高类胡萝卜素橙色玉米饲料通过性别依赖性方式改变北京鸭脑内5-羟色胺和多巴胺活性以应对热应激

本研究针对热应激(HS)对家禽生产的挑战，通过给北京鸭饲喂高类胡萝卜素橙色玉米(OC)或黄色玉米(YC)饲料，探究其对总抗氧化能力(TAC)和神经递质(NT)的影响。研究发现HS显著降低母鸭脑TAC但提高血清TAC，OC饲料可性别依赖性地调节不同脑区多巴胺(DA)和5-羟色胺(5-HT)活性，为改善家禽热应激适应性和动物福利提供新思路。

　　

在高温环境下，家禽常面临热应激(HS)的严峻挑战，这不仅影响其生产性能，更会引发氧化应激和神经内分泌紊乱。类胡萝卜素作为天然抗氧化剂，被认为可能通过血脑屏障发挥神经保护作用，但具体机制尚不明确。尤其对于北京鸭这类重要经济禽种，高类胡萝卜素橙色玉米(OC)饲料能否通过调节脑内神经递质系统来缓解HS影响，成为亟待解答的科学问题。

为探究这一问题，Purdue大学的研究团队在《Poultry Science》发表了一项创新性研究。团队采用224只母鸭和56只公鸭，随机分为OC组和黄色玉米(YC)对照组，在3周基础饲养后实施每天10小时35°C的循环HS。通过质谱技术精准测定四个脑区（间脑DI、外侧端脑LT、中脑ME、内侧端脑MT）的DA、5-HT及其代谢物水平，并结合血清和脑组织总抗氧化能力(TAC)检测，系统评估了饲料和HS的交互影响。

主要技术方法

研究采用循环热应激模型，通过质谱法测定脑区神经递质，使用商业试剂盒检测TAC。样本来自224只母鸭和56只公鸭组成的队列，按性别和处理分组，在HS前后不同时间点采集血液和脑组织。统计采用三因素方差分析，考察饲料、时间和性别的主效应及交互作用。

研究结果

脑和血清TAC

HS使母鸭脑TAC显著降低(p < 0.001)，但公鸭不受影响；血清TAC在两性中均升高(p < 0.001)。OC饲料对TAC无显著调节作用，表明抗氧化效应具有组织特异性。

DA水平

OC饲料使母鸭在HS期间LT区DA水平低于YC组(p < 0.05)，基线期MT区DA也较低。HS使OC公鸭DI区DA降低，却使YC母鸭LT区DA升高。性别差异显著，公鸭在DI区DA高于母鸭。

DA周转率

HS期间OC公鸭DI区DA周转率低于YC组(p = 0.055)，而OC母鸭LT区周转率更高。基线期OC公鸭MT区周转率显著高于YC组，揭示饲料对DA代谢的性别特异性调控。

5-HT水平

HS使OC公鸭DI区5-HT呈下降趋势(p = 0.059)。母鸭5-HT水平普遍高于公鸭，尤其在YC组DI区和OC组MT区差异显著(p < 0.05)。

5-HT周转率

OC母鸭在HS期间ME区5-HT周转率低于YC组(p < 0.05)，提示突触5-HT活性增强。YC公鸭DI区周转率高于母鸭，反映性别差异的应激响应模式。

讨论与意义

这项研究首次揭示OC饲料能通过脑区和性别特异性方式调节鸭子的神经化学应答。特别值得注意的是，OC饲料可防止HS导致的母鸭DA活性下降和5-HT活性升高，这种双重调节可能改善其应激适应性和行为状态。虽然OC未显著影响TAC，但其对神经递质系统的精准调控为理解类胡萝卜素的神经保护作用提供了新视角。

研究发现母鸭脑组织更易受HS氧化损伤，而公鸭保持稳定，这种性别差异可能与激素调节或基础代谢率有关。在应用层面，OC饲料通过维持DA和5-HT系统平衡，有望减少家禽在高温环境下的异常行为（如啄羽），提升动物福利。该研究不仅为开发抗热应激饲料添加剂提供理论依据，也为探索营养干预-神经调控-行为表现的跨学科研究树立了典范。未来需进一步明确OC中特定类胡萝卜素（如叶黄素、玉米黄质）的贡献，并开展行为学验证，以全面评估其应用潜力。