线粒体自由基在快大型黄羽肉鸡PHS防控中的应用

论文摘要

肉鸡肺动脉高压综合征（Pulmonary hypertension syndrome，PHS）又称肉鸡腹水综合征（Ascites syndrome of broilers，ASB），是当今世界各国肉鸡业中的一大难题，常常发生在海拔3000米左右的高原地区，主要以肺动脉高压、右心室肥大、心脏衰竭和腹水等症状为特征。近年来，在低于海拔1000-2000米甚至低于海平面的一些地区也常见肉鸡发生类似的疾病。肉鸡PHS是一个复杂的综合征，在美国肉鸡PHS的死亡率为2-5％，甚至高达10％以上，每年因此病造成的经济损失达1亿多美元。在世界范围内的发病率为4.2％，每年约有70亿肉鸡遭受此病的侵害，估计全世界因此病所造成的经济损失每年达10亿美元。从1986年起我国十几个省市也陆续报道了本征，其死亡率为1-30％不等，损失惨重。因此引起了国内外学者对该病的广泛关注。为了攻克这一威胁肉鸡业的世界性难题，国内外许多学者潜心致力于PHS的病因、病理发生和防制的研究。多数学者认为导致肺动脉高压的主要因素是由于在遗传育种中片面追求高的生长速率，其机体代谢加强和对氧的需要量剧增，致使组织代谢性缺氧，引起血液红细胞压积、血液粘度、红细胞脆性和血容量增加等血液流变力学的变化。前人对自由基在肉鸡肺动脉高压综合征的发生、发展过程中的作用及其对自由基的清除作了大量的研究工作，但肺动脉高压综合征肉鸡线粒体内自由基的产生机制如何?线粒体功能有何改变?这些还不十分清楚。阐明其深层次的发病机制，以寻找有效的防治方法具有重要的现实意义。本研究采用黄羽肉鸡120只，随机分为A、B、C三组各40羽，其中A组为对照组，B组为发病组，C组为治疗组。A、B、C组参试鸡14日龄前常规饲养。14日龄后分别采用不同处理：A组鸡仍常规饲养，而B、C两组鸡舍温按每日1～2℃由25℃逐步降至12℃，同时日粮中按1.5 mg·kg-1的剂量添加T3（sigma公司提供）以诱发肉鸡腹水。另外，自14日龄起，C组在日粮中按500 mg·kg-1的量添加维生素C进行防治，至试验结束。并于处理后1、2、3、4、5周（即肉鸡3、4、5、6、7周龄时）分别从每组肉鸡中随机抽取6羽进行心、肝、肠粘膜等组织样品的采集，以测定其线粒体中的MDA、SOD、GSH-PX、NOS、NO水平和Na+-K+—ATPase的活性，进而探讨肺动脉高压综合征时肉鸡线粒体的抗氧化能力、NO代谢以及评价线粒体氧自由基的产生与各种线粒体电子传递链复合体活性的关系。进一步探讨自由基清除剂对线粒体内自由基生成的影响，为临床用药提供理论依据。1、本实验结果显示，对于发生肺动脉高压综合征的肉鸡，在处理后1周、2周时，其肝脏、心肌和肠粘膜线粒体MDA的含量显著低于正常对照组（P＜0.05），T-SOD活性、GSH-PX活性却显著提高（P＜0.05）；3周、4周、5周时，其肝脏、心肌和肠粘膜线粒体MDA的含量显著高于正常对照组（P＜0.05）。线粒体T-SOD的活性却显著降低（P＜0.05）。GSH-PX的活性也显著降低（P＜0.05）。而经治疗后，1周时，发病组的肝脏和肠粘膜线粒体MDA的含量没有能显著增加，心肌线粒体MDA的含量有所增加，但不显著，发病组的肝脏和肠粘膜线粒体T-SOD的活性没有能显著降低，肠粘膜线粒体T-SOD的活性却显著降低；治疗组肝脏线粒体的GSH-PX活性显著降低，心肌和肠粘膜线粒体的GSH-PX活性虽然有所降低，但却不显著；2周时，发病组的肝脏和肠粘膜线粒体MDA的含量显著增加，心肌线粒体MDA的含量增加，却不显著。发病组的肝脏和肠粘膜线粒体T-SOD的活性没有能显著降低，肠粘膜线粒体T-SOD的活性却显著降低；2周时，治疗组未能显著降低肝脏、心肌和肠粘膜线粒体GSH-PX的活性；3周、4周、5周时，肝脏、心肌和肠粘膜线粒体MDA的含量显著降低，且基本降至正常水平（P＜0.05）。T-SOD的活性和GSH-PX的活性均显著增加（P＜0.05），且最终恢复至对照组水平。结果表明：肉鸡肺动脉高压综合征显著诱导了肉鸡组织细胞和线粒体的脂质过氧化作用，促进了机体自由基生成增多，并显著降低了肉鸡组织细胞和线粒体的抗氧化能力；治疗后，药物能显著抑制肉鸡肺动脉高压综合征诱导的脂质过氧化作用，阻止了自由基的生成，并能显著增强机体的抗氧化能力。2．本实验结果显示，对于发生肺动脉高压综合征的肉鸡，在处理后1周、2周时，其肝脏、心肌和肠粘膜线粒体的NO含量和NOS的活性显著提高（P＜0.05）；3周、4周、5周时，其肝脏、心肌和肠粘膜线粒体NO含量和NOS的活性却显著降低（P＜0.05）。治疗组和发病组相比，1周时，肝脏和肠粘膜线粒体的NO活性显著降低（P＜0.05），但未能降至对照组水平。心肌线粒体的NO活性显著降低（P＜0.05），且基本降至对照组水平；治疗组肝脏线粒体的NOS活性未能显著降低，和对照组间差异显著。心肌和肠粘膜线粒体的NOS活性显著降低（P＜0.05），和对照组间差异显著；2周时，肝脏线粒体的NO活性显著降低（P＜0.05），且基本降至对照组水平。心肌和肠粘膜线粒体的NO活性显著降低，但仍未降至对照组水平；治疗组肝脏线粒体的NOS活性显著降低（P＜0.05），且基本降至对照组水平。心肌和肠粘膜线粒体的NOS活性显著降低（P＜0.05），和对照组间差异显著；3周、4周、5周时，肝脏、心肌和肠粘膜线粒体NO活性和NOS活性均显著增高（P＜0.05），最后基本恢复至对照组水平。结果表明：缺氧的早期，NOS活性升高从而使NO水平升高，NO水平升高舒张血管，缓解肺动脉高压，是机体的一种应激反应。随着缺氧的时间延续，机体对应激因子的反应不能从根本上缓解缺氧，就对此就产生了适应，NOS和NO合成相对不足，相应器官的功能受到损害，肺血管舒缩失衡出现肺动脉高压，进一步发生腹水。药物对此过程具有明显的颉颃作用，对机体起到保护作用。3．本实验研究显示，对于发生肺动脉高压综合征的肉鸡，在处理后1周、2周时，肺动脉高压综合征肉鸡组的肝脏、心肌和肠粘膜线粒体的Na+-K+—ATPase．活性显著提高，3周、4周、5周时，肺动脉高压综合征肉鸡组的肝脏、心肌和肠粘膜线粒体Na+-K+—ATPase的活性却显著降低。出现了先激活后顿抑的效应。和发病组相比，1周时，治疗组肝脏线粒体的Na+-K+—ATPase活性显著降低（P＜0.05），和对照组间差异显著；治疗组心肌、肠粘膜线粒体的Na+-K+—ATPase．活性未能显著降低，但和对照组间差异显著。2周时，治疗组肝脏线粒体的Na+-K+—ATPase．活性显著降低（P＜0.05），且基本降至对照组水平；治疗组心肌和肠粘膜线粒体的Na+-K+—ATPase．活性显著降低（P＜0.05），和对照组间仍存在显著差异。3周、4周、5周时，治疗组肝脏、心肌和肠粘膜线粒体Na+-K+—ATPase．的活性均显著增高（P＜0.05），且最终达到正常水平。结果表明：肉鸡肺动脉高压综合征诱导了线粒体的损伤，引起了能量代谢障碍，ATP生成减少，线粒体内的体积、渗透压、内环境、静息电位和离子交换发生紊乱，导致血管通透性增加，白细胞和蛋白渗出增加；药物对此过程具有明显的颉颃作用，对机体起到保护作用。4．低温和T3已成功地诱发了肉鸡PHS，其发病机制可能与肉鸡已产生了大量的自由基并发生了一系列的脂质过氧化链锁反应有关。5．日粮添加维生素C明显阻断了低温和T3条件下肉鸡体内脂质过氧化过程，有效清除了体内自由基，显著增强了体内抗氧化能力，成功防制了肉鸡PHS的发生。

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摘要

ABSTRACT

符号说明

第一部分文献综述

第一章肉鸡PHS的研究概况

1 肉鸡PHS发生概况

2 肉鸡PHS

3 肉鸡PHS病因的研究

3.1 高海拔

3.2 快速的生长率

3.3 有限的肺容量

3.4 颗粒饲料和高能量高蛋白饲料

3.5 寒冷

3.6 通风不良

3.7 呼吸道疾病

3.8 高钠

3.9 其它

4 肉鸡PHS的病理机制

5 肉鸡PHS防制的研究

5.1 药物防制

5.2 综合管理

参考文献

第二章肉鸡PHS发生的两大学说

1 肺动脉高压学说

1.1 肺动脉高压到PHS的发展过程

1.2 肺动脉高压形成的机制

1.3 生长率与肺动脉高压

1.4 影响肺动脉高压的其它因素

2 肉鸡PHS的心脏病源学说

2.1 各种复杂的心脏病变

2.2 心脏病变导致肺动脉高压

参考文献

第三章肉鸡PHS的一氧化氮理论

1 NO与NOS

2 NO对肺动脉血压的作用

3 NO对肺血管重建的作用

3.1 NO抑制肺动脉平滑肌增殖

3.2 NO对肺血管胶原及内皮细胞的作用

4 NO与肉鸡PHS

参考文献

第四章肉鸡PHS与线粒体自由基代谢

1 线粒体内自由基的来源

1.1 线粒体内分子氧浓度和自由基的形成

1.2 电子传递体系的电子泄漏产生自由基

2 线粒体的氧化损伤

2.1 自由基与线粒体的氧化损伤

2.2 NO和线粒体氧化损伤

3 线粒体自由基与肉鸡PHS

3.1 自由基的病理损伤作用

3.2 肺容量不足产生自由基

3.3 自由基和肉鸡PHS发生发展的过程

4 线粒体氧化损伤的防御体系

4.1 线粒体内参与自由基清除的酶体系

4.2 "呼吸保持"作用减少活性氧的产生

4.3 解偶联抑制分子氧的单电子还原

4.4 通道开放

5 PHS肉鸡自由基的清除

参考文献

第五章自由基与细胞因子

1 细胞因子影响自由基的产生

1.1 干扰素（IFN）

1.2 肿瘤坏死因子（TNF）

1.3 白细胞介素（IL）

1.4 其它细胞因子

2 自由基影响细胞因子的生成及活性

2.1 自由基诱导细胞因子生成

2.2 自由基诱导细胞因子表达的机制

2.3 自由基对细胞因子活性的抑制作用

3 细胞因子发挥作用的细胞内信使——自由基

4 NO与细胞因子

4.1 细胞因子调节NO的生成

4.2 细胞因子效应的信使分子NO

4.3 NO可调节细胞因子的表达

参考文献

第二部分实验研究

1 材料与方法

1.1 实验动物

1.2 主要仪器设备

1.3 试剂、药品及其配制

1.4 试验用品的清洗

1.5 采样与样品处理

1.6 肝脏线粒体的分离过程

1.7 心脏组织线粒体的分离过程

1.8 肠粘膜线粒体的分离过程

1.9 样品检测方法

2 数据处理

3 实验结果

3.1 肝脏、心肌和肠粘膜线粒体自由基代谢的测定结果

3.2 肝脏、心肌和肠粘膜NO自由基代谢的测定结果

3.3 肝脏、心肌和肠粘膜NOS活性的测定结果

+-K⁺—ATPase活性的测定结果'>3.4 肝脏、心肌和肠粘膜线粒体Na⁺-K⁺—ATPase活性的测定结果

4 分析与讨论

4.1 肺动脉高压综合征对肉鸡肝脏、心肌和肠粘膜线粒体自由基代谢的影响

4.2 肺动脉高压综合征对肉鸡肝脏、心肌和肠粘膜线粒体抗氧化能力的影响

4.3 肺动脉高压综合征对肉鸡肝脏、心肌和肠粘膜线粒体NO水平的影响

+-K⁺—ATPase活性的影响'>4.4 肺动脉高压综合征对肉鸡肝脏、心肌和肠粘膜线粒体Na⁺-K⁺—ATPase活性的影响

5 结论

6 本论文的创新点

参考文献

致谢

附录

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