热应激条件下日粮高硒水平对山羊抗氧化状态、免疫代谢及Hsp70表达的调控作用

《Scientific Reports》：Antioxidant status, cytokine level, immunocompetence, Hsp70 mRNA expression, and selenium metabolism of goats fed higher selenium under heat stress conditions

本研究针对热应激（HS）导致家畜氧化损伤与生产性能下降的难题，通过梯度硒（Se）补充实验（351–2018 ppb），系统评估了硒对山羊抗氧化酶活性（GPx、SOD、CAT）、激素平衡（胰岛素、T3/T4）、细胞因子谱（IL-1、TNF-α等）、免疫应答及Hsp70 mRNA表达的影响。结果表明，2018 ppb硒可显著缓解热应激诱导的氧化损伤，优化硒代谢途径，并增强体液免疫与热适应能力，为山羊热应激营养调控提供了精准干预策略。

　　

随着全球气候变暖，高温高湿环境对畜牧业生产构成严峻挑战。热应激（Heat Stress, HS）不仅导致家畜采食量下降、生长迟缓，更会引发氧化损伤、免疫抑制及代谢紊乱，严重制约养殖效益。山羊作为重要的经济畜种，其对热应激的敏感性尤为突出。在热应激条件下，机体自由基积累加速，抗氧化防御系统失衡，进而损伤细胞功能。硒（Selenium, Se）作为谷胱甘肽过氧化物酶（Glutathione Peroxidase, GPx）等硒蛋白（Selenoproteins, SeP）的关键辅因子，在调控氧化还原平衡、激素合成及免疫应答中发挥核心作用。然而，关于山羊在持续热应激条件下适宜硒需求量的研究尚不充分，尤其缺乏不同硒水平对热适应机制的系统解析。为此，印度兽医研究所的研究团队在《Scientific Reports》发表了最新成果，通过精准设计硒梯度日粮，揭示了高硒干预对热应激山羊多维度生理代谢的改善效应。

本研究主要采用以下关键技术方法：首先，通过人工控温环境模拟热应激条件（温度35–36.6°C，相对湿度78–81%），并利用温度湿度指数（Temperature-Humidity Index, THI）量化应激强度；其次，采用电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）精准测定饲料、血清及排泄物中硒及其他微量元素（铁、锰、铜等）含量；第三，通过酶联免疫吸附试验（ELISA）分析血清激素（皮质醇、胰岛素、甲状腺激素）及细胞因子（IL-1、IL-6、IL-10、TNF-α）水平；第四，运用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）检测外周血单核细胞（PBMCs）中Hsp70 mRNA表达；最后，通过淋巴细胞转化试验（LTT）和鸡红细胞凝集试验（HA）分别评估细胞免疫与体液免疫应答。实验动物为28只非生产期雌性山羊（平均体重21.9±1.32 kg），随机分为4组（CON、CON_HS、T1_HS、T2_HS），分别接受不同硒水平日粮（351、351、1156、2018 ppb）并暴露于热应激或热中性环境。

生理指标变化

热应激显著升高山羊直肠温度（RT）和呼吸频率（RR），但补充1156 ppb（T1_HS）和2018 ppb（T2_HS）硒的组别RT与RR均低于CON_HS组（基础硒组），表明高硒缓解了热应激的生理负担。

硒代谢特征

随着日粮硒水平升高，硒摄入量、吸收率及保留量均显著增加（T2_HS组最高）。CON_HS组硒保留量较CON组下降约50%，反映热应激加剧硒消耗；而T1_HS与T2_HS组通过提升吸收与保留效率，维持了硒稳态。

血液生化与激素调控

CON_HS组血红蛋白（Hb）下降，肝酶（AST、ALT）活性、肌酐及胆固醇升高，提示热应激导致组织损伤与代谢紊乱。高硒组（T1_HS、T2_HS）上述指标均趋近正常水平。激素方面，CON_HS组皮质醇显著上升，胰岛素与甲状腺激素（T₃/T₄）下降，而高硒组有效逆转了这一趋势，尤其是T2_HS组胰岛素与T₃水平最高，表明硒通过调节内分泌功能增强代谢适应性。

氧化应激与细胞因子响应

CON_HS组丙二醛（MDA）水平急剧升高，抗氧化酶（GPx、SOD、CAT）活性及还原型谷胱甘肽（GSH）含量下降，证实热应激诱发氧化损伤。高硒组显著降低MDA，提升GSH与抗氧化酶活性，其中GPx活性与血清硒浓度呈正相关。细胞因子分析显示，CON_HS组促炎因子（IL-1、TNF-α）上升，抗炎因子（IL-6、IL-10）下降，高硒组则恢复至平衡状态，说明硒通过调节Th1/Th2免疫平衡抑制过度炎症。

免疫应答与Hsp70表达

体液免疫方面，T1_HS与T2_HS组在CRBC攻击后第14、21天抗体滴度显著高于CON_HS组，凸显硒对体液免疫的增强作用。细胞免疫（刺激指数SI）虽无组间差异，但高硒组呈现改善趋势。Hsp70 mRNA表达在CON_HS组下调，而高硒组恢复至CON组水平，表明硒通过减轻氧化压力降低了热休克蛋白的诱导需求。

本研究结论明确：351 ppb硒无法满足山羊热应激下的生理需求，而2018 ppb日粮硒可有效改善硒代谢、抗氧化防御、激素平衡、免疫效能及热适应能力。其意义在于首次系统阐明了山羊在持续热应激下的硒需求阈值，为精准营养干预提供了理论依据。未来需进一步探索硒与维生素E的协同效应、有机硒源生物利用率及长期安全性，以优化热应激管理策略。