維生素E和硒在機體的協(xié)同作用

許友卿 謝亮亮 丁兆坤

VE與Se都是人和動物包括水生動物體的必需微量元素，除分別發(fā)揮重要的生理功能外，同時使用能互補、協(xié)同、增效[1]。Cemek等(2010)[2]報道，VE 與 Se能協(xié)同對有機磷誘發(fā)的組織損傷發(fā)揮顯著的保護作用。Yang等(2011)[3]指出，同時添加VE與Se可抑制N-亞硝甲基芐胺 (N-nitrosomethylbenzylamine,NMBzA)誘發(fā)的大鼠食道癌，且于早期添加VE與Se的效果更顯著。新研究發(fā)現(xiàn)，VE與Se可能協(xié)同抗氧化、治療和預防癌癥[4-8]。但是過量Se會致機體中毒[9]。

Brigelius-Flohé R(2009)[10]指出，VE 是唯一未被完全理解的維生素。VE與Se的作用與機理尚待研究[8，11-12]。

本文重點綜述VE與Se協(xié)同促進人和動物機體生長、發(fā)育、免疫、抗氧化、抗病、抗應激等方面的作用，旨在更好地研究、調(diào)控和利用VE與Se的協(xié)同增效作用及機理，為科學研究和生產(chǎn)實踐服務。

1 VE和Se的主要功能

1.1 VE的主要功能

VE包括生育酚（tocopherols）和生育三烯酚（tocotrienols），各有4種衍生物——α、β、γ、δ 型。除 α-生育酚外，其他不能被α-生育酚轉(zhuǎn)運蛋白（α-TTP）所識別，所以人類只能吸收和利用α-生育酚[13]。VE具有許多生理功能，其中最重要的是：①抗氧化作用[13-14]；②免疫抗病作用[15]；③影響基因轉(zhuǎn)錄和表達[2，9，13]。

1.2 硒的主要功能

Se在各種硒蛋白的活性位點主要以硒半胱氨酸的形式存在。硒蛋白可分為酶和非酶兩類。酶類如谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)[16]、硫氧還蛋白等。非酶類如參與硒運輸與調(diào)節(jié)機體硒分布的硒蛋白P和肌肉新陳代謝所必需的硒蛋白W[17]。

Se通過消化道被生物吸收后發(fā)揮重要的生理生化作用，主要功能：①抗氧化作用[18]；②免疫作用[19]；③防護、保健作用[20]。

2 VE和Se的協(xié)同作用

VE可促進Se的吸收，二者互補，協(xié)同作用。

2.1 協(xié)同抗氧化作用

VE和Se協(xié)同抗氧化，保護組織細胞的正常功能。Roth等(2010)[21]報道，在對過氧化物適應的過程中，只補充Se不能提高神經(jīng)元的存活，而同時補充VE和Se能使神經(jīng)元非常敏感地挑戰(zhàn)過氧化物。VE是非特異性生物抗氧化劑，它結(jié)合在細胞膜上使細胞免受自由基攻擊和過氧化損傷，是抗氧化作用的第一道防線[9]；而Se作為GSH-Px的必需成分，可通過GSH-Px等阻斷自由基對DNA的氧化破壞，是抗氧化作用的第二道防線[22]。Se尚可通過GSH-Px的功能，防御缺VE對肝的損害[17]。而VE能維持體內(nèi)Se的活性，防止Se的排出和膜脂氧化，減少過氧化物的生成，從而節(jié)約GSH-Px和超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）去清除過氧化物；VE還能增強Se的作用，預防DNA被破壞和預防癌癥[23]。VE和Se能夠增加皺紋盤鮑（Haliotis discus hannai）血清抗氧化活力，特別顯著增強過氧化氫酶（CAT）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）和谷胱甘肽還原酶（GR）的活力。當飼料中VE含量為450 IU/kg、Se為0.6 mg/kg時，能使皺紋盤鮑血清中的抗氧化物酶系統(tǒng)總體達到相對平衡，有效地抵抗氧化損害[24]。

曾有一假說[25]認為，VE和Se相互協(xié)同抗氧化作用機理是，在不飽和脂肪酸—ROOH—ROH過氧化鏈式反應中，一方面，VE可阻止ROOH的形成，另一方面，Se可通過提高相關(guān)過氧化物酶的活力，催化ROOH的降解，二者在過氧化鏈式反應的不同階段協(xié)同作用。但是該假說尚缺少實驗支持。

2.2 協(xié)同抗應激作用

VE和Se協(xié)同抗應激反應主要表現(xiàn)在抗熱和中毒應激反應等方面。熱應激時，機體通常表現(xiàn)為血液GSH-Px、SOD活性明顯下降，丙二醛（malondialdehyde,MDA）含量明顯上升，自由基大量生成，細胞損傷。如果在飼料中添加VE和納米Se能夠顯著增加動物血漿中VE和Se的含量，提高血清中GSH-Px酶活性和總抗氧化能力（TAOC），降低MDA和活性氧(ROS)水平，減少熱應激對動物的氧化損傷[26]。Sahin等[27]報道，當養(yǎng)殖溫度為34℃時，在干飼料中添加VE 250 mg/kg和Se 0.2 mg/kg，日本鵪鶉生長、消化能力和肉質(zhì)達到最佳效果，同時能夠有效防止熱應激帶來的負面影響。

在機體對某些有毒物質(zhì)引起的應激中毒反應中，VE和Se能協(xié)同作用，防止中毒。殺蟲劑有機磷酸酯會造成機體氧化應激，增加生成自由基、降低機體抗氧化劑含量和抗氧化酶的活性，引起機體中毒[28]。然而，VE和Se協(xié)同作用能夠保護機體不受有機磷酸酯的氧化破壞[2]。Aboul-Soud等(2011)[29]發(fā)現(xiàn)，補充VE和Se對殺蟲劑馬拉硫磷(MTN)誘發(fā)的大鼠肝氧化應激及其損傷提供部分保護。與此同時，Leal等[30]報道，補充VE和Se對用Haemonchus contortus感染小羊的氧化應激提供抗氧化保護。

2.3 協(xié)同提高免疫力和抗病力

VE和Se在協(xié)同抗氧化作用中，同時提高機體免疫力和抗病力?？乖苁筎淋巴細胞轉(zhuǎn)化率和自然殺傷細胞（natural killer cell,NK細胞）活性降低，而適量添加VE和Se，能明顯提高NK細胞活性和T淋巴細胞轉(zhuǎn)化率。VE和Se對淋巴細胞和有絲分裂原的增殖反應有交互作用，其互作機理可能與GSH-Px的協(xié)同作用相關(guān)[31]。Finch等[32]研究發(fā)現(xiàn)，VE和Se能夠協(xié)同提高機體抗體水平、噬菌細胞和淋巴細胞的功能，從而增強抗病力。Reagan-Shaw等[4]報道，VE和Se的協(xié)同作用能夠提高Bax蛋白量，降低Bcl-2蛋白量，從而導致人類前列腺癌細胞的凋亡。但是，Lippman等[5]認為，VE和Se并不能防止前列腺癌的發(fā)生。因此尚需進一步研究。

2.4 協(xié)同促進生長發(fā)育和成活

機體缺乏VE和Se會導致肌肉營養(yǎng)不良、肌肉特異蛋白（muscle speci fi c proteins）溶于血漿和貧血等癥狀[17]。Thorarinsson等[33]發(fā)現(xiàn)，在飼料中添加VE和Se能夠明顯提高大鱗大馬哈魚(Oncorhynchus tshawytscha)的成活率，同時VE還能夠顯著增加體重和血細胞壓積值（hematocrit values），Se能增強血漿中 GSH-Px活性。Poston等[34]報道，在飼料中添加VE和Se能夠顯著提高大西洋鮭（Salmo salar）的成活率，促進生長發(fā)育。VE和Se之所以能促進生長發(fā)育，是由于Se參與機體蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物的代謝，同時調(diào)節(jié)酶促反應和氧化還原過程；而VE是機體的重要生物催化劑，對上述生理生化過程有協(xié)同促進和增效作用。VE和Se通過協(xié)同抗氧化作用，清除自由基和其他氧化物，從而提高免疫力、抗病力和成活率[35]。

2.5 協(xié)同影響肌肉品質(zhì)

VE與Se協(xié)同抗氧化作用，使細胞膜和組織免受ROS氧化，一方面使肌肉脂質(zhì)和蛋白質(zhì)免受氧化而保證肉色和味道；另一方面又提高肉中VE、β-胡蘿卜素、維生素C(VC)和谷胱甘肽的含量而提高肌肉品質(zhì)[36]。VE和Se通過協(xié)同作用可防止肌紅蛋白或氧合肌紅蛋白氧化成正鐵肌紅蛋白，加深肌肉紅色度[37]；還可直接阻止細胞脂質(zhì)氧化，有利于保持機體PUFAs的含量，提高肌肉的營養(yǎng)價值[1]。Buchanan等[38]報道，在金槍魚飼料中添加VE、VC和Se能夠延長其肉色的保持時間，同時提高肉質(zhì)中VE和VC的含量。

2.6 協(xié)同促進繁育性能

雖然VE和Se對動物繁育性能的影響不同，VE主要影響雌性動物的繁殖性能，而Se主要影響雄性動物的生殖性能[39]。但是，VE與Se協(xié)同對哺乳動物精子的運動性和穿透反應發(fā)揮重要的作用[40]。VE與Se協(xié)同作用，可以改善胎盤血液循環(huán)及其機能，增加營養(yǎng)供應，促進和支持胎兒的正常生長發(fā)育，還能夠提高哺乳期幼體增重率、成活率和抗病力[41]。Ruder等[42]指出，女性繁殖力跟體內(nèi)氧化應激狀況相關(guān)，氧化應激會阻止懷孕，而VE和Se的協(xié)同作用能有效防止氧化應激對懷孕的影響。Koyuncu等[43]報道，給母羊飼喂含0.1%Na2SeO3和250 g/kg VE的飼料，能明顯提高母羊的發(fā)情、繁殖力和生產(chǎn)力，還能提高仔羊增重率和生長速度。

3 VE和Se不可相互替代

雖然VE和Se都具有抗氧化作用，但是VE主要在細胞外發(fā)揮作用，而Se則主要在細胞內(nèi)抗氧化[1]。盡管在一定條件下，兩者可相互有限地代替，但是不能完全替代。如果VE和Se兩者都高于最低需求量，可通過補充另者來互補。然而，如果兩者中之一低于最低需求量，另者即使過量也不能預防其缺乏癥。因此，應同時補充VE和Se。

不同環(huán)境、不同生理狀態(tài)下的不同魚類、不同個體對VE和Se的需求量及其適宜比例相異。例如大西洋鮭對VE的需求量為30～60 mg/kg[44]，而鯉魚（Cyprinus carpio L.）為 200～300 mg/kg[45]。盡管個體對 VE 的需求不同，VE添加量應隨飼料中PUFAs含量提高而增加，以保護PUFAs不被氧化。Lin等[46]發(fā)現(xiàn)，當飼料中粗脂肪含量為4%和9%時，點帶石斑魚(Epinephelusmalabaricus)幼魚最適VE需求量分別為61～68 g/kg和104～115 g/kg。不同魚類對Se的需求也不同，如虹鱒對Se的需求量為0.38 mg/kg[47]，點帶石斑魚幼魚是 0.7 mg/kg[48]。Wise 等[49]報道，斑點叉尾鮰（Letalurus punetaus）幼魚添加VE的最適量為60 mg/kg，Se為0.2 mg/kg，超過此水平能增強其幼魚巨噬細胞的功能。

4 結(jié)語

綜上所述，VE和Se具有廣泛的協(xié)同作用，但是它們的某些作用和機理尚需進一步研究，尤其是VE和Se在水產(chǎn)動物的協(xié)同作用及其機理，亟待深入研究。研究VE和Se對海水幼魚生長發(fā)育、營養(yǎng)、生理、生化和分子生物學的影響及機理，理解幼魚對VE和Se的最適需求量及其比例，不但為調(diào)控海水幼魚營養(yǎng)和配制高效合理的飼料提供科學依據(jù)，而且能促進海水幼魚生長發(fā)育，提高成活率，對解決目前成活率低于20%的問題，發(fā)展可持續(xù)的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)具有重要的意義。

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