渔药药效学专题讲座第六章 调节水产动物代谢及生长药物的药效学（1）

汪建国

（中国科学院水生生物研究所 研究员 博导）

渔药药效学专题讲座第六章 调节水产动物代谢及生长药物的药效学（1）

汪建国

（中国科学院水生生物研究所 研究员 博导）

一、激素

激素（Hormone）是动物内分泌器官直接分泌到血液中并对机体组织器官有特殊效应的物质。对维持动物体正常生理功能和内环境的稳定起着重要作用，通常只需要毫微克和微微克水平量就能对机体的生命活动起到重要作用。激素的主要作用有：控制消化道及附属结构，控制能量产生，控制细胞外液的组成和容量，对敌害环境的适应，促进生长和发育，保证生殖等。

激素按其化学性质与作用原理的不同可分为两大类，一类是含氮激素（包括蛋白类、肽类、氨基酸衍生物），由发源于外胚层和内胚层的内分泌腺产生，如胰岛素、甲状腺素、甲状旁腺素、垂体前叶分泌的激素和肾上腺素等，它们绝大多数能被胃肠消化酶破坏，一般不宜口服。含氮激素是与靶细胞膜上的特异受体相结合通过环磷酸腺苷（cAMP）作为传递媒介而发生作用的；另一类是甾体激素（类固醇），由发源于中胚层的内分泌腺产生，如肾上腺皮质激素和性腺激素等，它们不易被消化酶分解，多可口服。甾体激素是通过激素蛋白受体复合物作为传递媒介而发挥作用的。

（一）含氮激素

胰岛素（Insulin）是参与血糖动态平衡的关键激素，由A、B两条链通过二硫键连接而成，含51-58个氨基酸残基，能增强细胞对葡萄糖的摄取利用，在动物组织中可以促进糖原、蛋白质及脂质的合成。鱼类血浆胰岛素水平不足被认为是造成鱼类高血糖及影响鱼类糖利用能力的主要因素，当胰岛素达到一定水平时，鱼类对糖类的利用能力提高。鱼类血浆胰岛素水平可以受到外源营养物质的调节。饵料中的糖类，包括葡萄糖和淀粉等形式均能促进鱼类胰腺分泌胰岛素而引发血浆胰岛素水平升高。

甲状腺激素（Thyroid hormone，TH），包括三碘甲状腺原氨酸（T3）和四碘甲状腺原氨酸（T4），存在于所有的脊椎动物中。鱼类的甲状腺并不构成单独的腺体，而是由一些分散的甲状腺滤泡组成。与哺乳动物类似，鱼类甲状腺滤泡也是由单层上皮细胞围绕而成，其内充满胶质，T4主要在此合成。TH参与雄性鱼类精囊的正常发育，对维持精囊唾液酸和糖蛋白的分泌、提高精液量和精子活力等方面有重要作用, 同时还可以通过调控肝脏和精巢中11-β羟化酶（11-βH）和11-β羟类固醇脱氢酶（11-βHSD）的活性，影响雄性性激素11-酮基睾酮（11-KT）的合成，进而影响雄性的繁殖过程。TH在雌鱼性腺发育的早期和最后成熟过程,尤其是卵母细胞中TH与卵黄之间的协同沉积，对于性腺的后续发育以及最终繁殖过程的顺利进行具有重要的作用。此外，早期的研究表明，TH还对银大麻哈鱼和莫桑比克罗非鱼的生长有促进作用。

（二）甾体激素

性激素是由性腺分泌的激素，其作用是促进动物性器官的生长发育和性成熟，维持动物的性机能、性周期以及副性征等，包括雌激素、孕激素、雄激素等。与此相关的激素还有催产素、促性腺激素。雌激素（Estrogens）主要由雌性动物卵泡分泌，具有广泛的生理活性，能促进和维持雌性生殖器官和副性征发育，对机体的代谢、内分泌、网状内皮系统、心血管系统、骨骼等都有明显的作用。雌激素包括雌二醇、雌三醇、雌酮等，其中以雌二醇活性最强。孕激素（Progestins）主要由雌性动物卵泡排卵后形成的黄体分泌的激素。孕激素与雌激素共同维持雌性功能，还能抑制脑垂体分泌促性腺激素。雄激素（Androgens）主要由雄性动物睾丸产生，肾上腺皮质也分泌少量雄性激素。雄性激素不仅具有促进雄性动物器官形成和第二性征发育的作用外，还有明显的促使蛋白质的合成作用（同化作用），天然雄激素主要为睾丸素。促性腺激素作用促使性腺生殖细胞的发育和分泌性激素。催产素能有选择性的使组织兴奋，促进排卵。

由于激素类药物残留能对食用者造成危害，为保障食品安全，国家对激素类药物的使用作了严格规定，激素类药物禁止在饲料中添加用于提高饲料报酬、促进动物生长为目的，只能用于繁殖发育和性转化等领域。

1.性状

黄体酮，别名孕酮，化学名称为孕甾-4-烯-3，20二酮，属孕激素。为白色或微黄色结晶性粉末，无臭、无味，不溶于水，在乙醇或植物油中溶解；

绒毛促性腺素，由孕妇尿中提取，为白色或类白色粉末，溶于水，不溶于乙醇、丙酮、乙醚。

垂体促滤泡素，垂体促黄体素和促性腺激素释放激素均为白色或类白色的冻干块状或粉末，易溶于水。促性腺激素释放激素有A2（促排卵素2号）和A3（促排卵素3号）两种，A2在水或1%醋酸溶液中溶解，A3溶于水。

催产素为动物脑垂体后叶中提取或化学合成的缩宫素。为白色无定形粉末或结晶性粉末，能溶于水，水溶液呈酸性。

2.药理作用

黄体酮由卵巢黄体分泌，能够抑制卵巢排卵及脑垂体分泌促性腺激素，具有维持雌性的功能。绒毛促性腺素能促进性腺发育，促使雌、雄性激素产生作用，具有促使发情、排卵的作用。垂体促滤泡素能够刺激卵泡生长和发育，与促黄体激素合用，可促进卵泡成熟和排卵，并使卵泡内膜分泌雌激素；对雄性动物可促进生精上皮发育与精子的形成。垂体促黄体素与垂体促滤泡素协同作用，能够促进卵泡成熟及排卵，形成黄体并产生甾体激素；促进雄性动物分泌睾酮，提高性兴奋，在垂体促滤泡素协同作用下可促进精子形成。促性腺激素释放激素能促使动物垂体前叶释放促黄体素和促滤泡素，从而发挥作用，调节性腺的活动。此外，多潘立酮（domperidone）是多巴胺的拮抗物，能够阻断多巴胺对促性腺激素分泌的抑制作用，显著诱导性腺激素分泌和并促进排卵。

3.用药方法及制剂产品

激素制剂一般采用注射给药的方式，使用剂量为：垂体促滤泡素约5～10IU/次（根据发育情况决定用药次数），人绒毛膜促性腺激素约800～1000IU/kg体重（雄鱼减半），垂体促黄体素5～10μg/kg，促性腺激素释放激素2～5μg/kg（雄鱼减半），催产素1～5IU/次，多潘立酮与促黄体素释放激素A2联合使用，2～5mg/kg体重。

4.注意事项

（1）仅限水产动物繁殖使用，食品动物禁用。

（2）黄体酮对肝脏有损害，久用能引起性转化；动物摄入绒毛促性腺素、垂体促滤泡素、垂体促黄体素，可引起幼龄动物性早熟或性亢奋，成年动物排卵过速、过度刺激综合征。

（3）垂体促黄体素禁与肾上腺素药、抗胆碱药、麻醉药、安定药等合用；孕酮可抑制催产素的作用。

蜕皮是甲壳动物生长和发育的标志特征，它贯穿甲壳动物个体发育的始终，受神经系统和内分泌系统共同调节。内分泌调节过程表现为两种互为拮抗的激素作用，即蜕皮激素的刺激作用和蜕皮抑制激素的抑制作用。甲壳动物鳃室前端的Y-器官窦腺复合体中分泌蜕皮激素的前体-蜕皮甾酮（Ecdysone），它被运输到血淋巴后，在2O-羟蜕皮甾酮酶的作用下形成具有活性的蜕皮激索，即2O-羟蜕皮甾酮。当其积累到一定量时即引起蜕皮现象的发生。而位于眼柄的X-器官窦腺复合体则分泌蜕皮抑制激素，通过抑制Y-器官蜕皮激素的合成而对甲壳动物的生长起关键性的调节作用。

国内的一些渔药生产企业将蜕皮激素与泽泻、龙胆、夏枯草等中草药混合制成粉末状散剂，采用拌饲内服的方法，按30～60mg/kg体重的用量给药，应用于虾、蟹等甲壳动物的养殖生产，通过促进虾、蟹的脱壳，提高脱壳的同步性和成活率，避免相互残杀。

二、维生素

维生素（Vitamin）是动物机体维持正常代谢和机能所必需的一类低分子有机化合物，大多数维生素是某些酶的辅酶（或辅基）的组成部分，在动物体内参与新陈代谢。与动物生长时构成身体物质和贮存物质的营养素不同，维生素在体内起着催化作用，它们促进主要营养素的合成与降解，从而控制机体代谢。如果缺乏会造成动物生长障碍，影响生长，产生各种缺乏症，甚至死亡。

水产养殖中添加维生素的意义在于依靠维生素的特殊效用，使配合饵料达到全价要求，每天使用几毫克甚至几微克的用量就能达到获得较高经济效益的目的。

维生素根据其溶解性分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类，常见的维生素有14种。其中脂溶性维生素有4种，即维生素A、D、E、K，水溶性维生素有10种，即维生素B1、B2、B3、B4、B5、B6、B12、B11、H、C。另有一些因子具有维生素的性质，如乳清酸（VB13）、肌醇、硫锌酸、芦丁（VP）、生物活素、黄嘌呤（VB14）、肉碱（VBT）、潘安素（VB15）、泛醌（辅酶Q）及一些未名生长因子等，它们被称为类维生素，暂时还没列入维生素类。在饲料工业中，维生素不是按传统作用去治疗某些维生素缺乏症，而是作为饲料营养的补充，增加动物的抗病或抗应激反应能力，或是促进生长提高水产品产量和质量而添加的。

维生素A、E、C、B6等对水生动物免疫系统均有影响，用于养殖生产取得了一定的成效。VA缺乏或过量都会导致免疫抑制，适当提高VA的含量，能够促进抗体的合成和T淋巴细胞的增殖，提高细胞的吞噬能力及补体、溶菌酶及天然杀伤性细胞的活性。维生素E又称生育酚，在体内所有细胞的生物膜上，免疫细胞膜的VE浓度最高。同时免疫细胞膜上的不饱和脂肪酸含量也高。此外，VE还参与体内重要的细胞和体液免疫反应调解，通过促进和调理免疫细胞的功能来改善水产动物的免疫力。VC具有激活吞噬细胞的吞噬活性，增强网状内细胞系统的功能和促进抗体生成的作用。实验表明，缺乏VC会妨碍嗜中性白细胞和吞噬细胞的趋化性，使这些细胞向炎症部位的移动速度降低。VC主要影响水生动物的非特异免疫系统，促进抗体的形成，从而提高水生动物的免疫力。VB6也是另一类影响水生动物免疫的水溶性维生素。

维生素一般通过口服给予。例如，维生素A：饲料中添加，冷水性肉食性鱼类2000～3000IU/kg；斑鮰1000～2000IU/kg。维生素E：饲料中添加，冷水性肉食性鱼类20～40IU/kg；斑鮰30IU/kg。维生素B6：饲料中添加，冷水性肉食性鱼类5～10mg/kg；斑鮰3.0mg/kg；鲤鱼5～6mg/kg。维生素C：饲料中添加，冷水性肉食性鱼类100～800mg/kg；斑鮰60mg/kg；对虾1000mg/kg。

维生素易受氧、潮湿、热、光照、金属离子等因素的影响而降低其活性。生产上为了满足加工工艺的要求，几乎所有的维生素添加剂都需要经过特殊加工处理，以保持维生素的稳定性和活性，常用乳化、包被、吸附、固化等措施，使用时应注意这一点。

（一）脂溶性维生素

脂溶性维生素（Fat-soluble Vitamin）在化学组成方面只含有碳、氢、氧三种元素，以维生素原(或前维生素)的形式源于植物组织中，维生素原能够在动物体内转变成维生素。脂肪的存在有利于脂溶性维生素在肠道内的吸收，同时在体内能够大量储存，其排泄是通过胆汁从粪便中排出。在生理上，脂溶性维生素主要表现在调节机体某结构单元上的代谢，且每种维生素均显出一种或多种特定的作用。脂溶性维生素缺乏病有时与其本身的功能有关，如钙的代谢需要VD，缺乏VD时则会引起骨骼病变。

1.β-胡萝卜素（β-Carotene）

（1） 理化性状 β-胡萝卜素，维生素A原或维生素A前体。分子式C40H56，分子量536.85。本品为深红色至深紫色六角形结晶或结晶粉末。可溶于苯和氯仿中，微溶于乙醚、石油醚和油脂中，不溶于水、酸、碱和甘油，熔点183℃，对光和氧敏感，应密闭避光储存于阴凉、干燥处。

（2）作用与用途 β-胡萝卜素可在动物体内转化为维生素A，除从而发挥维生素A的作用外，同时具有提高动物繁殖性能，影响机体免疫系统的作用。

β2-胡萝卜素作为维生素A源转化成维生素A满足动物对维生素A的需要, 避免了过多维生素A摄入而导致的胚胎畸形（Peterka，1997），还可改善水产动物的体色和肉质。

β2-胡萝卜素是动物体内一种重要的生理性抗氧化剂，能有效地捕灭多种活性氧成分和自由基，保护机体免受氧化损害，而提高动物非特异免疫机能，Amar等（2000）在虹鳟鱼饵料中添加β2-胡萝卜素养殖12周后，显著提高了鱼的特异和非特异免疫机能。

β2-胡萝卜素能够提高水产动物体质量增长率及繁殖力，主要也是作为生理性抗氧化剂，抑制脂质的过氧化，从而保护了卵巢和卵细胞免受氧化损害，有助于卵巢细胞生成类固醇，此外β2-胡萝卜素能刺激孕酮的产生，与雌激素、黄体酮的合成有关（李永义等，2001）。

β2-胡萝卜素占一般预混剂含量10%，在饲料中添加量50～100mg/kg。

2.维生素A（VitaminumA）

（1）理化性状 维生素A，又名视黄醇(Retinol)，包括视黄醇、视黄醛、视黄酸三种。其中视黄醇活性最高，化学结构为紫罗酮环的类异戊二烯醇。分子式C20H30O 分子量286.5

目前常用维生素A醋酸酯。分子式C22H30O2，子量328.5

维生素A是微黄色平行四边形块状结晶或微黄色结晶性粉末，遇紫外光、高温易被破坏。溶于乙醇、氯仿、乙醚、脂肪，熔点56～60℃。维生素A醋酸酯为黄色结晶粉末，熔点57～60℃，相对分子质量328.5；不溶于水，溶于乙醇、氯仿、乙醚、油脂中。维生素A遇光、氧、酸易被破坏。

（2）作用与用途 维生素A是动物生长发育过程中重要的营养素之一，具有维持正常视觉的重要功能，保护上皮组织的健全与完整、促进黏膜和皮肤的发育与再生；促进结缔组织中黏多糖的合成、维护细胞膜和细胞器膜结构的完整功能；当维生素A缺乏时上皮组织结构及会变质而失去分泌功能，因此对外界微生物侵蚀的防御能力即降低甚至完全消失，容易感染疾病。会出现明显的症状，包括生长减慢，上皮组织角质化、夜盲症、眼眶和鳍基部出血以及骨骼畸形等（Halver，1989）。

另外，维生素A能够提高繁殖力，促进性激素的形成；促进养殖动物生长；维护骨骼的正常生长和修补；维持神经细胞的正常功能；提高机体的免疫能力。在对虾、虹鳟和罗非鱼、幼川鲽等的研究发现，当饲料中维生素添加水平在一定的范围内，增重率随着维生素A水平的增加而提高，而随着维生素A添加水平的进一步增加，增重率则出现降低（Dedi等，1998；Takeuchi等，1998；Shiau等，2000；Cuesta等，2002）。维生素A缺乏或不足引起溪红点鲑、金鱼生长受阻，维生素A添加量在一定范围内，随着添加水平的增加而提高，而当饲料中添加较高水平维生素A时，则导致出现生长抑制、增重率下降的现象。关于维生素A与水产动物抗病力关系的研究结果表明，维生素A能提高虹鳟（Oncorhynchus mykiss）、隆颈巨额鲷（Sparus auratus）和罗非鱼（Oreochromis niloticus）的抗病力。在饲料中添加量，冷水性肉食性鱼类2000～3000IU/kg；斑鮰1000～2000IU/kg。

3.维生素D（Vitaminum D）

（1）理化性状 维生素D包括维生素D2～D7等十几种，其中以D2（钙化醇或麦角钙化醇）、D3（胆钙化醇）型对水生动物营养意义最为重要。

VD2（Ergocalciferol，化学名称9，10-开环麦角甾-5，7，10（19），22-四烯-3β-醇）。

分子式：C28H14O 分子量：396.7

VD3（Cholecalcifeorl，化学名称9，10-开环胆甾-5，7，10（19）-三烯-3β-醇）。

分子式：C27H44O 分子量：384.7

维生素D为白色至带黄色的结晶粉末，无臭味。几乎不溶于水，溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿等，微溶于油脂。维生素D2熔点113～118℃。 维生素D3熔点82～88℃。遇光、氧、酸易被破坏，维生素D过量亦可引起中毒现象。

（2）作用与用途 维生素D能促进磷、钙在肠内的吸收。血浆磷酸离子及钙离子浓度的乘积超过溶解度积数时，即产生磷酸钙沉积的钙化现象。钙的吸收首先要同小肠黏膜细胞的一种蛋白质结合，才能通过小肠黏膜细胞被转运到血液，这种蛋白质称该结合蛋白，也就是钙离子的载体。

维生素D两种主要自然资源是麦角钙化醇（维生素D2，存在于植物中）和胆钙化醇（维生素D3存在于动物中）两种形式的维生素D在动物体内肝脏中经羟基化作用形成25-羟基-胆钙化醇，经肾脏进一步羟基化形成1，25-二羟基-胆钙化醇，1，25-二羟基-胆钙化醇是作用于肠道钙运载和骨骼中钙动员的维生素D活性形式；同时也作用于肠道磷运载这种活性形式的维生素D在甲状旁腺激素和降钙素的协同作用下，促进水产动物肠道中钙和磷吸收，提高血浆钙与磷的水平到超饱和的状态，以适应骨骼矿化的要求。

饲料中过量添加维生素D对水产动物会产生毒性，不仅不能促进钙和磷的吸收和积累，反而会出现抑制作用（陈四清等，李爱杰，1995）；Shiau等（1994）指出斑节对虾体内钙和磷的浓度不受饲料中维生素D3添加水平的影响，淡水鲑科鱼类维生素D的需要量随着饲料中钙和磷的含量变化而变化，钙磷含量和比例合适时，其对维生素 D的需要量增加，但当钙磷含量和比例不合适时，鲑科鱼类对其需要量降低（Woodward，1994）；在低钙水体中，钙是影响水产动物生长和硬组织矿化的主要因素，而与饲料中是否添加维生素D关系不大，维生素D对钙的转运和硬组织矿化及维持体内正常的钙平衡影响有限，但不补充维生素D则罗非鱼的生长下降（O’Connell，2004）。

维生素D在饲料中的添加推荐量：冷水性肉食性鱼类2000-3000IU/kg；斑鮰500-1000IU/kg。

（未完待续）

（通联：430072，中国科学院水生生物研究所 武汉市武昌东湖南路7号）