維生素A(VA)對動物正常的生長、骨骼形成、視覺、繁殖及最適的免疫功能均是必需的。動物缺乏VA時,其淋巴細胞對有絲分裂原刺激引起的反應降低,抗體生成量減少,自然殺傷細跑活性降低,對傳染病的易感性增加。對動物補飼VA時,可提高其抗體生成量,增強細胞毒性T-細胞活性及異體移植排斥反應。
綠色植物中不含VA,但它們含有VA的前體,即類胡蘿卜素。類胡蘿卜素是動物日糧中天然性VA的主要來源。類胡蘿卜素在自然界中廣泛分布,并在保護細胞結構和功能完整性、改善畜禽產品色澤方面起重要作用。目前確認的類胡蘿卜素已有600多種。過去人們認為;類胡蘿卜素在動物營養中僅起VA原的作用。近來有關β-胡蘿卜素可抗人體某種癌癥的報道再一次引發了人們的研究興趣。活體和體外研究結果表明,它能增強機體特異性與非特異性免疫反應,改善動物的健康。
Chew曾多次綜述了VA與類胡蘿卜素對動物免疫反應的增強作用,主要基于對嚙齒類動物的研究結果,其中也涉及了一些有關人與奶牛方面的研究內容。本文主要論述近些年有關VA與類胡蘿卜素對畜禽免疫反應及健康的影響,其中也包括一些有關嚙齒類與人方面的最新研究進展。
l 維生素A與類胡蘿卜素在動物體內的吸收、代謝與轉運
日糧中的VA與類胡蘿卜素在吸收前必須在腸道中經膽汁乳化。日糧中視黃醋首先在小腸中分解為視黃醇而后被吸收進大腸粘膜細胞。在粘膜細胞中視黃醇重新被長鏈脂肪酸(主要為棕擱酸)醋化,然后視黃醋與部分類胡蘿卜素(末轉化為VA)迸人毛細淋巴管同乳糜微粒結合,并與疏水的脂蛋白結合于一起被運送至肝臟的實質細胞與附屬細胞中,以視黃醋形式貯存。陳波等門總結前人的研究結果,發現VA的吸收可能是一個有載體參加的主動、耗能的過程;而β-胡蘿卜素的吸收不受酶或受體的調節,也不消耗能量,是一神無受體調控的被動擴散過程。
在已知的類胡蘿卜素中,僅有不到10%在哺乳動物體內具有VA原活性,其中β-胡蘿卜素轉化為VA的效率最高。部分β-胡蘿卜素在動物小腸粘膜中經15,15"-加雙氧酶與視黃醛還原酶的作用轉化為視黃醇,再與長鏈脂肪酸發生酪化,發揮VA的功能。動物種類不同,類胡蘿卜素轉化為VA的效率也不同。在較低攝人范圍內時,lmgβ球-胡蘿卜素分別相當于奶牛、羊、豬、家禽與嚙齒類動物400、400∽500、5500、1667、16671U的VA。此外,日糧粗蛋白質、類胡蘿卜素、Fe艸、維生素E、含-SH物質(如谷恍甘膚)、不飽和脂肪酸、甲狀腺素抑制劑(硫尿嚼陡)的含量,動物本身VA營養狀況、甲狀腺代謝狀態等均可影響類胡蘿卜素的吸收與轉化。有關不能轉化為VA的類胡蘿卜素(葉黃素、角黃素、番茄紅素、玉米黃素和隱黃質)在動物體內代謝的報道很少。Schaeffer指出,葉黃素在雞體內的代謝途徑有兩條:一是醋化,最后生成黃體素雙醋;另一為氧化,產物為3"-氧代黃體素。
不同動物體內類胡蘿卜素的轉運載體不同。Yang的研究表明,綿羊與山羊血漿中β-胡蘿卜素主要同極低密度脂蛋白和低密度脂蛋白結合,牛體內β-胡蘿小素主要與高密度脂蛋白結合。也有報道指出,人體內斗胡蘿卜素主要同低密度脂蛋白結合。肝中貯存的視黃酪動員時,其視黃醇與肝臟主細胞內多核糖體合成的視黃醇結合蛋白(RBP)結合,而后再與其它血漿蛋白質(如前白蛋白)結合,形成蛋自-蛋白復合物,通過血流到達靶器官。RBP結合到特異性細胞表面的識別位點時,視黃醇即被釋放。RBP是體內VA的主要運輸形式。缺乏RBP時VA不能迸人血液,因此肝臟通過調節RBP的合成與分泌速度來控制視黃醇的動員。視黃醇與RBP結合后將喪失其抗氧化功能。
2 維生親A與類胡蘿卜素對動物免疫反應與健康的影響
2.1 動物自身的防御系統
抗原作用于動物時,動物自身的防御系統是抵抗外界損害的關鍵。這些自身防御系統包括: ①特異性細胞免疫(細胞介導); ②特異性非細胞免疫(抗體介導); ③非特異性細胞免疫(吞噬細胞);④非特異性非細胞防御系統(如溶菌酶、轉鐵蛋白/乳鐵蛋自、補體等)。其中淋巴細胞通過特定的表面受體負責識別各種抗原,而吞噬細胞(主要是多形核嗜中性白細胞.巨噬細胞)在攝人病原體后,通過呼吸作用產生活性氧自由基將其清除,然而這些活性氧自由基如被釋到細跑外的環境中,就會損害免疫細胞及周圍組織。為了增強自身防御應答能力,常需要多種免疫反應共同作用。
2.2 維生素A與類胡蘿h素對動物免疫反應的影響
2.2.1 特異性免疫反應
2.2.1.1 細胞免疫
Daniel等向妊娠青年母牛分離的血淋巴細胞的培養液中添加β-胡蘿h素(10-7、10-6、lO-5mol/L)視黃醇(10-7、10-6、10-5mol/L)或視黃酸(10-8、10-7、10-6mol/L),均明顯增強了由伴刀豆球蛋白A(ConA)刺激引起的增殖反應,而對由脂多糖(LPS)刺激引起白增殖反應無改善。Michal等從產前4周到產后4周給荷斯坦奶牛每天補加300或600mgβ-胡蘿卜素120000IU的VA,結果表明,補加β-胡蘿卜素組奶牛淋巴細胞于體外對由ConA、植物凝集素(PHA)、商陸促分裂原(PWM)刺激引起的增殖反應高于未補加組及補加VA組,而補加VA與否并未影響有絲分裂原促淋巴細胞的增殖反應。DanM等向圍產期(分娩前4與1周、分娩時、分娩后1與4周)荷斯坦母牛分離的外周血單核細胞的培養液中添加β-胡蘿卜素((10-9與10-8mol/L)醇(10-9與10-8mol/L)或視黃酸(10-10與10-9mol/L),結果表明,向分娩前1周分離的單核細胞培養液中添加10-9mol/L的β-胡蘿卜素可增強由ConA刺激引起的增殖反應;而向分娩前4周分離的單核細胞培養液中添加10-8mol/L的β-胡蘿卜素可抑制由ConA刺激引起的增殖反應;向分娩時分離的單核細胞培養液中添加視黃酸可抑制由ConA刺激引起的增殖反應;視黃醇無此作用。Rajaraman等給初生犢牛飼喂添加椰子油的脫脂初乳及常乳,其血液單核白細胞干擾素-γ分泌量與DNA合成量并未較采食普通的初乳與常乳牛降低。Tjoelker等向干乳期前后分離的奶牛血淋巴細胞的培養液中添加視黃醇、視黃酸或β-胡蘿卜素,結果表明,添加10-5mol/L的β-胡蘿卜素可抑制由ConA刺激引起的增殖反應;添加視黃醇、視黃酸或β-胡蘿卜素可抑制由LPS或無分裂原刺激引起的增殖反應。他們還發現,向來食添加棕櫚酸視黃醋(213000IU/d)日糧的泌乳奶牛分離的外周血單核白細胞的培養液中添加視黃酸(10-8mol/L)或視黃醇(10-6mol/L)抑制了由ConA刺激引起的DNA合成;而向來食添加棕櫚酸視黃醋(213000IU/d)+β-胡蘿卜素(400mg/d)日糧的泌乳奶牛分離的外周血單核白細胞的培養液中添加視黃酸(10-7mol/L)或視黃醇(10-7mol/L),卻增強了由ConA刺激引起的DNA合成。這主要是由于采食添加β-胡蘿卜素組奶牛血漿β-胡蘿卜素濃度的升高阻止了視黃酸對淋巴細胞轉化的抑制作用。Tjoelker等于干乳期前后給奶牛補加VA(213000IU/d)或VA(53000)+β-胡蘿卜素(400mg/d),均未影響由ConA或LPS刺激引起血淋巴細胞的轉化反應。這可能是由于奶牛從飼草中攝人的β-胡蘿卜素已足以滿足其淋巴細胞的需要。Nonnecke等于體外向非妊娠母牛分離的單核白細胞培養液中添加不同濃度的9,13-二-順-視黃酸,未明顯影響其中淋巴細胞白DNA合成量或干擾素-γ形成量。Franklin等連續7日給非妊娠母牛肌肉注射100、200或400d的13-順-視黃酸,雖提高了血漿與單核白細胞中13-順-視黃酸的濃度,但卻未影響其外周血單核白細胞于體外的DNA合成量;而直接向牛單核白細胞培養液中添加10-8mol/L的13-順-視黃酸,可抑制其DNA的合成。Nonnecke等于體外向牛單核白細胞培養液中添加10-8mol/L的13-順-視黃酸,可特異性地抑制由PWM刺激引起的CD4+T細胞的轉化、白介素-2受體與MHCⅡ型抗原的表達。
對成熟和新生豬于肌肉內注射20或40mgβ-胡蘿卜素,與僅注射載體的豬相比,提高了血漿β-胡蘿卜素和視黃醇濃度,并促進了PHA、ConA、PWM 刺激引起的淋巴細胞增殖。而Blair等對體重為lOkg的仔豬日糧分別添加NRC(1988)推薦量的l、10或l00倍的VA或β-胡蘿卜素,均未明顯影響其血淋巴細胞在ConA、PHA、PWM刺激條件下的增殖反應。上述差異可能與補加VA或β-胡蘿卜素方法的不同有關。
Boss等還發現,給兔補加高水平的VA可使其產生皮膚自體移植排斥反應。
錫林給1日齡肉仔雞日糧分別補加0、3000、15000或50000IU/kg的VA各處理外周血淋巴細胞對PHA刺激引起的轉化反應存在極顯著差異(P<0.01)。其中以添加50000IU/kgVA組最強,未添加VA組最低。Cheng和Pang[25]向鴨外周血淋巴細胞培養液中添加高劑量的β-胡蘿卜素(0.1μmol/L),可明顯增強其轉化反應(P<0.05),減弱由高劑量黃曲霉毒素Bl所致的淋巴細胞轉化受抑的程度;Friedman等報道,采食VA過量日糧雞的T淋巴細胞在病原性大腸桿菌攻擊后的6日內引起的增殖反應明顯強于采食VA缺乏日糧雞的相應指標(P<O.0l),隨后兩者差異逐漸減少。Sklan等給21~39日齡幼雞日糧分別補加0、0.8325、1.50、3.33、6.66與13.2μg/g的VA,結果隨日糧補加VA量增至6.66μg/g,雞的T細胞對結核桿菌性丙酮沉淀物抗原或β-酪蛋自刺激引起的轉化反應增強。Haq等對母雞日糧分別添加O.04%的β-胡蘿卜素、0.04%的黃體色素、0.03%的α-生育酚醋酸醋或0.04%的β-胡蘿卜素+0.03%的件生育酚醋酸醋,均明顯增強了其后代雞的脾淋巴細胞在ConA刺激下的轉化反應(P<0.05),由豆蔻酰佛波乙醋刺激的轉化反應也有不同程度改善。Lessard等對肉仔雞分別飼喂不同VA濃度(400、1500或15000IU/g)的日糧,結果表明,采食含15000IU/kgVA日糧雞的脾淋巴細胞對由ConA與PWM刺激引起的增殖反應明顯強于采食含1500與15000 IU/kgVA日糧的雞,3組雞對PHA刺激引起的增殖反應無差異,采食含15000U/kgVA日糧的雞對PHA刺激引起的趾間皮膚腫脹反應明顯強于采食含400IU/kgVA日糧的雞(P<O.05),他們認為采食缺乏VA日糧雞形成Th2型免疫反應(產生細胞因子以協助激發抗體產生),而采食高VA日糧雞形成Th1,型免疫反應(產生干擾素-γ以增強細胞毒性及炎癥反應)。這與Carman和Hayes、Weidermann等及Cantoma等所報道的動物缺乏VA對其Th1細胞功能增強而Th2細胞功能受抑的結果相反。上述差異與各研究者所設計的日糧VA添加形式與水平、VA的添加期、分裂原類型、試驗動物的種類及生理狀態、淋巴細胞來源與組成的不同有關,McWhinney和Bailey的體內外試驗均表明,給新生小公雞日糧添加O.04%的β-胡蘿卜素或角黃素,可降低其法氏囊淋巴細胞的轉化反應。Lessard等還發現,肉仔雞日糧的VA濃度不影響其自然殺傷細胞的細跑毒性;而Bowman等對缺VA小鼠的研究卻表明,其自然殺傷細胞活性降低。Zhao等還發現,缺乏VA大鼠的自然殺傷細胞數量減少。Va一方面可抑制干擾素的產生,而干擾素又可提高自然殺傷細胞的殺傷力;另一方面視黃酸又可通過改變細胞表面的結構來增加細胞表面受體的表達,從而增強自然殺傷細胞的活性。VA對自然殺傷細胞的作用效果還可能與動物的種類有關,其凈效果有待進一步研究確定。
Bendich和Shapiro對大鼠的研究表明,日糧添加0.2%的β-胡蘿卜素可提高由ConA刺激引起的淋巴細胞增殖;添加相同量的角黃素可增強由脂多糖(LPS)刺激引起的淋巴細胞增殖。由于角黃素無VA原功能,因而類胡蘿卜素的免疫促進作用可能是由于它本身,而不是轉化成VA才發揮其作用的。
2.2.1.2體液免疫
動物缺乏VA與類胡蘿卜素對其抗體應答反應下降,隨著缺乏時間的延長,反應減弱現象更為嚴重。Kizaki等[41]報道,體外向牛單核白細胞培養液中添加13-順-視黃酸,可提高由PWM刺激引起的多克隆lgM產生量,而無PWM刺激時則無此作用。Nonnecke等向牛單核白細胞培養液中添加10-8mol/L的I3-順-視黃酸,提高了由PWM刺激引起的多克隆lgM分泌量。Franklin等連續7日給奶牛肌肉注射不同水平(100、200或400mg/d)的13-順-視黃酸,雖提高了牛血漿與單核白細胞的視黃酸濃度,并未影響其血清lgG與lgM濃度及外周血單核白細胞于體外的lgM分泌量;而直接向外周血單核白細胞培養液中添加10-8mol/L的13-順-視黃酸,可提高多克隆lgM的分泌量。Nonnecke等向非妊娠母牛(本身血漿中9,13-二-順-視黃酸濃度較低)分離的外周血單核白細胞培養液中添加不同濃度的9,13-二-順-視黃酸(0、10-10、10-9、10-8、10-7或10-6mol/L),并未影響單核白細胞在無PWM和卵清蛋白、PWM和(或)卵清蛋白刺激條件下的抗體(lgM與lgG)生成量。這可能是由于9,13-二-順-視黃酸與細胞的視黃酸結合蛋白的結合力較低的緣故。Franklin等報道,對犢牛所吮乳中添加15000或300IU/d的VA,均末影響其血清中lgM與IgG濃度。Rajaraman等對初生犢牛做如下處理,對照組采食正常的初乳與常乳,試驗組采食添加椰子油的脫脂初乳與常乳,以研究脂溶性維生素(VA、β-胡蘿卜素、維生素E與維生素D)對犢牛免疫功能的影響。結果表明,對照組犢牛血清中脂溶性維生素濃度明顯高于試驗組(P<0.05),但兩組犢牛血清中lgG,濃度與血液單核白細胞分泌多克隆lgM的數量無明顯差異。這可能是由于犢牛肝或脂肪組織中貯存的脂溶性維生素在較短試驗期內可滿足免疫細胞的需要量。
McLaren與Chandra曾先后報道,兔與豬缺乏VA時可降低其血清對特異性抗原刺激的抗體反應。Blair等對體重為lOkg仔豬日糧分別添加NRC(1988)推薦量的1、10或100倍的VA或β-胡蘿卜素,均未影響豬血漿中抗大腸桿菌與傳染性胃腸炎的抗體反應。
Friedman等報道,采食VA含量門(1000mg/kg)較高日糧的雞在大腸桿菌接種以后8天及整個試驗期內的血清抗體滴度明顯高于采食VA含量不足日糧的雞(P<0.01)。王丹莉和羅蘭給肉仔雞日糧添加10000或20000IU的VA,結果采食添加20000IU
VA日糧雞抗新城疫病毒的體液免疫反應明顯強于采食添加10000IUVA組。Sklan等給21~39日糧幼雞日糧分別補加0、0.8325、1.50、3.33、6.66與13.2μg/g的VA,結果隨日糧補加VA量的增加直至6.66μg/gr的VA雞血清中由β-酪蛋白免疫引起的抗體生成量呈曲線增加。Tengerdy等給雞日糧添加6000OIU/kg的VA,可明顯提高其血清抗大腸桿菌的滴度。McWhinney等報道,給小公雞飼喂含0.03%β-胡蘿卜素或角黃素的日糧,可明顯提高其對新城疫病毒的抗體滴度。Coskun等對產蛋雞飼喂不同水平VA(分別為0、4000、12000IU/kg)的日糧,結果雞血清中抗新城疫病毒的抗體滴度未受日糧VA水平的影響。不過總的來看,采食未添加VA組的抗體滴度較高,各組雞后代的血清抗體滴度亦無差異。他們認為,采食以玉米、小麥、大豆餅、向日葵為基礎的日糧在通常條件下可滿足雞對VA的需要量,沒必要過量添加。錫林對內仔雞日糧分別添加0、5400或35000IU/kg的VA,于21日齡時用新城疫疫苗進行滴鼻免疫,各處理組間的抗體滴度無明顯差異。Lessard等對內仔雞分別飼喂不同VA濃度(400、1500或15000IU/kg)的日糧,結果表明,采食含400IU/kgVA日糧雞對新城疫病毒的抗體滴度明顯高于采食含1500與15000IU/kgVA日糧的雞(P<O.0001),而后兩組間無顯著差異。Okotie-Eboh給雞日糧分別添加0.01%與0.02%的β-胡蘿卜素或角黃素,均末影響其抗傳染性法氏囊的抗體滴度。Tengerdy等給雞日糧添加0.5mg/kg的β胡蘿卜素,未影響其血清中抗大腸桿菌的抗體滴度。Haq等對單冠白菜航母雞日糧分別添加0.02%的β-胡蘿卜素、角黃素或黃體素,均末有效提高其后代雞血清中抗新城疫病毒的滴度。類胡蘿卜素對雞抗體滴度的不同作用效果,主要與不同研究者所用抗原類型、接種方法、測定抗體滴度方法的不同有關。
Kinoshita和Ross、Pasatiempo等對缺乏VA大鼠的研究均表明,其合成特異性抗體的功能受抑。Wiedermann等報道,大鼠缺乏VA時,其粘膜對霍亂毒素疫苗的抗體反應受到抑制。Puengtomwatanakul和Sirisinha還發現,大鼠缺乏VA時,其膽汁中分泌的lgA明顯減少。而Stephensen等報道,小鼠缺乏VA時,盡管明顯降低了其唾液腺中抗A型流感病毒的lgA反應,但唾液腺中總lgA濃度卻明顯提高了。Gangopadhyay等還發現,小鼠缺乏VA時,其唾液腺中轉運IgA的聚免疫球蛋白受體的mRNA表達量較未缺乏VA的對照組提高了。Sarkar等認為,腸道與唾液腺中調節聚免疫球蛋白受體表達的細胞因子數量與類型或聚免疫球蛋白受體表達時對細胞因子的反應存在根本差異。
綠色植物中不含VA,但它們含有VA的前體,即類胡蘿卜素。類胡蘿卜素是動物日糧中天然性VA的主要來源。類胡蘿卜素在自然界中廣泛分布,并在保護細胞結構和功能完整性、改善畜禽產品色澤方面起重要作用。目前確認的類胡蘿卜素已有600多種。過去人們認為;類胡蘿卜素在動物營養中僅起VA原的作用。近來有關β-胡蘿卜素可抗人體某種癌癥的報道再一次引發了人們的研究興趣。活體和體外研究結果表明,它能增強機體特異性與非特異性免疫反應,改善動物的健康。
Chew曾多次綜述了VA與類胡蘿卜素對動物免疫反應的增強作用,主要基于對嚙齒類動物的研究結果,其中也涉及了一些有關人與奶牛方面的研究內容。本文主要論述近些年有關VA與類胡蘿卜素對畜禽免疫反應及健康的影響,其中也包括一些有關嚙齒類與人方面的最新研究進展。
l 維生素A與類胡蘿卜素在動物體內的吸收、代謝與轉運
日糧中的VA與類胡蘿卜素在吸收前必須在腸道中經膽汁乳化。日糧中視黃醋首先在小腸中分解為視黃醇而后被吸收進大腸粘膜細胞。在粘膜細胞中視黃醇重新被長鏈脂肪酸(主要為棕擱酸)醋化,然后視黃醋與部分類胡蘿卜素(末轉化為VA)迸人毛細淋巴管同乳糜微粒結合,并與疏水的脂蛋白結合于一起被運送至肝臟的實質細胞與附屬細胞中,以視黃醋形式貯存。陳波等門總結前人的研究結果,發現VA的吸收可能是一個有載體參加的主動、耗能的過程;而β-胡蘿卜素的吸收不受酶或受體的調節,也不消耗能量,是一神無受體調控的被動擴散過程。
在已知的類胡蘿卜素中,僅有不到10%在哺乳動物體內具有VA原活性,其中β-胡蘿卜素轉化為VA的效率最高。部分β-胡蘿卜素在動物小腸粘膜中經15,15"-加雙氧酶與視黃醛還原酶的作用轉化為視黃醇,再與長鏈脂肪酸發生酪化,發揮VA的功能。動物種類不同,類胡蘿卜素轉化為VA的效率也不同。在較低攝人范圍內時,lmgβ球-胡蘿卜素分別相當于奶牛、羊、豬、家禽與嚙齒類動物400、400∽500、5500、1667、16671U的VA。此外,日糧粗蛋白質、類胡蘿卜素、Fe艸、維生素E、含-SH物質(如谷恍甘膚)、不飽和脂肪酸、甲狀腺素抑制劑(硫尿嚼陡)的含量,動物本身VA營養狀況、甲狀腺代謝狀態等均可影響類胡蘿卜素的吸收與轉化。有關不能轉化為VA的類胡蘿卜素(葉黃素、角黃素、番茄紅素、玉米黃素和隱黃質)在動物體內代謝的報道很少。Schaeffer指出,葉黃素在雞體內的代謝途徑有兩條:一是醋化,最后生成黃體素雙醋;另一為氧化,產物為3"-氧代黃體素。
不同動物體內類胡蘿卜素的轉運載體不同。Yang的研究表明,綿羊與山羊血漿中β-胡蘿卜素主要同極低密度脂蛋白和低密度脂蛋白結合,牛體內β-胡蘿小素主要與高密度脂蛋白結合。也有報道指出,人體內斗胡蘿卜素主要同低密度脂蛋白結合。肝中貯存的視黃酪動員時,其視黃醇與肝臟主細胞內多核糖體合成的視黃醇結合蛋白(RBP)結合,而后再與其它血漿蛋白質(如前白蛋白)結合,形成蛋自-蛋白復合物,通過血流到達靶器官。RBP結合到特異性細胞表面的識別位點時,視黃醇即被釋放。RBP是體內VA的主要運輸形式。缺乏RBP時VA不能迸人血液,因此肝臟通過調節RBP的合成與分泌速度來控制視黃醇的動員。視黃醇與RBP結合后將喪失其抗氧化功能。
2 維生親A與類胡蘿卜素對動物免疫反應與健康的影響
2.1 動物自身的防御系統
抗原作用于動物時,動物自身的防御系統是抵抗外界損害的關鍵。這些自身防御系統包括: ①特異性細胞免疫(細胞介導); ②特異性非細胞免疫(抗體介導); ③非特異性細胞免疫(吞噬細胞);④非特異性非細胞防御系統(如溶菌酶、轉鐵蛋白/乳鐵蛋自、補體等)。其中淋巴細胞通過特定的表面受體負責識別各種抗原,而吞噬細胞(主要是多形核嗜中性白細胞.巨噬細胞)在攝人病原體后,通過呼吸作用產生活性氧自由基將其清除,然而這些活性氧自由基如被釋到細跑外的環境中,就會損害免疫細胞及周圍組織。為了增強自身防御應答能力,常需要多種免疫反應共同作用。
2.2 維生素A與類胡蘿h素對動物免疫反應的影響
2.2.1 特異性免疫反應
2.2.1.1 細胞免疫
Daniel等向妊娠青年母牛分離的血淋巴細胞的培養液中添加β-胡蘿h素(10-7、10-6、lO-5mol/L)視黃醇(10-7、10-6、10-5mol/L)或視黃酸(10-8、10-7、10-6mol/L),均明顯增強了由伴刀豆球蛋白A(ConA)刺激引起的增殖反應,而對由脂多糖(LPS)刺激引起白增殖反應無改善。Michal等從產前4周到產后4周給荷斯坦奶牛每天補加300或600mgβ-胡蘿卜素120000IU的VA,結果表明,補加β-胡蘿卜素組奶牛淋巴細胞于體外對由ConA、植物凝集素(PHA)、商陸促分裂原(PWM)刺激引起的增殖反應高于未補加組及補加VA組,而補加VA與否并未影響有絲分裂原促淋巴細胞的增殖反應。DanM等向圍產期(分娩前4與1周、分娩時、分娩后1與4周)荷斯坦母牛分離的外周血單核細胞的培養液中添加β-胡蘿卜素((10-9與10-8mol/L)醇(10-9與10-8mol/L)或視黃酸(10-10與10-9mol/L),結果表明,向分娩前1周分離的單核細胞培養液中添加10-9mol/L的β-胡蘿卜素可增強由ConA刺激引起的增殖反應;而向分娩前4周分離的單核細胞培養液中添加10-8mol/L的β-胡蘿卜素可抑制由ConA刺激引起的增殖反應;向分娩時分離的單核細胞培養液中添加視黃酸可抑制由ConA刺激引起的增殖反應;視黃醇無此作用。Rajaraman等給初生犢牛飼喂添加椰子油的脫脂初乳及常乳,其血液單核白細胞干擾素-γ分泌量與DNA合成量并未較采食普通的初乳與常乳牛降低。Tjoelker等向干乳期前后分離的奶牛血淋巴細胞的培養液中添加視黃醇、視黃酸或β-胡蘿卜素,結果表明,添加10-5mol/L的β-胡蘿卜素可抑制由ConA刺激引起的增殖反應;添加視黃醇、視黃酸或β-胡蘿卜素可抑制由LPS或無分裂原刺激引起的增殖反應。他們還發現,向來食添加棕櫚酸視黃醋(213000IU/d)日糧的泌乳奶牛分離的外周血單核白細胞的培養液中添加視黃酸(10-8mol/L)或視黃醇(10-6mol/L)抑制了由ConA刺激引起的DNA合成;而向來食添加棕櫚酸視黃醋(213000IU/d)+β-胡蘿卜素(400mg/d)日糧的泌乳奶牛分離的外周血單核白細胞的培養液中添加視黃酸(10-7mol/L)或視黃醇(10-7mol/L),卻增強了由ConA刺激引起的DNA合成。這主要是由于采食添加β-胡蘿卜素組奶牛血漿β-胡蘿卜素濃度的升高阻止了視黃酸對淋巴細胞轉化的抑制作用。Tjoelker等于干乳期前后給奶牛補加VA(213000IU/d)或VA(53000)+β-胡蘿卜素(400mg/d),均未影響由ConA或LPS刺激引起血淋巴細胞的轉化反應。這可能是由于奶牛從飼草中攝人的β-胡蘿卜素已足以滿足其淋巴細胞的需要。Nonnecke等于體外向非妊娠母牛分離的單核白細胞培養液中添加不同濃度的9,13-二-順-視黃酸,未明顯影響其中淋巴細胞白DNA合成量或干擾素-γ形成量。Franklin等連續7日給非妊娠母牛肌肉注射100、200或400d的13-順-視黃酸,雖提高了血漿與單核白細胞中13-順-視黃酸的濃度,但卻未影響其外周血單核白細胞于體外的DNA合成量;而直接向牛單核白細胞培養液中添加10-8mol/L的13-順-視黃酸,可抑制其DNA的合成。Nonnecke等于體外向牛單核白細胞培養液中添加10-8mol/L的13-順-視黃酸,可特異性地抑制由PWM刺激引起的CD4+T細胞的轉化、白介素-2受體與MHCⅡ型抗原的表達。
對成熟和新生豬于肌肉內注射20或40mgβ-胡蘿卜素,與僅注射載體的豬相比,提高了血漿β-胡蘿卜素和視黃醇濃度,并促進了PHA、ConA、PWM 刺激引起的淋巴細胞增殖。而Blair等對體重為lOkg的仔豬日糧分別添加NRC(1988)推薦量的l、10或l00倍的VA或β-胡蘿卜素,均未明顯影響其血淋巴細胞在ConA、PHA、PWM刺激條件下的增殖反應。上述差異可能與補加VA或β-胡蘿卜素方法的不同有關。
Boss等還發現,給兔補加高水平的VA可使其產生皮膚自體移植排斥反應。
錫林給1日齡肉仔雞日糧分別補加0、3000、15000或50000IU/kg的VA各處理外周血淋巴細胞對PHA刺激引起的轉化反應存在極顯著差異(P<0.01)。其中以添加50000IU/kgVA組最強,未添加VA組最低。Cheng和Pang[25]向鴨外周血淋巴細胞培養液中添加高劑量的β-胡蘿卜素(0.1μmol/L),可明顯增強其轉化反應(P<0.05),減弱由高劑量黃曲霉毒素Bl所致的淋巴細胞轉化受抑的程度;Friedman等報道,采食VA過量日糧雞的T淋巴細胞在病原性大腸桿菌攻擊后的6日內引起的增殖反應明顯強于采食VA缺乏日糧雞的相應指標(P<O.0l),隨后兩者差異逐漸減少。Sklan等給21~39日齡幼雞日糧分別補加0、0.8325、1.50、3.33、6.66與13.2μg/g的VA,結果隨日糧補加VA量增至6.66μg/g,雞的T細胞對結核桿菌性丙酮沉淀物抗原或β-酪蛋自刺激引起的轉化反應增強。Haq等對母雞日糧分別添加O.04%的β-胡蘿卜素、0.04%的黃體色素、0.03%的α-生育酚醋酸醋或0.04%的β-胡蘿卜素+0.03%的件生育酚醋酸醋,均明顯增強了其后代雞的脾淋巴細胞在ConA刺激下的轉化反應(P<0.05),由豆蔻酰佛波乙醋刺激的轉化反應也有不同程度改善。Lessard等對肉仔雞分別飼喂不同VA濃度(400、1500或15000IU/g)的日糧,結果表明,采食含15000IU/kgVA日糧雞的脾淋巴細胞對由ConA與PWM刺激引起的增殖反應明顯強于采食含1500與15000 IU/kgVA日糧的雞,3組雞對PHA刺激引起的增殖反應無差異,采食含15000U/kgVA日糧的雞對PHA刺激引起的趾間皮膚腫脹反應明顯強于采食含400IU/kgVA日糧的雞(P<O.05),他們認為采食缺乏VA日糧雞形成Th2型免疫反應(產生細胞因子以協助激發抗體產生),而采食高VA日糧雞形成Th1,型免疫反應(產生干擾素-γ以增強細胞毒性及炎癥反應)。這與Carman和Hayes、Weidermann等及Cantoma等所報道的動物缺乏VA對其Th1細胞功能增強而Th2細胞功能受抑的結果相反。上述差異與各研究者所設計的日糧VA添加形式與水平、VA的添加期、分裂原類型、試驗動物的種類及生理狀態、淋巴細胞來源與組成的不同有關,McWhinney和Bailey的體內外試驗均表明,給新生小公雞日糧添加O.04%的β-胡蘿卜素或角黃素,可降低其法氏囊淋巴細胞的轉化反應。Lessard等還發現,肉仔雞日糧的VA濃度不影響其自然殺傷細胞的細跑毒性;而Bowman等對缺VA小鼠的研究卻表明,其自然殺傷細胞活性降低。Zhao等還發現,缺乏VA大鼠的自然殺傷細胞數量減少。Va一方面可抑制干擾素的產生,而干擾素又可提高自然殺傷細胞的殺傷力;另一方面視黃酸又可通過改變細胞表面的結構來增加細胞表面受體的表達,從而增強自然殺傷細胞的活性。VA對自然殺傷細胞的作用效果還可能與動物的種類有關,其凈效果有待進一步研究確定。
Bendich和Shapiro對大鼠的研究表明,日糧添加0.2%的β-胡蘿卜素可提高由ConA刺激引起的淋巴細胞增殖;添加相同量的角黃素可增強由脂多糖(LPS)刺激引起的淋巴細胞增殖。由于角黃素無VA原功能,因而類胡蘿卜素的免疫促進作用可能是由于它本身,而不是轉化成VA才發揮其作用的。
2.2.1.2體液免疫
動物缺乏VA與類胡蘿卜素對其抗體應答反應下降,隨著缺乏時間的延長,反應減弱現象更為嚴重。Kizaki等[41]報道,體外向牛單核白細胞培養液中添加13-順-視黃酸,可提高由PWM刺激引起的多克隆lgM產生量,而無PWM刺激時則無此作用。Nonnecke等向牛單核白細胞培養液中添加10-8mol/L的I3-順-視黃酸,提高了由PWM刺激引起的多克隆lgM分泌量。Franklin等連續7日給奶牛肌肉注射不同水平(100、200或400mg/d)的13-順-視黃酸,雖提高了牛血漿與單核白細胞的視黃酸濃度,并未影響其血清lgG與lgM濃度及外周血單核白細胞于體外的lgM分泌量;而直接向外周血單核白細胞培養液中添加10-8mol/L的13-順-視黃酸,可提高多克隆lgM的分泌量。Nonnecke等向非妊娠母牛(本身血漿中9,13-二-順-視黃酸濃度較低)分離的外周血單核白細胞培養液中添加不同濃度的9,13-二-順-視黃酸(0、10-10、10-9、10-8、10-7或10-6mol/L),并未影響單核白細胞在無PWM和卵清蛋白、PWM和(或)卵清蛋白刺激條件下的抗體(lgM與lgG)生成量。這可能是由于9,13-二-順-視黃酸與細胞的視黃酸結合蛋白的結合力較低的緣故。Franklin等報道,對犢牛所吮乳中添加15000或300IU/d的VA,均末影響其血清中lgM與IgG濃度。Rajaraman等對初生犢牛做如下處理,對照組采食正常的初乳與常乳,試驗組采食添加椰子油的脫脂初乳與常乳,以研究脂溶性維生素(VA、β-胡蘿卜素、維生素E與維生素D)對犢牛免疫功能的影響。結果表明,對照組犢牛血清中脂溶性維生素濃度明顯高于試驗組(P<0.05),但兩組犢牛血清中lgG,濃度與血液單核白細胞分泌多克隆lgM的數量無明顯差異。這可能是由于犢牛肝或脂肪組織中貯存的脂溶性維生素在較短試驗期內可滿足免疫細胞的需要量。
McLaren與Chandra曾先后報道,兔與豬缺乏VA時可降低其血清對特異性抗原刺激的抗體反應。Blair等對體重為lOkg仔豬日糧分別添加NRC(1988)推薦量的1、10或100倍的VA或β-胡蘿卜素,均未影響豬血漿中抗大腸桿菌與傳染性胃腸炎的抗體反應。
Friedman等報道,采食VA含量門(1000mg/kg)較高日糧的雞在大腸桿菌接種以后8天及整個試驗期內的血清抗體滴度明顯高于采食VA含量不足日糧的雞(P<0.01)。王丹莉和羅蘭給肉仔雞日糧添加10000或20000IU的VA,結果采食添加20000IU
VA日糧雞抗新城疫病毒的體液免疫反應明顯強于采食添加10000IUVA組。Sklan等給21~39日糧幼雞日糧分別補加0、0.8325、1.50、3.33、6.66與13.2μg/g的VA,結果隨日糧補加VA量的增加直至6.66μg/gr的VA雞血清中由β-酪蛋白免疫引起的抗體生成量呈曲線增加。Tengerdy等給雞日糧添加6000OIU/kg的VA,可明顯提高其血清抗大腸桿菌的滴度。McWhinney等報道,給小公雞飼喂含0.03%β-胡蘿卜素或角黃素的日糧,可明顯提高其對新城疫病毒的抗體滴度。Coskun等對產蛋雞飼喂不同水平VA(分別為0、4000、12000IU/kg)的日糧,結果雞血清中抗新城疫病毒的抗體滴度未受日糧VA水平的影響。不過總的來看,采食未添加VA組的抗體滴度較高,各組雞后代的血清抗體滴度亦無差異。他們認為,采食以玉米、小麥、大豆餅、向日葵為基礎的日糧在通常條件下可滿足雞對VA的需要量,沒必要過量添加。錫林對內仔雞日糧分別添加0、5400或35000IU/kg的VA,于21日齡時用新城疫疫苗進行滴鼻免疫,各處理組間的抗體滴度無明顯差異。Lessard等對內仔雞分別飼喂不同VA濃度(400、1500或15000IU/kg)的日糧,結果表明,采食含400IU/kgVA日糧雞對新城疫病毒的抗體滴度明顯高于采食含1500與15000IU/kgVA日糧的雞(P<O.0001),而后兩組間無顯著差異。Okotie-Eboh給雞日糧分別添加0.01%與0.02%的β-胡蘿卜素或角黃素,均末影響其抗傳染性法氏囊的抗體滴度。Tengerdy等給雞日糧添加0.5mg/kg的β胡蘿卜素,未影響其血清中抗大腸桿菌的抗體滴度。Haq等對單冠白菜航母雞日糧分別添加0.02%的β-胡蘿卜素、角黃素或黃體素,均末有效提高其后代雞血清中抗新城疫病毒的滴度。類胡蘿卜素對雞抗體滴度的不同作用效果,主要與不同研究者所用抗原類型、接種方法、測定抗體滴度方法的不同有關。
Kinoshita和Ross、Pasatiempo等對缺乏VA大鼠的研究均表明,其合成特異性抗體的功能受抑。Wiedermann等報道,大鼠缺乏VA時,其粘膜對霍亂毒素疫苗的抗體反應受到抑制。Puengtomwatanakul和Sirisinha還發現,大鼠缺乏VA時,其膽汁中分泌的lgA明顯減少。而Stephensen等報道,小鼠缺乏VA時,盡管明顯降低了其唾液腺中抗A型流感病毒的lgA反應,但唾液腺中總lgA濃度卻明顯提高了。Gangopadhyay等還發現,小鼠缺乏VA時,其唾液腺中轉運IgA的聚免疫球蛋白受體的mRNA表達量較未缺乏VA的對照組提高了。Sarkar等認為,腸道與唾液腺中調節聚免疫球蛋白受體表達的細胞因子數量與類型或聚免疫球蛋白受體表達時對細胞因子的反應存在根本差異。