随着人们对奶制品需求量增加，奶牛养殖成为我国畜牧业重点发展行业[1]。近年来，随着气候变化与全球变暖日益加剧，夏季高温、高湿会引发奶牛的热应激[2-3]。奶牛热应激是指奶牛受到超过自身体温调节能力的过高温度刺激时，机体产生非特异性应答反应的总和。奶牛营养物质的消化与瘤胃关系密切，瘤胃中含有丰富的微生物，是动物体营养物质消化中一个不可或缺的环节。随着全球持续变暖，预计动物热应激的患病频率、持续时间和严重程度均会增加[1]。在炎热的夏季，热应激甚至会导致奶牛死亡，死亡数量随着THI值的增加而急剧上升[3]。因此，需要寻找能够有效减轻热应激负面影响、提高生产效益的方法。辣椒素具有消炎、增强食欲、促进消化、调节肠道菌群、提高免疫力等多种生物学功能[4]。辣椒素与瘤胃、消化道上的辣椒素受体结合，可达到类似按摩、舒展消化道的效果，增强胃动力[5]。辣椒油树脂由辣椒浓缩得到，是常温下呈油状液体的混合物，主要成分为辣椒素类物质，其中辣椒碱（Capsaicin，C）和二氢辣椒碱（Dihydrocapsaicin，DC）约占总体的90%[6-7]。辣椒素类物质具有改善肠道菌群、提高免疫力和改善畜禽生产性能的作用[8-9]。辣椒油树脂作为天然药用植物提取物，具有取代抗生素的潜在价值。本文研究辣椒油树脂对奶牛血清抗氧化指标、免疫指标和激素水平的影响，为缓解奶牛热应激的营养调控方法及促进奶牛健康养殖提供参考。1材料与方法1.1试验材料本试验中使用的过瘤胃辣椒油树脂购自潘可士玛（上海）饲料添加剂有限公司。1.2试验设计试验于2021年6月6日至2021年9月4日在内蒙古呼和浩特市某大学牛场进行。试验选用465头胎次（2.52±1.33）胎、泌乳天数（109±52.31）d的中国荷斯坦牛，随机分为2组，对照组236头牛，试验组229头牛。对照组牛饲喂全混合日粮（TMR），试验组在TMR中添加300 mg/(头·d)的过瘤胃辣椒油树脂。TMR参考奶牛饲养标准（NY/T 34—2004）配制，TMR组成及营养水平见表1，配制日粮时，先将过瘤胃辣椒油树脂与预混料混合，再将预混料与其他原料混合。试验期91 d。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.02.003.T001表1TMR组成及营养水平（干物质基础）原料组成含量/%营养水平合计100.00全株玉米青贮31.35粗蛋白/%17.70苜蓿干草5.53粗脂肪/%5.40燕麦干草1.11中性洗涤纤维/%26.94全棉籽4.79酸性洗涤纤维/%15.79甘蔗糖蜜3.38钙/%1.12干甜菜渣3.32磷/%0.36压片玉米5.90产奶净能/(MJ/kg)7.56玉米15.60棉籽蛋白粉1.17脂肪粉1.14膨化尿素0.47豆粕15.09膨化大豆2.33酵母培养物0.49双低菜籽粕3.12葡萄糖1.22碳酸氢钠1.04碳酸钙1.44食盐0.41预混料1.10注：1.预混料为每千克日粮提供：VA 11 400 IU、VD 2 700 IU、VE 454.5 IU、铁120.9 mg、铜8 mg、锌35.4 mg、锰35.2 mg、硒0.1 mg。2.营养水平中产奶净能为计算值，其余均为实测值。1.3饲养管理试验期间奶牛自由饮水、采食，每天6：00、14：00定时饲喂，每天5：30、13：30、20：00挤奶。牛舍采用喷淋+风机降温系统，当环境温度高于20 ℃时开始降温。采用机械刮板清粪以保持舍内清洁。随时观察并记录奶牛的食欲、健康状况。1.4测定指标及方法1.4.1环境指标试验期间，每天9：00、15：30于每个牛舍中10个位置，使用手持温湿度计测定距地面1.8 m处温度、相对湿度，计算温湿指数（THI）。THI=（1.8×T+32）-（0.55－0.005 5×RH）×1.8×（T-26）(1)式中：T为环境温度（℃）；RH为相对湿度（%）。1.4.2血清生化指标于正式试验期每10 d晨饲前，在每个牛舍选取20头试验牛，奶牛尾静脉采血，3 000 r/min离心15 min得到血清，分装，-20 ℃保存，使用南京建成生物工程研究所试剂盒测定血清生化指标。血清抗氧化指标：总抗氧化能力（T-AOC）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）及丙二醛（MDA）。血清免疫指标：免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白M（IgM）、干扰素-γ（IFN-γ）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-10（IL-10）。血清激素指标：皮质醇（COR）、醛固酮（ALD、）三碘甲状腺原氨酸（T3）、四碘甲状腺原氨酸（T4）、促肾上腺皮质激素（ACTH）。1.5数据统计与分析数据采用SAS 9.2软件GLM模型进行2×3双因素方差分析，模型中的因素包括不同处理和时间以及两者之间的交互效应。结果以“平均值±标准差”表示，P0.05表示差异显著。2结果与分析2.1牛舍平均温度、湿度、THI的测定结果（见图1）由图1可知，整个试验期内，最高、最低THI分别为81.34、62.65，平均温度、平均相对湿度、平均THI分别为26.84 ℃、42.08%、73.13，THI大于72（即奶牛进入热应激状态）共62 d；试验前期、中期和后期的平均THI分别为70.61、75.60、73.17，THI大于72的天数分别为11、27、24 d。结果表明，试验期内奶牛热应激严重程度顺序为试验中期（60 d）试验后期（90 d）试验前期（30 d）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.02.003.F001图1牛舍平均温度、湿度、THI的测定结果2.2辣椒油树脂对热应激奶牛血清抗氧化指标的影响（见表2）由表2可知，90 d奶牛血清T-AOC及GSH-Px、CAT、SOD活性均显著高于30 d和60 d（P0.05），MDA含量显著低于30 d和60 d（P0.05）。与对照组相比，试验组奶牛血清SOD活性显著提高（P0.05）。日粮处理和试验时间对奶牛血清GSH-Px和SOD活性具有显著的互作效应（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.02.003.T002表2辣椒油树脂对热应激奶牛血清抗氧化指标的影响项目对照组试验组P值30 d60 d90 d30 d60 d90 d日粮处理时间日粮处理×时间T-AOC/(U/mL)6.799.7612.117.409.6013.040.320.010.59GSH-Px/(U/mL)213.09263.94399.42196.60320.78381.660.360.010.01CAT/(U/mL)8.7110.5512.808.2611.0315.450.250.010.19SOD/(U/mL)35.82c47.49b56.30a37.05c50.98b64.07a0.010.020.01MDA/(μmol/L)4.624.053.594.934.242.920.800.010.19注：同行数据肩标不同字母表示差异显著（P0.05），相同字母或无字母表示差异不显著（P0.05）；下表同。2.3辣椒油树脂对热应激奶牛血清免疫指标的影响（见表3）由表3可知，试验期30 d时，奶牛血清中IgG含量显著低于60 d和90 d（P0.05），60 d时奶牛血清IL-10含量显著高于30 d和90 d（P0.05），90 d时奶牛血清IgA、IgM、IL-6含量显著高于30 d和60 d（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.02.003.T003表3辣椒油树脂对热应激奶牛血清免疫指标的影响项目对照组试验组P值30 d60 d90 d30 d60 d90 d日粮处理时间日粮处理×时间IgA/(mg/L)2.152.422.582.192.282.710.980.010.35IgG/(mg/L)9.2110.1811.079.2910.2910.520.830.010.44IgM/(mg/L)0.770.820.920.710.821.000.880.010.38IFN-γ/(ng/L)899.461 024.32835.82995.541 095.521 120.250.110.490.59TNF-α/(ng/L)100.58105.17115.10101.6997.77108.660.420.200.76IL-6/(ng/L)72.4675.4782.8069.0272.3687.740.880.020.60IL-10/(ng/L)33.9954.2547.1346.4549.4944.070.700.020.142.4辣椒油树脂对热应激奶牛血清激素指标的影响（见表4）由表4可知，试验60 d和90 d时奶牛血清COR含量显著低于30 d（P0.05），60 d时奶牛血清T3含量显著高于30 d和90 d（P0.05），90 d时奶牛血清ALD含量显著高于30 d和60 d（P0.05）。与对照组相比，试验组奶牛血清ALD含量显著降低（P0.05）。日粮处理和试验阶段对奶牛血清中ALD含量具有显著的互作效应（P0.05）。结果表明，辣椒油树脂能够改善热应激下奶牛血清应激激素水平。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.02.003.T004表4辣椒油树脂对热应激奶牛血清激素指标的影响项目对照组试验组P值30 d60 d90 d30 d60 d90 d日粮处理时间日粮处理×时间COR/(ng/L)131.62105.90129.16133.6397.85108.580.160.010.41ALD/(mg/L)84.71c101.57b149.50a77.83c40.22b152.17a0.010.010.01T3/(nmol/L)3.645.845.213.596.215.120.880.010.38T4/(nmol/L)139.53158.81142.57116.30189.83164.380.110.490.59ACTH/(ng/L)58.1461.1657.3256.5967.1649.800.420.200.763讨论3.1辣椒油树脂对热应激奶牛血清抗氧化指标的影响GSH-Px、CAT、T-AOC、MDA均为生物机体内与氧化应激密切相关的物质[10-12]。GSH-Px是机体内广泛存在的清除自由基和抑制自由基反应的一种重要抗氧化酶，在线粒体内含量高。CAT能够及时地将体内的过氧化氢分解为水和氧。T-AOC与机体防御体系的抗氧化能力强弱密切关系[12]。氧自由基可诱发引起机体一系列的损伤，可以触发细胞膜上的多不饱和脂肪酸发生脂质过氧化的链式反应，进而产生MDA等脂质过氧化物[13]。SOD可以保护细胞免受超氧阴离子自由基及其活性产物的损害。热应激引起的氧化应激主要表现为MDA的含量增加，SOD、GSH-Px活性降低，表明抗氧化防御被破坏[14-16]。本试验结果显示，奶牛血清中抗氧化酶SOD和GSH-Px活性升高，试验组牛血清T-AOC高于对照组，表明热应激条件下辣椒油树脂提高了各阶段奶牛的抗氧化能力。3.2辣椒油树脂对热应激奶牛血清免疫的影响在热应激条件下，由于动物机体还没有尚未形成热适应，机体内的白细胞和淋巴细胞数明显降低，而且白细胞的迁移、趋化作用也会减弱，机体的免疫功能下降，此时可能发生炎症[17]。热应激通过诱导产生过量活性氧（ROS）和促炎细胞因子损害肠道功能，使肠道通透性增加[18-20]。研究表明，热应激会破坏奶牛的肠道屏障[21]，提高了血液中炎症因子IL-1β、IFN-γ等含量。炎性因子是一种多肽类物质，在机体中主要参与全身炎症反应和免疫反应[22]。本试验结果显示，高温刺激后奶牛的巨噬细胞产生和分泌了IL-6和TNF-α等细胞因子。免疫球蛋白在血清中的含量可以作为评估免疫状况的重要指标[23]。IgG是血清免疫球蛋白的主要成分，参与机体免疫防御反应。IgA对入侵病原体具有防御功能。IgM具有溶解细菌和血细胞以及中和病毒的功能，但其保持时间较短[24]。研究发现，热应激会导致生物血清免疫球蛋白水平降低制[25-27]。本研究中，辣椒油树脂未影响奶牛血清免疫指标，可能是因为THI大于72的天数较少，奶牛热应激程度不高，但长期的热应激会导致奶牛的免疫系统受到抑制。热应激导致抗炎因子水平增加，可能表明慢性热应激不会抑制抗炎系统，并且适当的热应激刺激会激活体内抗炎系统，对机体产生有利影响[28]。3.3辣椒油树脂对热应激奶牛血清激素的影响热应激期间，下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）被激活释放COR等激素，以维持体内的激素平衡，响应压力刺激[29]。HPA轴是机体内感知内稳态失衡时的反应部位，其功能结构是一个经典的神经内分泌环，其调控伴随室旁核中间小细胞促垂体神经元的分泌紧张度的调节[30]。COR在压力的作用下维持生理功能，其含量会随着热应激而增加，而长期遭受热应激的奶牛，其HPA轴的功能持续亢进，造成奶牛的机体损伤和衰老。长期慢性应激不仅使HPA轴呈持续性高反应状态，还伴有交感肾上腺髓质活性偏亢。研究表明，长期慢性应激状态导致HPA轴功能严重失调[31]。急性热应激期间会激活HPA轴，并且迅速增加奶牛血液中COR的含量[32]，从而对免疫系统起到一定的刺激作用，但在慢性应激期间，COR分泌与免疫抑制有关[33-34]。本试验中，试验60 d和90 d，试验组牛血清COR含量显著降低。由此可推测，HPA轴降低导致各阶段奶牛热血液中COR等激素含量降低，从而导致奶牛对热应激产生了一种适应机制。本试验中，奶牛血清T3和T4含量在热应激条件下均有所升高，表明奶牛甲状腺的激素分泌受温度的影响。热应激条件下添加辣椒油树脂能够显著降低奶牛血清ALD含量，表明辣椒油树脂能够改善热应激下奶牛血清应激激素水平。4结论本研究表明，日粮中添加300 mg/(头·d)的过瘤胃辣椒油树脂能够提高奶牛血清抗氧化能力，改善血清应激激素水平，在一定程度上缓解热应激。