飼料維生素C、維生素E在水產動物免疫作用中的研究進展

浙江大學動物科學學院 尹 娜 邵慶均

當今水產養殖業追求優質高產，但在大規模高密度的養殖生產中往往會引起魚體的抗應激能力下降，病害增多，成活率下降等問題。維生素是魚體維持正常生命活動和生長所必須的微量營養素。大量研究表明，維生素C（VC）和維生素E（VE）是對魚類免疫系統影響最大的兩種維生素。

1 VC和VE的生理作用及機制

1.1 VC的生理作用及機制 VC是魚和蝦類所必需的營養成分之一，與激素合成、礦物質吸收、新陳代謝有密切關系，并且能夠增強機體免疫力、預防壞血病、保護微血管、促進傷口愈合。VC在甲殼生長及蛋白質代謝中也起重要的作用。

1.1.1 參與體內的氧化還原反應 VC可脫氫成為脫氫抗壞血酸，在魚體內脫氫抗壞血酸很容易被-SH基還原成還原型L-抗壞血酸自成一個氧化還原體系。Kanagu（2010）等試驗表明，VC缺乏將導致新陳代謝紊亂。

1.1.2 免疫增強作用 VC能增強水產動物的免疫機能提高抗病力。其機制是VC對白細胞吞噬活性、抗體合成等都有激活作用。艾慶輝（2005）等研究表明，VC在一定范圍內對體液免疫具有促進作用，但是過量或不足都將引起抑制作用。VC還能提高水產動物的抗應激能力。

1.1.3 參與細胞間質的形成 VC是脯氨酸羥基化酶的輔酶，有利于脯氨酸羥基化酶形成羥脯氨酸。由于羥脯氮酸是膠原蛋白中含量較多的成分，因此VC可促進膠原蛋白的合成，有助于促進膠原組織如骨、結締組織、軟骨、殼等細胞間質的形成。Soliman等（1994）的研究證明，當魚蝦攝人VC不足時，膠原蛋白的合成減少，引起毛細血管脆性增加，通透性增大，皮下、肌肉、胃腸黏膜出血，表現出壞血病癥狀。

1.1.4 對水產動物的繁育性能的作用 目前VC影響魚蝦繁殖力的作用機制尚不是很清楚?？赡苁窃诼焉蛇^程中或胚胎形成過程中由親體傳遞給后代然后隨著膠原的形成而消耗掉。

1.1.5 解毒作用 大劑量的VC可緩解鉛、砷、銅、苯及某些細菌毒素進人體內造成毒害。其原理是VC是強還原劑。能將體內的氧化型谷胱甘肽轉變為還原型谷胱甘肽，還原型谷胱甘肽與重金屬離子結合而排出體外，保護了體內活性琉基而解毒。

1.1.6 參加體內其他代謝反應 VC參與葉酸轉變為四氫葉酸、酪氨酸代謝過程及腎上腺皮質激素合成過程。VC是維持體內許多羥化酶活性所必需的，并且參與脯氨酸、苯丙氨酸和賴氨酸等的羥基化反應。此外，VC還能促進腸道內鐵的吸收。VC在消化道內能還原高價鐵 （Fe3+）為低價鐵（Fe2+），維持其還原狀態，促進腸道對鐵的吸收和鐵在魚體內的轉運和利用。VC還能與VE、Se等營養成分協同作用，減輕水產動物體脂的過氧化作用。

1.2 VE的生理作用及機制 VE是水產動物重要的營養物質，其主要功能是消除體內多余的自由基，保護脂溶性細胞膜以及不飽和脂肪酸不被氧化，通過促進和調理免疫細胞的功能來提高動物體的免疫力。

1.2.1 抗氧化作用 VE的主要功能是非特異性的斷鏈抗氧化。VE作為斷鏈抗氧化劑可阻止自由基的反應，從而避免氧自由基對細胞膜磷脂和血漿脂蛋白的攻擊。因此VE能夠保證細胞膜結構和功能的完整性，同時也可以緩解氧自由基造成的應激。王建梅等（2003）報道，VE是機體重要的抗氧化物質。南美白對蝦餌料中VE的添加量為100 mg／kg時，能使蝦肝胰腺內的VC和煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）的含量顯著增加，發揮正常的抗氧化作用，增強南美白對蝦對鹽度突變的耐受力。

1.2.2 維持生育功能 VE具有調節動物機體新陳代謝以及性腺中類固醇類激素生物合成的作用，有利于促進水產動物的性腺發育。VE可以通過垂體前葉分泌促性腺激素調節性機能，增加卵巢機能，使卵泡黃體細胞增加，并且通過預防精子被氧化而直接對精子起保護作用。VE與動物生殖腺發育關系最密切，對魚類的產卵生理及卵質等起著重要的作用。Lee和Shiau（2004）用添加不同劑量VC和VE的飼料投喂黃河鱸的研究表明，VE能夠改善黃河鱸雄魚精子的質量。張國輝等（2006）研究表明，當飼料中VE添加量達到200 mg／kg時，雌鱔的卵巢發育較好，性腺系數、產卵力和孵化率較高。雌鱔的繁殖性能明顯改善。

1.2.3 調節免疫系統 VE對魚類免疫系統的調節作用是近年來研究的熱點。VE對不同抗原介導的體液免疫有選擇性影響，研究表明這種影響具有劑量依賴性。Trushenski和Kohler（2007）的試驗證明，VE可以影響免疫系統功能。一方面，VE可阻止過氧化反應和自由基對淋巴網狀細胞的破壞作用，通過阻止花生四烯酸的氧化反應影響氧化磷酸化關鍵酶以及通過改變淋巴細胞膜受體功能來抑制前列腺素合成，增強體液免疫功能；另一方面，VE能夠加強細胞免疫，提高細胞免疫能力增加嗜中性白細胞的數量。VE能有效地提高蝦蟹的抗應激能力和免疫力。艾春香等（2008）報道，投喂添加了VE的飼料能顯著提高中華絨螯蟹血清中環氧丙烷（PO）的活性（P＜0.05或P＜0.01），且隨著VE添加量的增加，PO活性隨之升高，其免疫功能增強。

1.2.4 抑制血小板增殖、凝集和血細胞黏附 VE除了直接的抗氧化功能外，還有特異性的分子功能。它能抑制蛋白激酶C的活性。蛋白激酶C在血小板增殖和分化中起著重要的作用。 VE還可以上調胞漿磷脂酶A2和環氧合酶的表達，這兩種酶是花生四烯酸級聯反應的限速酶，而花生四烯酸的過氧化反應是形成前列環素所必需的。所以VE與前列環素的釋放有劑量依賴效應。前列環素是強有力的血小板凝集抑制劑和血管舒張劑。血管內皮細胞富含VE還可降低細胞間黏附因子和血管細胞黏附分子的表達從而抑制血細胞與內皮的黏附。

2 水產動物缺乏VC和VE的癥狀

2.1 水產動物缺乏VC的癥狀 很多研究表明，VC能夠促進魚類的生長發育，提高飼料效率，增加魚類的免疫能力。如果魚飼料中VC不足，魚類得不到充足的VC供給，引起VC的缺乏，表現為食欲不振，游泳緩慢，生長緩慢，體型畸形等，嚴重時引起壞血病癥狀，導致生長不良，免疫力低下，但不同種類的魚之間有一定差異。Soliman等（1994）報道，羅非魚VC缺乏會出現驚厥、皮膚出血、突眼、尾鰭腐蝕、傷口愈合慢。網箱養殖的鯉魚，小部分鯉魚出現鰓蓋凹凸不平，呈拱狀形，嚴重者脊椎彎曲變軟，大部分鯉魚生長緩慢、爛鰓、皮膚腐爛、體表出血、不易愈合、易感染水霉等疾病而死亡，成活率低。Chavzde等（1990）試驗表明，鱺魚魚苗生長減慢，鰓蓋變短，體色變黑，突眼，眼、頭、鰭出血，腹部腫脹，皮膚和鰭腐爛，鱗片脫落，脊柱側凸。鮭鱒魚類飼喂含VC缺乏的飼料后，頭和鰭的支持軟骨異常，脊椎畸形，并在前期出現非特異癥狀如厭食、嗜睡、腹水以及出血性突眼癥。曾永亮（1998）報道對蝦在攝食缺VC的飼料后，出現生長減慢、軟殼、蛻皮周期延長等癥狀。Magarell和 Hunter（1999）報道，對蝦VC 缺乏可發生黑斑病，并在24～72 h內死亡。癥狀表現為外殼下層、腹部、鰓甚至腸的結締組織發生黑色素化病變。李愛杰（1998）試驗表明，VC缺乏時對蝦蛻殼頻率降低，周期延長，鰓渾濁，死亡率高。這是由于蝦殼硬化是經一種外殼蛋白與苯醌的交聯作用形成的。苯醌是由酪氨酸酶催化，氧化苯酚產生，此過程必有VC參與。

2.2 水產動物缺乏VE的癥狀 VE作為一種重要的營養成分對維持動物機體正常代謝過程和生理功能具有重要的作用，主要表現在抗氧化、抗不育、抗病力、抗應激能力以及提高繁殖力和機體的免疫力等方面。研究表明，大西洋鮭（Poston等，1976）、斑點叉尾 （Wilson，1984）、虹鱒（Moccia，1984）、草魚（Takeuchi，1992）、羅非魚攝食 VE 缺乏的日糧后出現貧血、肌營養不良、滲出性素質、胰腺萎縮和肝臟臘樣質沉著等病理變化。Watanabe和 Takashima（1970）報道，鯉在 VE 缺乏時會出現生長不良和肌肉萎縮，嚴重時甚至導致死亡。

VE缺乏時，魚體對外界的免疫力下降，淋巴細胞對促細胞分裂素的反應降低。VE能有效地提高蝦蟹的抗應激能力及其免疫力。對已患病的蝦蟹群體，補充適量VE不僅可以降低蝦蟹死亡率，并且能促使其早日恢復健康 （Lee和Shiau，2004）。艾春香等（2008）報道，投喂添加了VE的飼料能顯著提高中華絨螯蟹血清中環氧丙烷（PO）活性（P ＜ 0.05 或 P ＜ 0.O1），且隨著 VE 添加量的增加，PO活性隨之升高增強其免疫功能。

3 VC和VE的免疫機制和抗病機制

已經有大量的研究來評價飼料中VE和VC或者它們的混合物對魚類免疫功能和魚類抗病力方面的作用。 Ortuno（2001）和 Lim 等（2006）試驗證明，飼料中如果缺乏VE和VC能夠降低魚類的免疫反應并且能夠增加魚類被細菌感染的可能性。

3.1 VC的免疫機制 VC能增強水產動物的免疫。其機制是VC可能對白細胞吞噬活性、網狀內皮系統的功能、抗體合成等有激活作用。

VC之所以能夠提高魚類的免疫力主要有以下幾個原因：（1）VC是細胞液中清除自由基的第一道屏障 （Chie 和 Hwang，2001）；（2）VC 能夠防治脂肪酸的過氧化，從而使細胞膜免受損害，有利于免疫功能的發揮（Ortuno 等，1999）；（3）VC 能夠保護VE使其正常發揮生理功能 （Munlero等，1998）；（4）VC 可以抑制組氨酸脫羧酶的誘導，從而減少組胺合成，提高魚類免疫力。Li和Lovell（1985）發現，用不含VC的飼料投喂斑點叉尾鮰.其血清溶解紅細胞（SRBC）的溶血活性明顯低于投喂含VC的飼料。在飼料高水平VC組（3000 mg/kg），魚體血清補體的溶血活性是低水平組（30 mg/kg或 300 mg/kg）的 2 倍。 Hardie等（1991）等對大西洋鮭的研究也有類似結果。大西洋鮭血清補體的溶血活性隨飼料VC水平的增加而增加。宋學宏等（2002）發現，異育銀鯽的血清補體活性隨飼料VC含量的增加而明顯提高。當每千克飼料中VC含量600 mg時血清補體活性最高。Verlhac等（1996）發現，高水平VC的飼料能顯著提高虹鱒的溶菌酶活性和巨噬細胞的吞噬活力。

VC能夠影響魚類的免疫系統。但是針對不同魚類，VC的最適添加量，亦即能夠刺激魚體產生最佳免疫反應的VC量、處理時間、處理溫度和其他環境因子之間的關系等一系列問題還有待進一步研究。

3.2 VE的免疫機制和抗病機制 許多研究證明VE能提高水產動物的免疫能力。一方面，VE能夠阻止過氧化反應和自由基對淋巴網狀細胞的破壞作用，通過阻止花生四烯酸的氧化反應影響氧化磷酸化關鍵酶和改變淋巴細胞膜受體功能來抑制前列腺素合成，增強體液免疫；另一方面，VE能加強細胞免疫，提高細胞免疫能力和增加嗜中性白細胞的數量。

陳璦和周玫（1985）研究證明，VE是脂溶性自由基鏈鎖反應的阻斷抗氧化劑，其酚基上的氫原子在自由基反應中作為供氫體阻斷自由基鏈鎖反應，從而阻止脂質過氧化。VE缺乏必然會導致魚體內自由基鏈鎖反應加劇，發生脂質過氧化反應，其氧化產物如丙二醛能夠與肌肉蛋白質結合引起蛋白質分子內或分子間交聯，導致蛋白質變性，結構破壞，從而造成骨骼肌損傷。另一方面，VE缺乏可導致鯉魚胰腺變性、壞死和萎縮，而胰島分泌的胰島素能刺激靶細胞的葡萄糖氧化作用、糖原生成、ATP形成和脂肪生成，抑制蛋白質的分解，促進肌蛋白的合成，對骨骼肌營養代謝具有重要的調節作用（張增明，1984）。因此，胰腺的嚴重損傷必然會導致胰島素的分泌量減少，蛋白質的合成受阻，而分解作用加強，表現為肌纖維萎縮、變細。由于以上這兩方面的原因所致，形態學上表現為特征性的“瘦背癥”。

4 VC和VE之間的關系

VE和VC是水產養殖生物中必要的營養元素，并且是很重要的抗氧化劑。大量研究已經證明這兩種維生素是營養元素中參與免疫反應的最主要的元素。它們單獨使用時都可以增強水產動物的免疫力，有很多研究已經表明在免疫方面VC和VE之間具有節約作用。Sealey和Shiau等（2002）試驗證明，它們在增強動物免疫力方面具有協同作用。Shian和Hsu（2002）以羅非魚為試驗對象，在最適VC水平和3倍的最適水平下，分別添加和不添加VE，結果表明在高水平的VC的條件下，即使不添加VE，試驗魚的生長和飼料轉化率與添加組之間也沒有顯著差異，這說明VC對VE的節約效應，二者的適宜含量可顯著提高魚類的免疫力和抗病力。

Mediha（2008）研究表明，在鯰魚的生長和飼料利用效率上VC和VE之間沒有顯著的關系。但是在缺乏VC造成的骨骼畸形方面，試驗結果表明VE對VC具有節約作用。在基礎日糧中添加50 mg/kg或者500 mg/kg的VE能夠緩解VC的缺乏癥。

5 結論

VC和VE對提高水產動物免疫功能，主要作用機理是通過提高水產動物的非特異性免疫功能來增強水產動物的抗應激、感染能力，從而提高其生產性能。這種免疫增強劑具有作用廣泛、特性穩定、安全高效等的特點，適宜作為飼料添加劑來替代抗生素對水產動物進行免疫調節。

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