《Animal Nutrition》:Soybean isoflavones enhance production and albumen quality in aged laying hens by modulating ovarian function, immunity, and antioxidant capacity
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为应对老龄蛋鸡普遍面临的产蛋性能与蛋品质下降、卵巢功能衰退、骨骼健康及抗氧化能力减弱等问题,研究人员开展了大豆异黄酮(SIF)膳食补充剂的干预研究。该研究证实,在日粮中添加30和50 mg/kg SIF可显著提高蛋鸡产蛋率和哈氏单位,其机制涉及提升血清雌激素水平、增强超氧化物歧化酶(SOD)活性、降低丙二醛(MDA)含量以及增加胫骨钙磷沉积。结果表明,SIF可作为一种功能性饲料添加剂,通过营养调控改善老龄蛋鸡的生产力与生理健康。
随着全球鸡蛋需求的持续增长,延长蛋鸡的生产周期以提升效率,已成为家禽业面临的重要课题。中国作为世界鸡蛋生产第一大国,贡献了全球约40%的产量。然而,蛋鸡进入生产后期,会经历一系列生理挑战,包括产蛋率下降、卵巢卵泡储备减少、产蛋间隔延长、蛋壳质量变差等。这些问题往往与骨骼矿化受损、代谢紊乱(如骨质疏松和脂肪肝)易感性增加,以及免疫和抗氧化能力下降相伴发生。其根源主要在于长期高产带来的累积生理应激,导致代谢需求升高、内分泌失衡(尤其是雌激素合成减少)以及生殖道氧化应激加剧。那么,有没有一种营养策略,能够多管齐下,同时改善老龄蛋鸡的生产性能、生理健康并延长其经济寿命呢?
发表在《Animal Nutrition》上的一项研究,将目光投向了从大豆中提取的天然活性物质——大豆异黄酮。这是一类在结构上与17-β-雌二醇相似的植物雌激素,以其兼具雌激素样活性和抗氧化特性而备受关注。其两种主要生物活性成分——大豆苷元和染料木素,已被证明能够与雌激素受体结合,调节内分泌功能。先前的研究虽已提示其在改善家禽卵巢性能、免疫状态和抗氧化能力方面的潜力,但针对老龄蛋禽的最佳补充剂量及其对产蛋性能、骨骼强度和系统恢复力的综合影响,仍缺乏清晰的结论。为此,中国农业科学院饲料研究所的研究团队开展了一项研究,旨在系统评估日粮中添加不同梯度水平的大豆异黄酮对老龄海兰褐蛋鸡的多方面影响。
为了探究大豆异黄酮的作用,研究人员采用了动物饲养试验、血清生化与激素分析、组织形态学观察及骨骼质量测定等一系列关键技术。研究以432只66周龄、体重相近的海兰褐蛋鸡为对象,将其随机分为4组,分别饲喂基础日粮(对照组)以及添加了30、50和100 mg/kg大豆异黄酮的日粮,试验持续8周。研究人员系统评估了蛋鸡的产蛋性能、蛋品质,并在试验结束后采集血液、卵巢和胫骨样本。通过全自动生化分析仪和商业试剂盒,检测了血清中的生化指标、抗氧化酶活性、免疫球蛋白、细胞因子以及生殖激素(如雌激素、促黄体生成素LH、促卵泡激素FSH)的水平。对卵巢组织进行石蜡包埋、切片和H&E染色,在显微镜下观察组织形态并计数不同发育阶段的卵泡数量。利用双能X射线骨密度仪测定胫骨的骨矿物密度和骨矿物含量,并通过三点弯曲试验测量胫骨强度,同时采用电感耦合等离子体发射光谱法分析胫骨中的钙、磷含量。
产蛋性能与蛋品质评估结果
研究发现,补充大豆异黄酮显著提高了蛋鸡的产蛋率,尤其是在30和50 mg/kg剂量组效果最为明显。然而,平均蛋重、日产蛋重、平均日采食量和料蛋比在各组间没有显著差异。这表明大豆异黄酮主要作用于提高产蛋频率,而非增大蛋重或改变饲料转化效率。在蛋品质方面,30和50 mg/kg剂量组的蛋清高度和哈氏单位均显著高于对照组,表明蛋清质量得到了内部改善。但蛋壳强度、厚度、蛋形指数和蛋黄颜色等参数未受显著影响。结果提示,大豆异黄酮能有效提升产蛋率和蛋清质量,且存在剂量效应,30-50 mg/kg为优化区间。
血清生化、抗氧化及免疫指标分析结果
血清分析显示,日粮大豆异黄酮显著上调了超氧化物歧化酶的活性,同时降低了丙二醛的水平,表明机体的抗氧化能力得到增强,氧化损伤减轻。在免疫指标方面,大豆异黄酮对免疫球蛋白A和免疫球蛋白M无显著影响,但白细胞介素-2的水平呈现先升高后降低的二次曲线变化,提示其对细胞免疫有一定剂量依赖性调节作用。此外,日粮大豆异黄酮线性增加了血清总胆固醇水平,但未影响总蛋白、白蛋白、甘油三酯等其他生化指标。
生殖激素与卵巢功能分析结果
在生殖内分泌方面,30 mg/kg剂量组蛋鸡的血清雌激素水平显著升高。然而,促黄体生成素、促卵泡激素和孕酮的水平在各组间无显著差异。对卵巢组织的分析发现,30和50 mg/kg剂量组蛋鸡卵巢中的大白卵泡数量显著多于对照组。卵巢组织切片图像显示,补充大豆异黄酮的蛋鸡其卵巢结构更为完整。这些结果表明,大豆异黄酮,特别是中等剂量,能够有效提升老龄蛋鸡的雌激素水平,并刺激卵泡(尤其是大白卵泡)的发育,这可能是其提高产蛋率的直接生理基础。
胫骨质量分析结果
在骨骼健康方面,日粮中添加大豆异黄酮显著增加了胫骨中的钙和磷含量,其中50和100 mg/kg剂量组的效果尤为突出。这一发现与血清钙水平在这些处理组中的升高相一致。然而,胫骨长度、胫骨强度、骨矿物密度、骨矿物含量和骨灰分含量在各组间未观察到显著差异。这表明大豆异黄酮促进了钙磷在骨骼中的沉积,改善了骨骼矿化,但对骨骼的宏观物理结构(如强度)在本研究周期内未产生明显改变。
综上所述,本研究得出明确结论:在老龄蛋鸡日粮中添加30至50 mg/kg的大豆异黄酮,是一种有效的营养策略。它能够通过多种机制协同作用,显著改善蛋鸡的生产表现和整体生理状态。其核心机制在于:提升血清雌激素水平,发挥类雌激素效应,直接促进卵巢卵泡发育;增强机体抗氧化防御能力,减轻氧化应激对生殖系统和其他组织的损伤;同时促进钙磷在骨骼中的沉积,支持骨骼健康。研究结果表明,大豆异黄酮的补充不仅提高了产蛋率和蛋清质量,还从激素分泌、卵巢功能、抗氧化状态和骨骼矿化等多个维度提升了老龄蛋鸡的生理韧性。
在讨论部分,作者深入阐释了这些发现的潜在意义。老龄蛋鸡产蛋下降与卵巢衰老和氧化应激导致的激素紊乱密切相关。大豆异黄酮作为植物雌激素,能模拟内源性雌激素功能,在体内雌激素水平下降的老龄阶段,有效刺激卵泡发育,并通过其抗氧化特性保护卵巢组织免受氧化损伤,减少卵泡闭锁。研究中观察到的蛋清质量改善,可能与大豆异黄酮通过雌激素受体信号通路,促进输卵管内蛋白(如卵粘蛋白)的合成有关。尽管血清和骨骼中的钙水平有所升高,但蛋壳质量未得到同步改善,作者分析这可能是因为老龄蛋鸡的壳腺功能随年龄退化,影响了钙向蛋壳的主动转运和沉积,吸收的钙可能优先用于骨骼的再矿化。这凸显了老龄蛋鸡生理局限的复杂性。此外,大豆异黄酮对胫骨钙磷含量的积极影响,提示其可能通过抑制破骨细胞骨吸收、促进成骨细胞活性来支持骨骼代谢,这对于预防笼养蛋鸡疲劳症等骨骼问题具有重要意义。
该研究的重要价值在于,它系统评估了大豆异黄酮在老龄蛋鸡这一特定生理阶段的应用效果,明确了30 mg/kg的有效剂量,为在实际生产中将其开发为一种安全、天然的饲料添加剂提供了直接的科学依据。与使用合成激素或抗生素相比,大豆异黄酮作为一种天然植物提取物,在保障动物福利和食品安全方面具有潜在优势。它为解决老龄蛋鸡生产力下降、延长蛋鸡经济利用周期、促进家禽业可持续发展,提供了一条通过营养调制实现的新路径。未来研究可进一步深入探索其作用的具体分子通路,并比较其不同单体成分(大豆苷元、染料木素等)的效果差异,以实现更精准的营养干预。