维生素与动物健康

2019-03-19崔锦鹏任方奎张燕平张桂芝

国外畜牧学(猪与禽) 2019年5期

崔锦鹏，任方奎，张燕平，张桂芝

(上海富朗特动物保健股份有限公司，上海 201503)

维生素是一系列具有生物活性作用的有机化合物的统称，尽管它们在结构和性质上各不相同，但具有以下共同的特性：① 需要量很小；② 动物机体不能合成或合成量极少，需要从外界获得；③ 不是构成动物组织和细胞的成分，也不能产生能量，但代谢调控必不可少。鉴于维生素对动物生长、发育、新陈代谢和健康维持等方面的重要作用，同时鉴于现代养殖业生产的良种化、设施化、规模化和集约化的特点，我们应加强对维生素的了解，加深对它们的认识，尤其是和动物健康相关的知识，以此来指导我们在生产实践中合理、高效地使用维生素，提高动物健康水平和生产成绩。

1 维生素与动物机体的代谢

维生素是维持动物机体正常新陈代谢所必需的物质。动物体就像是一个巨大的、精密运行的化工厂，只要生命存活，时时刻刻都在进行着化合反应，如氧化、还原，所有的反应过程都需要酶的参与，如消化酶、转运酶和合成酶等；然而，酶要产生活性必须有辅酶的参与，已知许多维生素是辅酶或者是辅酶的组成成分。

维生素D3是动物体内钙磷代谢的最重要的调控因子，又称为“抗佝偻病维生素”，一旦缺乏，首先骨骼发育受到影响，动物发育迟缓、生长速度缓慢，饲养回报低；其次骨质疏松极易发生，并因此使骨折多发，淘汰增加，影响生产。

家禽生产实践中适量水平的维生素D3能够明显改善蛋壳质量，增加蛋壳的厚度和硬度，减少破碎。钙磷对骨骼发育、蛋壳形成很重要，但如果一味地提高钙磷含量而忽视维生素D3的作用，结果会因为代谢障碍而大大提高痛风的发生概率。

痛风也称为尿酸盐沉着，是由于蛋白质代谢障碍导致大量的尿酸盐沉积在关节、软骨组织、内脏和其他间质组织而引发的代谢性疾病。在家禽上，维生素A的缺乏也是引发痛风的主要原因之一。

维生素A能够促进蛋白质的生物合成和骨细胞的分化。当其缺乏时，成骨细胞与破骨细胞间的平衡被破坏，或由于成骨活动增强而使骨质过度增殖，或使已形成的骨质不吸收。

B族维生素是一个大的家族，已经发现的有12种以上，其中9种得到全世界的一致认可，它们全是辅酶，参与糖、蛋白质和脂肪的代谢。B族维生素相互之间相辅相成，同时摄入才能发挥出作用，类似于木桶原理，如果某一种或几种B族维生素缺乏，其他的B族维生素很难发挥出应有的作用。当然，它们各自也有不同的侧重方向。例如：维生素B1能使神经细胞能量充沛，减少神经炎发生；维生素B2能够维持和改善上皮组织的健康，减少口炎发生；叶酸和维生素B12一起有利于红细胞的形成，预防贫血等。

2 维生素与应激

应激的概念是加拿大病理生理学家Hans Selye于1936年首先提出的。他认为应激是机体对外界或内部各种刺激所产生的非特异性应答反应的总和；从进化的角度来看，这些反应属于动物的一种自我防御和自我保护，用来适应内外环境的变化。对于当前的集约化、规模化饲养模式，由于动物群体数量多、单位密度高，环境与个体之间、个体与个体之间的相互影响使得动物时时刻刻都处于应激影响之下，并因持续存在而降低了动物的抵抗力和生产力。

2.1 抗应激措施

抗应激的有效措施一般有以下几方面：改善饲养管理方法与设施条件、选育并饲养抗应激能力强的品种以及营养调控。其中营养调控最主要的是充分发挥维生素在代谢调控方面的作用，以提高动物机体对内外环境变化的适应能力，如热应激、冷应激、免疫应激等

2.2 应激与维生素

尽管对应激的研究目前有神经内分泌反应、急性期蛋白和基因表达等三个方面并各有侧重，但都是围绕应激对机体的影响展开，包括生理参数、代谢和免疫反应等，如心率加快、血压升高、能量代谢升高、物质分解增加生物膜损伤和细胞变性等。根据综合分析动物机体发生的一系列变化，抗应激的最佳选择是补充维生素，因为这个阶段需要的是对催化反应的速度和效率方面的调控，如快速释放能量以满足组织器官功能增强的需要、生物膜的损伤修复和细胞变性后的修复等一系列生化反应，完成这些过程的核心物质是维生素。

2.2.1 维生素C

维生素C已经被证实具有可靠的抗应激作用：

① 能够决定糖皮质激素的分泌维持在适度水平，在增加能量供给的同时可以避免产生免疫抑制。

② 可以缓解甲状腺功能减退，维持产生足够多的内源性维生素C。

③ 作为细胞外液中重要的抗氧化物质，协调提高对组织中氧自由基的清除，保护生物膜免受自由基的氧化损伤。

④ 促进胶原蛋白合成，增强血管壁韧性和强度，减少应激损伤。

2.2.2 维生素E

维生素E的抗应激作用主要是基于：

① 维持血清中的皮质醇、甲状腺素和磷酸肌酸酶含量的相对稳定，减少激素或酶水平下降造成的代谢紊乱；

② 作为细胞膜上主要的脂溶性抗氧化剂，减少氧自由基的产生，保护细胞膜完整性；

③ 参与正常的磷酸化过程，维生素C的合成、辅酶的合成和含硫氨基酸的代谢等。

2.2.3 B族维生素

B族维生素在抗应激的作用主要表现在：

① 能量释放的关键物质能够提供发生应激后神经系统激增的能量需求。

② 维持消化道黏膜等上皮组织的完整性，维持胃肠道功能、消化液分泌和食欲。

③ 和糖、蛋白质和脂肪的代谢密切相关，提高应激发生后的物质供给。

3 维生素与免疫

免疫是动物机体的免疫系统识别自身和非自身，或者是自身非正常出现的抗原物质并通过免疫清除而维持自身生理平衡和内环境稳定的生理过程，又称为免疫应答，免疫分为先天性免疫和获得性免疫。

3.1 免疫系统的组成

免疫系统由免疫器官、免疫细胞和免疫分子组成。免疫器官包括中枢免疫器官(胸腺、骨髓和腔上囊)和外周免疫器官(脾脏、淋巴结和黏膜相关淋巴组织)；免疫细胞主要包括T淋巴细胞、B淋巴细胞和辅助细胞；免疫分子又称为免疫活性物质，包括抗体、补体、干扰素、白介素和溶菌酶等。免疫系统的功能包括免疫监视、稳定和防御三个方面。

3.2 动物机体整个免疫体系的组成

动物机体的整个免疫体系由三道防线组成。第一道防线是皮肤和黏膜，通过其致密的结构、特殊结构(呼吸道纤毛的摆动)和分泌物(胃酸)等阻止病原微生物侵入，第二道防线是体液中的吞噬细胞和杀菌物质。这两道防线的特点是在进化过程中逐渐形成并固化，虽然免疫器官和免疫细胞也有参与，但对病原微生物的种类不做选择，如单核巨噬细胞、补体、白介素和干扰素已经等，只识别自身的和非自身的，因此称之为非特异性免疫。第三道防线则是由免疫器官、免疫细胞和与抗原物质相匹配的特异性免疫分子组成，这个过程是免疫功能的典型代表，需要能够去识别、分析抗原结构特点并有针对性地合成中和抗体。

3.3 维生素对免疫的影响

对免疫和免疫系统了解后不难发现，免疫从生理结构到免疫应答过程都和维生素密切相关。维生素是多种酶的辅酶或辅基，间接参与免疫细胞增殖、分化和DNA、RNA以及抗体的合成等，具体表现在以下四个方面：①促进免疫器官的正常发育；②促进淋巴细胞的分化、增殖；③促进受体的表达、活化；④促进抗体和补体的合成。

3.3.1 维生素A与免疫

有研究发现，90%以上的细菌、病毒和寄生虫的感染都起始于黏膜表面，黏膜表面的免疫细胞通过复杂的作用，使病原体的繁殖受到抑制，最终达到阻止病原体的粘附和侵入的目的。维生素A是一种生长性维生素，它是上皮细胞的组成部分，并能通过保持细胞膜的强度，使病原微生物不能穿透细胞，帮助动物机体抵抗感染，在维持动物机体免疫系统功能的正常性方面具有十分重要的作用。随着对黏膜免疫研究的深入，维生素A的这种作用越来越被重视。

维生素A可直接作用于B细胞，增强动物机体可溶性或颗粒性抗原产生的体液免疫功能，参与和促进抗体的合成，促进淋巴细胞的转化，刺激白细胞介素和干扰素的分泌，诱导淋巴细胞增殖，促进巨噬细胞处理抗原和辅助性T细胞的成熟，增强机体的细胞免疫功能。最近的研究表明，抗原递呈细胞可能是维生素A作用于免疫系统功能的中枢驱动器。

3.3.2 维生素E与免疫

维生素E是一种有效的免疫调节剂，能够增强淋巴细胞对丝裂原刺激的反应性和抗原-抗体反应，促进吞噬。

维生素E作用于靶细胞，通过细胞抗氧化作用、影响PGE分泌、与维生素C和硒(Se)协同提高细胞介导的免疫应答、影响吞噬细胞的功能，进而影响动物机体的免疫状态。

适量的维生素E能增强动物机体中抗体和补体的产生以及抗体、杭原的应答反应，促进淋巴细胞的增殖、分化和细胞因子的产生，提高免疫细胞的免疫功能和吞噬细胞的吞噬作用。

3.3.3 维生素C与免疫

维生素C通过四个途径影响免疫功能：影响免疫细胞的吞噬作用；降低血清皮质醇，改善应激状态；抗氧化功能；增加干扰素的合成。

维生素C是细胞外液中最重要的抗氧化剂，能够保护吞噬细胞免受氧化损伤，也能恢复维生素E的自由基净化特性。

3.3.4 维生素D与免疫

维生素D具有双向免疫调节作用，在免疫抑制和免疫异常增强之间起到平衡作用。

① 调节造血细胞、淋巴细胞生成细胞以及骨细胞的增殖和分化，修饰T淋巴细胞和B淋巴细胞的活性；

② 通过调节白细胞介素-1(Interleukin 1，IL-1)、IL-2、IL-3、肿瘤坏死因子(Tumor Necrosis Factor α，α-TNF)以及免疫球蛋白修饰免疫反应；

③ 调节单核细胞、多形核巨噬细胞以及淋巴细胞由胸腺和脾脏向血液转移；