综述：植物源性饲料添加剂在缓解奶牛应激和改善免疫功能中的作用：分子水平综述

《Cogent Food & Agriculture》：The role of phytobiotics in mitigating stress and improving immune function in dairy cattle: a molecular review

本综述系统阐述了植物源性饲料添加剂（Phytobiotics）通过调控HPA轴、NF-κB、Nrf2等关键信号通路，在分子层面缓解奶牛应激（如热应激、围产期应激）和改善免疫功能的机制。文章详细分析了其抗氧化（如调控SOD、CAT、GPx）、抗炎（如抑制IL-1β、IL-6、TNF-α）及增强肠道屏障功能（如调控occludin、claudins、MUC2）的多重作用，为替代抗生素、实现可持续畜牧业提供了重要理论依据。

　　

理解奶牛应激的分子视角

奶牛生产过程中面临的应激源（如热应激、分娩、泌乳）会激活下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴，促使皮质醇大量分泌。皮质醇通过与糖皮质激素受体（NR3C1）结合，调控代谢、炎症和免疫相关基因的转录。长期应激会导致NR3C1表达下调，降低细胞对皮质醇的敏感性，形成反馈调节回路。同时，应激会激活热休克因子1（HSF1），诱导热休克蛋白（HSP70、HSP90等）表达，维护蛋白质稳态。氧化应激还会激活Nrf2通路，调控超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）等抗氧化酶基因的表达。而NF-κB通路的激活则会促进白细胞介素-1β（IL-1β）、IL-6、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）等促炎细胞因子的产生。慢性应激还可引起DNA甲基化、组蛋白乙酰化等表观遗传修饰，对基因表达产生长期影响。

植物源性饲料添加剂的分子作用机制

植物源性饲料添加剂通过多种分子途径发挥作用。在抗氧化方面，其活性成分可直接清除活性氧（ROS），并通过激活Nrf2通路促进抗氧化酶的表达。抗炎作用主要通过抑制IκB激酶（IKK）降解，阻断NF-κB核转位，从而减少促炎因子的产生；同时激活过氧化物酶体增殖物激活受体（PPARs）等抗炎通路。免疫调节方面，植物源性饲料添加剂可调节Toll样受体（TLR）表达，促进β-防御素等抗菌肽（AMPs）的合成，并影响主要组织相容性复合体（MHC）分子表达，增强抗原呈递能力。此外，它们还能通过调节辅助性T细胞（Th1/Th2）分化和B细胞抗体生成（如IgG），增强适应性免疫。

在肠道健康方面，植物源性饲料添加剂能抑制病原菌群体感应，减少生物膜形成；上调闭锁小带蛋白（如occludin、claudins、ZO蛋白）基因表达，增强肠道屏障功能；并通过促进黏蛋白（MUC2）分泌加固黏液层。短链脂肪酸（SCFAs）等微生物代谢产物也参与调节黏液分泌，与植物源性饲料添加剂形成协同保护作用。

植物源性饲料添加剂与应激缓解的分子关联

在应激缓解方面，姜黄素等成分可通过抑制11β-羟类固醇脱氢酶1（11β-HSD1）调控皮质醇水平。植物源性饲料添加剂还能通过激活HSF1增强HSP表达，提升细胞耐热性；并通过Nrf2通路减轻氧化损伤。其对DNA甲基化等表观遗传机制的调节作用，有助于维持应激状态下基因表达的稳定性。

植物源性饲料添加剂与奶牛免疫功能的分子洞察

植物源性饲料添加剂对奶牛免疫功能的调节涉及先天与适应性免疫。它们通过调控TLR信号通路，影响核因子-κB（NF-κB）、激活蛋白1（AP-1）、干扰素调节因子（IRFs）等转录因子，促进I型干扰素（IFNs）和炎性因子产生。在适应性免疫中，植物源性饲料添加剂可调节T细胞分化相关转录因子，促进细胞毒性T细胞（CTLs）活化；并增强B细胞抗体类别转换，提高免疫球蛋白G（IgG）水平。研究表明，大蒜油、姜黄油树脂等可直接增加奶牛CD4⁺细胞数量；绿茶副产品能促进脾脏T、B细胞增殖。

植物源性饲料添加剂与氧化应激、炎症的相互作用

植物源性饲料添加剂中的多酚类成分在体内经过I相、II相代谢后，仍可通过激活芳香烃受体（AhR）、Nrf2等转录因子，上调内源性抗氧化酶表达。例如，鞣花单宁可提高绵羊肝脏和血液的铁还原抗氧化能力；茶儿茶素能降低山羊血液中氧化型谷胱甘肽（GSSG）水平。类黄酮化合物（如橙皮苷、芹菜素、木犀草素、槲皮素）能通过竞争性结合ATP位点，抑制酪氨酸激酶、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶活性，进而下调诱导型一氧化氮合酶（iNOS）、环氧化酶2（COX-2）、脂氧合酶（LOX）表达，减少前列腺素等炎性介质生成。研究证实，类黄酮可通过抑制磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（Akt）、IκB激酶（IKK）/c-Jun氨基末端激酶（JNK）等信号通路，降低IL-1β、IL-8等细胞因子水平。

结论与展望

植物源性饲料添加剂通过多靶点、多通路机制有效缓解奶牛应激、增强免疫功能，在减少抗生素使用、促进可持续畜牧业方面具有广阔前景。未来研究应聚焦于解析特定成分的分子靶点，优化配伍方案与给药途径，并加强长期应用的经济性评估，为精准营养策略提供依据。