine prescriptions on body temperature and respiratory rate of beef cattle under hot environment in summer
2.3 中药复方制剂对夏季高温条件下肉牛血清生化指标的影响

表 1可知,与对照组相比,健脾组的血清TP、ALB、TG含量分别升高了7.08%、8.97%和50.00%(P<0.05),血清TC降低了19.40%(P<0.05),HDL-C和LDL-C含量分别比对照组下降了22.39%(P>0.05)和25.00%(P>0.05);其余各项指标均无显著差异(P>0.05);清热组的TP、ALB、GLO、BUN、GLU、TG、TC、HDL-C、LDL-C等各项指标与对照组相比均无显著差异(P>0.05)。但是,清热组的血清TG含量比健脾组显著降低了24.24%(P<0.05),TC含量比健脾组提高了17.78%(P<0.05),其余指标在两个中药复方组之间无显著差异(P>0.05)。

表 1 中药复方制剂对夏季高温条件下肉牛血清生化指标的影响 Table 1 Effects of Chinese medicine prescriptions on serum biochemical indexes of beef cattle under hot environment in summer
2.4 中药复方制剂对夏季高温条件下肉牛激素水平的影响

表 2的结果显示,与对照组相比,健脾组血清INS水平上升了38.41%(P<0.05),ADPN水平上升了34.65%(P<0.05);清热组血清T3、T4含量分别升高了12.04%(P<0.05)和15.18%(P<0.05),INS和GH分别下降了21.27%(P<0.05)和6.85%(P<0.05)。此外,清热组与健脾组相比血清INS、GH和ADPN含量分别降低了75.80%(P<0.05)11.47%(P<0.05)和25.93%(P<0.05),血清T3、T4水平分别升高了15.70%(P<0.05)、12.82%(P<0.05)。

表 2 中药复方制剂对夏季高温条件下肉牛内分泌激素的影响 Table 2 Effects of Chinese medicine prescriptions on endocrine hormones levels of beef cattle under hot environment in summer
2.5 中药复方制剂对夏季高温条件下肉牛生产性能的影响

表 3可知,与对照组相比,健脾组试验牛的ADF和ADG分别下降了21.79%(P<0.05)和66.67%(P<0.05),F/G上升了118.91%(P<0.05);清热组试验牛的ADF和ADG分别提高了13.53%(P>0.05)和18.52%(P>0.05),F/G下降了12.10%(P>0.05)。

表 3 中药复方制剂对夏季高温条件下肉牛生产性能的影响 Table 3 Effects of Chinese medicine prescriptions on production performance of beef cattle under hot environment in summer
3 讨论 3.1 中药复方制剂对夏季高温条件下肉牛的抗热应激作用

A.Berman等[7-8]报道,当牛舍环境温湿指数大于72时,牛只处于热应激状态,其中,72~78为轻度热应激,79~87为中度热应激,88以上为高度热应激。本试验中,牛舍的温湿指数有2/3时间处于中度热应激区间,这表明试验期间供试牛处于热应激状态。我国南方夏季气候多高温潮湿,即气候炎热,雨水较多,具有湿热之性,中(兽)医药理论认为,高温高湿饲养环境引起的应激反应属湿热所致,即感受湿热之邪。湿热之邪常郁阻中焦脾胃,导致中焦脾胃运化功能障碍,且湿为阴邪,热为阳邪,二者属性不一,故病程中出现湿偏重、热偏重或者湿热并重等类型。治疗上常采用清热祛湿原则。此外,南方夏季持续时间长,长夏易诱发机体出现暑热症,暑热可引起脾胃功能失调,使动物食欲减退,消化能力变差。现代医学认为,中医学的脾胃是以消化系统为主的多系统、多功能的综合单位,防治热应激可从健脾和胃着手。

本研究依据中兽医学对热应激的“辩证论治”,结合肉牛的生理特点,以及本实验室前期研究基础,选择石膏、藿香、苍术、葛根等清热祛湿类中药来作为主要药物。按照中(兽)医药“君臣佐使”原则组方,配伍得到两个在南方夏季高温高湿条件下可供肉牛使用的复方。其中,健脾化湿方以藿香、苍术为主药,以陈皮、木香为辅药,主要功效是健脾、促消化、防止暑湿之气侵入肉牛机体,引起应激反应;清热祛湿方以石膏和葛根等清热药物为主药,以藿香为辅药,主要功效是降低肉牛体温、祛除湿热对机体带来的负面影响[9]。研究结果显示,两个中药添加剂添加后,肉牛的体温和呼吸频率呈现显著下降趋势,内分泌激素水平趋于稳定。体温和呼吸频率是恒温动物热感受性的重要衡量指标与动物生理状况是否正常的的重要体征,可以用来评估高温影响程度。一般来说,肉牛直肠温度正常范围为38.5~39.0 ℃,呼吸频率为10~30次·min-1。但是,热应激会导致畜禽体温升高,呼吸频率加快,严重时甚至会出现热射病或者死亡[10]

内分泌系统(Endocrine system)是机体的重要调节系统,可调节机体的生长发育和各种代谢,维持内环境的稳定,并影响动物生理体征和生产性能等。高温刺激后内分泌系统中激素分泌紊乱,肾上腺分泌的糖皮质激素(皮质醇、皮质酮)和甲状腺分泌的甲状腺激素(T3、T4)在机体中的含量均发生变化,从而导致机体糖类、脂类和蛋白质的代谢活动减弱[11]。因此,血清中皮质醇、甲状腺激素的含量是衡量热应激的重要指标,在热应激条件下,甲状腺分泌激素会降低,而皮质醇属于应激激素,会增高[12-13]。王文娟等[14]研究表明,在夏季湿热环境下,以藿香、黄柏、苍术和石膏等具有解表和中、清热泻火、燥湿健脾功效的中药按一定的比例组成复方制剂饲喂肉牛,改善了肉牛育肥性能、降低了肉牛血清皮质醇水平。X.Z.Song等[15]报道,由藿香、苍术、石膏等按配伍的复方制剂可降低热应激肉牛的体温和腹泻率,可有效的缓解和治疗夏季高温给肉牛带来的热应激。本研究结果表明,添加两种中药复方制剂后均可降低热应激条件下锦江黄牛的体温与呼吸频率,有效的缓解肉牛的热应激反应;血清T3、T4水平与对照组相比有上升趋势,皮质醇显著下降,这提示添加中药复方制剂可以改善热应激牛的内分泌,增强肉牛的抗热应激效果。

3.2 中药复方制剂对热应激条件下肉牛血液生化指标的影响

现代研究表明,中草药中含有的甙类、生物碱、多糖、有机酸、挥发性成分等免疫活性物质能活化机体的免疫系统,可从不同环节激发免疫应答[16]。比如苍术具有燥湿健脾,祛风湿的功效;黄芪则具有补气固表,利尿生肌的作用;石膏具有清热泻火,收敛生肌的作用;陈皮则具有理气健脾,燥湿化痰的功效[11]。血液是机体代谢产物的载体,且较易获得,因此血清生化指标是可以反映机体代谢变化和组织正常生理功能的指标,可以作为判断生理功能状态的参数[17-18]。血清总蛋白、白蛋白含量反映了机体蛋白质吸收和代谢状况,尿素氮的含量可以准确的反映机体内蛋白分解代谢与肾功能状况,动物血清中甘油三酯与总胆固醇含量的增减可作为衡量脂肪代谢的指标。本研究结果表明,添加健脾方后试验牛的血清总蛋白、白蛋白、球蛋白、甘油三酯水平均比对照组有提高趋势,这提示热应激可能抑制了肉牛对饲料养分的消化、吸收和利用。

此外,健脾组试验牛的血清总甘油三酯水平显著高于对照组,但总胆固醇含量比对照组显著降低,高密度脂蛋白-胆固醇和低密度脂蛋白-胆固醇的含量均有下降趋势,并且血清脂联素和瘦素的水平均出现升高,这提示在饲料中添加健脾方后不仅可促进养分的代谢利用,而且对肉牛脂类代谢有显著调控效应。但清热祛湿方添加后虽然可改善肉牛的生产性能,但对肉牛脂类代谢相关指标没有显著影响,这提示中药对肉牛的抗热应激作用可能存在多靶点效应。有研究表明,机体脂类代谢受内分泌激素水平的调节。胰岛素能调节肝中的生长激素受体,并通过影响肝中促生长因子的生成量作用于生长激素[19],而生长激素是调节动物生长最主要的激素之一,在肌肉与脂肪组织之间有极强的营养重分配功能,脂联素作为一种胰岛素超敏化激素, 可以明显加强胰岛素的抑制糖原异生作用,抑制肝的糖生成,瘦素可直接抑制脂肪合成,促进其分解[20]。在本试验中,健脾组的血清脂联素含量比对照组有显著增高,这进一步证实了健脾方添加后可促进热应激肉牛的脂类合成代谢。

3.3 中药复方制剂对热应激条件下肉牛生产性能的影响

生产性能是家畜生产水平的体现,而热应激状态下的肉牛为了使体温维持相对平衡,会减少采食量以便于降低机体的产热,导致料重比升高[21]。但采食量的降低会减少营养物质的摄入,使机体无法获得足够的养分维持其生长需要,导致动物出现生长缓慢。已有的报道表明,一些中草药及复方有提高畜禽生产力,增强抗应激能力,提高机体免疫力等作用[22]。研究表明,中草药添加剂有增进食欲,改善消化和营养代谢功能,促进新陈代谢,加快饲料转化,提高生产性能等作用[23-28]。本研究结果表明,清热组的平均日采食量和日增重与对照组相比有提高的趋势,料重比则降低,这提示清热祛湿方在一定程度上缓解了热应激所带来的负面影响,改善了食欲状况。然而,健脾组肉牛的平均日采食量和日增重与对照组相比显著降低,料重比则升高,分析原因可能与健脾化湿方中部分原药如陈皮、木香等适口性较差有关。此外,从血清生化指标的结果看,健脾化湿方添加后促进了热应激肉牛的脂类合成代谢,这可能引起育肥后期牛肉中脂类沉积增加,使肉牛增重变慢。笔者将就肉牛的肌肉品质和肌肉脂肪含量等相关指标做进一步分析研究。

4 结论

添加健脾化湿和清热祛湿两种复方制剂均可缓解夏季高温高湿条件下肉牛的热应激反应。其中,健脾化湿方可促进肉牛脂类合成,但对其生产性能具有负面影响。

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