氧化應(yīng)激對(duì)反芻動(dòng)物胃腸道的影響及其作用機(jī)制

■孔凡林 刁其玉 屠 焰

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所奶牛營(yíng)養(yǎng)學(xué)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100081)

目前，隨著幼畜早期斷奶技術(shù)應(yīng)用的日益廣泛和全球變暖帶來(lái)的不利影響日益嚴(yán)重，由斷奶應(yīng)激引起的幼畜抗氧化功能失調(diào)以及由熱應(yīng)激引起的成年反芻動(dòng)物抗氧化功能失調(diào)已成為制約反芻動(dòng)物正常生長(zhǎng)發(fā)育的重要因素之一，近年來(lái)關(guān)于氧化應(yīng)激發(fā)生機(jī)制及其對(duì)反芻動(dòng)物胃腸道消化吸收的影響機(jī)制的相關(guān)研究也相對(duì)增多。

現(xiàn)已經(jīng)證明，在我國(guó)現(xiàn)代畜牧業(yè)的養(yǎng)殖過(guò)程中，氧化應(yīng)激的發(fā)生使畜禽的生長(zhǎng)性能下降、免疫性能下降、血清生化指標(biāo)異常[1]，最終導(dǎo)致多種疾病的發(fā)生，如乳房炎[2]，導(dǎo)致疾病發(fā)生的原因在于動(dòng)物體內(nèi)氧化系統(tǒng)和抗氧化系統(tǒng)的失衡，這種失衡使得過(guò)多的高活性氧自由基、氮自由基在體內(nèi)堆積，不能被及時(shí)的清除，自由基的堆積會(huì)通過(guò)引起細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)的過(guò)氧化，損傷DNA分子或調(diào)節(jié)相關(guān)基因表達(dá)來(lái)影響機(jī)體的生長(zhǎng)發(fā)育[3]。動(dòng)物的消化器官不僅在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收過(guò)程中擔(dān)任重要角色，同樣也參與機(jī)體的免疫和機(jī)械防御過(guò)程[4]。所以，研究氧化應(yīng)激的機(jī)制及其對(duì)胃腸道結(jié)構(gòu)和功能的影響不僅可以為反芻動(dòng)物的生長(zhǎng)調(diào)控提供依據(jù)，同時(shí)也為如何緩解氧化應(yīng)激提供指導(dǎo)。

1 氧化應(yīng)激的發(fā)生機(jī)制

正常動(dòng)物體內(nèi)自由基的產(chǎn)生和消耗一直維持著動(dòng)態(tài)的平衡，這種平衡一旦被體內(nèi)或體外的刺激打破，自由基的數(shù)量便會(huì)超出機(jī)體抗氧化系統(tǒng)的忍耐范圍，造成氧化應(yīng)激進(jìn)而產(chǎn)生代謝疾病，所以患者機(jī)體氧化應(yīng)激狀態(tài)對(duì)病癥的判定具有十分重要的臨床指導(dǎo)意義，通過(guò)檢測(cè)血清中的氧化損傷產(chǎn)物、抗氧化劑及抗氧化酶類水平可以對(duì)機(jī)體氧化應(yīng)激狀態(tài)進(jìn)行判定，相關(guān)研究報(bào)道蛋白羰基、晚期氧化蛋白產(chǎn)物、丙二醛和8-羥基脫氧尿苷是有效的過(guò)氧化指標(biāo)[5-7]。

1.1 自由基

自由基，在化學(xué)上也被稱為“游離基”，是指含有不成對(duì)電子的原子團(tuán)，這一性質(zhì)使得其化學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定，容易與其他物質(zhì)爭(zhēng)奪電子。在動(dòng)物體內(nèi)含量較多的自由基為氧自由基，主要包括超氧陰離子自由基和羥自由基等，再加上過(guò)氧化氫、單線態(tài)氧和臭氧等統(tǒng)稱為活性氧（ROS）。研究表明低濃度活性氧的存在是正常的生理現(xiàn)象，體內(nèi)納摩爾水平的活性氧對(duì)激活海腦回發(fā)育信號(hào)通路至關(guān)重要，在其中扮演著信號(hào)分子的作用[8]，但當(dāng)自由基的數(shù)量超出機(jī)體抗氧化系統(tǒng)的承受能力后便會(huì)對(duì)細(xì)胞造成損傷。

在機(jī)體中90%的氧在線粒體中被消耗，所以ETC是產(chǎn)生ROS數(shù)量最多的途徑，ROS產(chǎn)生的機(jī)制在于ETC過(guò)程不具有絕緣性，會(huì)在某些特定地點(diǎn)有漏電現(xiàn)象[9]。線粒體中至少有十個(gè)以上已經(jīng)確定的部位會(huì)產(chǎn)生超氧陰離子自由基(superoxide anion free radical，·)，如復(fù)合體Ⅰ、復(fù)合體Ⅲ等，Quinlan等[10]已經(jīng)證明在使用魚(yú)藤酮高度抑制ETC過(guò)程中復(fù)合體Ⅰ的活性后，電子無(wú)法從還原型輔酶1傳遞給輔酶Q，但線粒體上的其他酶類卻開(kāi)始產(chǎn)生線粒體氧自由基，如α-酮戊二酸脫氫酶、丙酮酸脫氫酶，且合成效率是復(fù)合體Ⅰ的6～8倍。另外，人為使用抗霉素A抑制復(fù)合體Ⅲ的酶活性后也會(huì)產(chǎn)生ROS。ROS在ETC中的主要產(chǎn)生部位如圖1所示。

圖1 活性氧在ETC中的主要產(chǎn)生部位

除活性氧以外，動(dòng)物體內(nèi)還存在著另一類具有高度氧化活性的自由基，該類自由基為體內(nèi)一氧化氮（NO）代謝途徑產(chǎn)生的一系列硝基化合物，總稱為活性氮（RNS）。與ROS相比，RNS在體內(nèi)的含量較少，由細(xì)胞內(nèi)的一氧化氮合酶（nitric oxide synthase，NOS）催化生成，根據(jù)NOS在生物體內(nèi)所在位置的不同可分為三種，分別是神經(jīng)型、內(nèi)皮型和誘導(dǎo)型。其中，神經(jīng)型和內(nèi)皮型NOS的表達(dá)受Ca2+濃度的調(diào)控，而誘導(dǎo)型NOS則不受Ca2+濃度的調(diào)控[13]。NOS催化L-精氨酸與氧原子結(jié)合生成NO和L-瓜氨酸，過(guò)多的NO又可繼續(xù)與·結(jié)合形成過(guò)氧化亞硝基（ONOO-）[14]，ONOO-是RNS功能的實(shí)現(xiàn)者，可使蛋白質(zhì)組成中的酪氨酸硝基化，從而改變蛋白質(zhì)正常的結(jié)構(gòu)和功能。

1.2 抗氧化系統(tǒng)

生物體內(nèi)存在著的抗氧化系統(tǒng)十分復(fù)雜，由多種成分組成，單一的抗氧化物所具有的抗氧化能力十分有限，往往需要通過(guò)聯(lián)級(jí)反應(yīng)和逐級(jí)放大反應(yīng)來(lái)提高機(jī)體的抗氧化能力，這就需要從總體的水平上來(lái)研究抗氧化系統(tǒng)。

抗氧化系統(tǒng)具體可分為酶類抗氧化系統(tǒng)和非酶類抗氧化系統(tǒng)。

1.2.1 酶類抗氧化系統(tǒng)

酶類抗氧化系統(tǒng)是指一類在氧化還原反應(yīng)中具有催化作用，能夠清除或轉(zhuǎn)化自由基和ROS的酶類，如超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化氫酶（CAT）及谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GSH-Px）等。SOD廣泛的存在于各種生物體內(nèi)并專一的用于清除·，SOD催化·發(fā)生歧化反應(yīng)并通過(guò)轉(zhuǎn)移一個(gè)電子生成毒性更低的過(guò)氧化氫和氧氣（2·+2H+→H2O2+O2）。研究發(fā)現(xiàn)Cu/Zn-SOD和Mn-SOD的mRNA表達(dá)量在病原體注射后顯著升高，且該過(guò)程主要的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子對(duì)Mn-SOD啟動(dòng)子的激活情況相較于Cu/Zn-SOD更為有效[15]，所以Mn-SOD在抗氧化過(guò)程中占主導(dǎo)地位。此外，Khanna-chopra等[16]在藜葉子、花序的葉綠體中成功提取出SOD的同工酶，當(dāng)溫度升高到100℃時(shí)，該同工酶的活性仍能保持原有活性的80%，具有良好的熱穩(wěn)定性和應(yīng)用前景。

GSH-Px為水溶性四聚體蛋白，4個(gè)亞基結(jié)構(gòu)相似，每個(gè)亞基上有1個(gè)硒原子，研究發(fā)現(xiàn)在羔羊飼料中添加NanoSe或NaSe可提高血液中GSH-Px的活性（P＜0.01）[17]，這可能與GSH-Px的結(jié)構(gòu)組成有很大關(guān)系。

CAT的主要作用是催化過(guò)氧化氫生成氧和水，當(dāng)機(jī)體CAT的含量很低時(shí)，非酶類抗氧化系統(tǒng)可代替CAT來(lái)清除過(guò)氧化氫。

1.2.2 非酶類抗氧化系統(tǒng)

常見(jiàn)的非酶類抗氧化劑包括人工合成的特丁基對(duì)苯二酚（tertiary butylhydroquinone，TBHQ）、丁基羥基茴香醚（butylated hydroxyanisole，BHA）等，有研究證明，TBHQ與牛血清蛋白的結(jié)合非常緊密，兩者之間的相互作用導(dǎo)致了牛血清蛋白構(gòu)象的改變[18-19]，其構(gòu)象的改變對(duì)功能的影響仍需要進(jìn)一步的研究；維生素及微量元素類抗氧化劑包括維生素A、維生素C、維生素E、α-硫辛酸、β-胡蘿卜、硒、錳、銅、鋅等，這些物質(zhì)已經(jīng)作為飼料中常見(jiàn)的添加成分廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中。

酶類抗氧化系統(tǒng)的生成往往需要非酶類抗氧化系統(tǒng)作為前體物質(zhì)，硒參與構(gòu)成的硒代半胱氨酸作為合成GSH-Px的原料中之一，研究已經(jīng)證明在日糧中添加硒可顯著提高SOD和GSH-Px的活性[20]。此外，Elshenawy等[21]還發(fā)現(xiàn)，在硒的基礎(chǔ)上添加維生素E可明顯提高疊氮化鈉（NaN3）處理小鼠的免疫性能并緩解NaN3造成的器官損傷，這說(shuō)明二者之間有協(xié)同作用。但Liu等[22]的研究表明維生素E和硒雖然都可以減輕氧化應(yīng)激對(duì)育成豬的影響，二者同時(shí)添加卻不具有組合效應(yīng)，所以二者在提高反芻動(dòng)物的抗氧化性能方面是否存在協(xié)同效應(yīng)仍需要進(jìn)一步的研究。

非酶類抗氧化劑還包括從動(dòng)植物中提取出來(lái)的天然抗氧化劑，如茶多酚、蝦青素、花青素等，有研究表明茶多酚、蝦青素、花青素能有效緩解氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)[23-25]。

2 氧化應(yīng)激對(duì)反芻動(dòng)物胃腸道的影響

氧化應(yīng)激對(duì)動(dòng)物機(jī)體的神經(jīng)、體液、免疫系統(tǒng)都有著極其復(fù)雜的影響，且三者之間相互關(guān)聯(lián)，根據(jù)氧化物對(duì)胃腸道器官損傷部位、途徑和影響程度的不同，氧化應(yīng)激對(duì)胃腸道的影響可通過(guò)三個(gè)主要方面進(jìn)行解釋。

2.1 誘導(dǎo)胃腸道上皮細(xì)胞凋亡

反芻動(dòng)物胃腸道結(jié)構(gòu)的完整性是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在消化器官中消化吸收的物質(zhì)基礎(chǔ)，氧化應(yīng)激可通過(guò)誘導(dǎo)胃腸道上皮細(xì)胞凋亡來(lái)破壞這種完整性，從而降低對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收效率，馬燕芬等[26]的研究證明，奶山羊在熱應(yīng)激狀態(tài)下瘤胃乳頭壞死、乳頭脫落情況較為嚴(yán)重，瘤胃背囊、腹囊的絨毛長(zhǎng)度和寬度均小于正常情況，并且隨著作用時(shí)間的延長(zhǎng)，效果越嚴(yán)重。同時(shí)，干物質(zhì)、粗蛋白、有機(jī)物消化率和產(chǎn)奶量均顯著降低。朱旺[27]的研究表明肉牛的空腸上皮細(xì)胞在應(yīng)激狀態(tài)下活性下降，抗氧化能力下降，韓奇鵬等[28]的研究也證明山羊瘤胃上皮細(xì)胞在氧化應(yīng)激狀態(tài)下時(shí)凋亡率顯著增加，建議使用H2O2誘導(dǎo)穩(wěn)定的山羊瘤胃上皮損傷模型。

氧化應(yīng)激造成細(xì)胞凋亡的起始原因是反芻動(dòng)物在應(yīng)激狀態(tài)下會(huì)進(jìn)行血液的重新分配，使消化系統(tǒng)經(jīng)歷“缺血再灌注”過(guò)程。缺血再灌注過(guò)程是指機(jī)體在應(yīng)激狀態(tài)下會(huì)激活腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)，該系統(tǒng)是調(diào)節(jié)心血管活動(dòng)的重要體液因素，這些激素的分泌保證了應(yīng)激狀態(tài)下心、腦、骨骼肌的血液供應(yīng)以應(yīng)對(duì)環(huán)境的變化，但消化系統(tǒng)的血液供應(yīng)則相應(yīng)減少[29]，一方面，對(duì)消化系統(tǒng)的血液供給減少會(huì)導(dǎo)致胃腸道上皮細(xì)胞獲得的用于發(fā)育、分裂的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少，這就不可避免的造成消化系統(tǒng)發(fā)育受阻；另一方面，“缺血再灌注”過(guò)程已經(jīng)被證明是誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的誘因之一，細(xì)胞凋亡的主要作用通路是caspase依賴性途徑，根據(jù)激活caspase家族的途徑不同又可分為死亡受體途徑和線粒體途徑，線粒體作為細(xì)胞的“動(dòng)力工廠”，已經(jīng)被證明參與細(xì)胞凋亡[30]，近年來(lái)發(fā)現(xiàn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)也存在有細(xì)胞凋亡的通路[31]，但相關(guān)研究較少。

2.1.1 線粒體凋亡途徑

線粒體凋亡途徑是caspase依賴性途徑的主要分支，他的關(guān)鍵之處在于線粒體外膜通透性（major outer membrane protein，MOMP）的轉(zhuǎn)變，MOMP的升高可釋放儲(chǔ)存在線粒體中的凋亡因子并啟動(dòng)細(xì)胞凋亡程序。而MOMP改變的原因之一在于氧化應(yīng)激狀態(tài)下腺嘌呤核糖核苷酸（adenosine monophosphate，AMP）的不斷堆積，王蘭芳等[32]的體外細(xì)胞培養(yǎng)試驗(yàn)證明，外源添加1 000 μmol/l的AMP可顯著增加細(xì)胞凋亡率，但相對(duì)低濃度的AMP對(duì)其沒(méi)有影響，這是因?yàn)槿毖跗趯?dǎo)致的胃腸道上皮細(xì)胞缺氧使得線粒體無(wú)法有效進(jìn)行氧化磷酸化產(chǎn)生ATP，機(jī)體對(duì)ATP的需求導(dǎo)致糖酵解作用增加，進(jìn)而乳酸堆積，線粒體膜電位下降，為了維持膜電位的穩(wěn)定，線粒體變成了ATP的主要消耗者，大量ATP轉(zhuǎn)化成AMP導(dǎo)致線粒體中AMP/ATP比例增加，AMP活性蛋白激酶（adenosine monophosphate activated protein kinase，AMPK）活性增加，AMPK磷酸化激活結(jié)節(jié)性硬化復(fù)合物1/2（tuberous sclerosis complex，TSC1/2），TSC1具有激活GTP酶的功能，從而抑制雷帕霉素靶蛋白并促進(jìn)自噬[33]，隨著缺血時(shí)間的延長(zhǎng)，高濃度的AMP可直接激活磷脂酶A2，降解線粒體膜磷脂，破壞線粒體膜完整性，一方面使得調(diào)節(jié)滲透壓的能力下降，另一方面導(dǎo)致細(xì)胞色素C逸出，最終誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[34]。

氧化應(yīng)激也可以通過(guò)直接對(duì)線粒體膜進(jìn)行氧化，進(jìn)而降低線粒體膜的通透性。耿雅麗等[35]研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期飼喂高精料的泌乳奶山羊細(xì)胞周期相關(guān)基因表達(dá)水平顯著升高，促細(xì)胞凋亡相關(guān)基因表達(dá)顯著升高，膽固醇含量顯著下降。膽固醇作為細(xì)胞膜和細(xì)胞器膜的重要組成成分，對(duì)維持生物膜的流動(dòng)性和完整性有重要作用，研究證明ROS對(duì)膽固醇的雙鍵有氧化作用，而細(xì)胞膜或線粒體膜上脂質(zhì)的過(guò)氧化會(huì)導(dǎo)致自身的通透性增加[36]。

氧化應(yīng)激還可以通過(guò)控制Bcl-2蛋白家族進(jìn)而改變MOMP，Bcl-2蛋白家族主要定位在線粒體外膜上，按照對(duì)凋亡途徑的促進(jìn)或阻礙作用分成效應(yīng)者、保護(hù)者與起始者。吳黎明[37]使用H2O2處理初生奶牛的小腸上皮細(xì)胞后發(fā)現(xiàn)，Bax和caspase-3基因表達(dá)量顯著增加，Bax蛋白為效應(yīng)者，是含有多個(gè)同源結(jié)構(gòu)域的促凋亡蛋白，當(dāng)氧化應(yīng)激發(fā)生后，游離的Bax可直接在線粒體膜上形成Bax-Bax同二聚體，增加MOMP并釋放細(xì)胞色素C到細(xì)胞質(zhì)，細(xì)胞色素C在胞質(zhì)中能夠與凋亡酶激活因子（apoptotic enzyme activator，Apaf-1）的碳端結(jié)構(gòu)域結(jié)合形成復(fù)合體并通過(guò)多聚化作用激活A(yù)paf-1，Apaf-1隨后募集caspase-9從而形成凋亡體，隨后激活下游的caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)，最后的激活物caspase-3可誘導(dǎo)細(xì)胞的凋亡[38]。然而，除效應(yīng)者以外還存在著與之有相反作用的保護(hù)者，徐霄龍等[39]使用高溫誘導(dǎo)腸上皮細(xì)胞氧化應(yīng)激，結(jié)果顯示caspase-3、caspase-9和Bax表達(dá)量顯著升高，Bcl-2顯著下降。蔡亞非等[40]研究發(fā)現(xiàn)，奶牛在氧化應(yīng)激狀態(tài)下淋巴細(xì)胞凋亡率由2.7%提高到10.6%，同時(shí)Bcl-2豐度顯著降低。其中的Bcl-2可通過(guò)與效應(yīng)者的結(jié)合來(lái)降低MOMP，維持線粒體膜的穩(wěn)定性和內(nèi)外滲透壓，也可通過(guò)與線粒體去極化產(chǎn)生通透性轉(zhuǎn)換孔（mitochondrial permeability transition pore，mPTP）相互作用，抑制mPTP功能[41]，主要成員除Bcl-2外還有Bcl-xl。

2.1.2 死亡受體途徑

在死亡受體途徑中，H2O2誘導(dǎo)死亡因子受體（Fas）與其配體（FasL）過(guò)渡表達(dá)，F(xiàn)asL可與Fas結(jié)合并活化Fas的“死亡區(qū)域”（dead domain，DD）從而形成三聚體，DD具有分解蛋白質(zhì)的功能，DD利用該功能可募集Fas相關(guān)死亡蛋白（fas-associated protein with death domain，F(xiàn)ADD）并形成死亡誘導(dǎo)復(fù)合物（deathinducing signaling complex，DISC），DISC在胞質(zhì)內(nèi)促使caspase-8前體通過(guò)自身的剪切作用斷裂、聚集、活化，活化后的caspase-8進(jìn)一步啟動(dòng)下游的caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)，最終導(dǎo)致細(xì)胞的凋亡[42]。該通路在單胃動(dòng)物身上已經(jīng)得到了驗(yàn)證，但在反芻動(dòng)物上的研究還處于起步階段，陶詩(shī)煜等[43]研究發(fā)現(xiàn)飼喂高精料日糧的波爾山羊結(jié)腸上皮組織caspase-8基因表達(dá)顯著增加，證明了死亡通路在胃腸道上皮細(xì)胞中確實(shí)存在。總之，“缺血再灌注”過(guò)程首先通過(guò)減少胃腸道的血液供給來(lái)影響其發(fā)育，更深層次的影響是通過(guò)該過(guò)程引起的氧化應(yīng)激及細(xì)胞凋亡來(lái)完成的。

細(xì)胞凋亡與細(xì)胞增殖在體內(nèi)的平衡維持著機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)，位于身體不同部位和器官的細(xì)胞因?yàn)榈蛲鲞^(guò)度所引發(fā)的疾病也有所不同，研究證明阿茲海默癥是由于神經(jīng)細(xì)胞凋亡過(guò)多導(dǎo)致的[44]，帕金森癥是由于多巴胺神經(jīng)細(xì)胞凋亡過(guò)多導(dǎo)致的[45]，由于中樞神經(jīng)細(xì)胞的不可再生性使得此類病癥幾乎不能被治愈，但對(duì)于可增殖的胃腸道上皮細(xì)胞或血管內(nèi)皮細(xì)胞來(lái)說(shuō)，是否致病取決于增殖和凋亡的平衡，如果細(xì)胞凋亡在細(xì)胞增殖的控制范圍內(nèi)，細(xì)胞凋亡便不足以成為致病原因，如果細(xì)胞凋亡超出細(xì)胞增殖的控制范圍則會(huì)引發(fā)多種疾病。細(xì)胞凋亡途徑在單胃動(dòng)物上面已經(jīng)研究的較為充分，但在反芻動(dòng)物上還缺乏詳盡的報(bào)道，所以還需要進(jìn)一步的研究。

2.2 對(duì)胃腸道屏障功能的影響機(jī)制

胃腸屏障是指能夠阻止外源有害有毒物質(zhì)穿過(guò)腸胃黏膜進(jìn)入其他器官、組織的結(jié)構(gòu)和功能的總和。腸道的第一道防線為機(jī)械屏障，它由腸道黏膜上皮細(xì)胞、細(xì)胞間緊密連接（TJ）和黏液層三者構(gòu)成，其功能在于控制水和溶質(zhì)的跨膜運(yùn)輸，氧化應(yīng)激則通過(guò)改變TJ的組成和結(jié)構(gòu)來(lái)影響胃腸道上皮通透性，進(jìn)而影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收過(guò)程和對(duì)有害物質(zhì)的過(guò)濾過(guò)程[46]。TJ由結(jié)構(gòu)蛋白和功能蛋白兩部分組成，結(jié)構(gòu)蛋白包括閉合蛋白（Occludin）、密封蛋白（Claudin）等，其中的Occludin蛋白和Claudin蛋白不僅參與TJ的物理構(gòu)成，研究證明Occludin蛋白還對(duì)細(xì)胞間通透性具有調(diào)節(jié)作用，Claudin蛋白還參與構(gòu)成TJ中只允許水分子和小分子物質(zhì)通過(guò)的“小孔”結(jié)構(gòu)[47]。閉合小環(huán)蛋白（zo-na occludens，Zos）與前兩種蛋白一樣同樣參與到細(xì)胞物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)中，且還具有維持上皮極性的功能，馬燕芬等[48]的研究發(fā)現(xiàn)應(yīng)激組奶山羊的瘤胃上皮細(xì)胞中claudin、ZO-1基因的mRNA表達(dá)量顯著低于對(duì)照組，并且隨著應(yīng)激時(shí)間的增加，緊密連接蛋白的損傷越明顯。陳新瑤等[49]使用H2O2對(duì)小腸上皮細(xì)胞進(jìn)行處理后得到了同樣的結(jié)果。以上研究說(shuō)明氧化應(yīng)激對(duì)反芻動(dòng)物胃腸道上皮TJ結(jié)構(gòu)中的主要蛋白表達(dá)有消極影響，但TJ結(jié)構(gòu)復(fù)雜，除Occludin蛋白和Claudin蛋白外還存在著連接粘附分子、閉鎖小帶蛋白等，他們對(duì)控制物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)有著各自的功能，但目前卻少有報(bào)道。

2.3 通過(guò)體液調(diào)節(jié)對(duì)胃腸道發(fā)育的影響機(jī)制

應(yīng)激的發(fā)生會(huì)引起廣泛的神經(jīng)內(nèi)分泌變化，為解釋這一現(xiàn)象，在1951年，應(yīng)激學(xué)說(shuō)的奠基人Selye提出了“全身適應(yīng)綜合征”這一概念，全身適應(yīng)綜合征是指當(dāng)機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)受威脅、擾亂后出現(xiàn)的一系列生理和行為的適應(yīng)性反應(yīng)，其中最為經(jīng)典的便是下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)激素軸，通過(guò)下丘腦引起血中促腎上腺皮質(zhì)激素濃度迅速升高，糖皮質(zhì)激素大量分泌的過(guò)程，其主要成分為皮質(zhì)醇，糖皮質(zhì)激素受體廣泛的存在于機(jī)體大部分組織中，胃腸道也不例外，余思佳等[50]研究證明隨著妊娠的進(jìn)行，繁殖母羊體內(nèi)的自由基代謝逐漸增強(qiáng)，血清皮質(zhì)醇含量逐漸增加，且在分娩時(shí)達(dá)到最大值，研究證明人毛發(fā)中皮質(zhì)醇和可的松含量與代謝紊亂和心血管疾病的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān)關(guān)系，糖皮質(zhì)激素的異常分泌容易引起代謝綜合征，主要表現(xiàn)為機(jī)體蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等物質(zhì)的代謝紊亂[51]，進(jìn)而間接影響胃腸道發(fā)育。近期的研究表明毛發(fā)中皮質(zhì)醇含量不能很好的代表機(jī)體皮質(zhì)醇的分泌量，毛發(fā)取樣部位不同導(dǎo)致的測(cè)定結(jié)果也不同[52-53]，所以其具體機(jī)制還需要試驗(yàn)探究。此外，皮質(zhì)醇分泌增多對(duì)反芻動(dòng)物胃腸道的影響還需要進(jìn)一步驗(yàn)證。

氧化應(yīng)激引起的代謝綜合征，另一重要特征為胰島素抵抗[54]，胰島素抵抗如果進(jìn)一步惡化可引發(fā)Ⅱ型糖尿病和心血管疾病，這兩大病癥之間相互影響、并發(fā)存在，之間有著極其復(fù)雜的關(guān)聯(lián)性[55]，還有研究表明胰島素抵抗會(huì)降低血管內(nèi)皮細(xì)胞上纖維蛋白溶解酶的活性[56]，該酶活性的降低會(huì)嚴(yán)重影響瘤胃周?chē)艿难鲿惩?，進(jìn)而降低瘤胃獲取營(yíng)養(yǎng)的效率。

有研究證明在長(zhǎng)期應(yīng)激狀態(tài)下，血清中促甲狀腺釋放激素的含量與ROS含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，即氧化應(yīng)激導(dǎo)致甲狀腺釋放激素的釋放量減少[57]，其導(dǎo)致的結(jié)果是瘤胃的正常發(fā)育因?yàn)榧谞钕偌に胤置诹康臏p少而受到影響。除糖皮質(zhì)激素、胰島素和甲狀腺激素外，氧化應(yīng)激對(duì)機(jī)體多種激素的合成和釋放均造成影響，但對(duì)胃腸道的影響微乎其微，所以在此不一一列舉。

3 結(jié)論

氧化應(yīng)激的發(fā)生機(jī)制已經(jīng)十分完善且后續(xù)對(duì)人等單胃動(dòng)物的影響也都有較為系統(tǒng)的陳述，但在反芻動(dòng)物身上，由于瘤胃的特殊性，氧化應(yīng)激對(duì)于胃腸道的影響機(jī)制仍處于理論研究階段。一方面，關(guān)于氧化應(yīng)激引發(fā)的反芻動(dòng)物胃腸道上皮細(xì)胞凋亡，尤其是瘤胃上皮細(xì)胞的凋亡機(jī)制仍有待研究，目前僅有少數(shù)試驗(yàn)證明了表觀現(xiàn)象，研究還不夠深入；另一方面，氧化應(yīng)激對(duì)反芻動(dòng)物胃腸道緊密連接的影響機(jī)制還研究的不夠全面，僅證明了少數(shù)緊密連接蛋白的重要性，而構(gòu)成緊密連接的蛋白種類眾多。所以，今后的研究應(yīng)集中在利用分子生物學(xué)技術(shù)對(duì)氧化應(yīng)激造成的胃腸道變化進(jìn)行跟蹤，并在此基礎(chǔ)上篩選出具有針對(duì)性抗氧化作用的飼料添加劑。