n-3多不饱和脂肪酸对雌性动物繁殖性能的影响

高月锋

（1.河南科技大学应用工程学院，河南 三门峡 472000；2.三门峡职业技术学院，河南 三门峡 472000）

n-3多不饱和脂肪酸的典型特征是其距羧基最远端的双键在倒数第3个碳原子。短链n-3多不饱和脂肪酸（18～20个碳）包括α-亚麻酸（ALA，C18∶3），主要来自亚麻籽等；长链n-3多不饱和脂肪酸（20个碳及以上）包括二十碳五烯酸（EPA，C20∶5）和二十二碳六烯酸（DHA，C22∶6），主要来自鱼油和藻类等。而n-6多不饱和脂肪酸包括短链n-6多不饱和脂肪酸亚油酸（LA，C18∶2）和长链n-6多不饱和脂肪酸花生四烯酸（AA，C20∶4），主要来自葵花籽和大豆等。n-3多不饱和脂肪酸能够改善雌性动物的繁殖性能[1]。低生育能力的妇女服用n-3多不饱和脂肪酸，可以提高卵泡与获取卵母细胞的比例以及中期Ⅱ卵母细胞和受精率和Ⅰ级胚胎的数量，改善卵母细胞胞质内单精子注射（ICSI）妊娠结果[2]。补充n-3可改善卵巢功能，提高胚胎存活率[3]，改善豁眼鹅蛋和后代的脂肪酸组成[4]，增加仔猪出生重[5]及随后胎次的窝产仔数[6]，影响母猪妊娠早期子宫内膜、孕体和胎儿脂肪酸组成[7]。传统观念认为，n-3多不饱和脂肪酸通过能量供给发挥生物学作用；但后续研究发现，日粮多不饱和脂肪酸对繁殖性能的改变独立于其能量供给特性[4-5,8-9]。多不饱和脂肪酸可影响细胞膜组分[10]，也可调控前列腺素[11]、孕酮[12]、雌激素[8]等生殖激素的水平，能够改变凋亡[13]、脂质代谢[14]、类固醇合成[15]及激素受体相关基因表达[16]，调控胞内第二信使cAMP的表达量和丝裂原激活蛋白激酶类（MAPK）的磷酸化水平[17]。但也有研究表明，n-3多不饱和脂肪酸对雌性动物繁殖性能无影响[4]，甚至可对繁殖系统产生负面影响[12,18]。本文对n-3多不饱和脂肪酸对雌性动物繁殖性能影响进行系统性综述，以期为畜牧生产中的相关应用提供参考。

1 n-3多不饱和脂肪酸对雌性生殖激素的影响

n-3多不饱和脂肪酸可影响前列腺素、孕酮和雌激素水平。在奶牛或者山羊日粮中添加鱼粉、亚麻籽或鱼油可降低催产素诱导的前列腺素2α水平[19-21]。且与大豆组相比，发情周期第15 d的鱼油组后备牛，经催产素处理的第15和30 min时前列腺素2α水平更低[22]。在特定阶段抑制前列腺素水平对畜牧生产至关重要。多数流产发生在奶牛授精后8～16 d期间[23]，此阶段流产或与母体妊娠识别期间无法抑制前列腺素2α的黄体溶解有关。在妊娠第14～18 d，由孕体生成的干扰素-τ（IFN-τ）可抑制子宫生成前列腺素2α，从而促进孕酮生成维持妊娠[24]。

EPA和DHA进入子宫内膜细胞，能够通过替代溶解黄体的前列腺素2α前体物AA，或通过与合成前列腺素2α相关的酶竞争，影响前列腺素的合成和分泌[25]。但也有研究得到不同结果。研究显示，发情第15 d，补充高剂量鱼油的后备牛前列腺素2α水平相比对照组更高[26]。发情第16 d，在催产素处理的第15、30和45 min，鱼油组和大豆组后备牛的前列腺素2α水平均显著高于对照组[22]。经50 IU催产素处理后，发情周期第15和16 d的奶牛血浆前列腺素2α水平未被影响；但在第17 d时，n-6组奶牛血浆前列腺素2α水平更高，对照组和n-3组的水平接近[8]。体外试验发现，补充亚麻酸可提高培养基前列腺素E2（PGE2）和前列腺素2α的水平。50µmol/L的亚麻酸处理卵丘卵母细胞复合体（COCs）可显著增加培养基中PGE2水平[17]。有研究表明，亚麻籽日粮能够提高前列腺素E合成酶1（PTGES1）基因表达，PTGES1是编码参与PGE2合成酶的唯一转录本，而PGE2是卵丘卵母细胞复合体分化的重要激素[27]，解释了n-3多不饱和脂肪酸与PGE2水平上升的关系。

目前关于n-3多不饱和脂肪酸对孕酮浓度影响的研究结果并不一致，但多数体内外试验结果显示n-3多不饱和脂肪酸能够提高孕酮的水平[21,28-30]，如饲喂n-3的母羊卵泡液孕酮水平高于饲喂n-6的母羊[31]。细胞试验发现，DHA（10和50 μmol/L）促进了颗粒细胞增殖，10 μmol/L DHA可提高细胞增殖marker蛋白增殖细胞核抗原（PCNA）的表达水平；1、20和50 μmol/L DHA均可促进孕酮分泌，提高孕酮的水平，并提高类固醇激素合成酶CYP11A1、HSD3B2、HSD3B1的活性以及孕酮或雄烯二酮生成相关的胆固醇转运体类固醇急性调节蛋白（StAR）蛋白的水平[32]。有研究显示，与对照组相比，体外成熟后的亚麻酸组孕酮水平显著升高[28]。但也有研究发现，日粮中添加鱼油并未对血浆孕酮水平产生影响[22]，血清孕酮水平自人工授精后14～20 d也未发生变化[33]。饲喂亚麻籽或葵花籽未对奶牛孕酮水平产生影响，但亚麻籽组奶牛流产率低于葵花籽组奶牛[34]。有研究表明，日粮中添加鱼油和亚麻籽可降低奶牛血浆孕酮水平，生成对维持妊娠不利的子宫环境，降低繁殖力[12]。研究发现，两种多不饱和脂肪酸日粮均会降低奶牛血浆孕酮水平，特别在黄体期[8]。

雌激素受n-3多不饱和脂肪酸的影响也呈现不一致的研究结果。发情后第5 d，中剂量鱼油组（156 mg/kg体重）山羊黄体直径增大，表明鱼油可降低发情周期血清雌激素水平；发情第17 d时，与低剂量组（72 mg/kg体重）、对照组相比，中剂量组血清雌激素水平显著降低[18]。体外成熟后，亚麻酸组绵羊卵母细胞培养基中雌激素水平更低[28]。鱼油或微藻日粮对奶牛或母猪的雌激素水平无影响[16,22]。但也有研究发现，补充长链n-3多不饱和脂肪酸DHA可促进雌激素分泌，进而影响类固醇激素合成及转运相关蛋白的表达水平[32]。饲喂n-3多不饱和脂肪酸日粮的卵泡期奶牛雌激素水平较高[8]。日粮或培养基添加n-3多不饱和脂肪酸对前列腺素、孕酮以及雌激素浓度均具有不同程度影响，但由于添加方式、添加时期、剂量、不饱和脂肪酸来源、试验动物物种等存在差异，n-3多不饱和脂肪酸对激素水平的影响仍无法得到一致的结论。

2 n-3多不饱和脂肪酸对雌性卵泡发育的影响

卵泡会影响卵母细胞质量，最终影响胚胎质量[35]，而多不饱和脂肪酸对卵泡和黄体的数量及大小具有调控作用。饲喂n-3或n-6日粮可提高奶牛的小卵泡数（直径小于3 mm）、中型卵泡数（直径5～10 mm）[8]和总卵泡数[36-37]。与对照组相比，n-3日粮组蛋鸡小黄卵泡数、大黄卵泡数、总卵泡数和完整原始卵泡比例更高[13]。部分研究对比了n-3和n-6两种日粮对卵泡发育的影响，结果发现，饲喂n-3日粮奶牛平均排卵卵泡直径（16.9 mm）大于饲喂n-6日粮奶牛（14.1 mm）[34]，并具有提高大卵泡（直径不低于10 mm）数量的趋势（P=0.06）[38]。在发情周期的第5和第9 d，亚麻籽油组奶牛直径为2、5 mm卵泡数高于葵花油组；发情周期的第5、9、13 d，直径不低于10 mm的卵泡数高于葵花油组和对照组，且亚麻籽组通过活体取卵获得的卵泡数高于对照组[9]。与饲喂棕榈油相比，饲喂鱼油的牛排卵前卵泡直径更大[33]，且卵泡直径随鱼油添加量而提高；发情后7 d的后备牛黄体直径极显著提高[26]。从断奶到第二次妊娠30 d，饲喂长链n-3多不饱和脂肪酸极显著提高了母猪黄体重量及黄体的EPA和DHA水平[39]。

上述研究表明，n-3多不饱和脂肪酸能够提高卵泡数、卵泡直径和黄体重，且n-3多不饱和脂肪酸促进效果比n-6多不饱和脂肪酸更强。但也有研究发现，绵羊的卵泡数和大小并未受到n-3或n-6日粮影响[31]，且日粮添加鱼油和亚麻籽降低了奶牛黄体的大小[12]。产生分歧的原因可能因试验动物、不饱和脂肪酸添加量及添加来源不同所致。n-3多不饱和脂肪酸对动物卵泡发育影响的机制研究较少，研究发现，n-3日粮能够显著降低蛋鸡凋亡相关基因Bak和Cas9的mRNA表达量[13]。原 因 可 能 是n-3多不饱和脂肪酸可提高卵泡的数量和直径，但机制仍有待研究。

3 n-3多不饱和脂肪酸对雌性卵母细胞质量的影响

卵母细胞的质量能够影响早期胚胎存活率和妊娠的建立、维持以及胎儿发育[40]。n-3多不饱和脂肪酸对卵母细胞的质量具有调节作用，亚麻籽油组和鱼油组奶牛卵母细胞卵裂率更高，且形成囊胚的卵母细胞百分比更高[37]。与n-6日粮相比，补充n-3日粮的奶牛体外授精后囊胚率呈提高趋势，且高质量囊胚率（可冷冻的囊胚）显著提高。通过活体采卵技术（OPU）收集卵母细胞，并通过完整的单卵母细胞飞行时间质谱法（MALDI-TOF）分析脂肪酸组成，发现共计42个差异丰度的参与细胞膜结构的脂肪[10]。结果表明，n-3多不饱和脂肪酸可通过改变卵母细胞脂肪酸的组成，进而提高卵母细胞质量。

但也有研究发现，后备牛卵母细胞数量、质量、受精数、分裂数并未受到亚麻籽或大豆日粮影响[27]。饲喂n-3、n-6或正常日粮的围产期及泌乳早期奶牛卵母细胞质量也相似[36]。研究发现，采用200µmol/L亚麻酸处理绵羊卵母细胞，卵母细胞核成熟和完全扩张的卵丘细胞数有所降低[28]。体外成熟补充1 mmol/L DHA能够提高卵母细胞发育能力，显著提高体外授精后的囊胚率，囊胚细胞数呈增加趋势；但补充100 mmol/L DHA反而降低卵母细胞的卵裂率，可3倍上调脂肪酸转运体基因CD36和2倍下调脂肪酸合成酶基因FASN。1、10 mmol/L DHA对上述及其他脂质代谢关键基因表达无影响[14]。结果表明，100 mmol/L DHA可通过扰乱脂质和类固醇代谢，降低卵母细胞质量。

50µmol/L的亚麻酸处理卵丘卵母细胞复合体能够显著提高卵母细胞成熟3 h时胞内cAMP的表达量以及成熟6 h时MAPK的磷酸化水平[17]。上述研究结果表明，适量的n-3多不饱和脂肪酸能够提高卵母细胞质量，且提高的方式可能为改变卵母细胞膜组成；而高剂量的n-3多不饱和脂肪酸能够降低卵母细胞质量，降低的方式或许为调控脂肪酸转运和脂质代谢相关基因的表达。cAMP表达水平和MAPK磷酸化水平与卵母细胞成熟也存在一定相关性。

4 n-3多不饱和脂肪酸对胚胎质量的影响

体外细胞试验发现，50µmol/L的亚麻酸处理卵丘卵母细胞复合体能够显著提高卵裂胚胎、囊胚率和优质胚胎的比例[17]。饲喂n-3多不饱和脂肪酸的奶牛胚胎死亡率更低[29,36,38]。也有研究发现，后备牛胚胎特征（数量和质量）以及胚胎发育阶段并未受亚麻籽或大豆日粮影响[27]，且多不饱和脂肪酸对后备牛的胚胎存活率并无影响[41]。饲喂棕榈酸或过瘤胃n-3多不饱和脂肪酸对后备牛超排率、胚胎回收率、胚胎质量及与胚胎发育相关的基因LIF、BAX、Cx43和E-CAD和与能量代谢相关的PPAR-a和PPAR-d基因的mRNA表达均无显著影响[42]。卵母细胞在卵巢成熟期间暴露于高n-3多不饱和脂肪酸环境可导致线粒体分布和钙水平发生变化，促进活性氧生成，导致体外授精后胚胎形态出现异常，且发育到囊胚阶段的能力降低[18]。综上所述，n-3多不饱和脂肪酸能够影响胚胎的脂肪酸组成，降低胚胎死亡率；但过量的n-3多不饱和脂肪酸会危害胚胎发育，降低胚胎质量。

5 n-3多不饱和脂肪酸对雌性后代脂肪酸组成的影响

日粮添加亚麻籽能够显著提高鹅的产蛋量，改善后代的脂肪酸组成，提高后代十八碳三烯酸（n-3）含量，降低二十碳四烯酸（n-6）含量，多不饱和脂肪酸和总n-3多不饱和脂肪酸水平随着亚麻籽量的增加而呈现线性增加，n-6/n-3的比例线性降低[4]。与对照组相比，亚麻籽组胎儿EPA水平存在提高趋势，保护脂肪酸组（PFA）能够提高母猪胚胎组织和胎儿DHA的水平[7]。从断奶到第二次妊娠30 d，长链n-3多不饱和脂肪酸能够提高母猪胚胎DHA水平[39]。因此，饲喂长链或短链n-3多不饱和脂肪酸均可以改变后代的脂肪酸组成。

6 结论

综上所述，日粮中添加n-3多不饱和脂肪酸可影响前列腺素、孕酮及雌激素的水平，调控卵泡的发育。添加适量的n-3多不饱和脂肪酸能够提高卵母细胞质量，降低胚胎的死亡率，并且影响后代的脂肪酸组成。