共軛亞油酸及其生物學(xué)功能研究進(jìn)展

張三潤，湯靈姿，張潤厚

（1.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)部，呼和浩特010110；2.新疆維吾爾自治區(qū)畜牧廳；3.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，呼和浩特010018）

綜述與專論

共軛亞油酸及其生物學(xué)功能研究進(jìn)展

張三潤1，湯靈姿2，張潤厚3

（1.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)部，呼和浩特010110；2.新疆維吾爾自治區(qū)畜牧廳；3.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，呼和浩特010018）

共軛亞油酸（CLA）是含有共軛雙鍵的亞油酸家族的總稱，在這個(gè)家族中至少有28個(gè)同分異構(gòu)體，它們主要存在于反芻動(dòng)物的脂肪中。其中含量最多，生物學(xué)功能最為廣泛的c9t11 CLA，占整個(gè)CLA總量的80%～90%。其生物學(xué)功能包括抗腫瘤細(xì)胞生長、改善心血管系統(tǒng)功能、增強(qiáng)機(jī)體免疫力以及預(yù)防糖尿病等。其次為t10c12 CLA，占CLA總量的3%～5%，其主要生物學(xué)功能為降低脂肪酸的合成，抑制脂肪細(xì)胞的分化與生長等。給反芻動(dòng)物飼喂具有不同脂肪酸含量特征的油菜籽、長鏈不飽和脂肪酸等，或?qū)w內(nèi)硬酯酰輔酶A去飽和酶的活性進(jìn)行調(diào)節(jié)，均可提高反芻動(dòng)物組織中的CLA含量，從而生產(chǎn)出具有促進(jìn)人體健康的功能性畜產(chǎn)品。未來的研究應(yīng)該闡明共軛亞油酸中的共軛結(jié)構(gòu)是如何發(fā)揮其生物學(xué)功能的，在其他營養(yǎng)物質(zhì)中是否也存在具有生物學(xué)功能的結(jié)構(gòu)形式。

共軛亞油酸；脂肪；生物學(xué)功能

1 共軛亞油酸（conjugated linoleic acid，CLA）

共軛亞油酸是亞油酸中的一個(gè)家族，它們主要存在于反芻家畜的肉及乳制品中。所謂“共軛”，是指在脂肪酸的碳鏈中，兩個(gè)雙鍵的中間被一個(gè)單鍵所分隔的結(jié)構(gòu)形式。其中，雙鍵又有“順式”和“反式”之分。“順式”是指雙鍵兩頭碳原子上的2個(gè)氫原子在雙鍵的同一側(cè)，“反式”是指雙鍵兩頭碳原子上的2個(gè)氫原子分別位于雙鍵的兩側(cè)。CLA既是一種順式脂肪酸，也是一種反式脂肪酸，順式結(jié)構(gòu)能夠降低脂肪的熔點(diǎn)，而具有一個(gè)反式雙鍵的脂肪酸具有生物活性作用［1］。在美國食品標(biāo)示中，CLA沒有被列入對人體健康有害的反式脂肪酸之中，而被FDA列為可以在某些食品中添加的一種安全的功能性食品添加劑。

在CLA家族中至少有28個(gè)同分異構(gòu)體［2］，其中畜產(chǎn)品中含量最豐富、已知生物學(xué)功能最廣泛的是c9t11 CLA，在乳脂肪中占整個(gè)CLA總量的80%～90%［3］。其生物學(xué)功能包括抗腫瘤細(xì)胞生長、改善心血管系統(tǒng)功能、增強(qiáng)機(jī)體免疫力及預(yù)防糖尿病等。其次為t10c12 CLA，在乳脂中占整個(gè)CLA總量的3%～5%［4］，其主要生物學(xué)功能為降低脂肪酸的合成，抑制脂肪細(xì)胞的分化及生長等。

早在1930年，科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)乳脂肪中含有CLA［5］，但直到氣相色譜技術(shù)的出現(xiàn)，Peter Parodi等才將CLA的同分異構(gòu)體分離開來并進(jìn)行了量化［6］。人們對CLA作為一種對人體健康有益物質(zhì)的認(rèn)識起始于1978年，當(dāng)時(shí)美國威斯康辛大學(xué)的Pariza博士發(fā)現(xiàn)牛肉中的一種物質(zhì)具有抑制腫瘤細(xì)胞生長的作用。在接下來的9年中，Pariza博士一直試圖分離并確定這種抗癌物質(zhì)，并最終于1987年確定這種抗癌物質(zhì)就是CLA。這一發(fā)現(xiàn)在生物科學(xué)界引起了強(qiáng)烈反響，并從此成為近二三十年來生物科學(xué)界研究的熱點(diǎn)之一。大量的研究發(fā)現(xiàn)，CLA具有許多對人體有益的生物學(xué)功能。

2 CLA的有益生物學(xué)功能

2.1 抗腫瘤作用

Pariza等研究表明，CLA具有抑制小鼠腫瘤細(xì)胞生長的作用［7-8］，這一發(fā)現(xiàn)也得到了其他研究結(jié)果的支持［9-10］。法國科學(xué)家Lavillonniere等的研究表明，CLA具有抑制婦女乳腺癌細(xì)胞生長的作用［11］；其他科學(xué)家進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，CLA具有抑制人類及嚙齒類動(dòng)物皮膚、結(jié)腸、前列腺和前胃腫瘤生長的作用［4］。

2.2 抗動(dòng)脈粥樣硬化作用

Lee和Kritchevsky等研究表明，在日糧中添加CLA能顯著地降低兔子的動(dòng)脈粥樣化［12-13］。研究還發(fā)現(xiàn)，CLA同時(shí)具有降低血液膽固醇及改善心血管系統(tǒng)功能的作用［14-15］。

2.3 預(yù)防糖尿病

研究表明，CLA能改善葡萄糖代謝，增加靶細(xì)胞對胰島素的敏感性，促進(jìn)肌肉組織對葡萄糖的吸收利用，從而起到預(yù)防糖尿病的作用［16-18］。

2.4 免疫調(diào)節(jié)作用

許多試驗(yàn)表明，CLA具有促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖，增強(qiáng)機(jī)體免疫功能的作用，詳見Cook等［19］及Khanal［4］的文獻(xiàn)綜述。

2.5 促進(jìn)骨骼發(fā)育與健康

CLA可以促進(jìn)骨膠原的合成及骨細(xì)胞的形成［20］，預(yù)防骨質(zhì)流失［21］。

2.6 降低機(jī)體脂肪含量預(yù)防肥胖癥

CLA對體脂肪的代謝有著廣泛的影響，其抗肥胖癥的機(jī)理可以歸納為：CLA可降低前脂肪細(xì)胞的增殖以及向成熟脂肪細(xì)胞的分化，抑制脂肪細(xì)胞的有絲分裂，降低脂肪酸及甘油三酯的合成，促進(jìn)脂肪水解及氧化供能過程，抑制脂肪合成酶的形成等［4］。給老鼠飼喂CLA（混合物）可以降低體內(nèi)脂肪的沉積，增加體內(nèi)蛋白質(zhì)的沉積［22］。Kim等的研究表明，給老鼠飼喂含有t10c12 CLA的日糧，可以促進(jìn)老鼠脂肪細(xì)胞的正常凋亡，降低老鼠的體脂肪含量，而c9t11 CLA可以誘導(dǎo)癌細(xì)胞的凋亡［39］。真胃灌注t10c12CLA可使牛奶乳脂率降低42%，乳脂產(chǎn)量降低44%。進(jìn)一步的研究表明，乳脂率及乳脂量的降低主要是由于乳中從頭合成的短鏈脂肪酸的減少，表明t10c12 CLA可能對參與從頭合成脂肪酸的一些酶（如 acetyl CoA carboxylase簡稱 ACC和 fatty acid synthetase，簡稱FAS）具有抑制作用，同時(shí)脂肪的飽和度增加，表明t10c12 CLA可能對硬脂酰輔酶A去飽和酶（SCD）也具有抑制作用［23］。

3 國內(nèi)外有關(guān)CLA的研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)

在發(fā)現(xiàn)CLA的抗腫瘤生長特性后，早期的研究工作主要集中在研究它的有益生物學(xué)功能上，使用的大多數(shù)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物為嚙齒類動(dòng)物如大白鼠及小白鼠等。隨著主要有益功能的不斷發(fā)現(xiàn)，研究者開始研究CLA在反芻家畜體內(nèi)的形成機(jī)理，發(fā)現(xiàn)CLA在體內(nèi)的形成途徑主要有兩個(gè)：①油酸、亞油酸及亞麻酸在瘤胃中經(jīng)微生物加氫飽和化及（或）同分異構(gòu)后經(jīng)小腸吸收后沉積于組織中或分泌于乳汁中［24］。大量的研究表明，通過對日糧的調(diào)控，如在日糧中加入油籽類或在優(yōu)質(zhì)草場放牧，可以有效地提高反芻家畜乳肉中的CLA，增加中長鏈多不飽和脂肪酸含量，降低從頭合成的短鏈及飽和脂肪酸的含量［24-25］。②在組織中由反-11十八碳烯酸（trans-vaccenic acid，TVA）在硬酯酰輔酶A去飽和酶（stearoyl-CoA desaturase，SCD）脫氫去飽和作用下生成c9t11 CLA。早期的研究認(rèn)為，第一種途徑即日糧經(jīng)瘤胃微生物發(fā)酵途徑為CLA生成的主要途徑，但近10年來的研究表明，SCD在組織中的活性較強(qiáng)，乳脂中64%～78%的CLA是由TVA經(jīng)SCD脫氫生成的［26］，牛肉中86%的CLA是由TVA經(jīng)SCD去飽和化生成的［27］。研究表明：人體也可以利用TVA合成CLA，因此學(xué)者建議將畜產(chǎn)品中的TVA作為CLA的前體物及有益脂肪酸來考慮［28］。

近年來，隨著分子生物學(xué)及細(xì)胞生物學(xué)的深入發(fā)展及普及，越來越多的研究者開始在細(xì)胞及分子水平上研究CLA的生物學(xué)功能及在體內(nèi)的生成及調(diào)控機(jī)理。利用PCR技術(shù)，對影響脂肪代謝的幾種主要酶，如脂蛋白脂酶（LPL）、乙酰輔酶A羧化酶（ACC）、脂肪合成酶（FAS）以及硬脂酰輔酶A去飽和酶（SCD）等的基因表達(dá)進(jìn)行了研究，極大地提高了人們對包括CLA在內(nèi)的脂肪酸在不同體組織中代謝機(jī)理的認(rèn)識［29-33］。在體內(nèi)脂肪酸代謝及CLA的內(nèi)源生成機(jī)理方面，SCD可以在碳鏈的第9位上加入一個(gè)雙鍵，是TVA去飽和化生成CLA的限制性酶，同時(shí)它也可以將其他一些飽和脂肪酸轉(zhuǎn)化為單不飽和脂肪酸［34］，從而影響脂肪酸的去飽和指數(shù)。研究表明，蘋婆油（sterculic oil）可以特異性地抑制SCD的活性［34］，而羅格列酮（rosiglitazone）可以促進(jìn)SCD的活性［35］。通過給試驗(yàn)動(dòng)物使用蘋婆油及羅格列酮，可以研究各種處理?xiàng)l件下，不同組織內(nèi)TVA與CLA的關(guān)系，以及試驗(yàn)處理對于脂肪酸去飽和指數(shù)的影響，從而為研究內(nèi)源生成CLA和體內(nèi)脂肪的代謝及轉(zhuǎn)換機(jī)理提供理論依據(jù)。相關(guān)研究報(bào)道還非常有限，以綿羊作為試驗(yàn)動(dòng)物的研究還未見報(bào)道，有待進(jìn)一步研究。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年我國存欄綿羊13 402萬只，生產(chǎn)綿羊肉398萬t，人均占有綿羊肉2.97 kg，羊肉約占我國肉食總量的5%。近年來，我國特別是內(nèi)蒙古等邊疆少數(shù)民族地區(qū)肉羊業(yè)迅速發(fā)展，羊肉在肉類消費(fèi)中的比重不斷增加，已經(jīng)成為人們喜愛的一種大眾食品。以內(nèi)蒙古為例，2010年存欄綿羊5 441萬只，生產(chǎn)綿羊肉90.7萬t，人均占有羊肉36.7 kg。然而，羊肉含有30%以上的脂肪［36］，且40%的脂肪為飽和性脂肪［37］，而飽和性脂肪與肥胖癥、高血壓、冠心病及各種癌癥有關(guān)［37-38］。因此，通過營養(yǎng)調(diào)控手段，例如在綿羊日糧中添加具有不同脂肪酸含量特征的油菜籽，增加脂肪中CLA等功能性脂肪酸的比例，對于促進(jìn)消費(fèi)者健康具有重要意義。我國畜牧科技工作者一直在進(jìn)行相關(guān)的研究工作。

4 展望與啟示

在脂肪酸的碳鏈結(jié)構(gòu)中，“共軛結(jié)構(gòu)”對其生物學(xué)功能起到了決定性的作用，那么這種“共軛結(jié)構(gòu)”是如何發(fā)揮其生物學(xué)功能的呢？在包括脂肪酸在內(nèi)的其他營養(yǎng)物質(zhì)中，是否還存在其他具有有益生物學(xué)功能的結(jié)構(gòu)形式呢？這些也許是下一步需要研究與探索的問題。

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Research Development on Conjugated Linoleic Acids and Their Biological Functions

ZhangSanrun1，TangLinzi2，ZhangRunhou3
（1.Department ofBiologyofInner Mongolia Medical University，Huhhot 010110，China；2.Department ofAnimal HusbandryofXinjiangUygur Autonomous Region；3.College ofAnimal Science，Inner Mongolia Agricultural University，Huhhot 010018，China）

Conjugated linoleic acid（CLA）is a family of linoleic acids with conjugated double bonds.There are at least 28 isomers in this family，which are mainly found in ruminant fats.The isomer with the most biological functions and the most abundance in the tissue is the c9t11 CLA，accounting for 80%～90%of the total CLA.Its biological functions include anti-tumor cell growth，improving cardiovascular system function，enhancing immunity and preventing diabetes et al.The second abundant isomer is t10c12 CLA，accounting for about 3%～5%of the total CLA，and its main biological function is to reduce the synthesis of fatty acids and to inhibit the differentiation and growth of fat cells and so on.Feeding ruminant oilseeds，polyunsaturated long chain fatty acids，or regulating the activity of stearic coenzyme A desaturase increase CLA content in ruminant tissues，thereby producing health-promoting and functional animal products.Future studies should clarify howthe conjugated structure in linoleic acids exerts their biological functions，and investigate whether there are similar structures with biological functions in other nutrients.

conjugated linoleic acid；fat；biological function

Q5

A

2095-3887（2014）06-0052-04

10.3969/j.issn.2095-3887.2014.06.016

2014-09-05

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31360560）

張三潤（1966-），男，講師，碩士。

張潤厚（1963-），男，教授，博士，主要從事反芻動(dòng)物營養(yǎng)方面的研究工作。