免疫应激对畜禽生产蛋白质-代谢、需要量的影-响研究现状.课件

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 张敏贤导师：陈代文 教授1健 康(代谢正常)免疫反应(代谢调整)疾 病(代谢紊乱)集约化、高产、微生物、毒素、营养不良、环境应激等 药物营养失败生产死亡营养营养药物药物(张子仪, 2000)22.营养免疫学的定义及其意义 (1) 新的学科营养免疫学 Nutritional Immunology 研究动物营养状态与免疫功能相互关系的一门交叉学科 (2) 研究意义制订最佳饲养方案减少用药绿色、功能性食品生产3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,(

2、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)。 4免疫应激对畜禽生产的影响免疫应激与蛋白质代谢免疫应激对蛋白质需要的影响总结5不同免疫激活水平对猪生产性能影响（6-112 kg）(Williams等, 1997)6免疫应激对仔猪生产性能的影响 指标 应激组 正常组 P 初重 9.64 9.97 0.05 采食量 533.42 728.81 0.01 日增重 259.52 445.22 0.01 料/增重 2.2 1.7 0.05摘自：李建文，2002

3、7不同免疫激活水平对猪胴体品质影响（6-112 kg）(Williams等, 1997)8不同免疫激活水平对母猪繁殖性能影响(Sauber等, 1999)9免疫应激与GH应激源 动物模型 GH浓度 资料来源 内毒素 大鼠 Fan等，1994 牛 Kenison等，1991内毒素 绵羊 Coleman等，1993内毒素 猪 不受影响 Hevener等，1996 10免疫应激与IGF-1应激源 动物模型 IGF-1浓度 资料来源 内毒素 大鼠 Fan等，1994IL-1 Fan等，1996S.C 牛 Elsaaaer，1988S.M 猪 Prickett等，1992 11Hathaway等，199

4、3：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。12免疫应激与IGFBP 结合蛋白文献 动物 应激源 组织 1 2 3Prickett等 ，1992 猪 S.M 血清 Fan等，1994 大鼠 内毒素 血浆 肝脏 骨骼肌 肾脏Fan等，1995 b 大鼠 zymosan 血浆 肝脏 骨骼肌13免疫应激与IGFBP（续） 结合蛋白文献 动物 应激源 组织 1 2 3Fan等，1995a 大鼠 内毒素 血浆 肝脏 骨骼肌Fan等，1996 大鼠 IL-1 血浆 肝脏 骨骼肌Lang等，1996 大鼠 脓

5、毒 血浆 肝脏 骨骼肌摘自：Spurlock,199714Stallmach等（1995）发现羊膜腔里存在包括IL-1、TNF、IL-6、IL-8在内的多种细胞因子，其中后三种同时存在于胎儿血液中。Carbo等（1995）在给妊娠大鼠紧急注射TNF后，结果使胎盘氨基酸转运发生改变。 15免疫激活对动物生长性能的影响生产性能降低动物采食量、生产速度降低饲料转化率延缓上市时间胴体品质蛋白质沉积少瘦肉率低，眼肌面积小繁殖性能奶产量减少、奶成分较差仔猪窝重下降16指 标 应激组/正常 组 应激组/配对组N摄入量 73 0.01 100 NS粪 N 109 NS 146 0.05尿 N 86 0.1 9

6、7 NSN表观消化率 91 0.01 91 0.01表观存留N 55 0.01 86 NSN总利用率 76 0.01 86 0.01Pro生物学价值 84 0.01 95 NS血清尿素N 90 NS 96 NS免疫应激对仔猪N平衡的影响摘自：吴春燕，200217免疫应激对断奶仔猪整体蛋白质周转代谢的影响参数 应激组/正常组 应激组/配对组整体N通量（g/d) 37 0.01 103 NS 蛋白合成量（g/d) 33 0.01 105 NS蛋白降解量（g/d) 29 0.01 115 0.05AA利用效率 89 0.01 102 NSP合成速率（g/KgBW/d) 35 0.01 105 0.1

7、P降解速率（g/KgBW/d) 31 0.01 115 0.05P沉积速率（g/KgBW/d) 56 0.01 83 0.1蛋白合成效率 62 0.01 127 0.05蛋白沉积效率 161 0.01 79 0.0118免疫应激对仔猪回肠末端氨基酸消化率的影响 氨基酸 应激组 正常组 Lys 73.28 73.64 Met 73.83 68.21 Trp 74.29 65.98 Thr 59.51 56.51 Leu 66.53 62.11 Ile 68.20 60.65 Phe 73.86 66.37 Tyr 60.81 53.19 His 63.35 58.18 Arg 68.05 59.

8、28 Val 63.20 57.8019李建文（2002）：与正常组相比，免疫应激使仔猪对N的表观生物学价值降低了8.5%，N沉积降低27.8%。20细胞因子对代谢的影响摘自：李德发，中国饲料大全，2001 应答反应 诱导的细胞因子一般应答 采食量下降 IL-1, TNF 静止能消耗增加 IL-1, TNF 体温升高 IL-1, TNF,IF蛋白质代谢 急性期蛋白质合成增加 IL-1, TNF,IL-6 肌肉蛋白质的降解作用加强 IL-1 金属硫蛋白的合成增加 IL-1, TNF 肝细胞铜蓝蛋白合成增加 IL-1, TNF21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AAFis

9、cher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。22免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。23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。24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%

10、Lys、Arg、Iso :39-53%Ser、Tyr、Orn、Thr:18-32%25内毒素诱导仔猪4h血浆中氨基酸浓度变化情况 内毒素 生理盐水（限饲）氨基酸 开始 4h后变化 开始 4h后变化Ala 279 154b 282 -122Cys 2 3b 2 0Gly 511 46b 547 -60Glu 276 -24 212 -73Hydro 89 8b 87 -15Iso 74 -18 78 -26Leu 123 -12b 129 -37摘自Spurlock,1997b表示4h后和对照组相比差异显著26内毒素诱导仔猪4h血浆中氨基酸浓度变化情况 内毒素 生理盐水（限饲）氨基酸 开始 4h

11、后变化 开始 4h后变化 Lys 84 7b 106 -41Met 25 0b 22 -6Phe 57 3b 57 -19Ser 101 4b 103 -35Thr 91 -2b 95 -36Try 48 -13 50 -16Tyr 76 -15b 73 -29Val 138 -6 153 -3627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。28免疫应激与氨基酸

12、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的酶29免疫应激与蛋白质代谢合成下降+分解加速 沉积减少采食AA减少；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。30AA C-R FN a1 AGP a1-AntiT HG AmL A SMPPhe 105 46 64 83 30 103 40Tyr 50 56 74 27 70 67 36Try 42 35 30 11 32 45 13Leu 91 62 101 124 8

13、2 29 81Ile 54 32 48 49 47 29 48Val 77 48 46 59 84 18 54Lys 71 77 75 92 92 33 98Hist 16 27 17 37 38 35 51人各种ACP和骨骼肌中蛋白质AA组成差异31AA C-R FN a1 AGP a1-AntiT HG AmL A SMPMet 16 32 11 28 16 22 25Cyst 13 15 18 6 24 0 13Thr 58 60 74 66 54 30 47Arg 36 84 52 23 28 116 69Pro 44 48 34 41 44 34 48Gly 46 59 19 33

14、44 61 45Ser 84 91 31 49 40 47 41Ala 31 29 36 43 54 106 59ASX 82 113 102 106 113 128 92GLX 112 119 173 136 115 87 145人各种ACP和骨骼肌中蛋白质AA组成差异32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%。33免疫应激与

15、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%34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TNF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。353.对营养需要量的影响免疫反应会降低动物采食量、生产速度和饲料转化效率，改变胴体组成，因而改变某些养分的需要量。氨基酸：赖氨酸、含硫氨基酸矿物质和维生素363.对营养需要量的影响组织（肌肉）蛋白质中，

16、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AA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.37免疫应激与氨基酸10Kg仔猪正常和免疫状态下理想AA模式AA Wang和Fuller(1987) NRC(1998) 李建文（2002）Lys 100 100 100Met 30 28 27Trp 18 18 29Thr 65 62 5938免疫应激与氨基酸M

17、et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。39免疫应激与氨基酸Klassing和Barnes(1988)发现，相比于AA缺乏组，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。403.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

18、胆碱或胱氨酸）供自身增殖所需。41生长肥育猪在低或高免疫激活状态下的赖氨酸需要量(%)(Williams等, 1997)42免疫系统激活状态对仔猪氨基酸需要量的影响(Williams和Stahly, 1995)43免疫系统激活状态对生长猪(磅）氨基酸需要量的影响体重 免疫状态可消化AA需要量（%）含硫AA/Lys Lys 含硫AA1930 低 高 低 高 1.34 1.07 1.22 0.99 0.64 0.59 0.62 0.57 0.48 0.55 0.51 0.5844应激时不同SAA下鸡生长情况日粮 Cys Met 体重（26d) 采食量SAA缺乏 共5.6 742a 1019aSAA

19、充足 2.8 6.5 892 1059 4.65 4.65 862 1076 6.5 2.8 880 1054摘自：Takahashi,199745日粮 Cys Met 失重（g) 血浆AGP(ug/ml) 血浆IL-1盐水SAA缺乏 共5.6 57 209 1473SAA充足 2.8 6.5 69 178 1238 4.65 4.65 58 204 1426 6.5 2.8 64 225 1317LPSSAA缺乏 共5.6 68 1003b 1545bSAA充足 2.8 6.5 69 1034ab 1891b 4.65 4.65 65 1148ab 1754b 6.5 2.8 75 1166

20、a 3357a摘自：Takahashi,199746Bounous和Kongshavn(1982):Phe、Tyr和Trp的需要量上升; 比例比含量影响更大。47摘自：Bounous和Kongshavn(1982) 48摘自：Bounous和Kongshavn(1982) PFC per Spleen x 10 -349摘自：Bounous和Kongshavn(1982) Cpm X 10-350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（1994)，发现高蛋白水平（20%、24%）日增重，饲料转化率始终显著高于低蛋白组（12%），采食量差异不显著。 吕继蓉（2002）研究报道，免疫应激前期（1-6天），低蛋白组（17%）较高蛋白组（20%、23%）有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。 51指标 蛋白水平（%）17% 20% 23%ADG(1-6d) 202 98.6 142 ADFI(1-6d) 386 333 3 57 G/F(1