饲料维生素C、维生素E在水产动物免疫作用中的研究进展

浙江大学动物科学学院 尹 娜 邵庆均

当今水产养殖业追求优质高产，但在大规模高密度的养殖生产中往往会引起鱼体的抗应激能力下降，病害增多，成活率下降等问题。维生素是鱼体维持正常生命活动和生长所必须的微量营养素。大量研究表明，维生素C（VC）和维生素E（VE）是对鱼类免疫系统影响最大的两种维生素。

1 VC和VE的生理作用及机制

1.1 VC的生理作用及机制 VC是鱼和虾类所必需的营养成分之一，与激素合成、矿物质吸收、新陈代谢有密切关系，并且能够增强机体免疫力、预防坏血病、保护微血管、促进伤口愈合。VC在甲壳生长及蛋白质代谢中也起重要的作用。

1.1.1 参与体内的氧化还原反应 VC可脱氢成为脱氢抗坏血酸，在鱼体内脱氢抗坏血酸很容易被-SH基还原成还原型L-抗坏血酸自成一个氧化还原体系。Kanagu（2010）等试验表明，VC缺乏将导致新陈代谢紊乱。

1.1.2 免疫增强作用 VC能增强水产动物的免疫机能提高抗病力。其机制是VC对白细胞吞噬活性、抗体合成等都有激活作用。艾庆辉（2005）等研究表明，VC在一定范围内对体液免疫具有促进作用，但是过量或不足都将引起抑制作用。VC还能提高水产动物的抗应激能力。

1.1.3 参与细胞间质的形成 VC是脯氨酸羟基化酶的辅酶，有利于脯氨酸羟基化酶形成羟脯氨酸。由于羟脯氮酸是胶原蛋白中含量较多的成分，因此VC可促进胶原蛋白的合成，有助于促进胶原组织如骨、结缔组织、软骨、壳等细胞间质的形成。Soliman等（1994）的研究证明，当鱼虾摄人VC不足时，胶原蛋白的合成减少，引起毛细血管脆性增加，通透性增大，皮下、肌肉、胃肠黏膜出血，表现出坏血病症状。

1.1.4 对水产动物的繁育性能的作用 目前VC影响鱼虾繁殖力的作用机制尚不是很清楚。可能是在卵生成过程中或胚胎形成过程中由亲体传递给后代然后随着胶原的形成而消耗掉。

1.1.5 解毒作用 大剂量的VC可缓解铅、砷、铜、苯及某些细菌毒素进人体内造成毒害。其原理是VC是强还原剂。能将体内的氧化型谷胱甘肽转变为还原型谷胱甘肽，还原型谷胱甘肽与重金属离子结合而排出体外，保护了体内活性琉基而解毒。

1.1.6 参加体内其他代谢反应 VC参与叶酸转变为四氢叶酸、酪氨酸代谢过程及肾上腺皮质激素合成过程。VC是维持体内许多羟化酶活性所必需的，并且参与脯氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸等的羟基化反应。此外，VC还能促进肠道内铁的吸收。VC在消化道内能还原高价铁 （Fe3+）为低价铁（Fe2+），维持其还原状态，促进肠道对铁的吸收和铁在鱼体内的转运和利用。VC还能与VE、Se等营养成分协同作用，减轻水产动物体脂的过氧化作用。

1.2 VE的生理作用及机制 VE是水产动物重要的营养物质，其主要功能是消除体内多余的自由基，保护脂溶性细胞膜以及不饱和脂肪酸不被氧化，通过促进和调理免疫细胞的功能来提高动物体的免疫力。

1.2.1 抗氧化作用 VE的主要功能是非特异性的断链抗氧化。VE作为断链抗氧化剂可阻止自由基的反应，从而避免氧自由基对细胞膜磷脂和血浆脂蛋白的攻击。因此VE能够保证细胞膜结构和功能的完整性，同时也可以缓解氧自由基造成的应激。王建梅等（2003）报道，VE是机体重要的抗氧化物质。南美白对虾饵料中VE的添加量为100 mg／kg时，能使虾肝胰腺内的VC和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）的含量显著增加，发挥正常的抗氧化作用，增强南美白对虾对盐度突变的耐受力。

1.2.2 维持生育功能 VE具有调节动物机体新陈代谢以及性腺中类固醇类激素生物合成的作用，有利于促进水产动物的性腺发育。VE可以通过垂体前叶分泌促性腺激素调节性机能，增加卵巢机能，使卵泡黄体细胞增加，并且通过预防精子被氧化而直接对精子起保护作用。VE与动物生殖腺发育关系最密切，对鱼类的产卵生理及卵质等起着重要的作用。Lee和Shiau（2004）用添加不同剂量VC和VE的饲料投喂黄河鲈的研究表明，VE能够改善黄河鲈雄鱼精子的质量。张国辉等（2006）研究表明，当饲料中VE添加量达到200 mg／kg时，雌鳝的卵巢发育较好，性腺系数、产卵力和孵化率较高。雌鳝的繁殖性能明显改善。

1.2.3 调节免疫系统 VE对鱼类免疫系统的调节作用是近年来研究的热点。VE对不同抗原介导的体液免疫有选择性影响，研究表明这种影响具有剂量依赖性。Trushenski和Kohler（2007）的试验证明，VE可以影响免疫系统功能。一方面，VE可阻止过氧化反应和自由基对淋巴网状细胞的破坏作用，通过阻止花生四烯酸的氧化反应影响氧化磷酸化关键酶以及通过改变淋巴细胞膜受体功能来抑制前列腺素合成，增强体液免疫功能；另一方面，VE能够加强细胞免疫，提高细胞免疫能力增加嗜中性白细胞的数量。VE能有效地提高虾蟹的抗应激能力和免疫力。艾春香等（2008）报道，投喂添加了VE的饲料能显著提高中华绒螯蟹血清中环氧丙烷（PO）的活性（P＜0.05或P＜0.01），且随着VE添加量的增加，PO活性随之升高，其免疫功能增强。

1.2.4 抑制血小板增殖、凝集和血细胞黏附 VE除了直接的抗氧化功能外，还有特异性的分子功能。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着重要的作用。 VE还可以上调胞浆磷脂酶A2和环氧合酶的表达，这两种酶是花生四烯酸级联反应的限速酶，而花生四烯酸的过氧化反应是形成前列环素所必需的。所以VE与前列环素的释放有剂量依赖效应。前列环素是强有力的血小板凝集抑制剂和血管舒张剂。血管内皮细胞富含VE还可降低细胞间黏附因子和血管细胞黏附分子的表达从而抑制血细胞与内皮的黏附。

2 水产动物缺乏VC和VE的症状

2.1 水产动物缺乏VC的症状 很多研究表明，VC能够促进鱼类的生长发育，提高饲料效率，增加鱼类的免疫能力。如果鱼饲料中VC不足，鱼类得不到充足的VC供给，引起VC的缺乏，表现为食欲不振，游泳缓慢，生长缓慢，体型畸形等，严重时引起坏血病症状，导致生长不良，免疫力低下，但不同种类的鱼之间有一定差异。Soliman等（1994）报道，罗非鱼VC缺乏会出现惊厥、皮肤出血、突眼、尾鳍腐蚀、伤口愈合慢。网箱养殖的鲤鱼，小部分鲤鱼出现鳃盖凹凸不平，呈拱状形，严重者脊椎弯曲变软，大部分鲤鱼生长缓慢、烂鳃、皮肤腐烂、体表出血、不易愈合、易感染水霉等疾病而死亡，成活率低。Chavzde等（1990）试验表明，鲡鱼鱼苗生长减慢，鳃盖变短，体色变黑，突眼，眼、头、鳍出血，腹部肿胀，皮肤和鳍腐烂，鳞片脱落，脊柱侧凸。鲑鳟鱼类饲喂含VC缺乏的饲料后，头和鳍的支持软骨异常，脊椎畸形，并在前期出现非特异症状如厌食、嗜睡、腹水以及出血性突眼症。曾永亮（1998）报道对虾在摄食缺VC的饲料后，出现生长减慢、软壳、蜕皮周期延长等症状。Magarell和 Hunter（1999）报道，对虾VC 缺乏可发生黑斑病，并在24～72 h内死亡。症状表现为外壳下层、腹部、鳃甚至肠的结缔组织发生黑色素化病变。李爱杰（1998）试验表明，VC缺乏时对虾蜕壳频率降低，周期延长，鳃浑浊，死亡率高。这是由于虾壳硬化是经一种外壳蛋白与苯醌的交联作用形成的。苯醌是由酪氨酸酶催化，氧化苯酚产生，此过程必有VC参与。

2.2 水产动物缺乏VE的症状 VE作为一种重要的营养成分对维持动物机体正常代谢过程和生理功能具有重要的作用，主要表现在抗氧化、抗不育、抗病力、抗应激能力以及提高繁殖力和机体的免疫力等方面。研究表明，大西洋鲑（Poston等，1976）、斑点叉尾 （Wilson，1984）、虹鳟（Moccia，1984）、草鱼（Takeuchi，1992）、罗非鱼摄食 VE 缺乏的日粮后出现贫血、肌营养不良、渗出性素质、胰腺萎缩和肝脏腊样质沉着等病理变化。Watanabe和 Takashima（1970）报道，鲤在 VE 缺乏时会出现生长不良和肌肉萎缩，严重时甚至导致死亡。

VE缺乏时，鱼体对外界的免疫力下降，淋巴细胞对促细胞分裂素的反应降低。VE能有效地提高虾蟹的抗应激能力及其免疫力。对已患病的虾蟹群体，补充适量VE不仅可以降低虾蟹死亡率，并且能促使其早日恢复健康 （Lee和Shiau，2004）。艾春香等（2008）报道，投喂添加了VE的饲料能显著提高中华绒螯蟹血清中环氧丙烷（PO）活性（P ＜ 0.05 或 P ＜ 0.O1），且随着 VE 添加量的增加，PO活性随之升高增强其免疫功能。

3 VC和VE的免疫机制和抗病机制

已经有大量的研究来评价饲料中VE和VC或者它们的混合物对鱼类免疫功能和鱼类抗病力方面的作用。 Ortuno（2001）和 Lim 等（2006）试验证明，饲料中如果缺乏VE和VC能够降低鱼类的免疫反应并且能够增加鱼类被细菌感染的可能性。

3.1 VC的免疫机制 VC能增强水产动物的免疫。其机制是VC可能对白细胞吞噬活性、网状内皮系统的功能、抗体合成等有激活作用。

VC之所以能够提高鱼类的免疫力主要有以下几个原因：（1）VC是细胞液中清除自由基的第一道屏障 （Chie 和 Hwang，2001）；（2）VC 能够防治脂肪酸的过氧化，从而使细胞膜免受损害，有利于免疫功能的发挥（Ortuno 等，1999）；（3）VC 能够保护VE使其正常发挥生理功能 （Munlero等，1998）；（4）VC 可以抑制组氨酸脱羧酶的诱导，从而减少组胺合成，提高鱼类免疫力。Li和Lovell（1985）发现，用不含VC的饲料投喂斑点叉尾鮰.其血清溶解红细胞（SRBC）的溶血活性明显低于投喂含VC的饲料。在饲料高水平VC组（3000 mg/kg），鱼体血清补体的溶血活性是低水平组（30 mg/kg或 300 mg/kg）的 2 倍。 Hardie等（1991）等对大西洋鲑的研究也有类似结果。大西洋鲑血清补体的溶血活性随饲料VC水平的增加而增加。宋学宏等（2002）发现，异育银鲫的血清补体活性随饲料VC含量的增加而明显提高。当每千克饲料中VC含量600 mg时血清补体活性最高。Verlhac等（1996）发现，高水平VC的饲料能显著提高虹鳟的溶菌酶活性和巨噬细胞的吞噬活力。

VC能够影响鱼类的免疫系统。但是针对不同鱼类，VC的最适添加量，亦即能够刺激鱼体产生最佳免疫反应的VC量、处理时间、处理温度和其他环境因子之间的关系等一系列问题还有待进一步研究。

3.2 VE的免疫机制和抗病机制 许多研究证明VE能提高水产动物的免疫能力。一方面，VE能够阻止过氧化反应和自由基对淋巴网状细胞的破坏作用，通过阻止花生四烯酸的氧化反应影响氧化磷酸化关键酶和改变淋巴细胞膜受体功能来抑制前列腺素合成，增强体液免疫；另一方面，VE能加强细胞免疫，提高细胞免疫能力和增加嗜中性白细胞的数量。

陈瑷和周玫（1985）研究证明，VE是脂溶性自由基链锁反应的阻断抗氧化剂，其酚基上的氢原子在自由基反应中作为供氢体阻断自由基链锁反应，从而阻止脂质过氧化。VE缺乏必然会导致鱼体内自由基链锁反应加剧，发生脂质过氧化反应，其氧化产物如丙二醛能够与肌肉蛋白质结合引起蛋白质分子内或分子间交联，导致蛋白质变性，结构破坏，从而造成骨骼肌损伤。另一方面，VE缺乏可导致鲤鱼胰腺变性、坏死和萎缩，而胰岛分泌的胰岛素能刺激靶细胞的葡萄糖氧化作用、糖原生成、ATP形成和脂肪生成，抑制蛋白质的分解，促进肌蛋白的合成，对骨骼肌营养代谢具有重要的调节作用（张增明，1984）。因此，胰腺的严重损伤必然会导致胰岛素的分泌量减少，蛋白质的合成受阻，而分解作用加强，表现为肌纤维萎缩、变细。由于以上这两方面的原因所致，形态学上表现为特征性的“瘦背症”。

4 VC和VE之间的关系

VE和VC是水产养殖生物中必要的营养元素，并且是很重要的抗氧化剂。大量研究已经证明这两种维生素是营养元素中参与免疫反应的最主要的元素。它们单独使用时都可以增强水产动物的免疫力，有很多研究已经表明在免疫方面VC和VE之间具有节约作用。Sealey和Shiau等（2002）试验证明，它们在增强动物免疫力方面具有协同作用。Shian和Hsu（2002）以罗非鱼为试验对象，在最适VC水平和3倍的最适水平下，分别添加和不添加VE，结果表明在高水平的VC的条件下，即使不添加VE，试验鱼的生长和饲料转化率与添加组之间也没有显著差异，这说明VC对VE的节约效应，二者的适宜含量可显著提高鱼类的免疫力和抗病力。

Mediha（2008）研究表明，在鲶鱼的生长和饲料利用效率上VC和VE之间没有显著的关系。但是在缺乏VC造成的骨骼畸形方面，试验结果表明VE对VC具有节约作用。在基础日粮中添加50 mg/kg或者500 mg/kg的VE能够缓解VC的缺乏症。

5 结论

VC和VE对提高水产动物免疫功能，主要作用机理是通过提高水产动物的非特异性免疫功能来增强水产动物的抗应激、感染能力，从而提高其生产性能。这种免疫增强剂具有作用广泛、特性稳定、安全高效等的特点，适宜作为饲料添加剂来替代抗生素对水产动物进行免疫调节。

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