异黄酮缓解泌乳母猪氧化应激的研究进展

高开国，王丽，马现永，胡友军，王胜林，冉学光，蒋宗勇

（广东省农业科学院动物科学研究所，农业部华南动物营养与饲料重点实验室，畜禽育种国家重点实验室，广东省畜禽育种与营养研究重点实验室，广东广州510640）

异黄酮缓解泌乳母猪氧化应激的研究进展

高开国，王丽，马现永，胡友军，王胜林，冉学光，蒋宗勇

（广东省农业科学院动物科学研究所，农业部华南动物营养与饲料重点实验室，畜禽育种国家重点实验室，广东省畜禽育种与营养研究重点实验室，广东广州510640）

长期以来，泌乳母猪主要被关注的是营养供给、疾病防御、繁殖策略和管理措施，往往容易忽视母猪自身生理、营养、管理和环境等诸多因素造成母猪机体代谢旺盛产生的氧化应激问题[1]。研究发现，母猪妊娠后期和泌乳期机体存在严重的系统性氧化应激，氧化应激会降低母猪的泌乳性能[2]。母猪饲粮中添加适量异黄酮提高了母猪机体的抗氧化能力，提高了泌乳性能和哺乳仔猪增重[3]。本文综述异黄酮缓解泌乳母猪机体氧化应激，提高母猪泌乳性能和作用于母猪乳腺的研究进展。

1 氧化应激及其对泌乳母猪的危害

氧化应激是指自由基如活性氧（ROS）、活性氮（RNS）等过量生成或清除减少，造成机体促氧化与抗氧化系统功能之间平衡紊乱的生理过程[4]。细胞在正常新陈代谢和免疫反应过程中会产生自由基，但当动物遭受应激刺激或患病不适时，机体代谢出现异常而骤然产生大量自由基，过剩的自由基持续攻击细胞和组织，影响器官功能发挥正常生理作用，尤其是乳腺组织[2，4-5]。在集约化养殖生产中有很多应激源，如高温、驱赶、饥饿、疫苗、消毒、疾病、饲料抗营养因子、霉菌毒素、营养水平不平衡、养殖环境差、泌乳等，母猪在适应这些内在和外在的应激因素时，会动员机体资源，增强新陈代谢，使生理激素水平上升、血糖升高，其他生理生化指标发生变化，来满足胎儿和乳腺发育以及泌乳的各种需要。母猪这种适应性的机能状态改变会伴随着产生大量的自由基，并超过其机体自身自由基清除系统的阈值，形成氧化应激，同时带来削弱体内抗氧化系统功能的负面连锁反应，致使母猪机体内存在过剩的自由基[2，6]。过剩的自由基持续攻击机体生物大分子和细胞，特别是乳腺细胞，产生氧化损伤，进而影响乳腺的发育和乳腺组织机能健康，导致母猪泌乳性能下降[6]。

2 异黄酮的抗氧化特性及其机理

异黄酮主要是指以3-苯丙吡喃酮为母核的一类化合物，是植物（尤其大豆）生长过程中形成的次生代谢物（图1）[7]。由于其化学分子结构与雌激素相似，过去局限地认为异黄酮对动物的作用效果仅限于微弱的激素类生理效应。研究发现，异黄酮具有活性酚羟基，可以有效地结合自由基并使其失活，从而阻断自由基反应，缓解机体氧化应激[7-8]。其抗氧化机理主要集中表现两个方面：1）清除自由基，阻断机体器官和细胞内的自由基链式反应[7-10]。其反应式可以表示为：[Isoflavones-OH]+R-→[Isoflavones-O-]+ RH。异黄酮在抗氧化反应中不仅能清除氧化链引发阶段的自由基，而且可以直接捕获自由基反应链生成的自由基，阻断自由基链式反应，起到预防和断链的双重作用，从而保护机细胞内脂质、蛋白质、染色体免受活性氧的攻击，减少脂质过氧化物的产生和阻断脂质过氧化的链式反应；2）异黄酮类化合物通过还原作用，提高动物机体抗氧化系统[如超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）和过氧化氢酶（CAT）]的酶活，提高动物机体自身的抗氧化能力[3，8，11-13]。当然，异黄酮除提高动物体内抗氧化酶活性外，还包括络合机体内环境金属离子，提高体液和细胞层面的抗氧化能力。由于异黄酮能减少自由基形成和清除自由基的抗氧化活性，补充异黄酮不仅可以有效提高试验动物大鼠和小鼠在氧化损伤和运动训练过程中的机体抗氧化能力[9-10]，同时还作为外源性的机体抗氧化剂广泛应用于畜禽生产中，包括猪[3，11-12]、鸡[13]和奶牛[14]等。

图1 异黄酮类化合物的基本化学结构

3 异黄酮提高母猪泌乳性能

过剩自由基诱导的氧化应激导致母猪泌乳性能下降，造成很大的经济损失。近年来的研究发现，外源供给抗氧化剂可以清除动物体内过剩自由基，提高动物生产性能[7，15-16]，同时在泌乳母猪饲粮中添加适量异黄酮作为机体抗氧化剂是提高泌乳母猪机体抗氧化能力和泌乳性能的有效手段[3，17-19]。研究发现，饲粮中无论补充来自“王不留行”还是大豆中的异黄酮10～16 mg/kg都可以显著提高泌乳母猪机体总抗氧化能力（T-AOC）和降低机体丙二醛（MDA）含量，同时显著提高母猪体内抗氧化物酶（SOD、CAT和GSH-Px）的活性，提高了母猪的抗氧化能力和泌乳性能[18]。同时，我们研究发现，母猪饲粮中添加大豆异黄酮15 mg/kg，可以显著提高泌乳母猪机体酶促和非酶促系统的抗氧化能力，提高母猪泌乳量和乳汁质量，改善哺乳仔猪生长性能[19]。为了进一步证实异黄酮对泌乳母猪机体的抗氧化能力和对泌乳性能的改善作用，我们在实际养猪生产条件下挑选头胎泌乳母猪227头，研究饲粮添加异黄酮（黄豆黄素）15～45 mg/kg对母猪机体抗氧化能力的影响，试验发现异黄酮处理后母猪机体的T-AOC、SOD、CAT、GSH-Px活性（图2）和哺乳仔猪的增重（图3）都得到提升，并呈剂量依赖性，其中45 mg/kg异黄酮对改善母猪泌乳性能的效果最好，哺乳仔猪的断奶窝重提高6.9%（55.17 kg对51.63 kg，图3），每头仔猪的平均日增重提高10.3%（225.2 g对204.2 g）[3]。

图2 异黄酮提高泌乳母猪（泌乳7 d）抗氧化酶的活性

图3 异黄酮提高仔猪（18 d断奶）哺乳增重

4 异黄酮促进母猪乳腺发育

乳腺组织在母猪的机体中非常特殊，每一次繁殖周期，乳腺的大小、结构、组成和功能都会发生巨大改变，是体内生化反应最复杂和新陈代谢最旺盛的组织之一[20]。乳腺较高的生理代谢水平很容易产生大量自由基，同时乳腺组织本身抗氧化能力较差，而机体的保护性代偿机能仅能勉强维持乳腺泌乳[21]。若自由基过量蓄积于细胞内而不能及时清除，过剩的氧自由基对乳腺上皮分泌细胞的细胞膜造成严重氧化损伤，从而引起乳腺发育和泌乳功能的异常[22-23]。资料显示，异黄酮提高了母猪泌乳性能和哺乳仔猪增重，可能是异黄酮促进了母猪乳腺发育和改善了乳腺组织的抗氧化能力[3，19]。细胞试验发现，异黄酮能通过提高乳腺细胞的抗氧化酶活，改善细胞的抗氧化能力和防止脂质过氧化（表1），降低细胞凋亡，促进乳腺细胞增殖（图4）[24]。

表1 异黄酮提高母猪乳腺细胞的抗氧化能力

图4 异黄酮降低母猪乳腺上皮细胞凋亡率

此外，还发现奶牛发生隐性乳腺炎是由于乳腺总抗氧化能力下降，抗氧化系统不能清除活性氧及产物，引起乳腺细胞的病变和泌乳能力的降低[25]。添加一定剂量的异黄酮能通过提高奶牛乳腺上皮细胞抗氧化能力和免疫力，增强细胞活性，促进其增殖和泌乳[26-27]。

综上，泌乳母猪机体易遭受严重的氧化应激，而乳腺组织对氧化损伤的易感性敏感，氧化应激导致乳腺不能充分发育，降低母猪的泌乳性能。添加异黄酮可以通过缓解泌乳母猪氧化应激，提高母猪的泌乳性能。其机理可能是：1）异黄酮的抗氧化特性保护了乳腺细胞不被氧化损伤，增加细胞增殖，促进了乳腺发育；2）提高了乳腺组织的抗氧化能力，改善乳腺的健康程度。

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（编辑：郭玉翠）

早餐吃点肉更健康

美国研究者称，如果吃一份高脂肪含量的早餐，身体能量利用率会在脂肪和碳水化合物间合理调节。

科学研究证实，“早吃好，中吃饱，晚吃少”的古老谚语的确有益健康，因为早餐决定了人体一天的新陈代谢。美国研究人员说，每天的第一餐似乎决定了人一天的新陈代谢。他们指出：这项研究显示，如果早餐吃高碳水化合物成分食物，将只能提高这一天对碳水化合物的消耗；但如果吃一份高脂肪含量的早餐，身体能量利用率会在脂肪和碳水化合物间调节。也就是说，早餐多摄取脂肪含量较高的食物，如肉类、坚果、奶酪等，能同时提高碳水化合物和脂肪代谢，效果比多吃富含碳水化合物类的食物要好。

研究者总结道，如果你要自己的身体在一天中有效处理不同食物，那么就吃一顿含有肉类的、脂肪含量较为丰富的早餐吧。

（转自中老年保健[J]，2013（12）：5.）

S816.7

A

1002-1957(2016)03-0022-03

2016-03-13

国家现代农业产业技术体系建设专项（CARS-36）；广东省科技计划项目（2011A020102009，2013A061401020，2013B050800016）；广州市科技计划项目（2014Y2-00121）

高开国（1978-），男，湖北襄阳人，副研究员，博士，研究方向为母猪营养与饲料科学.E-mail：gaokaiguo312@126.com