褪黑素的作用及其在畜牧生產(chǎn)上的應(yīng)用

湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院 占今舜 張 彬＊

褪黑素（MLT）是一種由哺乳動物松果體分泌的吲哚類神經(jīng)內(nèi)分泌激素，另外視網(wǎng)膜和淚腺也能少量的分泌 （楊秀平，2006；Zawilska和Nouak，1999）。MLT的化學(xué)結(jié)構(gòu)為5-甲氧基-N-乙酰色胺，是色氨酸的衍生物。MLT的合成主要受到光周期的影響，其他因素如交感神經(jīng)、激素也能影響其合成（Sugden，1989）。動物在持續(xù)的光照下，松果體的重量減輕，實(shí)質(zhì)細(xì)胞減少，MLT的合成酶系活性明顯降低；相反，長期生活在黑暗環(huán)境中的動物 （如大鼠），松果體合成MLT的酶系活性增強(qiáng)，MLT的合成也增加（楊秀平，2006）。因此MLT的分泌是白天減少，夜間增多。MLT的分解代謝主要是在肝臟和腦中進(jìn)行，代謝產(chǎn)物由尿排出體外（楊振軍等，2004）。

MLT具有改善睡眠、抗腫瘤、提高免疫力、抗炎、抗氧化、鎮(zhèn)痛和鎮(zhèn)靜等多方面的作用。本文對褪黑素的一些作用以及在動物生產(chǎn)上的一些應(yīng)用進(jìn)行綜述。

1 褪黑素的生物功能

1.1 抗腫瘤的作用 Lenoir等（2005）發(fā)現(xiàn)，MLT能夠明顯降低大鼠乳腺癌的發(fā)病率，還能抑制腫瘤細(xì)胞的生長。caspase-3是細(xì)胞凋亡過程中的關(guān)鍵酶，參與多種因素誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。顧良紅等（2010）研究發(fā)現(xiàn)，MLT能夠通過提高caspase-3的含量，激活caspase-3的活性，促使腫瘤細(xì)胞凋亡。c-fos原癌基因在正常細(xì)胞中起著促進(jìn)細(xì)胞增殖分化的作用，但其不正常表達(dá)能夠使細(xì)胞異常增殖癌變。宋麗霞和劉淑英（2009）發(fā)現(xiàn)，在光照時間延長的條件下，MLT分泌下降，c-fos原癌基因的表達(dá)有增長的趨勢，這結(jié)果表明，MLT含量的升高能抑制c-fos原癌基因的表達(dá)。此外，MLT還能夠增強(qiáng)機(jī)體中的NK細(xì)胞的活性，促進(jìn)NK細(xì)胞的活化，增強(qiáng)NK細(xì)胞的殺傷能力，從而達(dá)到抗腫瘤的作用（方華鎣和許春芳，2010）。MLT還能通過改變細(xì)胞周期，抗氧化等作用來抑制腫瘤細(xì)胞的生長。

1.2 改善睡眠的作用 梁慧莉等（2010）通過直接睡眠試驗(yàn)、延長戊巴比妥鈉睡眠時間試驗(yàn)、戊巴比妥鈉閾下劑量催眠試驗(yàn)、巴比妥鈉睡眠潛伏期試驗(yàn)，觀察褪黑素誘導(dǎo)小鼠的睡眠作用，發(fā)現(xiàn)MLT具有改善睡眠功能作用。吳至鳳等（2010）利用外源MLT治療腦損傷兒童睡眠障礙的療效觀察發(fā)現(xiàn)，MLT能夠明顯改善兒童的抵觸情緒，睡眠潛伏期減短，夜間的覺醒次數(shù)降低。

1.3 抗氧化的作用 機(jī)體可以通過酶促反應(yīng)和非酶促反應(yīng)產(chǎn)生自由基，如氧自由基、羥自由基等（姚偉和張永東，2002）。MLT有抗氧化的作用，能夠清除體內(nèi)的自由基。周向華和李經(jīng)才（1999）通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)MLT可以直接清除·OH，也可以通過增強(qiáng)機(jī)體自由基清除系統(tǒng)的能力來清除自由基。Russel（2002）報(bào)道，生理劑量的MLT能使腦中的谷胱甘肽過氧化酶的活性增強(qiáng)，促使谷胱甘肽的大量生成，這就提高機(jī)體對過氧化物的還原，降低過氧化物對機(jī)體的損傷。賈孟良等（2005）發(fā)現(xiàn)，MLT可顯著降低四氧嘧啶的含量，而四氧嘧啶是強(qiáng)氧化劑，會對機(jī)體內(nèi)多種器官造成氧化損傷，說明MLT對機(jī)體多種器官有保護(hù)作用和有抗氧化的作用。代國杰等（2010）利用脂多糖刺激小鼠，發(fā)現(xiàn)MLT能夠顯著降低肝臟和脾臟組織中的氧化損傷。

1.4 改善免疫的作用 免疫系統(tǒng)是機(jī)體保護(hù)自身的防御性結(jié)構(gòu)，由免疫器官（如骨髓、胸腺等）、免疫細(xì)胞（如淋巴細(xì)胞、單核吞噬細(xì)胞等）以及免疫分子（補(bǔ)體、干擾素、白細(xì)胞介素等）組成。MLT能夠調(diào)控機(jī)體的免疫系統(tǒng)，提高機(jī)體的免疫能力。

陳大勇等（2008）發(fā)現(xiàn)，隨著光照時間的延長，機(jī)體的MLT分泌受到限制，致使胸腺小體直徑、腔上囊面積、脾小結(jié)直徑逐漸降低，鏡下觀察各淋巴器官組織的淋巴細(xì)胞的致密度下降。劉淑英等（2003）利用鵪鶉作為試驗(yàn)對象，發(fā)現(xiàn)在短光照條件下機(jī)體的MLT分泌升高，致使機(jī)體的白細(xì)胞介素-2（IL-2）、外周血中白細(xì)胞數(shù)、紅細(xì)胞數(shù)和血紅蛋白含量都相應(yīng)增加。以上說明機(jī)體的MLT水平的變化能夠影響淋巴器官的發(fā)育并且能夠調(diào)控機(jī)體的免疫系統(tǒng)。

周愛民等（2001）利用MLT對小鼠進(jìn)行灌胃，結(jié)果表明，0.1～0.2 mg/kg的MLT，對免疫功能低下或缺陷的小鼠，在特異性和非特異性免疫功能發(fā)揮免疫增強(qiáng)作用。但對正常小鼠，褪黑素只能提高特異性細(xì)胞免疫功能。胸腺、法氏囊和脾臟是禽類最重要的免疫器官，利用法氏囊、脾臟、胸腺的重量可評價禽類的免疫狀況。盧玉發(fā)和廖清華（2008）在肉雞日糧中添加10 mg/kg褪黑素，發(fā)現(xiàn)胸腺、法氏囊和脾臟免疫器官質(zhì)量顯著增加?？梢钥闯?，提供外源性MLT能夠增強(qiáng)機(jī)體的免疫能力，并對一些導(dǎo)致免疫功能下降的疾病有預(yù)防和治療的作用。

1.5 其他作用 大量研究表明，MLT能夠預(yù)防、減輕乃至逆轉(zhuǎn)傷害性疼痛 （董良，2009）。焦燕等（2009）利用大鼠為實(shí)驗(yàn)對象發(fā)現(xiàn)，注射外源MLT能夠提高胰島素敏感性，降低體內(nèi)糖脂，改善胰島素抵抗。除此之外，MLT還具有改善記憶力、調(diào)節(jié)生物節(jié)律、抗衰老等作用。

MLT在植物方面的作用也有報(bào)道，徐向東等（2010）研究了高溫脅迫條件下外源MLT對黃瓜幼苗活性氧（ROS）代謝的影響以及對抗壞血酸代謝系統(tǒng)的影響，結(jié)果表明，MLT預(yù)處理能抑制高溫脅迫條件下黃瓜幼苗體內(nèi)ROS的產(chǎn)生，提高抗氧化酶系、抗壞血酸代謝酶系的活性及抗氧化物質(zhì)的含量，降低膜脂過氧化水平，保護(hù)膜脂的完整性，減少電解質(zhì)的外滲，減輕高溫脅迫對幼苗造成的傷害，提高幼苗抗高溫脅迫的能力。此外，外源MLT能夠減緩輻射對植物的氧化脅迫的能力（王英利等，2009）。

2 褪黑素在畜牧生產(chǎn)上的應(yīng)用

對于季節(jié)性動物，光照能影響MLT對生殖活動的作用。MLT對長日照繁殖動物的性行為起到抑制的作用，對短日照繁殖動物的性活動起促進(jìn)作用（茆達(dá)干等，2001）。研究發(fā)現(xiàn)，夏至之后給綿羊提供MLT，能夠促進(jìn)其發(fā)情提前，而在1月份左右時提供MLT沒有提前發(fā)情（Nancy等，1988；Nett和 Niswender，1982）。 對于非季節(jié)性動物，MLT分泌呈季節(jié)變化但不是引起性腺發(fā)生反應(yīng)的關(guān)鍵 （Diekman等，1991），但提高外源性MLT水平能夠影響生殖活動。溫璋文（1997）發(fā)現(xiàn)，給家兔埋植MLT會使公兔睪丸重量減輕，母兔卵巢縮小。Paterson等（1992）每天下午給豬口服MLT，能夠提前性成熟。

最近幾年，MLT在動物生長性能上的研究也取得了一定的成果。雷曉玉等（2008）發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)蛋高峰期利用MLT主動免疫（首免0.8 mL和首免0.6 mL）的蛋雞產(chǎn)蛋量有顯著提高，并且每次免疫都顯著提高雌二醇 （E2）水平。盧玉發(fā)和廖清華（2008）在肉仔雞日糧中添加MLT 10 mg/kg，結(jié)果表明，肉雞1～49 d平均日增重得到顯著提高，并且改善了飼料轉(zhuǎn)化率，而且添加了MLT的日糧對適口性沒有不良影響。唐春祥等（2006）試驗(yàn)結(jié)果表明，利用MLT主動免疫過的豬的采食量、體增重、飼料報(bào)酬、日糧蛋白質(zhì)和能量消化率有增加的趨勢；而且降低了肌肉脂肪含量。也有報(bào)道，埋植一定量的外源MLT可以誘導(dǎo)毛皮動物的毛皮提前成熟?？讘c松 （1995）利用在水貂皮下埋植MLT，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，成年水貂可以提前打皮。谷子林等 （2007）在45～50日齡的獺兔皮下埋植MLT發(fā)現(xiàn)能提高斷奶后幼兔的生長速度，加速毛囊的分化和增加被毛密度，促進(jìn)皮膚增長、增厚和成熟。杜立銀等（2009）在15℃保存稀釋精液中分別添加不同量的MLT，結(jié)果表明，添加適宜濃度MLT能夠抑制稀釋、離心及冷凍保存豬精液中的精子氧化損傷，顯著提高精液保存質(zhì)量。

3 小結(jié)

研究表明，MLT能夠影響動物繁殖機(jī)能，提高蛋雞產(chǎn)蛋率，使羊、豬性成熟提前，毛皮動物提前收獲毛皮等。但是，目前只局限在試驗(yàn)階段，仍有諸多問題未解決。如外源人工合成的MLT最適的添加量、添加方式 （埋植或者注射或者直接添加）、作用機(jī)制、能否用作飼料添加劑等。但隨著研究的不斷深入和科學(xué)技術(shù)的不斷提高，MLT將會被廣泛應(yīng)用在動物生產(chǎn)和飼料生產(chǎn)上。

[1]陳大勇，劉淑英，張利珍.不同光照條件下褪黑素對雛雞淋巴器官組織結(jié)構(gòu)的影響[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，29（4）：110 ～ 114.

[2]代國杰，朱建津，高琳琳，等.褪黑素對小鼠抗氧化作用的影響[J].食品工業(yè)科技，2010，3：347 ～ 350.

[3]董良.褪黑素在疼痛調(diào)節(jié)中的作用 [J].國際病理科學(xué)與臨床雜志，2009，29（6）：507 ～ 512.

[4]杜立銀，曹少先，郭煒，等.褪黑素在豬精液保存中的抗氧化作用[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2009，25（2）：315 ～ 319.

[5]方華鎣，許春芳.褪黑素對胰腺癌小鼠NK細(xì)胞殺傷活性的影響[J].蘇州大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，30（3）：477 ～ 479.

[6]谷子林，黃玉亭，陳保江，等.褪黑素（MLT）對商品獺兔被毛品質(zhì)和增重的影響[J].畜牧獸醫(yī)科學(xué)，2007，23（8）：32 ～ 35.

[7]顧良紅，劉卉，魏建恩，等.褪黑素核對胃癌小鼠血清caspase-3表達(dá)的影響[J].山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，41（11）：939 ～ 941.

[8]賈孟良，楊紅英，董淳，等.褪黑素的抗自由基作用[J].廣東藥學(xué)，2005，15（1）：46 ～ 48.

[9]焦燕，胡小波，尹衛(wèi)東，等.褪黑素改善高糖高脂飼養(yǎng)大鼠胰島素敏感性[J].微量元素與健康研究，2009，26（3）：4 ～ 9.

[10]孔慶松.褪黑激素促進(jìn)水貂冬皮早熟的研究[J].野生動物，1995，4：22～26.

[11]雷曉玉，雷曉峰，趙晏.褪黑激素主動免疫對蛋雞產(chǎn)蛋率的影響[J].畜禽業(yè)，2008，288：10 ～ 12.

[12]梁慧莉，趙鵬，覃輝艷，等.褪黑素改善睡眠功能試驗(yàn)研究[J].中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2010，20（2）：307 ～ 308.

[13]劉淑英，齊景偉，張旺.褪黑素和光照對鵪鶉白細(xì)胞介素 ～2的影響[J].中國家禽，2003，25（22）：20 ～ 22.

[14]盧玉發(fā)，廖清華.褪黑素對肉雞生產(chǎn)性能及免疫功能的影響[J].飼料工業(yè)，2008，29（13）：37 ～ 39.

[15]茆達(dá)干，楊利國，吳結(jié)革.褪黑激素對動物生殖的作用及其調(diào)控[J].草食家畜，2001，3：7 ～ 8，24.

[16]宋麗霞，劉淑英.不同光照下褪黑素變化對雞骨髓內(nèi)c-fos原癌基因表達(dá)的影響[J].中國畜牧獸醫(yī)，2009，36（9）：186 ～ 189.

[17]唐春祥，張克英，余 冰，等.褪黑激素主動免疫對豬生產(chǎn)性能和肉質(zhì)的影響[J].動物營養(yǎng)學(xué)報(bào)，2006，18（2）：80 ～ 85.

[18]王英利，王英娟，郝建國，等.褪黑素對綠豆在增強(qiáng)UV-B輻射下的防護(hù)作用[J].光子學(xué)報(bào)，2009，38（10）：2629 ～ 2633.

[19]溫璋文.MLT對家兔性器官和動情周期的作用 [J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)，1997，43（2）：211 ～ 215.

[20]吳至鳳，張雨平，趙雪晴，等.褪黑素治療腦損傷兒童睡眠障礙的療效觀察[J].重慶醫(yī)學(xué)，2010，39（21）：2913 ～ 2914.

[21]徐向東，孫艷，孫波，等.褪黑素對高溫脅迫下黃瓜幼苗抗壞血酸代謝系統(tǒng)的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2010，21（10）：2580 ～ 2586.

[22]徐向東，孫艷，孫波，等.高溫脅迫下外源褪黑素對黃瓜幼苗活性氧代謝的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2010，21（5）：1295 ～ 1300.

[23]楊秀平.動物生理學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2006.

[24]楊振軍，楊松鶴，陳志宏.有關(guān)褪黑素的研究進(jìn)展[J].承德醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，1（21）：74 ～ 77.

[25]姚偉，張永東.褪黑素的作用[J].臨沂醫(yī)學(xué)專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2002，24（6）：467～470.

[26]周愛民，袁育康，范桂香，等.褪黑素的免疫調(diào)節(jié)作用[J].西安醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，22（5）：422 ～ 424.

[27]周向華，李經(jīng)才.褪黑素抗自由基作用及其機(jī)制[J].中國藥理學(xué)通報(bào)，1999，15（1）：24 ～ 26.

[28]Diekman M A，Clapper J A，Green M L，et al.Reduction in age of puberty in gilts consuming MLT during decreasing or increasing daylength[J].Jouranl of Animal Science，1991，69：2525 ～ 2531.

[29]Lenoir V，de Jonage-Canonico M B，Perrin M H，et al.Preventive and curative effect of melatomin on mammary carcinogenesis induced by dinethybenz[a]anthracene in the female Sprague-Daw-ley rat[J].Breast Cancer Research，2005，7（4）：R470 ～ 6.

[30]Nancy W L，Benoit M，F(xiàn)red K J.How dose melatonin code for day length in the ewe：during of nocturnal melatonin release or coincidence of melatonin a light～ entrained sensitive period[J].Biology of Reproduction，1988，39：66 ～ 75.

[31]Nett M T，Niswender D G.Influence of exogenous melatonin on seasonality of reprodution in sheep[J].Theriogenology，1982，97：395 ～ 400.

[32]Panlikowski I，Kolomeckal I，Wojtczak A，et al.Effect of six months melatonin treatment on sleep qunlity and serum cocentrations of estradiol，cortisol，dehydroepiendrosterone sulfate，and somatomedinc in eldery wormen[J].Neu-Roendocrinol Leet，2002，23.

[33]Paterson A M，Martin G B，F(xiàn)oldes A，et al.Concentrations of plasma MLT and LH in do～mestic gilts reared under artificial long or short days[J].Jouranl of Reproduction and Fertility，1992，94：85 ～ 95.

[34]Russel J.Melatonin reduces oxidant damage and promotes mitochondrial respiration[J].New York Academy of Sciences，2002，959：238 ～ 256.

[35]Sugden D.Melatonin biosynthesis in the mammalian pineal gland[J].Experientia，1989，45：922.

[36]Zawilska J B，Nouak J Z.Melatonin from biochemistry to therapeutic applications[J].Polish Journal of Pharmacology，1999，51 （1）：3 ～ 13.