赛福硒Selsaf®在反刍上的应用:双重保护,双重效益

由于全球变暖、气候变化和不断提高的生产力需求,反刍动物越来越容易受到氧化应激的影响。随着活性氧的累积,身体的抗氧化能力无法应对活性氧(ROS)时,动物体内的氧化应激会导致免疫抑制、组织和器官损伤,影响动物的健康和福利。为了防止氧化应激,动物饮食需要补充抗氧化剂,如维生素E和硒(Se)。

氧化应激:氧化系统的失衡

氧化应激是由促氧化系统和抗氧化系统之间的失衡引起的(图1),它可以导致生理过程的破坏并伴随着疾病的发生。活性氧和氮物物质(RONS)是正常细胞代谢产生的副产物,例如,是细胞细胞表达或病原体失活所必需的。然而,RONS是一把双刃剑,它是一种强大的氧化剂,能够干扰蛋白质功能、DNA或多不饱和脂肪酸。幸运的是,生物体已经发现出了某些控制机制,在保证它们的生物功能的同时平衡或中和它们。一方面,抗氧化剂可以存在于非酶分子中,如Vit E、Vit C或谷胱甘肽。另一方面,也发现了抗氧化剂可以存在于具有特殊功能的酶,如超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)或谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)。
GPx是包含四个硒代半胱氨酸的硒蛋白,硒代半胱氨酸含有21个氨基酸,跟半胱氨酸非常相似,唯一区别是硫元素被硒代半胱氨酸中的硒元素所取代。尽管硒代半胱氨酸的硒元素替代硫元素受到严格的调控,但它对于酶功能(硒代酶)是至关重要的。正由于硒在构建硒代半胱氨酸和硒蛋白方面是必需的,因此硒在抗氧化应激方面扮演了非常重要的角色。

图1 氧化应激:氧化系统失衡

氧化应激过程中会发生什么?

1. 促氧化系统和抗氧化系统之间的失衡会导致氧化应激

2. 促氧化剂在细胞正常代谢过程中产生,但被抗氧化剂所中和

3. 抗氧化剂部分由硒蛋白(如GPX)组成,硒蛋白需要硒来达到充分发挥酶活性和平衡促氧化剂

氧化应激对动物的性能和福利的不利影响

当动物的日粮中缺乏抗氧化剂(如维生素E),硒缺乏导致抗氧化剂的重组不足,或不同的应激因素导致ROS的过度生成时,动物的抗氧化系统就会失衡。现代奶牛和肉牛养殖业中ROS生产过剩可能与产犊、密度过大、热应激、传染病、长途运输等原因造成。
反刍动物硒缺乏会导致氧化应激,犊牛的氧化应激具有典型可识别的临床症状,表现为肌肉营养不良(白肌病)。然而,在成年动物中,、硒缺乏和氧化应激很难诊断,因为它们常常与其他典型疾病相关,如免疫抑制,导致体细胞数(SCC)高、乳房炎、胎衣不下、久配不育、呼吸系统疾病等。

增强免疫是抗氧化状态的关键

氧化应激可以激活免疫系统,因为免疫细胞(如中性粒细胞),代谢非常活跃,会产生大量的ROS。它们还利用氧化爆裂发作为一种破坏致病菌的方法。在这种情况下,它们是氧化应激最敏感的细胞,而免疫系统是最先接触ROS过度积累的细胞。通过提供有效的抗氧化剂来中和ROS和平衡免疫反应。(图2)

图2 免疫系统与氧化系统之间的协调

赛福硒Selsaf®提高反刍动物的抗氧化能力

反刍动物抗氧化应激的关键点是在日粮中补充硒。硒只能在肠道被吸收,并且吸收率与硒的溶解度有很重要的关系。然而,反刍动物对矿物质硒的吸收能力很差,因为瘤胃微生物将硒还原成不能被吸收的非可溶形式,于是饲料中的无机硒大部分被排出体外。与能够吸收80%矿物硒的单食动物相比,反刍动物对矿物硒的吸收仅为39% (Meschy et. al., 2010)。

因此,赛福硒Selsaf®通过肠道的主动运输吸收,成为是一种独特的高消化且生物可利用率高的有机硒,。赛福硒Selsaf®还提供了两个有机硒的主要来源,由70%L-蛋氨酸硒,30%的L-半胱氨酸硒及其他形式的有机硒(图3)。Se以L-硒代半胱氨酸的主要作用于于抗氧化酶-谷胱甘肽过氧化物酶,L-硒代蛋氨酸储存在机体蛋白质(肌肉、肉类、牛奶)中,并且可以在应激条件下使用。在这种情况下,赛福硒Selsaf®的独特之处在于,它提供了足够Se,Se以硒代半胱氨酸的形式,立即使用在抗氧化系统,以硒代蛋氨酸形式储存,需要时再释放。

图3 赛福硒Selsaf®主要提供两种有机硒的来源

重要的是要知道硒的活性形式是硒代半胱氨酸,硒代半胱氨酸会影响主要的抗氧化酶——谷胱甘肽过氧化物酶。硒代蛋氨酸储存在动物体的蛋白质(肌肉、肉、牛奶)中,可在高应激条件下释放。在这种情况下,赛福硒Selsaf®的独特之处在于它提供了足够的硒源,如硒代半胱氨酸,可立即作用于抗氧化系统。而硒代蛋氨酸,则会暂时储存于机体并在未来发挥它的功效。

Selsaf®和矿物硒(亚硒酸钠)在奶牛的对比试验中显示,血清中的抗氧化活性显著提高,牛奶和初乳中硒含量增加,免疫功能改善,牛奶中的SCC显著降低(图4、5、6和7)

图4 赛福硒Selsaf®对总抗氧化能力的影响

图5 赛福硒Selsaf®对谷胱甘肽过氧化物酶的影响

图6 赛福硒Selsaf®对牛奶硒浓度的影响

图7 赛福硒Selsaf®对牛奶中体细胞数的影响

在犊牛育肥阶段,赛福硒Selsaf®体现出了优于亚硒酸钠的特性,血液中的抗自由基能力更高,以及疫苗接种后更高的抗体浓度。这项研究显示了赛福硒Selsaf®不仅可以作为一种独特的高生物可利用性硒来源的发挥功效,而且还具有抗氧化能力来更好的免疫功能。(图8和9)

图8 赛福硒Selsaf®对血液中抗自由基的影响

图9 赛福硒Selsaf®对袍疹病毒抗体的影响

硒还与肉质,氧化能力、肉的嫩度、外观和保质期有关。在肉牛育成阶段的最后两个月,与亚硒酸钠饲喂的肉牛相比,添加Selsaf®显著改善了肉质和保质期(图10和11)

图10 赛福硒Selsaf®对肉中硒含量的影响

图11 赛福硒Selsaf®对肉质嫩度的影响

肉的pH值与肉的加工性质、外观和保质期呈正相关。高pH值会降低外观表现和保质期。通常这些肉在加工后(比如在生产碎牛肉时)会降低它们的价值(图12)。

图12 赛福硒Selsaf®对屠宰后几天内肉的pH值的影响

结论         

赛福硒Selsaf®被证明可以通过改善动物的抗氧化防御和稳态来有效减少氧化应激的负面影响。因此,赛福硒Selsaf®添加提高了动物的性能和福利。

作者:Valentin Nenov 兽医学博士 | Phileo全球反刍技术经理  &  Ruth Raspoet 博士 |  R&D 项目经理
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