硫辛酸在畜牧业中的应用研究进展

孙 健 张凡建 关文怡 雷莉辉 侯引绪 （北京农业职业学院 北京 房山 102442）

硫辛酸在畜牧业中的应用研究进展

孙 健 张凡建 关文怡 雷莉辉 侯引绪*（北京农业职业学院 北京 房山 102442）

硫辛酸是在生物体内发现的一种八碳羧酸，是一种双硫五元环型维生素，广泛存在于动植物等生物组织中，参与三羧酸循环，是机体ATP产生过程中必不可少的辅助因子。近年来研究发现，诸多疾病跟体内自由基的蓄积有密切的关系，而抗氧化剂可以清除自由基，维持重要免疫细胞的功能和机构完整性，进而增强机体的免疫机能。硫辛酸是已知天然抗氧化剂中效果最强的一种，是唯一兼具脂溶性与水溶性的抗氧化剂，能够再生内源性抗氧化剂，能有效对抗多种自由基，享有“万能抗氧化剂”之称。本文就硫辛酸的抗氧化特性及其在畜牧业生产中的应用做一综述。

硫辛酸(lipoic acid，La)是在生物体内发现的一种八碳羧酸，化学名为1,2-二硫戊环-3-戊酸，有氧化和还原两种形式[1]。氧化型为La，其还原方式为二氢硫辛酸(dHLa)，他们参与三羧酸循环，是机体ATP产生过程中必不可少的辅助因子。1950年生化学家L.Reed从猪肝中分离出La，并描绘了他的分子结构，同时命名其为α-La。但La在当时仅被作为体内丙酮酸脱氢酶复合体色辅助因子之一，只是在能量代谢中发挥重要作用。20世纪60年代La开始用于临床，广泛应用于治疗肝病、糖尿病、艾滋病、牛皮癣、湿疹、帕金森氏症、风湿病、心脏病等疾病[2]。40多年来的临床实践表明，La在治疗糖尿病神经病变，动脉粥样硬化和肝脏疾病等方面疗效较好。近年来发现，La是一种机体理想的抗氧化剂，兼具脂溶性与水溶性，能有效对抗多种自由基，并可调节其他抗氧化剂，对机体有着重要的保护作用。

1 硫辛酸的抗氧化特性

1.1 氧化还原性 La极易与他的还原形式互变。La极易被还原成dH-La，后者又可以氧化成La。这两种形式可以通过其他抗氧化剂的氧化还原循环再生，并同时提高谷胱甘肽(GSH)的水平[3]。

1.2 兼具水溶性与脂溶性 La既有水溶性，又具有脂溶性，而且在脂/水介质中均具有强还原性，因而可以相当高的浓度存在于细胞内外，发挥清除脂溶性和水溶性自由基的作用。与脂溶性生育酚相比，硫辛酸的相对分子质量又比生育酚小，硫辛酸分子的终端为羧基，这使得硫辛酸比生育酚更具水溶性。硫辛酸是目前已知唯一的同时在脂溶性和水溶性环境中都能发挥抗氧化性能的抗氧化剂，被医学界誉为“万能抗氧化剂”[4]。

1.3 可通过螯合金属离子发挥抗氧化作用 生物体内铁、铜、汞、镉等过渡金属离子能催化过氧化氢分解产生强毒性的羟基自由基，导致组织损伤。硫辛酸和二氢硫辛酸能够螯合这些金属离子，从而抑制自由基的形成[5]。硫辛酸对砷、镉离子的螯合特别有效，当La与砷的摩尔比为8：1时，可完全防止小鼠和狗的砷中毒。硫辛酸能螯合铜离子，使铜经尿液排出,肝功能恢复正常，从而减轻Wilson氏病神经及精神紊乱综合症[6]。

1.4 对抗氧化剂的再生作用 La能与维生素C和维生素E的氧化还原发生耦联，使氧化型维生素C和维生素E重新恢复成维生素C和维生素E，从而再次发挥抗氧化作用。Packer等人研究发现，体内的抗氧化剂并非是独立的发挥作用，而是抗氧化剂之间存在密切的关系，La可能是迄今发现的体内唯一可以使所有网络抗氧化剂再生的抗氧化剂，二氢硫辛酸可使细胞内GSH的水平提高30%～ 70%[7]。

1.5 清除自由基的广泛性 La进入机体后很快还原成dHLa，其抗氧化能力更强，而且在清除自由基方面与硫辛酸有一定的互补性[1,3]。硫辛酸能捕捉羟自由基、次氯酸和单线态氧，但不能捕捉过氧化氢和超氧自由基；而二氢硫辛酸能捕捉过氧自由基、羟自由基和次氯酸，但不能捕捉过氧化氢和单线态氧。由于体内硫辛酸和二氢硫辛酸同时存在，因此二者在体内可清除各种自由基和活性氧。

2 硫辛酸在畜牧业的应用

2.1 缓解热应激 热应激是动物对夏季高温环境所产生的非特异应答反应的总和。恒温动物都存在一个等热区，当外界温度处于这个等热区内时，机体可借助物理调节作用来维持正常体温[8]。当外温超过此值，动物就会发生热应激。热应激使机体自由基大量产生，细胞膜结构和功能的完整性遭受破坏热，产蛋鸡表现为采食量下降、产蛋率降低、料蛋比上升、体重减轻、死亡率升高。一般认为，日粮补充维生素C、维生素E、硒等抗氧化剂可显著缓解热应激效应，改善机体的生产性能。白兆鹏等试验表明，本试验结果表明在常温状态下饲粮中补充La没有显著提高产蛋鸡生产性能,但是在高温应激环境下向产蛋鸡饲粮中补充硫辛酸可以显著缓解热应激对产蛋鸡机体的不利影响提高机体对热应激的抵抗能力，使产蛋鸡产蛋率、平均蛋重、产蛋量、料蛋比得到改善[9]。

2.2 缓解奶牛围产期氧化应激 奶牛妊娠末期分娩及泌乳早期的代谢需要均可使体内的活性氧(ROS)的产生大量增加，超过了正常水平，使动物处于氧化应激状态，ROS对许多生物分子具有强氧化性，可造成蛋白质、DNA和核苷酸损伤，还可引起生物膜的脂质过氧化。熊桂林等人在干乳后期和泌乳早期补充La，每天补充5mg/头，能使奶牛血清谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-px)活性升高和MDA的含量降低，可显著改善血清氧化状态[4]。

2.3 改善脂肪代谢 （1）脂肪代谢异常可引起一系列代谢机能病症，如脂肪肝、酮病和肾病综合征等。杨国宇等发现，肉鸡饲料中添加适宜剂量的La，可降低血液甘油三酯、胆固醇的含量，降低肝脏脂肪含量，表明La可动员体脂分解而减少脂肪沉积，能改善肉鸡脂肪代谢[10]。（2）汪善锋等人在育肥猪日粮中添加600～900mg/kg的La可降低血液中甘油三酯、胆固醇含量，提高血清中脂肪酶和脂蛋白脂酶活性，表明La可能通过影响育肥猪脂肪代谢相关酶的活性，发挥其改善正常育肥猪脂肪代谢方面的作用[11]。（3）朱家桥等人报道，奶牛干乳后期补充La可明显降低脂肪代谢指标和血清AST活性，以每天补充8g/头效果较好。硫辛酸可改善围产期奶牛的脂肪代谢，有效保护奶牛围产期肝脏功能的损伤[12]。

2.4 增强免疫功能 李杏等人在21日龄黄羽肉鸡基础日粮中添加300mg/kg的La，研究发现，添加La对黄羽肉鸡的生长性能无影响，但可以促进免疫器官(脾脏、胸腺)的发育、显著提高细胞免疫和体液免疫水平[13]。Maddock等人报道仔猪，日粮中添加La，可以极显著的提高血清中性粒细胞和淋巴细胞的计数，说明对仔猪免疫力有一定的促进作用[14]。另据报道，断奶仔猪饲喂La(56mg/kg)1ld，可明显抑制由脂多糖引起的应激性皮质醇升高，中性粒细胞和淋巴细胞数也显著增加，表明La对仔猪的免疫应答具有一定的促进作用[1]。

2.5 改善肉的品质 汪善锋等人报道，在育肥猪日粮中添加La(600～900mg/kg)能够显著减少背膘厚、提高眼肌面积，改善胴体性状，提高肌肉pH，改善肉色、减少滴水损失[15]。Rentfrow等人对阉牛饲喂不同剂量的La，可显著改善牛肉的色泽，Schmidt认为在育肥阉牛日粮中添加La可改善肉质嫩度[1]。Berg等人报道，猪日粮中添加La可改善了猪的肉质，防止肉酸败，改善了肌细胞的完整性和猪肉的系水能力，降低沃尔剪切力(降低说明肉的嫩度较好)[16]。La作为一种功能强大的抗氧化剂,在畜牧生产中用于预防和治疗氧化应激性疾病或损伤的抗氧化功能已经得到了证实。但目前关于硫辛酸清除自由基能力的研究较多，而关于硫辛酸在动物体内的代谢动力学和硫辛酸制剂方面的研究较少。随着研究的进一步深入，硫辛酸作为一种优良的抗氧化剂，其应用前景十分广阔[17]。

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S816.71

A

1007-1733(2017)12-0098-02

北京市农委“菜篮子”新型经营主体科技能力提升项目（20150203-2）；北京农业职业学院技术研发与推广基金项目资助（编号XY-YF-16-11）；北京市自然科学基金项目（6152005）；

*通讯作者

2016-10-02）