南方地区的水禽养殖方式多采用结合水面的平养方式，水质的好坏直接影响到水禽的健康和生产性能，包括肉禽的存活率、生长速度、饲料转化率和种禽的损耗、产蛋性能、受精率、孵化率、健雏率等。研究表明，水中有害细菌的大量增殖及其释放的内毒素对水禽养殖有不利影响^[1]。内毒素俗称脂多糖(Lipopolysaccharide，LPS)，是革兰阴性细菌在死亡后释放的一种细胞壁成分，LPS可以诱导机体产生大量炎症因子，严重时会导致机体损伤，使水禽易发生疾病，严重降低种水禽的繁殖性能与雏禽的生长速度和免疫机能 ^[2-3]。在生产实践中，预防有害细菌及其内毒素危害的措施主要是使用抗生素，但近2年在饲料中添加褪黑素(Melatonin，MLT)也有不错效果。MLT是一种由松果体分泌的具有多种功能的神经内分泌激素，不但具有调节昼夜节律的功能，还具有很强的抗氧化活性和抗炎作用，使机体免受损伤^[4]。目前关于MLT对LPS所引起的机体损伤的保护机制仍不清楚。本研究给予育成期山麻鸭外源性MLT和LPS，研究MLT对LPS损伤山麻鸭生长性能和免疫功能的保护作用，为进一步研究MLT和LPS对禽类机体的影响机制提供参考。

1 材料与方法 1.1 试剂材料

大肠埃希菌LPS(血清型O55:B5)，购于西格玛奧德里奇贸易有限公司；MLT购于美仑生物技术有限公司；PVP-K30购于鼎国生物科技有限公司。谷丙转氨酶、谷草转氨酶、碱性磷酸酶、乳酸脱氢酶、甘油三酯、总胆固醇、总蛋白、白蛋白指标检测试剂盒均购自南京建成生物科技有限公司；生长激素、甲状腺素、胰岛素样生长因子(Insulin-like growth factor-1，IGF-1)水平的ELISA检测试剂盒均购自上海博谷生物科技有限公司。

1.2 动物试验

随机挑选80只健康的28日龄山麻鸭，平均分为4组。试验为期49 d，从试验第1天开始，MLT组、LPS组和MLT+LPS组每隔7 d通过肌内注射分别给予1 mL含0.3 g·L^–1PVP的生理盐水溶解的1 mg MLT、1 mg LPS和1 mg LPS+1 mg MLT，对照组给予等量含0.3 g·L^–1PVP的生理盐水。鸭的饲养按照仲恺农业工程学院校内试验动物养殖场安全养殖技术规范饲养及饲喂标准化基础日粮(表1)，日粮中不添加抗生素。试验期记录每天的采料量，从第1天开始每隔7 d测定鸭体质量(n=20)。在第50天采集血样，室温下静置2 h后3 000 r·min^–1离心5 min，取血清存于–20 ℃冰箱留待测定血液生化指标和激素水平；取胸腺、脾脏、肝脏进行检查和称质量，计算免疫器官指数(器官质量/体质量×100%)，并取组织样留待作组织切片检查。

1.3 数据分析

试验数据用SPSS 19.0进行统计分析，组间差异显著性采用LSD多重比较法进行检验，图表中数据用“平均值±标准误”表示。酶活力单位(U)表示37 ℃条件下，每分钟内催化1 μmol底物转化为产物所需的酶量。

2 结果与分析 2.1 MLT和LPS对生长性能的影响

整个试验期，对照组、MLT组、MLT+LPS组和LPS组的日增质量分别为12.55、13.59、11.94和10.92 g，其中以MLT组最高，LPS组最低，但组间差异不显著(P>0.05)(图1)。对照组、MLT组、MLT+LPS组和LPS组的料重比分别为6.48、6.43、6.76和7.60，其中MLT组饲料回报率最高，LPS组最差，但各组间差异未达显著水平(图1)。结果表明，MLT能一定程度上改善育成期山麻鸭的生长性能和饲料回报率，LPS则会降低山麻鸭生长性能和饲料回报率。

2.2 MLT和LPS对生长相关激素水平的影响

试验第50天测定血液中生长相关激素，如表2所示，MLT组、MLT+LPS组和LPS组的生长激素水平显著高于对照组(P<0.05)。MLT组血清中的IGF-1和甲状腺素水平极显著高于其他3组(P<0.01)。MLT+LPS和LPS组的IGF-1水平、甲状腺素水平与对照组比较均有所下降，但差异不显著，且MLT+LPS组高于LPS组，证明MLT在一定程度上降低LPS的刺激作用，但差异未达显著水平(表2)。结果表明，MLT有助于生长激素、IGF-1、甲状腺素的提高，LPS使其下降，且MLT有助于缓解LPS对血液生长激素的下降作用。

2.3 MLT和LPS对免疫功能的影响 2.3.1 MLT和LPS对免疫器官指数的影响

如表3所示，MLT组、MLT+LPS组和LPS组的胸腺指数均极显著低于对照组，MLT+LPS组和LPS组的脾脏指数极显著高于对照组，但MLT组的脾脏指数与对照组相比没有明显变化，各组间肝脏指数均无显著性差异。结果表明，试验期间LPS降低鸭胸腺指数，使脾脏指数上升，对肝脏指数影响不明显；MLT降低胸腺指数，但对脾脏指数和肝脏指数均影响不大。

2.3.2 MLT和LPS对免疫器官组织结构的影响

对照组与MLT组均可见明显胸腺小体、被膜、小梁、髓质、皮质，未见明显异常，细胞数量正常、排列紧密、染色清楚(图2A、2C)。LPS组与MLT+LPS组的可见明显胸腺小体、被膜、小梁、髓质、皮质，但较对照组与MLT组髓质部细胞面积略有增大，皮质面积减小(图2B、2D)；髓质上皮细胞体积变大，胞质疏松，胸腺细胞数量明显减少，实质部位空泡化程度升高(图3)。对照组与MLT组的肝组织结构正常，LPS组与MLT+LPS组可见肝窦轻度扩张充血，MLT+LPS组肝门静脉内可见明显淋巴细胞浸润，LPS组出现肝细胞变性、坏死、脂肪变性(图4)。镜下可见对照组和MLT组脾脏组织的白髓和红髓界限清晰，结构、分布及数量正常，脾索和脾窦结构正常。LPS组与MLT+LPS组可见红髓、白髓结构，细胞分布基本正常，但可见脾小结体积变大，淋巴细胞数量增多(图5)。

2.3.3 MLT和LPS对血清蛋白水平的影响

MLT组血清白蛋白水平显著高于MLT+LPS组，且高于LPS组和对照组但差异不显著；MLT组血清总蛋白和球蛋白水平相对于其他3组均有所上升，但差异不显著(表4)。结果表明，MLT一定程度上提高血清总蛋白、白蛋白和球蛋白水平，LPS则在一定程度上降低血清总蛋白和球蛋白水平。

2.4 MLT和LPS对血清生化指标的影响

如表5所示，MLT组谷丙转氨酶和乳酸脱氢酶活性以及甘油三酯和总胆固醇浓度均为最低，LPS组最高，MLT+LPS组介于2组之间，但组间差异均不显著。MLT组和MLT+LPS组谷草转氨酶活性接近，且显著低于对照组，同时极显著低于LPS组。碱性磷酸酶活性则表现为MLT组最高，对照组最低，但是各组间差异不显著。结果表明，MLT能一定程度上缓解LPS对血清生化指标的影响。

3 讨论与结论

在本研究中，注射LPS能一定程度上降低山麻鸭生长性能和饲料回报率，MLT则一定程度上提高山麻鸭的生长性能和饲料回报率。研究表明，LPS增加机体炎性细胞因子的分泌，使营养物质在机体内重新分配，将一部分养分从机体生长转向于维持高度激活的免疫系统功能，从而降低了生长性能^[5]；而MLT通过参与神经–内分泌–免疫网调控，显著提高巨噬细胞的吞噬率和抗体数量，进而增强免疫机能促进生长^[6]。有研究发现，给予孕鼠高剂量的MLT能促进子代发育和生长激素分泌^[7]，MLT还可以在刺激生长激素释放的同时促进IGF-1的分泌^[8]。GH-IGF生长轴是实现营养调控的关键，能促进蛋白质的合成，从而促进生长性能。本研究中，注射LPS也能促进生长激素的释放，但IGF-1的分泌量却没有达到高水平。这可能是当机体受到内毒素危害时，垂体虽分泌高水平的生长激素，但主要用于炎症反应的消耗，导致IGF-1分泌减少，从而减缓了生长速度^[9-10]。在临床上，也有许多使用生长激素治疗炎症反应及内毒素血症的案例^[11]。另外，本研究发现当机体受到LPS危害时，甲状腺素水平下降，提示下丘脑–垂体–甲状腺活动受到抑制；当给予外源性MLT时，甲状腺素有所上升。这可能与MLT对下丘脑–垂体–甲状腺轴功能有协同作用相关，这在一些研究中得到证实^[12] 。

LPS刺激使鸭胸腺指数显著低于对照组，脾脏指数显著高于对照组，剖检时发现其脾脏肿大，但肝脏与胸腺均无明显眼观病变。组织学结构结果表明，LPS的刺激会使胸腺、肝脏、脾脏出现一定程度的损伤，肝脏出现明显淋巴细胞浸润，而MLT处理无明显变化。这表明注射LPS对免疫器官有所损伤，同时也表明了外源性的MLT对机体保护有限，这与以往的报道有所不同^[13-15]。可能是MLT在体内代谢速度快，因此注射MLT后，其作用很快消失，即使试验过程中已经添加了PVP作为缓释剂，也很难延长其作用。血清蛋白含量是衡量动物机体健康、营养及代谢情况的重要指标^[16]。在本试验中，LPS处理使鸭血清总蛋白和球蛋白含量下降，给予外源性MLT则可以缓解LPS的不良影响，升高鸭血清总蛋白和球蛋白含量。

在血液生化指标上，谷丙转氨酶和谷草转氨酶是广泛存在于动物线粒体中的重要氨基酸转氨酶，在机体代谢中起重要作用，其活性变化反映了肝细胞损伤程度，乳酸脱氢酶则是肝功能的重要评价指标^[17]。在本研究中，连续注射LPS会使鸭血液中谷丙转氨酶一定程度升高，谷草转氨酶极显著升高，而给予外源性MLT能有效降低LPS带来的这种不良影响，同时使血液中乳酸脱氢酶水平降低。研究表明，LPS能一定程度损伤肝功能，MLT则能一定程度上缓解LPS的损伤作用，这与国内外的相关研究结果一致^[18-19]。在另外3个血液生化指标上，碱性磷酸酶活性、甘油三酯和总胆固醇浓度在各组间无显著差异，但对照组和MLT组的碱性磷酸酶活性高于LPS组。碱性磷酸酶作为动物糖代谢及脂肪代谢的重要因子，当成骨细胞增殖亢进时其活性会显著上升^[20]。本试验中，给予外源性MLT一定程度升高了碱性磷酸酶活性，这表明MLT对机体生长具有促进作用，而LPS则起相反作用。

本研究结果表明，LPS降低育成期山麻鸭生长性能，在一定程度上影响山麻鸭周增质量和饲料回报率，降低鸭生长相关激素水平，而给予MLT能提高山麻鸭生长性能和生长相关激素水平；LPS降低山麻鸭免疫功能，损伤鸭免疫器官、影响血液生化指标，而MLT明显改善因LPS刺激引起的血清生化指标下降，对LPS所致的鸭肝脏脂质沉积等损伤具有保护作用，从而提高山麻鸭免疫功能。因此，MLT对LPS引起的禽类生长缓慢、免疫功能下降等机体损伤起到保护作用。