橙皮苷的药理活性及在家禽生产应用的研究进展

杨 季， 王思博， 鲁茗源，许 丽

（东北农业大学动物科学技术学院，黑龙江哈尔滨150030）

研究表明，在饲粮中添加植物提取物可以提高畜禽的生产性能、抗氧化能力及免疫力等。植物提取物因其具有无污染、无残留、吸收迅速且无生态毒理等特点而受到广泛关注（李贞明等，2019）。据统计，我国是世界上柑橘种植面积和产量最大的国家，而每年实际生产的柑橘皮渣约50万t，但大部分遭到废弃（钟超等，2017）。 橙皮苷（Hsd）是一种广泛存在于柑橘类水果中的黄酮苷 （类黄酮的一个亚类），其具有抗炎、抗氧化、诱导肿瘤细胞凋亡、减少肿瘤细胞的物质代谢等多种生物活性，Hsd也被称为生物类黄酮（Chen等，2018）。大量研究表明，黄酮类化合物能够提高家禽的生产性能、肉蛋品质、抗氧化能力及免疫功能，本文就Hsd的多种药理活性及其在家禽生产中的应用进行综述，旨在为后续的研究提供理论依据。

1 橙皮苷的药理活性

1.1 抗氧化作用 氧化应激是引发疾病的主要原因之一，是由体内活性氧（ROS）的产生与细胞清除ROS能力之间的不平衡导致的，ROS包括羟基自由基、一氧化氮自由基、过氧亚硝酸盐和超氧阴离子等，除了可导致细胞功能障碍、凋亡和坏死等普通氧化外，还可通过修饰作用改变重要的细胞蛋白和信号通路（Ho等，2013）。ROS的有害作用可以通过内源性抗氧化系统消除，其主要包括还原型谷胱甘肽（GSH）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSHPx）、过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、维生素C和维生素E等 （Andriantsitohaina等，2012）。研究发现，Hsd可以中和ROS并显著提高血浆中CAT和SOD活性，缓解仔猪的氧化应激（刘英，2008），保护肠道微生物区系平衡，提高仔猪的抗氧化及免疫功能进而促进其生长 （赖星，2016），Kamboh 等（2018）也发现 Hsd 作为肉鸡的饲料添加剂可以提高肝脏和肌肉总抗氧化能力、SOD活性和粗蛋白质含量，降低肝脏丙二醛（MDA）含量和肌肉脂肪含量。Hsd还具有减少过氧亚硝酸、过氧化氢、四氯化碳、尼古丁等多种化合物对组织损伤的作用（A A等，2016），并通过增强细胞自身的防御能力，促进或上调胞外信号调节激酶（ERK）1/2和核因子E2相关因子2（Nrf2）的基因表达，而ERK 1/2和Nrf2的激活可导致血红素加氧酶（HO）-1表达的上调，进而导致细胞内促氧化剂的减少和作为内部抗氧化剂的胆红素的升高（J E等，2012）。与此同时，HO-1的表达增加了细胞中一氧化碳（CO）的水平，CO可增加细胞中鸟苷酸环化酶的水平，而Nrf2基因表达的增加可使SOD、谷胱甘肽s-转移酶、CAT等抗氧化酶水平升高（Umeno等，2016）。因此Hsd作为一种有效的抗氧化剂，可以通过清除氧自由基，降低氧化应激，抑制脂质过氧化并增强细胞抗氧化防御来提高机体的抗氧化能力（Parhiz等，2015）。

1.2 抗炎作用 Hsd除了具有有效的抗氧化特性外，还具有免疫调节和抗炎活性 （Guo等，2019）。炎症是一个复杂的生物学过程，包括多种促炎介质或细胞因子通过激活不同的信号通路而产生，慢性炎症通常会导致促炎介质的增加，包括诱导型一氧化氮合酶（iNOS）和环氧合酶（COX）-2（Ganeshpurkar等，2019），而血清水平的各种细胞因子如肿瘤坏死因子（TNF）-α、白介素（IL）-1β、IL-6也可以引起一些慢性炎性疾病，炎症诱导的这些酶和细胞因子的表达受不同转录因子的调控。B细胞核因子κ轻链增强子（NF-κB）是在iNOS、COX-2、TNF-α 和 IL-6 等表达中起关键作用的转录因子，常以p65与p50两个亚基构成的二聚体形式存在，当NF-κB抑制剂（IkB）蛋白与此二聚体结合成保守的三聚体时可以防止NF-κB进入细胞核结合DNA，此时NF-κB无活性存在于胞液中；但在一些病毒或细胞因子的刺激下，IkB激酶（IKK）被激活并催化IkB N端的丝氨酸残基磷酸化，从而使IkB泛素化并在蛋白酶的作用下降解，此时NF-κB的活性不被抑制，得以进入细胞核与相应靶基因DNA序列中启动子区域的kB序列结合，促进靶基因转录，NF-κB信号通路的激活与细胞因子的分泌呈现正反馈。丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）是真核细胞中高度保守的信号转导模块，与NF-κB信号通路和炎症反应密切相关（Sang等，2011），其可连接细胞内外反应，主要包括ERK、c-Jun氨基末端激酶和p38 MAPK激酶三大类，黄酮类化合物可以通过MAPK 和 NF-κB 通路下调 iNOS、COX-2、TNF-α和IL-6等调节酶和细胞因子的分泌 （郭灿璨等，2015）。Ting等（2011）发现，Hsd 可以降低脂多糖（LPS）的影响，从而提高鸡的获得性和先天免疫反应，根据蛋白免疫印迹分析发现，Hsd处理可以显著降低LPS刺激的小鼠巨噬细胞中前列腺素E2的产生，但不会改变COX-2蛋白水平（Sakata等，2003），而在另一个类似的细胞模型中，Hsd在mRNA和蛋白水平上能显著抑制促炎酶COX-2的表达，并抑制促炎细胞因子的分泌，但也有一些报道认为低剂量Hsd对COX无效（Lee等，2004），而且试验模型的差异也会导致研究结果的不同，如在卵清蛋白（OVA）诱导的炎症模型中，经Hsd处理后发现支气管肺泡灌洗液中IL-4等细胞因子水平有升高趋势（Devi等，2015）。 因此，Hsd 的免疫调节作用在OVA模型中可转化为免疫抑制，而在LPS模型中可转化为免疫增强，并通过抑制NF-κB和MAPK信号通路的激活进而抑制iNOS、COX-2、TNF-α和IL-6等调节酶和细胞因子的分泌，完成对炎症反应的调节。

1.3 抗癌作用 癌症是指一组由具有侵袭性的异常细胞生长引起的疾病。引起癌变的因素多种多样，大约25%的癌症与慢性炎症和氧化应激有关，慢性炎症环境会促进癌细胞的生长，且持续性炎症可产生ROS和活性氮（RNS），它们通过激活癌基因和抑制抑癌基因来促进癌症的发展，癌症的发展包括细胞增殖、细胞凋亡逃避、组织侵袭和转移以及血管生成等几方面（Ferlay等，2015）。凋亡的内在机制涉及两方面，胱天蛋白酶 （Caspase）-3和Caspase-7是两条主要的凋亡信号途径中的最终介质，它们会裂解底物并导致细胞死亡（Abotaleb等，2019）。一方面，凋亡刺激在B淋巴细胞瘤-2基因的控制下破坏线粒体膜结构，导致包括细胞色素c的释放，细胞色素c会通过与凋亡酶激活因子 （Apaf）-1和脱氧腺苷三磷酸（dATP）的相互作用激活胱天蛋白酶（Caspase）-9，并最终导致Caspase-3和Caspase-7的激活。另一方面，由死亡受体如肿瘤坏死因子受体诱导并激活Caspase-8和Caspase-10以及Caspase-3和Caspase-7。研究表明，Hsd可以通过激活肝癌细胞内 Caspase-8、Caspase-9及 Caspase-3来诱导其凋亡，达到抗癌的目的（Banjerdpongchai等，2016）。除此之外，过氧化物酶体增殖激活受体（PPAR）γ也可以通过调节巨噬细胞和单核细胞的增殖和分化来诱导多种肿瘤细胞的凋亡。用Hsd处理携带野生型p53基因的人类B淋巴细胞24 h后发现，其可诱导PPAR激活并抑制NF-κB的转录活性进而促进细胞凋亡（Nazari等，2011）。抗氧化系统失衡、RNS和自由基的过量产生是许多类型癌症发生的主要标志，Hsd作为一种抗炎药可以靶向许多参与肿瘤进展的炎症成分如IL-6、TNF-α、COX-2、iNOS 等， 也可以降低由苯并（a）诱发的肺癌小鼠体内脂质过氧化物、肺特异性肿瘤标志物癌胚抗原、血清标志物酶芳烃羟化酶、γ-谷氨酰转肽酶、5'核苷酸酶和乳酸脱氢酶的水平，同时缓解由其带来的组织SOD、CAT、GSHPx、GSH、维生素E和维生素C降低的现象（S K等，2009）。因此，Hsd对不同癌症类型的作用机制不同，主要是通过对NF-KB、p53及PPAR的调控促进癌细胞的凋亡，还能够下调TNF-α、IL-1、IL-6、COX-2、iNOS等多种参与致癌过程的促炎介质和酶的活性以及通过增加酶和非酶抗氧化剂的水平来改善抗氧化防御机制。

1.4 其他作用 Hsd除了具有抗氧化、抗炎及抗癌的作用外，还具有其他许多药理活性。Mohammadi等（2019）指出，Hsd可作用于内皮细胞，改善内皮依赖性血管舒张，诱导与心血管健康相关基因的表达，降低血管的收缩压从而起到预防心血管疾病的作用。也有研究表明，服用Hsd 100、500 mg/d和750 mg/d连续3～6周，可以降低血浆内总胆固醇、载脂蛋白B、甘油三酯和低密度脂蛋白水平，增加高密度脂蛋白、三酰甘油及叶酸浓度（C L 等，2017）。 但是 Demonty 等（2010）发现，每日服用800 mg Hsd连续4周对血清胆固醇或甘油三酯水平没有影响，这可能与个体间黄酮生物利用度的高变异性以及服用剂量有关。

2 橙皮苷在家禽中的应用

鸡肉和鸡蛋作为重要的动物蛋白来源越来越引起人们的重视，而鸡在养殖、运输及储存等各个环节均易出现氧化应激的现象，从而导致肉品质及蛋品质的下降，Hsd作为抗氧化剂之一对禽类营养至关重要，因为其可以减少脂类的氧化降解，提高鸡肉和鸡蛋的营养价值及感官特性，并延长货架期（Demonty，2010）。

2.1 肉禽 有研究发现，在日粮中添加1.5 g/kg和3 g/kg的Hsd对改善家禽肉质性状有显著作用 （Ribeiro等，2019）。在热带和亚热带地区，Kamboh等（2015）发现，在肉鸡饲粮中添加20 mg/kg的Hsd可以降低嗜异细胞与淋巴细胞的比例，清除热应激产生的氧自由基，降低胸肌中乳酸脱氢酶、肌酸激酶、热休克蛋白70 mRNA等热应激生物标志物的水平并改善鸡肉的脂代谢产物和脂肪酸分布，从而将夏季热应激的有害影响降到最低。后续他还发现，Hsd作为家禽的饲料添加剂可以改善肠道健康，提高家禽肠道微生物数量及其抗炎和对感染的免疫力，从而提高家禽的生长性能、抗氧化能力及改善肉质 （Kamboh等，2018）。Fotakis等（2017）研究表明，在肉鸡日粮中添加0.70～1.5 g/kg Hsd，可降低血浆总脂质含量，增加血浆氨基酸含量，可以作为家禽饲料添加剂。而Lanza等（2004）将柑橘皮渣作为鸵鸟饲粮发现，其可减少肌肉中粗脂肪、蒸煮损失和粗灰分的含量，增加多不饱和脂肪酸的含量，与对照组相比，柑橘皮渣组鸵鸟肌肉中pH显著增加，饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸的含量较低，表明用柑橘皮渣作为鸵鸟饲粮对其肉品质无不良影响。Ognik等（2016）发现，200 g/t的Hsd对12周龄的火鸡无显著影响，但可以使12周龄后的火鸡血液中单核细胞百分比显著下降。王海良（2013）发现，在肉鸡的饲粮中添加Hsd可以显著提高日增重并促进免疫器官的生长，而Zohreh等（2015）发现，在鸡饲粮中添加不同浓度的甜橙皮提取物对脾脏和法氏囊的生长没有显著影响，但是可以提高新城疫病毒、禽流感、传染性法氏囊病和传染性支气管炎疫苗的抗体效价，进而提高免疫应答和抗病能力。

2.2 蛋禽 Iskender等（2017）于28周龄的洛曼白蛋鸡的基础饲粮中添加0.5 g/kg的Hsd发现，其可以降低卵黄胆固醇、血清胆固醇浓度和MDA含量，增加卵黄蛋白含量和提高GSH-Px、GSH和 SOD 活性（HN L 等，2014）。 Nazok 等（2010）研究了不同浓度的柑橘干果肉对25～37周龄的蛋鸡生产性能、血液生化及蛋品质的影响，发现0%～12%的柑橘干果肉对采食量、产蛋量、蛋壳厚度、蛋壳强度、蛋黄指数及蛋黄颜色等指标均无显著影响，16%的柑橘干果肉可使血清葡萄糖、高密度脂蛋白升高，胆固醇、低密度脂蛋白和甘油三酯含量降低（P ＜ 0.05）。 Wang等（2017）用富含 Hsd的柑橘渣饲喂四川白鹅发现，12%以下的处理组对鹅的生产性能和肌肉、皮下脂肪、皮肤以及腹部脂肪量无不良影响，且4%处理组的鹅平均日增重最高。杨志鹏等（2015）在1～21日龄四川白鹅的基础日粮中分别添加0、2%、4%、6%、8%和10%的柑橘皮渣发现，所有浓度对血清生化指标均无显著影响，6%柑橘皮渣组的料重比显著低于对照组，8%处理组血清高密度脂蛋白含量显著提高，因此，饲粮中添加6%的柑橘皮渣可以较好地促进四川白鹅的生长。综上所述，Hsd可以促进蛋禽生长并提高蛋品质，是一种潜在的家禽饲料添加剂，但是对于其添加剂量目前还没有明确规定。

3 小结

Hsd作为一种广泛存在于水果和蔬菜的黄酮类化合物，具有良好的抗氧化、抗炎等生理活性，并且可以有效提高家禽的肉品质和蛋品质，但是对于其具体作用机制研究较少，各个生长阶段的家禽饲粮中添加量尚未有明确规定，还需要进一步研究。