高俊波(云南省魯甸縣農業廣播學校)
摘要:二氫吡啶是獸藥類添加劑,其主要功能是抑制脂類化合物的氧化、提高血清中的甲狀腺素、血清促卵泡激素(FSH)、促黃體素(LH)和。AMP的濃度和降低血清中皮質醇的濃度。它不僅對幼年動物具有良好的促生長作用,還可提高種畜的繁殖能力、母畜的泌乳能力。本文綜述了二氫吡啶的生理作用和在畜牧業中的應用概況。
關鍵詞:二氫吡啶;生理作用;應用
二氫吡啶(Diludin)的化學名稱為2, 6-二甲基-3,5-二乙基-1,4-二氫吡啶,是一種具有天然抗氧化劑VE的某些作用的新型多功能添加劑,可抑制脂類化合物的過氧化過程,形成肝保護層。同時,它還可改變血清中某些激素水平,促進畜禽生長發育、繁殖性能及增強免疫功能,而且其代謝完全、幾乎無殘留。另外二氫吡啶能夠顯著地增強小腸的肌電活動,并能減緩小腸食糜后移,有利于小腸消化吸收,從而提高飼料利用率譚斌巴海等,2001)。國內外對二氫吡啶的研究報道很多,本文就其在畜牧業中的應用概況作一綜述。
一、二氧吡啶對畜禽的生理作用
1.抗氧化作用
屈海等報道,二氫吡啶能提高生物膜中6一磷酸葡萄糖酶的活性,穩定生物細胞組織,穩定膜蛋白和結合酶,以維持細胞膜系統的正常結構和功能,具有VE的部分作用。Sniedze研究了二氫吡啶與大白鼠肝細胞微粒體內NADPH特定電子傳遞鏈中有關酶的相互關系,指出二氫吡啶明顯抑制了NADPH一細胞色素C還原酶的活性。二氫吡啶進入動物體內的抗氧化作用可能是通過隔斷微粒體電子輸送NADPH酶的活性抑制脂類化合物的氧化過程,清除所形成的自由基,同時還提高血清SOD的活性。SOD是體內超氧自由基的清除劑,它可以終止自由基引起的連鎖反應,抑制脂類化合物的過氧化過程,保護細胞表面受體和細胞的細胞器,而且SOD活性的升高還有利于維持生物膜完整,提高機體免疫能力,對動物的健康具有非常重要的意義。二氫吡啶對精細胞膜和形態結構有保護作用,主要是抑制了質膜中脂類分子的氧化,提高了質膜的完整程度,使精細胞內的組織得以穩定,從而提高了精子的頂體完整率并降低了畸形率;二氫吡啶還能保護飼料中的VA、VE和胡蘿卜素,防止飼料中脂肪的氧化酸敗。
2.改變血清中激素水平
(1)提高血清中甲狀腺激素水平甲狀腺素不僅使機體內許多組織的分解代謝加強,耗氧量、產熱量和ATP的生成量增加,而且還能促進細胞內蛋白質、DNA和 RNA的合成,但是T3的生理活性比T3強。甲狀腺素在個體發育過程中,對于維持免疫系統功能是必不可少的。切除甲狀腺或使用抗甲狀腺藥物可使胸腺和其它淋巴器官重量減輕,淋巴細胞數量下降,抗體生成量減少,注射甲狀腺素可使免疫功能恢復,雞日糧中添加T3,可使血液中的T3淋巴細胞數量增加和活性增強。二氫吡啶可顯著提高血清甲狀腺激素(T3)水平,但對L無顯著影響,這可能是二氫吡啶促進T3向T4轉化。T3和T4能改變卵巢的功能和排卵,同時參與動物胚泡的附植,T3對機體的正常發育以及維持正常生殖有重要作用,可促進器官、組織的分化,并且對生長激素有允許作用。
(2)FSH和LH的含量二氫毗陡顯著提高垂體和血清中FSH和LH含量,FSH和LH是腺
垂體分泌的促性腺激素,卵泡的生長和發育受FSH、LH的調節。LH主要作用于卵巢的顆粒細胞,能促進顆粒細胞對氨基酸的吸收,通過調節轉錄和翻譯來促進蛋白質的生物合成,繼而促進卵泡的生長成熟及卵巢顆粒細胞的生長和增殖,抑制卵泡萎縮的發生。同時,FSH還可能通過調節胰島素樣生長因子結合蛋白轉錄過程,提高IGF-I的生物活性,促進蛋白質的合成,繼而促進卵泡的生長和成熟及顆粒細胞的生長和增殖。當卵泡發育到一定階段,FSH能促進有腔卵泡的顆粒細胞生成LH的受體,誘導LH的分泌,LH和FSH協同作用于排卵。另外,腺垂體FSH、LH的分泌和釋放可促進卵泡的發育和排卵,有效地抑制卵泡閉鎖的發生,并增加有效卵細胞的個數,增加產蛋率。
(3)提高下丘腦、腺垂體CAMP的含量二氫毗院通過對下丘腦弓狀核細胞細胞膜的保護作用,使下丘腦CAMP的含量升高,CAMP是細胞內的第二信使,能促進GnRH釋放。另外, GnRH與腺垂體顆粒細胞上特異受體結合后通過激活腺垂體的腺苷酸環化酶(AC)-Camp-蛋白激酶(PK)系統,從而促進腺垂體LH和FSH的合成與釋放(鄒曉庭,1999)。CAMP可以直接進入細胞核與其受體蛋白質結合,激活DNA的轉錄過程,從而促進卵泡的發育和排卵,有效抑制卵泡閉鎖的發生,cAMP本身還是mRNA生成過程中一個重要的調節因子,它對多種蛋白質的合成有重要的調節作用。
(4)降低血清中皮質醇的含量二氫吡啶可使血清皮質酸濃度呈降低趨勢。膽固醇的代謝及向皮質類固醇轉化過程中的羧化酶系需要還原型輔酶 Ⅱ(NADPH)、細胞色素 P450和分子氧,作為其酶促反應中電子傳遞體系。此酶由兩部分組成,即細胞色素P450與黃酶(P450還原酶)。在此反應過程中,黃酶利用NADPH來還原P450,而P450具有類似電子傳遞鏈中細胞色素氧化酶(aa3)的作用,能激活氧,促使氧進入作用物,以促進矮化過程。二氫吡啶可與NADPH特定電子傳遞鏈終端氧化酶細胞色素P450結合形成復合體。二氫吡啶對糖皮質激素分泌的抑制作用,可能是通過抑制羧化酶系的活性,限制腎上腺皮質合成和分泌皮質醇來完成的。糖皮質激素是公認的免疫抑制劑,尤其是皮質醇可抑制小雞法氏囊的生長,對胸腺亦有類似的作用。有資料報道,血液中糖皮質激素含量低時,禽類淋巴器官(脾、腺、法氏囊)體積增大。而且二氯吡啶可通過升高血液中T3濃度,降低皮質醇濃度,從而提高機體的免疫功能。
3.促進精子的呼吸,提高32Pi攝入量
無機磷的代謝在許多細胞中都起著重要作用,哺乳動物的精子能攝入無機磷鹽,并且有特異的內外交換系統。Babcock等曾觀察到牛精子質膜中存在運轉磷酸鹽的載體,并指出,在有氧化代謝時牛精子攝入32Pi約有50%滲入到核苷酸中(ATP人DP和GTP等)。二氯吡啶增強了精細胞的代謝活動,繼而促進精子攝入32Pi,從而攝入較多的外界環境的無機磷,合成ATP,為細胞的活動供能。同時,Landy和Phillips在研究精子內源呼吸時發現,精子氧化細胞內脂時伴隨著無機磷的攝取和ATP的生成,可見精子的呼吸和無機磷的攝取存在著內在聯系。因而可以認為二氫吡啶促進了精子的呼吸,必然導致無機磷的旺盛代謝,合成ATP的量增加,維持精子細胞的活動。
4.影響礦物質的代謝
岳文斌(1997)報道,二氯吡啶促進礦物元素Fe和Zn的吸收。二氫吡啶使產蛋雞血清Ca2+濃度下降,使用前期血清中的P也下降,ALP活性顯著升高,表明二氫吡啶顯著影響Ca和P代謝。骨骼中的ALP主要在成骨細胞中,它促進磷酸酯分解,使磷酸根離子濃度增高,從而使磷酸根離子與血清中轉運而來的Ca2+結合,以羥磷灰石等形式沉積在骨部位,引起血清中Ca2+和P含量下降,使蛋殼厚度和相對重量增加(鄒曉庭,1998)。
二、在畜牧生產中的應用
1.改善畜禽生長性能
關于二氫吡啶提高畜禽生長性能的發現,國外可追溯到20世紀70年代。Dvinskaya等(1977)報道,在肉仔雞日糧中添加二氫吡啶(50mg/kg)可提高增重和飼料利用率;Pelevin等(1977)報道,在肉仔雞日糧中添加 20mg/kg二氫吡啶可提高日增重、降低消耗、提高飼料中粗蛋白的利用率;李成會等(2001)研究了二氫吡啶促雛雞生長發育的機理,二氫吡啶可促進雛雞的生長,且以150mg/t組促生長作用最佳,添加飼喂到61天時,體重比對照組提高7.68%。
Levin(1982)在肥育豬日糧中添加二氫吡啶結果平均日增重提高5.2%,料肉比降低3.4%。張香齋(1997)和武現軍(1999)在60~100kg體重段飼料中添加二氯吡啶,明顯提高日增重、屠宰率和瘦肉率,并能顯著提高肌苷酸含量,改善肉的品質,其中以50mg/kg水平效果最好; Spruzh(1975)在拉脫維亞大白豬日糧中每天每頭飼喂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%,飼料消耗比對照組分別降低5.77%,24%和8.78%。但是張香齋等(1998)生長肥育豬日糧中添加二氫吡啶 100mg/kg,在20~60kg段各試驗組的日增重均低于對照組,其中試驗組日增重為5559,比對照組低7.65%,差異顯著;飼料轉化率也比對照組差,說明高劑量地添加二氫吡啶對增重有一定的抑制作用。在60~10kg段,試驗組的日增重比對照組高4.42%,試驗組的飼料轉化率也比對照組改善了4.88%,差異不顯著,但說明低劑量的二氫吡啶對日增重有一定的促進作用。
李克驢等(1993)給肥育肉牛的日糧添加二氫吡啶,能明顯提高肥育牛的日增重,添加二氫吡啶組比對照組60天平均日增重高0.138kg,提高了13%。Shubin(1975)報道,在妊娠母牛日糧中添加二氫吡啶可提高犢牛的出生重; Yakorler(1982)報道,在牛日糧中按每天每公斤體重添加2~4mg二氯吡啶,可使日增重比對照組提高44g,并可降低飼料消耗。易建明等(1998)選擇年齡1歲左右、體重在250~300kg范圍的復雜生長肥育牛25頭,基礎日糧與對照組相同,實驗組加喂含二氫吡啶的預混料添加劑。結果表明,日增重試驗組比對照組高28.02%,其效果明顯高于其它類型的添加劑。
陳菊芬等(1993)在幼羊日糧中添加 100mg/kg的二氫吡啶,幼羊的各項指標均見增長,日增重提高18.25%。周凱等(1994)用二氫吡啶飼喂綿羊,幼年羊的采食量可提高5.l%,日增重提高18.25%,差異極顯著,原因主要是提高了青、粗飼料的消化率。
聶國興等(2000)在1日齡異育銀鯽飼料中添加 300mg/kg的二氯吡啶,試驗組的生長速度較對照組顯著提高。試驗組的平均成活率為95%,明顯高于對照組的用88%。分析其原因,主要是二氫吡啶具有抑制生物膜氧化作用,可以穩定異育銀鯽體內組織細胞。黃鴻忠等(1998)給中華鱉飼料中添加0.02%的二氫吡啶,結果試驗組的平均成活率達97.1%,高于對照組的94.2%,飼料利用率和相對增重率分別比對照組提高了28.6%和30.2%。
2.提高蛋雞產蛋率
覃尚志等(1993)在肉種雞產蛋后期日糧中添加 150mglkg的二氫吡啶,試驗組與對照組比較,平均產蛋率提高了9.66%,最高達13.75%,差異極顯著。鄒曉庭等(1998)在產蛋雞飼料中添加二氫吡啶,結果產蛋率有明顯的提高,其中150mglkg處理效果最佳(達 83.36%,比對照組提高了11.03%;隨日糧中二氫毗健遞增蛋重呈上升趨勢,采食量隨二氫吡啶的增加有上升的趨勢,料蛋比處理間差異顯著,150mg/kg組效果最佳(為2.25:1),比對照組下降了10.36%,有降低破蛋率的作用。馬玉龍等(1999)在產蛋雞飼糧中分別添加 150mghg和 200mglkg二氫吡啶后,產蛋率分別提高了7.52%和7.93%,料蛋比分別降低5.5l%和6.22%。孟志敏等(2000)將680只60周齡海蘭白蛋雞隨機分為4組,分別飼喂二氫吡啶,添加量為Omg/kg(Ⅰ組)、100mg/k( Ⅱ組)。150mg/kg(Ⅲ組)200mg/k(Ⅳ組)玉米一豆粕型飼糧3周,結果表明:Ⅲ組、Ⅳ組的產蛋率極顯著地高于Ⅰ組,顯著地高于皿組;軟破蛋率及料蛋比極顯著地低于互組、 Ⅱ組,Ⅲ組Ⅳ組的蛋殼強度與厚度極顯著地高于Ⅱ組;但Ⅲ組Ⅳ組各項指標無顯著差異。武現軍等(1999)報道,蛋雞日糧中添加 150mg/kg的脂溶性二氫吡啶,可顯著提高產蛋率。許樣榮等(1999)報道,添加二氫吡啶使產蛋率提高了4.57%。
3.提高奶牛的產奶量
鄭曉鐘等(1998)給荷斯坦奶牛分別飼喂二氫吡啶2.5g/d、VE 300mg/kg、和二氫吡啶+VE同時使用,結果試驗期的平均日產奶量分別為25.10、23.89和24.52kg,與對照組的20.6kg相比,平均每天多產奶4.5、3.29和3.92kg,乳成分沒有明顯差異。蔡惠芬等(1996)給產奶母牛飼喂由各種微量元素和二氫吡啶所組成的復合飼料添加劑,添加1%的復合添加劑,可提高常奶8.76%、標準乳18.93%、校正體重奶20.65%,提高乳脂率0.48個百分點,毛利率13.75%。試驗牛體重增加,毛皮光潤,生產性能和經濟效益均較好。在上世紀70年代,Valdmen在奶牛日糧中添加二氫吡啶,發現產后幾個月產奶量平均提高 33.9%,乳脂率提高了4.2%。唐伯林也對奶牛進行了試驗,結果表明可提高產奶量7.15%。同樣,母豬日糧中添加二氯吡啶也能提高泌乳量。
4.提高種畜的繁殖率
李景云等(1988)在給綿羊補料的同時添加二氫吡啶,日添加量為100mg/kg,發情期受服率提高了17.92%,產羔率提高了17.5%;周凱等(1994)用二氫吡啶飼喂綿羊,提高成年母羊受胎率57%,提高公羊采精量13.75%、精子密度8.53%、精子總數39.60%。
屈海等(1994)選用健康青紫蘭成年母兔120只,體重范圍3.0~3.5kg,日糧添加 250mg/kg二氫吡啶可提高母兔受胎率100.03%,差異極顯著。在公兔日糧中添加 200mg/kg和 250mg/kg二氫吡啶后,其精液量比對照組分別提高了28.3%和45.28%,精子活力分別提高53.13%和78.13%;有效精子分別提高123.65%和 271.78%,而在母兔日糧中添加200mg/kg和 250mg/kg的二氫吡啶,母兔受胎率分別提高10.02%和11.03%,差異極顯著。陳菊芬等(1992)公兔日糧中添加 200mg/kg和250mg/kg二氫吡啶以后,其精液量比對照組分別提高28.3%和45.28%,精子活力分別提高53.13%和78.13%,有效精子數分別提高123.65%和 271.78%,差異極顯著,其中以 250mg/kg添加量為佳;在母兔顆粒飼料中添加 250mg/kg二氫吡啶能明顯提高母兔的受胎率。
岳文斌等(2000)在種公牛日糧中添加二氫吡啶,飼喂量按每千克體重5mg計算,實驗結果表明,試驗組精子的活力、呼吸、頂體完整率顯著高于對照組,而精子的畸形率顯著低于對照組。Shrubin(1986)報道,在奶牛日糧中添加二氫吡啶1.5g/d,同時添加 VA800~9000m,VE50mg,可使一次輸精妊娠率提高30%,干奶期縮短17天。國內外研究表明,二氫吡啶可顯著提高公牛的射精量,對精子的活力沒有影響,還可顯著提高公牛精子的超弱發光,降低畸形率,改善精液品質。
Bllkys等(1997)報道,蛋雞日糧中添加150mg/hg二氯吡啶,對受精率沒有影響,但可提高受精蛋的孵化率包二慶等(1997)在種鴨飼料中添加二氫吡啶,產蛋率提高6.4%,試驗組受精率高于對照組3%,孵化率高于對照組5%。罩尚志等( 1993)在內種雞產蛋后期日糧中添加150mg/g二氯吡啶,試驗組雞群所產種蛋的平均受精率與孵化率分別比對照組提高4.47%和7.35%,最高可達7.35%和10.12%。
5.改善畜禽的免疫功能
T淋巴細胞的數量和活性及血清抗體滴度的高低,在一定程度上反映了機體對疾病的抵抗能力。研究發現,飼料中添加 150mg/kg二氫吡啶,外周血液中T淋巴細胞的百分比及新城疫HI抗體滴度均有升高趨勢,并于飼喂60d時HI抗體滴度極顯著高于對照組,表明二氫吡啶對細胞免疫功能有一定的促進作用。二氫吡啶對蛋雞免疫功能的促進作用與血液中甲狀腺素T3質量濃度的升高和糖皮質激素降低有關。龐新位等(1995)對海賽克斯父母代母推進行二氫吡啶添加試驗,可使血清中新城疫抗體滴度比對照組提高25.61%,使淋巴細胞百分比比對照組提高25.12%。Val等(1990)報道,在雛雞日糧中添加二氫吡啶,可提高雛雞T、B淋巴細胞的數量,同時增加胸腺和法氏囊的重量。
三、對畜禽安全性的影響
研究發現,添加二氫吡啶后血清Guy、GOT活性均無顯著變化。GPT和GOT是反映肝臟、心臟功能的兩個重要指標,它們的活性過高意味著肝臟、心臟可能有損傷,而添加二氫吡啶對其不產生影響,說明二氧吡啶對肝臟、心臟無損傷作用。Odydents等研究了二氫吡啶在大鼠、家兔等實驗動物體內的代謝機制,指出二氫吡啶在動物體內幾乎全部參與代謝,糞尿排泄物中標記的代謝物占食入量的 97%~99%,而且在不同動物的體內代謝基本相同,對動物不產生突變和胚胎殘留。北京營養源研究所也進行了毒性試驗,用雄性小白鼠口服二氫吡啶,其 LD大于 10000mg/kg“體重,小鼠骨髓核試驗、沙門氏菌致變試驗均為陰性。說明二氫吡啶的使用對于畜禽是安全、無毒副作用的。
四、存在的問題及應用前景
二氫吡啶是獸藥類促生長添加劑,但在畜牧業中仍未大規模使用,主要是以下幾點原因限制其應用:(1)二氫吡啶對于畜禽的具體作用機制仍需進一步研究;(2)二氫吡啶以劑量依賴性的方式發揮其作用,使動物既處于最佳生長狀態,又可取得最好的經濟效益,其添加階段和添加量仍需進一步研究,從實驗結果來看,高劑量添加會抑制生產性能的發揮;(3)二氫吡啶與其它抗氧化劑的相互關系及加工過程中應注意的問題;(4)二氫吡啶在動物體內的代謝途徑;(5)二氫吡啶有無配伍禁忌及其穩定性問題。隨著生物技術的不斷發展,這些問題將逐漸攻克,使二氫吡啶得以廣泛應用到畜牧業中.