牡丹籽油及其主要成分α-亚麻酸在雄性动物生育能力中的作用

李海波　姚军　张顺

［专家介绍］张顺，胚胎生物学博士，研究员，博士/硕士研究生导师，现任桂林医学院研究生学院副院长，兼任广西辅助生殖技术评审专家、广西科技库专家、广西医师协会生殖医学分会常务委员、妇幼健康研究会生殖免疫学专业委员会委员、中国康复医学会生殖健康委员会委员、中国非公医疗机构协会生殖医学专业委员会委员等。主要研究方向为生殖医学中的配子发生异常。目前主持国家自然科学基金3项，省（自治区）级自然科学基金3项，以第一作者或通信作者发表SCI收录论文15篇，研究成果荣获第四届全国妇幼健康奖三等奖。

【摘要】牡丹籽油富含多种不饱和脂肪酸，其中α-亚麻酸（α-linolenic acid，ALA）含量占比高达42%以上，ALA隶属于n-3多不饱和脂肪酸（n-3 PUFAs）家族，文献报道其对雄性动物的精子生成、精液质量、精液品质、生育力等有明显的促进作用，该文对牡丹籽油及其主要成分ALA对雄性动物的生育能力的影响进行综述，为牡丹籽油的保健功能开发提供新的思路。

【关键词】牡丹籽油；α-亚麻酸；精液质量；生育能力

中图分类号：R965.1文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2023.08.001

Effects of peony seed oil and its main component α-linolenic acid on male fertility

LI Haibo YAO Jun ZHANG Shun

（1. Shennong Zhihua Biotechnology ［Shanxi］ Co.， Ltd.， Changzhi 046000， Shanxi， China; 2. Reproductive

Medicine Center， Affiliated Hospital of Guilin Medical University， Guilin 541001， Guangxi， China）

【Abstract】  Peony seed oil is rich in unsaturated fatty acids， of which α-linolenic acid （ALA） accounts for more than 42%. ALA belongs to n-3 polyunsaturated fatty acid （n-3 PUFAs） family. It has been reported that it can significantly promote spermatogenesis， sperm quality， semen quality and fertility of male animals. This article reviews the effects of peony seed oil and its main component ALA on the fertility of male animals， so as to provide new ideas for the development of the health function of peony seed oil.

【Key words】peony seed oil; ALA; sperm quality; fertility

牡丹屬毛茛科芍药属灌木植物，不仅具有观赏价值，而且极具药用价值，包括根皮入药、花叶花蕊做茶、花粉加工保健品等。油用牡丹是一种产籽量高的木本油料作物，具有抗逆性强、生态适应性强、耐干旱等特点，其籽提取得到的牡丹籽油，是我国特有的木本坚果油，作为新资源食品，被誉为“液体黄金”，成分结构合理，营养价值极高。牡丹籽油作为膳食原料，具有无毒无害性，食用添加安全性能高，多不饱和脂肪酸含量达85%以上［1］，主要包括油酸、亚油酸和亚麻酸，而尤以具有降血压、降血脂、降低心血管疾病发病率、益智、抗癌等功能的α-亚麻酸（α-linolenic acid，ALA）含量最多，其含量高达42%［2］。

近年来，越来越多的报道发现ALA可明显改善雄性动物的生育能力，这引起了研究人员的热切关注。第六版《WHO人类精液实验室检验手册》所述，来源于欧美种族的数据显示正常人群的精子畸形率高达90％以上。我国每年有2500万育龄期夫妇遭受不孕不育症困惑［3］，其中男性因素占30％～40％，并且目前临床上几乎无药物能明显改善男性生育力下降的现状，一般临床男科诊疗常规基本通过调整生活方式及饮食结构再辅以普通非特效药物综合治疗，但改善精子的效果甚微。基于此大背景下，现就牡丹籽油及其主要成分ALA在雄性动物生育能力中的作用及机制综述如下。

1n-3 PUFAs对雄性动物生育能力的影响

n-3 PUFAs在人体生理活动中发挥着极其重要的功能，主要包括ALA、二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳六烯酸（DHA）。其中DHA被称为“脑黄金”，其在婴幼儿早期发育关键期摄入不足易引起视力和大脑发育的功能障碍；EPA可降低血管中的低密度脂蛋白胆固醇及甘油三酯的含量，降低血黏度，被誉为“血管清道夫”；有“植物脑黄金”之称的ALA不仅具有防治癌症、降血脂、降血压、增强自身免疫等作用［4］，而且还是动物体合成DHA和EPA的前体物质。

睾丸、大脑、眼睛是雄性动物长链多不饱和脂肪酸含量最丰富的三个主要器官，其中磷脂的含量高达70%以上，此外，还有甘油三酯、胆固醇、胆固醇酯等。哺乳动物睾丸组织及精子细胞均含有丰富的n-3 PUFAs，为精子生成及成熟提供了丰富的底物，诸多研究表明睾丸中的脂肪酸含量与精液的精子活力、密度、pH值等品质性能的优劣有直接关系［5］。当前研究普遍发现，动物日粮中添加n-3 PUFAs 能有效改善动物精液质量，显著提高其精液中精子的密度和活力，相反，过高或者过低的n-6 PUFAs也会降低精子的品质，其中日粮中过高的n-6 PUFAs会降低精子密度，同时增加精子的畸形率。JERZY等［6］在性成熟公猪的日粮中添加富含n-3 PUFAs的鱼油及抗氧化剂物质后，发现日粮中的n-3 PUFAs可持续性地融入精子细胞膜中，显著影响了精子质膜的流动性，进而影响鞭毛的运动能力，提高精液活力。日粮中添加n-3 PUFAs能够显著改善猪、大鼠、小鼠等动物的精子活力、顶体完整性、精液量，降低畸形精子率和顶体异常比例，提高解冻后精液品质，甚至调控相关基因诱导精子的发生。而且，n-3 PUFAs可影响精子膜结构和功能，日粮 n-3 PUFAs其改善精液品质的效果已在公兔、公狗中得到验证［7-8］。因此，PUFA作为睾丸、精液和精子细胞中最为丰富的物质之一，其含量可直接影响雄性动物的生殖性能。

2牡丹籽油及其主要成分ALA对动物精液的影响

在一项牡丹籽油的毒理学研究中，研究者发现，牡丹籽油通过灌胃小鼠实验后，精子畸形率未受到明显影响，小鼠精子畸形遗传实验结果也显示为阴性，表明牡丹籽油对小鼠无致突变作用，归属无毒无害类［9］；但是根据实验设计需要，其灌胃剂量小且处理时间较短，可能是其得出仅为无毒类结论，而没有显著改善精子质量的原因。环磷酰胺是一种烷化剂，作为临床常见的抗肿瘤药物，广泛应用于各种实体肿瘤的治疗，它可严重损害生殖系统，对生精能力同样具有明显毒性效应，也是作为构建雄性不育动物模型的药物之一。研究人员通过环磷酰胺构建小鼠遗传毒性和肝损伤模型时发现，牡丹籽油灌胃治疗后对环磷酰胺导致小鼠精子畸形率升高有明显保护作用［10］，这意味着牡丹籽油可能是保护男性生育能力的一种重要的食源或者药源物质。

ALA作為牡丹籽油含量最丰富的成分，其对精子的发生和成熟有着重要的作用，研究人员发现，饲喂富含ALA饲料的公牛中，在睾丸内部短链n-3 PUFAs发生了延伸和去饱和从而生成了长链n-3 PUFAs，该项研究结论认为在公猪中添加富含短链n-3 PUFAs的饲料，不但可以改善精子质量，而且可以提高解冻精液质量［11］。同时ALA又是自然界来源丰富的资源，在诸多植物油脂中均有较为丰富的含量，其中牡丹籽油作为含ALA最为丰富的植物油脂之一，在提高动物精液质量方面有着得天独厚的优势。无独有偶，在另一项实验中，鸡通过饲喂富含ALA的饲料，也发现了ALA可通过增加睾酮激素分泌来改善鸡的精液品质，究其原因发现ALA可增强与类固醇形成有关基因的mRNA表达［12］。

3ALA影响雄性精液质量的途径

3.1ALA作为前体物质合成机体必需的长链n-3 PUFAsALA在体内不能自身合成，只能通过体外摄取，摄入的ALA可作为n-3 PUFAs的实质前体，主要转化场所为肝脏中的内质网。首先，ALA经Δ6脱饱和酶、延长酶、Δ5脱饱和酶的共同作用合成EPA，再经过延长酶、Δ6脱饱和酶以及β-氧化作用转换成DHA［13］。ALA与油酸在体内共用并竞争使用碳链延长和脱饱和反应酶系，因此，ALA底物浓度，可能是ALA向DHA转化的关键限速因素，转化效率可因物种、种族以及年龄不同而有差别。有研究表明，饲喂相同量的ALA和DHA饲料，大鼠大脑中DHA水平一致，ALA向DHA的转化量足够维持大鼠大脑DHA水平［14］。也有研究人员在同位素标记实验中发现了女性体内高达 21%的 ALA 能转化成 EPA，有9%转化成了DHA［15］，因此通过体外摄入足够的ALA，可以保证机体所必需的长链n-3 PUFAs的需求。在一项Meta分析中，富含ALA的饲料可显著提高蛋鸡蛋黄中的DHA及n-3 PUFAs的含量，由于日粮中富含丰富的ALA，富集在体内的ALA在酶的催化作用下，延长碳链和完成去饱和从而转化成DHA［16］。邓波等人的试验同样表明，普通日粮中添加未经处理的亚麻籽，也可沉积蛋黄中DHA 和ALA，影响蛋黄中总n-3 PUFAs含量［17］。

3.2ALA对精子质膜结构和功能的影响在哺乳动物中，精子膜的脂质组成在受精的物理化学修饰中起着重要作用。精子细胞的膜结构为受精过程提供重要保障，其结构以磷脂双分子层膜为主，镶嵌着功能蛋白，精子膜含有60%～75%的极性磷脂，而磷脂双分子层中的PUFAs又以 DHA和DPA为主，约占60%以上。精子膜的流动性、功能完整性、结构完整性都与精子受精能力密切相关［18］。精子膜的脂肪酸分布可以通过摄入富含ALA的食物获得提高，多种家畜的精子质量都通过上述方式得到了不同程度的改善［12，19-20］；日粮添加n-3 PUFAs可改变细胞膜脂肪酸成分，通过影响精子细胞膜的流动性，对睾丸发育、精子发生、精子活力等参数产生积极影响［21］。日粮中添加n-3 PUFAs，鸡精子膜中n-3 PUFAs含量也跟着发生显著改变，这表明将n-3 PUFAs从饮食转移到精子是有效的。在家兔饲粮中添加富含ALA的日粮可通过改变精子脂质组成改善精子质量［12］，富含ALA 的亚麻籽的日粮可以在体内通过碳链延长作用显著增加牛精子DHA 的含量，然而添加饱和脂肪酸并未对牛精子DHA 的含量产生显著影响，但添加饱和脂肪酸饲喂却能显著提高精子质膜中饱和脂肪酸的比例［22］，而且，饲喂添加富含ALA的日粮，也可以改善冻融前后的精子损伤和质膜成分，提高解冻后精液的存活率［23-24］，饮食中高水平的n-3 PUFAs导致精子膜中n-3 PUFAs的增加，这与受精能力和精液质量的提高有关［24］。研究者在饲喂n-3 PUFAs对牛精子脂肪酸组成、品质及牛精浆抗氧化能力的影响时发现，ALA喂养后精子DHA水平升高，结果表明体外补充ALA能够在体内有效转化为长链n-3 PUFAs［22］。饲粮中n-3脂肪酸可改变睾丸和精子的脂肪酸结构，增加睾丸中n-3 PUFAs可增加睾丸线粒体对脂质过氧化的脆弱性。 也有研究指出饲粮中添加4%的亚麻籽油可促进睾丸甾体生成和睾丸发育，增加睾丸重量和生精小管的直径［25］。

3.3日粮 n-3 多不饱和脂肪酸对精子活性氧产生的影响活性氧（ROS）可以通过精子膜上的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶系统（NADPH oxidases）和线粒体水平上依赖NADH的氧化还原反应产生，过量ROS的产生可导致睾丸功能障碍，睾酮水平一旦降低，则易导致精母细胞的凋亡，并通过增加脂质过氧化诱导精子氧化应激导致精液质量下降，从而导致不育的发生［26］。日粮 n-3 PUFAs为精子质膜提供必需脂肪酸组成成分的同时，也为活性氧或氧化应激提供了充足的代谢底物［27］。精子质膜对ROS的攻击反应非常敏感，损伤导致膜脂质过氧化，精子质膜的脂质被过氧化后，膜流动性、渗透性功能被改变，引起精子内离子浓度变化，从而可影响精子活力［28］。在羔羊生殖发育早期饲喂富含ALA的亚麻籽可上调羔羊抗氧化、类固醇生成和PUFAs代谢相关基因的表达，提高羔羊睾丸抗氧化能力，并促进睾丸发育和精子形成［29］。n-3 PUFAs还通过影响代谢物、激素合成或其他因素（如氧化应激）来调节精子发生。在睾丸细胞中，如支持细胞、精子和线粒体的细胞器内膜通常含有较高百分比的PUFAs，容易受到自由基或ROS的攻击，从而增加氧化应激［30］。

4小结与展望

油用牡丹作为我国特有的油料经济作物，其抗逆性强、易栽培、产籽率大、出油率高、油品质好。近年来，我国多地制定了特色农业发展规划，将油用牡丹作为地方的支柱经济作物。牡丹籽油在抗氧化、降血脂、降血糖、保肝等方面的研究方兴未艾，且取得了一系列喜人的研究成果，为牡丹籽油产业化发展开辟了潜在的、广阔的应用前景。但是，目前我国油用牡丹产业仍然处于发展的初级阶段，其发展方式相对简单。牡丹籽油作为含有ALA最为丰富的油脂之一，其含量远超常规植物油脂，在生育力日益下降的今天，生育健康更值得我们关注，尤其是男性精液质量呈逐年下降的趋势更值得我们关注。通过摄取富含ALA的日粮能够显著提高动物精子的发生、精液品质，降低畸形率，提高生育力，因此进一步挖掘牡丹籽油对男性生殖健康方面的保健作用也將成为牡丹籽油产业非常有潜力的发展方向。参考文献［1］ 王俊朋，张立攀，王春杰，等.牡丹籽油的营养价值及氧化稳定性研究进展［J］.粮食与油脂，2022，35（3）：17-21.

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（收稿日期：2022-10-12修回日期：2022-12-06）

（編辑：梁明佩）