叶酸的研究进展

许丽惠 谢丽曲 林丽花 福建农林大学动物科学学院 福州 350002

1 叶酸概述

1.1 叶酸的理化性质 叶酸（Fo1ic Acid）是一组化学结构相似，生化特征相近的化合物的统称，由蝶啶、对氨基苯甲酸与1个或多个谷氨酸结合而成［1］。叶酸亦称维生素M或维生素B9，是淡橙黄色结晶或是薄片，分子式是C19H19N7O6，分子量是441.4，熔点是250℃，溶于热稀盐酸和硫磺，略溶于乙酸、酚吡啶、氢氧化碱及碳酸碱溶液，在乙醇、丁醇、醚、丙酮、氯仿和苯溶液中不溶。

在生物体中，蛋白质、核苷酸、泛酸的合成及分子的甲基化都需要一碳单位的参与，而叶酸是介导一碳单位转移极其重要的辅助因子，叶酸主要参与了嘌呤和嘧啶的从头合成［2］。叶酸因吡嗪环上有不同形式的取代物及其邻位—氨基苯甲酰谷氨酸部分结合不同数量的谷氨酸残基而形成了不同形式的叶酸：（1）吡嗪环被部分还原—二氢叶酸；（2）吡嗪环被完全还原—四氢叶酸；（3）吡嗪环被甲酸氧化—5-甲酰基-四氢叶酸或10-甲酰基-四氢叶酸或5，10-次甲基-四氢叶酸；（4）吡嗪环被甲醛氧化—5，10-亚甲基-四氢叶酸；（5）吡嗪环被甲醇氧化—5-甲基-四氢叶酸。四氢叶酸（TFH）是其在体内最活泼形式，因为四氢叶酸是多谷氨酰化的最适底物。

1.2 叶酸的代谢过程 进入机体的叶酸在二氢叶酸还原酶作用下转变为二氢叶酸，进而转化为四氢叶酸；在丝氨酸羟甲基转移酶的作用下，四氢叶酸活化为5，10-亚甲基四氢叶酸，该反应是可逆的；在亚甲基四氢叶酸还原酶的作用下，5，10-亚甲基四氢叶酸转化为5-甲基四氢叶酸；同型半胱氨酸、维生素B12，在蛋氨酸合成酶作用下，5-甲基四氢叶酸为其提供甲基，合成蛋氨酸。

1.3 叶酸的营养生理功能及缺乏原因 叶酸对生物体的作用主要表现在以下几个方面：参与遗传物质和蛋白质的代谢；影响动物繁殖性能；影响动物胰腺的分泌；促进动物的生长；提高机体免疫力。叶酸缺乏的可能原因包括摄入量不足；需要量增加；肠道吸收障碍；维生素C缺乏；使用叶酸拮抗药；肝脏疾病等。

1.4 叶酸的来源、吸收与需要量 叶酸广泛分布于绿叶植物中，如菠菜、甜菜、硬花甘蓝等绿叶蔬菜，在动物性食品（肝脏、肾、蛋黄等［3］）、水果（柑橘、猕猴桃等［4］）和酵母中也广泛存在，但在根茎类蔬菜、玉米、米、猪肉中含量较少。但是在这些绿叶蔬菜中，叶酸含量较高的主要是东风菜、马蹄叶、山尖子菜、柳蒿芽、刺五加皮、野芦笋［5］，含量分别是36.195、23.478、20.137、67.600、59.553、22.032 ug/g。

进入机体内的多谷氨酸形式的叶酸必须降解为游离叶酸，方可被机体吸收。对多谷氨酸叶酸起水解作用的是小肠黏膜上皮中的γ-L-谷氨酰羧肽酶。叶酸结合蛋白在叶酸的消化、分布和贮存起关键作用。已发现的叶酸结合蛋白有三类：高亲和力叶酸结合蛋白、与膜有关的结合蛋白和细胞质结合蛋白。高亲和力叶酸结合蛋白保护了叶酸在血液中的稳定存在，还可能控制了血浆中叶酸盐分布的专一性。

一般情况下，正常人的需要量为100～200 ug/d，世界卫生组织的推荐量为：成人200 ug/d，孕妇和乳母400 ug/d。FDA的最新叶酸食用量标准如下：25岁～50岁（男性）为 240 ug/d；25岁～50岁（女性）为190 ug/d；乳母、孕妇为400 ug/d；婴幼儿为200～400 ug/d。

2 叶酸的应用

2.1 叶酸在动物上的应用

2.1.1 叶酸在猪上的应用 杨光波等［6］研究表明，添加2.5 mg/kg叶酸，仔猪的全期日增重较基础日粮组有显著提高，血清中蛋白质浓度，肝脏中DNA、RNA及蛋白质含量都有显著升高，血清中尿素氮浓度极显著降低。同时，也得出更高水平的叶酸添加剂量反而降低了仔猪生长性能。

刘静波等［7］发现叶酸的补充对初产母猪繁殖性能无显著影响，但是极显著提高初产母猪和新生仔猪血清中叶酸含量。叶酸作为一碳单位代谢重要的辅助因子，能够降低血浆同型半胱氨酸含量，从而改善脂质过氧化［8］。蛋白质组学分析表明：叶酸对大鼠肝脏的抗氧化酶表达量及其活力都有显著影响［9-10］。刘静波［11］在另一试验中得出在妊娠母猪日粮中添加叶酸能够显著改善仔猪肝脏抗氧化功能，并影响叶酸代谢相关基因表达量。

2.1.2 叶酸在鸡养殖中的应用

2.1.2.1 叶酸在肉鸡生产中的应用 葛文霞等［12］在艾维茵白羽肉鸡日粮中分别添加 0、0.75、1.5、3.0 mg/kg的叶酸，发现叶酸的添加可以不同程度地提高肉仔鸡对饲料养分的表观利用率，添加水平为1.5 mg/kg的试验组的干物质、粗蛋白、粗纤维等营养物质的表观代谢率最高，显著高于其他各组，而余下各组间各养分的代谢率组间差异不显著。

丑武江等［13］在艾维茵白羽肉鸡日粮中分别添加 0、0.75、1.5、3.0 mg/kg的叶酸，研究叶酸对血清中蛋白质含量的影响。结果表明，不同水平的叶酸对21日龄肉仔鸡中血清蛋白质含量显著提高，而对42日龄肉仔鸡中血清蛋白质含量无显著影响。

2.1.2.2 叶酸在蛋鸡生产中的应用 Dickson等［14］在蛋鸡日粮中添加的叶酸量为0、2、4 mg/kg，试验期为3周，得出了4 mg/kg试验组鸡蛋的叶酸沉积量最大。House等［15］在为期28 d的试验中表明：4 mg/kg的添加量已使日粮中的叶酸饱和。Leane［16］的研究主要是提高蛋中天然叶酸的沉积和最小化的未代谢的叶酸，试验动物是30周龄的产蛋鸡，添加剂量为0、2、4、8、16、32 mg/kg，得出 16 mg/kg 是最佳添加剂量，叶酸沉积量为75 ug/g鸡蛋（普通鸡蛋为32 ug/g）。

2.1.3 叶酸在乳牛上的应用 叶酸在反刍动物上的研究较少，一般认为反刍动物的瘤胃微生物可以合成叶酸并很好地利用，但是Girard等认为，经产乳牛在妊娠阶段对叶酸的需要量很大，仍需要从日粮中添加。在高产乳牛的组织代谢中，叶酸和胆碱可以为乳牛体组织提供一碳基团，用于能量与蛋白质代谢、嘌呤与DNA的合成，从而改善乳牛的生产性能。

2.2 叶酸在医药方面的应用 现有的研究报道都表明叶酸对人类的健康有着极其重要的作用。叶酸缺乏会导致新生儿神经畸形，血栓闭塞性心、脑血管疾病，厌食症与神经性厌食症［17］，巨幼红细胞贫血，老年血管性痴呆，抑郁症等疾病的危险。

2.2.1 叶酸对新生儿神经管畸形的影响调查 Regan等［18］对美国人在2003-2006年从饮食、营养保健品中补充叶酸的研究表明，育龄妇女的叶酸摄入量是必须改进的。在NTDs高发地区，每日提供给孕妇的叶酸仅为100 ug，远低于孕妇每日需要量［19］。

Lisa等［20］对加拿大哺乳期妇女饮食中摄入叶酸量对血液叶酸含量影响的调查研究中，得出哺乳期妇女应该每天摄入的叶酸量为400 ug。叶酸在调控神经生成和程序性细胞死亡中起重要作用。Margaret等在调查研究中发现，在美国食品中叶酸的强化补充使有神经闭合缺陷婴儿的出生率下降了19%，但并不排除其他因素对此降低产生的作用。

2.2.2 叶酸对人类其他疾病的影响研究 叶酸除了对于预防婴儿发生神经闭合不完全有效果之外，在人类一些常见疾病的预防中也起到了一定的作用。血浆中同型半胱氨酸浓度的升高会导致血栓闭塞性心、脑血管疾病，厌食症与神经性厌食症，老年血管性痴呆，抑郁症等疾病的发生。在同型半胱氨酸的循环代谢中，叶酸是重要的辅助因子，叶酸经过活化可以转化成5，10-亚甲基四氢叶酸，为同型半胱氨酸转化为蛋氨酸提供甲基。叶酸缺乏使大量的同型半胱氨酸蓄积，排到细胞外造成血浆中同型半胱氨酸浓度升高，导致疾病。Pau1等［21］研究表明，叶酸强化食品的食用对中老年人血清叶酸水平的提高有本质性联系。Wang等［22］研究表明，叶酸可以降低无痛风史人群患痛风的几率。

叶酸缺乏会出现机体多系统受损，在消化系统主要是会发生结肠炎、慢性萎缩性胃炎，增加结肠癌和胃癌的危险。Richard等［23］在试验中发现，叶酸补充剂能够抑制结肠直肠癌的复发率。赖东梅等的试验研究表明，一定浓度的叶酸可以通过影响叶酸代谢而抑制卵巢癌细胞的生长，叶酸可能是增强化疗药物对卵巢癌的细胞毒性作用，从而增强卵巢癌化疗敏感性。

3 应用状况及展望

目前市场上的叶酸产品主要是合成叶酸，缺乏天然叶酸产品，并且大部分集中在药用级别。合成叶酸的长期使用对人体是有害的，天然叶酸产品有待进一步研究开发。如何让合成叶酸通过动物机体的消化、吸收，转化为天然叶酸，更大程度地储存在动物产品中，为人类提供更多天然叶酸，是畜牧业工作者的一个努力方向。但因动物的品种、年龄和生理阶段不同，对叶酸的需求不同；日粮中叶酸含量和环境等因素都会影响动物对叶酸的需求。因此，对于不同品种、不同生理阶段的动物，叶酸的最适添加比例还有待进一步研究。另外，叶酸在医药方面对不同疾病的具体用量仍有待进一步研究。

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