对虾营养与健康:非营养性免疫增强剂的重要性

  放养密度、日常管理、废物的积累、环境中植物群和动物群、溶氧量、阳关以及水温等养殖环境因素可能引起慢性、亚急性或急性疾病的爆发。甲壳动物缺乏一个真正的自适应免疫系统,而是出现依靠各种先天条件的免疫反应系统,以快速、有效地识别和摧毁“非自我”的物质(Lee and S鰀erh鋖l, 2002)。与疫苗不同,免疫增强剂是通过刺激非特异性免疫应答而提升许多动物对传染性疾病的免疫反应的一类物质。免疫增强剂剂在水产养殖中的推广主要是用来克服在系统压力或高密度养殖下出现的一些正常的免疫效果。它们可以用来预防或抑制一些可以预期的季节性爆发的疾病或者已知的一些地方性疾病、潜伏或亚致死病原体等。免疫增强剂被广泛的分为两大类:营养免疫增强剂和非营养免疫增强剂。前者包括维生素(例如维生素C,B6,E,A),矿物质(如硒,锌,铜),多不饱和脂肪酸(如n-3脂肪酸)等,后者则可能是化学物质或生物代谢产物(Sakai, 1999)。生物来源主要包括多糖、寡糖、微生态制剂和草药(例如,中草药)等,化学物质来源包括左旋咪唑,FK-565(庚酰基-YD-谷氨酰基 - (L) - 内消旋 - diaminopimelyl-(D)-丙氨酸)等。由于使用免疫增强剂作为饲料添加剂的研究较少,其投喂结果也没用出现一贯的积极影响,因此免疫增强剂作为饲料添加剂的作用效果还不确定。同时部分产品还没有明确的性质和来源。免疫增强剂吸收代谢的机制也没有清晰。但是,免疫增强剂已经在虾农中被广泛的接受应用。水产饲料中大多数免疫增强剂是来自细菌、真菌、酵母或者植物的多糖类物质。这些物质可能是细胞本身,也可能是细胞壁阻止的物质。近年来渔业免疫增强剂研究的重点一直放在β-葡聚糖上,主要是因为它们可以自然出现,并且不会在虾体或水体内产生残留物质。β-葡聚糖是酵母、真菌和谷类植物细胞壁中发现的葡糖糖聚合物。它由一个主链β(1→3)-连接β-D-吡喃葡糖的单位,由β(1→6)-链接不同长度和分布的侧链而组成。β-葡聚糖的主要作用是可以绑定几个导致免疫反应产生受体的白细胞,从而促进免疫反应,可以增强细菌的杀伤活性,调节细胞因子的产生,保证细胞、器官和整个动物体的存活。目前许多的商品免疫增强剂在对虾养殖产业及虾农中被广泛的使用。然而,支持免疫增强剂使用效果的科学数据还很缺乏。Itami et al. (1998)报道指出,从嗜热双歧杆菌提取的β-葡聚糖可以增强日本对虾对弧菌感染的抵抗力。Sung et al. (1998)等使用从酵母细胞壁提取的不同葡聚糖,β-3/1-6葡聚糖的研究得出,葡聚糖可以增强斑节对虾对弧菌病及白斑综合症的抵抗力。另外Chang et al. (2000)等人研究得出,β-3葡聚糖添加到斑节对虾饲料中可以增加其血细胞的吞噬活性、细胞的粘附能力以及加快超氧阴离子的产生速率。Tan et al. (2004)等认为口服β-3/1-6葡聚糖可以促进凡纳滨对虾的生长,增加机体免疫力和抗病力,此外,他们还进一步指出0.1%β-3/1-6葡聚糖可以增加凡纳滨对虾的抗病力,0.2%β-3/1-6葡聚糖可以加快凡纳滨对虾的生长(Tan et al., 2004)。在虾类饲料中添加葡聚糖,除了剂量以外,添加频率也是很重要的指标。在Sajeevan et al. (2009)等的研究中,对从海洋酵母中提取的碱不溶性葡聚糖对念珠菌S165的免疫效果进行了研究,对印度对虾后期幼体分别投喂不能浓度葡聚糖(0.05,0.1,0.2,0.3,0.4g/100 g饲料)的饲料21天,以检测其对白斑综合症病毒的抵抗力。结果得出在所有试验组中投喂含葡聚糖0.2%的饲料的试验组印度对虾存活率最高。其后继续使用葡聚糖含量为0.2%的饲料投喂,但改变该饲料的投喂频率,分别为每天一次,两天一次,五天一次,七天一次以及10天一次,连续投喂40天看其对白斑综合症病毒的抵抗力以及存活率,结果得出每七天投喂一次含0.2%葡聚糖的试验组的存活率最高。这一结果与通过检测印度对虾总血球数、酚氧化酶活力、四氮唑蓝还原能力等血液指标得出的数据相符。这些数据表明了在对虾中使用免疫增强剂的剂量和频率。脂多糖(LPS)来自革兰氏阴性菌的细胞壁外膜。它们通常是大分子物质,具有特殊的化学结构,主要有三个区域组成,分别为外多糖的区域(俗称O抗原的糖残基,为直链或支链的组成部分),一个核心多糖区(包括短链的糖)和一个脂肪酸含量丰富区域(即与长链脂肪酸密切结合的糖脂区域)。高等动物对内毒素/LPS非常的敏感,即使很低的量也会引起高等动物的不适,但是有报道指出低等动物如青蛙和鱼等具有耐内毒素的能力。但是虾类中内毒素/LPS已发现是多个细菌性疾病的致病因素,特别是来自革兰氏阴性菌的内毒素。Sritunyalucksana et al. (1999)指出,斑节对虾脂多糖在体外的参与机制为凝血以及抗菌活性。Takahash et al. (2000)指出对日本对虾口服给药脂多糖(LPS)可以增强器对急性病毒血症抵抗力,并且可以促进血淋巴对病毒发挥免疫作用。在对P. chinensis的研究中发现,在使用脂多糖刺激之后,其整体的血细胞数增加了83.4%,其中半颗粒细胞增加了100.4%,颗粒细胞增加了47% (Wang et al., 2005)。有研究表明,凡纳滨对虾能够识别大肠杆菌的脂多糖并且通过相应的刺激激发可提高酚氧化酶活性的水平,增加总血球数和提高一氧化氮的水平(Rodriguez-Ramos et al., 2008)。Okumura (2007)研究指出,凡纳滨对虾的抗菌多肽系统会在基因水平上会对PLS产生回应,但酶源反应系统没有在基因表达水平对LPS产生反应。还有一些其他多糖类被认为是水产动物的免疫增强剂。Itami et al. (1998)的研究显示,口服嗜热双歧杆菌产生的肽类物质可以增加日本对虾颗粒细胞的吞噬能力。Wang and Chen (2005)吸收甲壳素6μg/g或者壳聚糖4μg/g可以增加其免疫力,提高抗溶藻弧菌感染的能力。Huang et al.(2006)指出,在0.5%和1.0%两个最佳的浓度水平连续口服羊栖菜多糖提取物14天,可以有效加强对虾对弧菌的抵抗力,增强对虾的免疫活性。益生菌是指活的微生物或者饲养动物的饲料添加剂。它可以通过抑制化合物的合成,营养物质的竞争或吸收,调节和刺激免疫功能以及改善微生物的平衡等多方面来影响动物的机能。在水产养殖中,益生菌可以通过饲料添加剂或者直接泼洒在水体中来控制疾病,增强机体的免疫功能,作为抗菌物质的补充甚至有时候还可以取代抗菌物质,为水生动物提供营养物质和共生酶类,改善水质等。微藻(融合微藻),酵母(Debaryomyces, Phaffia, and Saccharomyces),及革兰氏阳性菌(芽孢杆菌属,肉杆菌属,肠球菌属,乳杆菌属,乳球菌,微球菌属,链球菌属,和魏斯氏菌属)和革兰氏阴性菌(嗜水气单胞菌,互生单胞菌,假单胞菌,弧菌)等已经被广泛的运用在水产动物中用以促进动物的生长存活,维持动物机体的健康和疾病预防(Son et al., 2009)。大多数有益菌的研究都集中在凡纳滨对虾上进行。在凡纳滨对虾肠道中被分离处四种菌株,分别为弧菌溶藻弧菌UTM102,枯草芽孢杆菌UTM126中,玫瑰杆菌属 SLV03,和假单胞菌属 SLV22,在随后的研究中证实这四种菌株均是有益菌,可以有效的抵抗副溶血弧菌引起的凡纳滨对虾疾病(Balcazar et al., 2007)。同时在凡纳滨对虾养殖中还有其他的一些微生态制剂或者作为饲料添加剂或者直接泼洒在水中,如有人在凡纳滨对虾消化道内分离出了芽孢杆菌(Li et al., 2009),在池塘底部分离出了凝结芽孢杆菌(Zhou et al., 2009),在发酵大豆中分离出了枯草芽孢杆菌E20 (Tseng et al., 2009)等。中草药作为传统的免疫增强剂在中国已经存在了几千年的历史。这些中草药的活性成分很多,如多糖、生物碱以及黄酮类化合物等。在小鼠、鸡以及人类细胞中中草药作为免疫刺激剂已经被广泛的研究利用。近年来,在水产养殖中也有越来越多的人开始关注中草药的免疫刺激功能。已知可以提高鱼类和贝类免疫力的中草药主要有一下种类:(1)鱼:大黄,穿心莲,板蓝根,金银花(Chen et al., 2003),黄芪和灵芝(Yin et al., 2009),黄芪苷和当归红芪(Jian and Wu, 2004)等。(2)鲍鱼:中国传统的中药制剂,其中橘子皮(陈皮),山楂,黄芪,党参,板蓝根,蒲公英和枸杞的比例为1:1:1.5:1.5:1.5:1.5:2(Xue et al., 2008)。在虾类中,Lin et al. (2006)使用不同添加量的6中中草药混合物(菘蓝,大叶青,连翘,板蓝根,延胡索白皮松,广藿香和黄芪)饲料来投喂凡纳滨对虾。结果发现随着饲料中中草药含量的升高凡纳滨对虾的粗蛋白表观消化率下降,然而脂肪和磷脂的表观消化率随着中草药含量的升高而升高。Yeh et al. (2008)指出樟树的粗提取物对凡纳滨对虾来讲可能是取代化学治疗的一种选择,它可以抑制病原菌的生长,增强虾的免疫力和抗病力。已有的数据研究表明,一些印度草药可以提高虾的免疫力。陆生植物蓖麻可以显著提高印度对虾对副溶血弧菌的抵抗力(Immanuel et al., 2004)。根据相关的研究数据可以得出,印度草药(牙根,木橘,青牛胆茜草,黄连,旱莲草)可以促进斑节对虾对白斑综合症病毒的抵抗力。Citarasu et al.(2006)发现草药免疫增强剂的应用可以有效的以及病毒的发病机制。

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