維生素E是維持動物正常生理機(jī)能必不可少的低分子有機(jī)化合物,它在家兔體內(nèi)發(fā)揮著重要的生物學(xué)功能。過去的研究表明,維生素E在提高家兔的繁殖力、預(yù)防不孕癥、提高機(jī)體免疫力和抗應(yīng)激能力,以及促進(jìn)生長方面均發(fā)揮著重要的作用。近年來,隨著營養(yǎng)學(xué)和免疫學(xué)的發(fā)展,維生素E對家畜的生物學(xué)作用再次受到研究者的關(guān)注,但目前對維生素E的研究甚少,因此,本文就當(dāng)前維生素E研究的成果加以闡述,以引起家兔生產(chǎn)中維生素E的重視。 一、理化性質(zhì)及吸收代謝
1、維生素E的理化性質(zhì)
維生素E亦稱生育酚(Tocopheral),是一組有生物活性的、化學(xué)結(jié)構(gòu)相近的酚類化合物的總稱。自Evans和Bishop于 1922年發(fā)現(xiàn)并命名以來,到目前為止已發(fā)現(xiàn)至少有8種具有維生素E活性的化合物,它們之間的區(qū)別在于其分子中酚環(huán)上甲基的數(shù)目和位置不同。按其結(jié)構(gòu)可分為生育酚和生育三烯酚兩大類,每類又包括α、β、γ、δ四種。其中以α-生育酚的生物活性最強(qiáng),效價(jià)最高,所以一般所指維生素E即α一生育酚。α一生育酚不穩(wěn)定,常以酯的形式存在,維生素E的活性用國際單位(IU)來度量,1mg DL-α一生育酚乙酸酯為一個(gè)IU。α一生育酚分子式為C29H50O2外觀為淡黃色粘稠油狀物,不溶于水,易溶于乙醇、丙酮、四氯化碳、乙醚等有機(jī)溶劑和油脂,無氧條件下加熱200℃仍然穩(wěn)定,l00℃以下不受無機(jī)酸的影響,堿對它無破壞作用,暴露于氧、紫外線等條件下易被破壞?,F(xiàn)研制出的維生素E商品制劑有:生育酚(含98%DL一α 一生育酚,常做標(biāo)準(zhǔn)用);飼用維生素E濃縮物(含DL—α一生育酚,不低于25%或50%);生育酚醋酸酯油劑(1%,30%,50%,為藥典試劑);有用維生素E油劑(含α一生育酚醋酸酯25%左右);飼料微膠囊(含25%左右α一生育酚醋酸酯微膠囊)。
2、維生素E的吸收與代謝 維生素E屬于脂溶性維生素,它的吸收必須有脂肪的存在。α一生育酚可被小腸直接吸收,酯化維生素E必經(jīng)酯酶水解后再被吸收。食物脂肪在小腸中被脂肪酶水解,生成甘油一酯和脂肪酸等產(chǎn)物,甘油一酯再與膽堿結(jié)合形成膽鹽微膠粒,維生素E及游離脂肪酸、膽固醇等都溶解于微膠粒的內(nèi)部溶液中,然后進(jìn)入腸淋巴細(xì)胞。維生素E被吸收后,經(jīng)門靜脈直接送至肝臟,再經(jīng)肝臟重分泌作用釋放出來,肝臟攝入含維生素E的乳糜后,維生素E釋放進(jìn)入極低密度脂蛋白(VLDL),同時(shí)分別進(jìn)入低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL)中,而后出現(xiàn)在血漿中,隨血液中β一脂蛋白在體內(nèi)運(yùn)輸。體組織中α-生育酚濃度和飼料中維生素E的濃度有直接關(guān)系。維生素E在組織中積聚的順序是:心>腿>肌肉>腦,在網(wǎng)狀細(xì)胞中α一生育酚主要分布在線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中,最后動物體內(nèi)的。α一生育酚經(jīng)代謝途徑轉(zhuǎn)化為喪失生物活性的生育酚。
二、維生素E的生物學(xué)功能
1、維生素E的抗氧化作用
維生素E在動物體內(nèi)有著廣泛的生物學(xué)功能,它與動物的繁殖、神經(jīng)系統(tǒng)。免疫系統(tǒng)等組織器官的正常生理功能有關(guān),而這些功能是通過維生素E的抗氧化作用來實(shí)現(xiàn)。
動物機(jī)體因細(xì)胞活動和各種應(yīng)激而產(chǎn)生許多自由基,如正常需氧細(xì)胞的代謝活動產(chǎn)生高活性氧:如超氧離子(O2-)、羥自由基(OH-)、過氧化氫(H2O2)等。前列腺素合成雖然需要這些過氧化物,但體內(nèi)如積累過多自由基,則會攻擊各種生物膜(細(xì)胞膜及亞細(xì)胞膜)上所含有的大量不飽和脂肪酸,誘發(fā)脂質(zhì)過氧化反應(yīng)(LPO),破壞膜的正常結(jié)構(gòu),膜的結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)一步造成膜的流動性改變、膜穿孔及破壞等,從而造成細(xì)胞內(nèi)液外流;所產(chǎn)生的大量脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物,如丙二醇(MDA),不僅能通過生物膜中多不飽和脂肪酸的過氧化而引起細(xì)胞損傷,而且能通過脂質(zhì)過氧化物的分解產(chǎn)物引起細(xì)胞損傷。
動物機(jī)體抗氧化途徑主要有兩類:一是清除性抗氧化劑,如超氧化物歧化酶(SOD);二是斷鏈性抗氧化劑。維生素E屬于外源性斷鏈抗氧化劑,它的第六位碳原子上的羥基極易被氧化,故具有很強(qiáng)的還原性。維生素E定位于細(xì)胞膜,通過清除自由基而終止過氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng),保護(hù)細(xì)胞膜性結(jié)構(gòu)中磷脂的不飽和脂肪酸不被氧化,從而維持膜性結(jié)構(gòu)和功能的完整。
2、維生素E的免疫功能
目前對維生素E促免疫的機(jī)理還存在爭議,多數(shù)人認(rèn)為有兩條途徑:一是通過維生素E的抗氧化作用而影響機(jī)體的免疫功偉。有研究證明維生素E在免疫細(xì)胞的生物膜上的濃度最高,而免疫細(xì)胞上的磷脂分子不飽和脂肪酸含量也高,其碳鏈的長短及不飽和程度與生物膜的流動性有密切關(guān)系。維生素E能防止體內(nèi)產(chǎn)生過量的自由基損害生物膜,保護(hù)生物膜的正常流動性,從而保護(hù)免疫細(xì)胞發(fā)揮正常生理功能,并增強(qiáng)體液免疫和細(xì)胞免疫。二是通過降低前列腺素(PG)來產(chǎn)生。前列腺素尤其是前列腺素一2(PGE2)對免疫反應(yīng)有抑制作用,PG是以花生四烯酸為前體,在細(xì)胞膜上由環(huán)加氧酶、異構(gòu)酶和過氧化酶等多種酶組成的合成酶系催化作用下合成的,維生素E可阻止花生四烯酸的氧化反應(yīng),影響氧化磷酸化關(guān)鏈酶(輔酶Q和細(xì)胞色素的生物合成)來改變淋巴細(xì)胞膜受體功能來抑制環(huán)加氧酶通路中的前列腺素的生物合成。通過刺激輔酶Q的合成,維生素E還可增加網(wǎng)狀內(nèi)皮細(xì)胞中吞噬細(xì)胞的吞噬力,提高細(xì)胞免疫功能和嗜中性白細(xì)胞殺傷金黃色葡萄球菌及大腸桿菌的能力。另外,前列腺素合成的部位在細(xì)胞膜上,而合成酶系在微粒體中,維生素E可通過保護(hù)亞細(xì)胞膜的完整性而阻止前列腺素合成酶系向細(xì)胞質(zhì)中釋放,抑制前列腺素的合成,從而抑制淋巴器官的環(huán)腺音酸含量的增加,保護(hù)免疫功能,但其中的具體機(jī)制還有待證明。
維生素E對其他家畜的免疫保健作用已得到證明,但國內(nèi)外對維生素E在家兔免疫保健作用的研究卻極少。文杰(1996)報(bào)道,肉雞口糧中添加80mg/kg維生素E比20mg/kg的添加量有較高的血清新城疫抗體效價(jià)。但維生素E對體液免疫反應(yīng)的影響與抗原種類、畜種等因素有關(guān)。Red打等(1987)發(fā)現(xiàn),牛飼料中每添加125至500lV的α一生育酚,可提高T一細(xì)胞和B一細(xì)胞的有絲分裂速度。Reffett等(1988)發(fā)現(xiàn)添加α一生育酚的小羊羔在到流感病毒再次侵襲時(shí),可產(chǎn)生較高的抗體滴度。Poplowski等(1980)試驗(yàn)表明,添加α一生育酚和硒可增強(qiáng)豬的免疫球蛋白生成。而且,Hnyek(1989)發(fā)現(xiàn)。α一生育酚不但可以提高抗體應(yīng)答還可通過母畜將免疫球蛋白直接傳遞給子代。
3、維生素E對肉品質(zhì)的影響
維生素E可防止脂肪氧化,減少膽固醇氧化,穩(wěn)定肉色,延長肉品貨架期。肉品顏色變壞是由于氧化反應(yīng)而導(dǎo)致肉品中正鐵血紅蛋白水平升高。α一生育酚可以通過直接抑制脂肪氧化而間接保護(hù)氧化肌紅蛋白,從而起到穩(wěn)定肉色的作用。肉品酸敗氣味的來源是肌肉系統(tǒng)中不飽和磷脂的雙鍵斷裂所產(chǎn)生的醛、酮、醇等氧化產(chǎn)物,而維生素E可通過對磷脂酶人的抑制作用來防止這些產(chǎn)物的生成。從而減少肉品異味。Cheah(1995)發(fā)現(xiàn),口糧添加維生素E可提高肌肉系水力,并可明顯降低CaZ釋放量,降低糖酵解速度,抑制線粒體中磷脂酶A。的活性,從而防止豬PSE肉的產(chǎn)生。如今實(shí)際生產(chǎn)中,維生素E在改善豬肉顏色和降低豬肉滴水損失及防止豬PSE肉都有應(yīng)用。
4、維生素E的其他作用
維生素E還是一種天然的飼料抗氧化劑,可以以飼料添加劑形式加人家兔飼料中,保護(hù)飼料中的維生素A及一些不飽和脂肪酸不被氧化。
三、維生素E和其它營養(yǎng)素的關(guān)系
1、維生素E與硒的關(guān)系
至今為止,維生素E與硒的關(guān)系研究得最清楚,二者在保護(hù)細(xì)胞膜正常脂質(zhì)結(jié)構(gòu)的抗氧化作用中起協(xié)同作用。硒是谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)的一種組成成分,硒的生理功能是以GSH-Px的形式發(fā)揮抗氧化作用,維生素E主要是阻止不飽和脂肪酸被氧化成水合過氧化物,而谷脫音肽過氧化物酶則是將已產(chǎn)生的水合過氧化物迅速分解成醇和水,二者協(xié)同共同完成保護(hù)細(xì)胞膜的作用,故維生素E是發(fā)揮防止過氧化物生成的第一道防線,而含硒的GSH-Px第二道防線的作用。因此,日糧維生素E充足可減輕對硒的需要。對幼兔白肌病、雛雞滲出性素質(zhì)癥、豬肝壞死及家兔繁殖機(jī)能障礙等,維生素E與硒二者均具防治功能,但二者并不能完全替代。
2、維生素E與維生素C的關(guān)系
維生素C(抗壞血酸)是細(xì)胞外液中最重要的抗氧化劑,它與維生素E協(xié)同清除體內(nèi)的過氧化反應(yīng)而產(chǎn)生的自由基,提高機(jī)體抗應(yīng)激和抗氧化能力。在充足的維生素C存在下,α一氧化生育酚可在一定限度內(nèi)與α一生育酚發(fā)生可逆性轉(zhuǎn)化,繼續(xù)發(fā)生作用,維生素E也可促進(jìn)維生素C在動物體內(nèi)的合成,但目前二者關(guān)系的研究還有很多矛盾。
3、維生素E與維生素A的關(guān)系
維生素E與維生素A都是脂溶性維生素,但維生素A抑制維生素E的吸收,日糧中高水平維生素A可降低血漿和體脂中的維生素E水平。錫林(1998)報(bào)道,血漿、肝臟中的生育酚濃度明顯受維生素E和維生素A水平的影響。日糧高水平維生素A,可導(dǎo)致血漿中α一生育酚的濃度降低。二者的拮抗作用可能與脂溶性維生素競爭共同的微團(tuán)吸收位點(diǎn)和維生素E抗維生素A氧化有關(guān),并且也有人認(rèn)為維生素E與其它脂溶性維生素之間也存在競爭微團(tuán)吸收位點(diǎn)的關(guān)系。還有人認(rèn)為維生素A與維生素E拮抗作用是促進(jìn)硒的吸收,減少維生素E的吸收。有報(bào)道說,當(dāng)日糧中維生素D、維生素K嚴(yán)重缺乏時(shí),飼用高劑量的維生素E,將分別產(chǎn)生佝僂病和血凝等癥狀(March等,1973;Murohuy等,1981;Franchini等,1988)。Foyosaki(1992)報(bào)道維生素比也與維生素E抗氧化起協(xié)同作用,但二者如何協(xié)同尚不清楚。
4、維生素E與其它營養(yǎng)素的關(guān)系
日糧中不飽和脂肪酸及其氧化產(chǎn)物,可通過干擾膠粒微團(tuán)的形成,降低維生素E的吸收,有人證明1g不飽和脂肪酸會破壞3IU的維生素E。含硫氨基酸的代謝產(chǎn)物,對維持機(jī)體正常生理功能具有重要作用,含硫氨基酸可防止肝壞死,當(dāng)日糧中的含硫氨基酸含量高時(shí),可減少維生素E的用量。如還原型谷胱甘肽具抗氧化作用,可與維生素E協(xié)同作用。
四、維生素E的缺乏與過量
1、維生素E缺乏
飼糧維生素E不足,家兔的生殖機(jī)能發(fā)生障礙。母兔受胎率下降,卵巢功能紊亂和死服。公兔精液品質(zhì)下降,睪丸退化。新生仔兔易死亡。有報(bào)道認(rèn)為,日糧維生素E長期缺乏時(shí)可產(chǎn)生肝的脂肪性變性和發(fā)生肌肉營養(yǎng)不良,后者最終導(dǎo)致早齡幼兔癱瘓或幼兔生長停滯。當(dāng)飼料中維生素E含量不足及兔球蟲病等原因而使肝臟、骨骼肌及血清中維生素E濃度降低,而維生素E需要量增加,則會導(dǎo)致家兔的維生素E缺乏而引起一系列疾病,首先是白肌病,主要癥狀是肌肉營養(yǎng)不良,肌肉僵直,隨后是進(jìn)行性肌無力和萎縮,對飼料的消耗減少,體重下降,最后衰竭死亡。Yamini等(1989)報(bào)道,某育種群因飼料維生素E缺乏而影響繁殖,舌。骨骼肌、心臟的營養(yǎng)性肌變性,在日糧中添加小麥胚油后,恢復(fù)正常。但須注意,不同家畜維生素E缺乏癥不同,且維生素E缺乏的各種疾病,常涉及飼料中維生素E與硒的作用問題。
2、維生素E過量
因維生素E過量而中毒的可能性很少,各種動物都可耐受100多倍于通常供應(yīng)的攝入量,而無中毒反應(yīng)。但采食過量維生素E也會引起家兔的中毒,主要表現(xiàn)為動脈粥樣硬化,這可能是由于它阻礙了機(jī)體對其它脂溶性維生素或其它營養(yǎng)素利用的原因。
五、維生素E的存在
各種飼料均含有維生素E,但含量卻因原料不同而異。植物性飼料以前豬、玉米、大豆等較高。動物性飼料以動物脂肪較多,如魚油。維生素E的添加量受多種因素影響,如飼喂不飽和脂肪酸多的飼料,富含維生素A的飼料及家兔有球蟲病,飼料加工儲藏對維生素E有損失時(shí),應(yīng)增加維生素E添加量。此外,還要考慮飼料中硒、含硫氨基酸等營養(yǎng)素的含量。
隨著人類生活水平的提高,人們對畜產(chǎn)品的需要量越來越大,對畜產(chǎn)品的質(zhì)量要求也越來越高。鑒于維生素E對動物的營養(yǎng)、免疫及其它生物學(xué)作用,目前對維生素E需要量的制定已不僅僅基于缺乏癥,而從發(fā)揮家畜最大生產(chǎn)性能,提高免疫活性,改善肉質(zhì)及抗應(yīng)激等方面的特殊要求來重新定位。如今,最新豬的NRC標(biāo)準(zhǔn)已將妊娠、泌乳期母豬維生素E需要量增加至44IUhe。牛、雞的標(biāo)準(zhǔn)也將維生素E的需要量加以提高。目前對家兔的維生素E研究雖然很少,但隨著科學(xué)的發(fā)展,維生素E也將象在其他家畜中一樣,在家兔生產(chǎn)中發(fā)揮其特有的重要功能。
總之,現(xiàn)代家兔生產(chǎn),應(yīng)該充分重視維生素E的營養(yǎng)研究,以使其在家兔的生產(chǎn)中發(fā)揮最大的作。