補充維生素E、維生素C和β-胡蘿卜素對母豬產(chǎn)后抗氧化/氧化性能的影響

任方奎 譯自，Vol.18(2015)，№2：299～305

潘雪男 審 羅靜如 制表

大量研究表明，懷孕期間、分娩和產(chǎn)后，人或動物的機體會產(chǎn)生過量的ROS。ROS過量產(chǎn)生會使母體動物和新生動物的機體產(chǎn)生氧化應(yīng)激，這很可能會引發(fā)各類產(chǎn)后疾病。

由于ROS是人和動物許多疾病的病因之一，因此利用各種抗氧化劑來預(yù)防這些疾病引起了人們很大的興趣。在能夠緩解機體氧化應(yīng)激的各種因素中，維生素E、維生素C和β-胡蘿卜素受到了特別的關(guān)注，它們已被證明具有良好的抗氧化特性，并且可以很容易且安全地用作人類膳食或動物日糧的添加劑。這三種維生素都屬于重要的非酶類抗氧化劑，能夠減少人或動物體內(nèi)脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸的氧化損傷，一起用作抗氧化劑時會產(chǎn)生協(xié)同作用。維生素E和維生素C之間的協(xié)同作用發(fā)生于維生素C對維生素E的再生作用。與維生素E不同，維生素C能夠清除動物體內(nèi)的次氯酸和酪氨酸自由基，保護脂質(zhì)對抗活性氮誘導(dǎo)的氧化反應(yīng)。維生素E可保護β-胡蘿卜素雙鍵的抗氧化作用；β-胡蘿卜素還能夠破壞脂質(zhì)的過氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。不同是，維生素E在高氧濃度下更具活性，而β-胡蘿卜素在低氧分壓狀態(tài)下能表現(xiàn)出更好的活性?？紤]到維生素相互間會產(chǎn)生協(xié)同作用，我們預(yù)測一起補充這三種維生素比單獨補充其中的一種更有利于使人和動物的抗氧化/氧化狀態(tài)處于最佳水平。

大量研究表明，在豬日糧中添加單種維生素會對豬的健康和繁殖性能產(chǎn)生有益的影響；然而目前還缺少有關(guān)添加維生素E、維生素C和β-胡蘿卜素這三種維生素對妊娠母豬機體抗氧化/氧化狀態(tài)影響的數(shù)據(jù)。

本研究的目的是確定在日糧中添加維生素E、維生素C和β-胡蘿卜素對母豬產(chǎn)后抗氧化/氧化狀態(tài)的影響。

1 材料和方法

1.1 試驗動物和材料

本研究以24頭波蘭大白豬初產(chǎn)母豬和“波蘭大白豬×波蘭長白豬”初產(chǎn)母豬為試驗動物。所有母豬均來自同一家封閉式繁殖的豬場。試驗?zāi)肛i在確診懷孕后立即轉(zhuǎn)入定位欄中進行個體飼養(yǎng)，在預(yù)產(chǎn)期前8 d～10 d再轉(zhuǎn)入產(chǎn)房的產(chǎn)床上單獨飼養(yǎng)。妊娠期間，根據(jù)母豬的營養(yǎng)和能量需求變化調(diào)整飼料。所用飼料由豬場用大麥、燕麥、麥麩、菜籽餅、豆粕、礦物質(zhì)添加劑和妊娠母豬專用預(yù)混料自行配制而成。

試驗?zāi)肛i隨機分成兩組——試驗組和對照組，每組12頭。在妊娠中期(妊娠第57天或第58天)至產(chǎn)仔，每周選擇2 d，按維生素E 200 mg和維生素C 1 000 mg的水平在試驗組母豬的飼料中添加Polfasol?EC添加劑(含0.02 g維生素E、0.1 g維生素C和1.0 g載體等；波蘭Polfa Kutno公司提供)，添加方式為在母豬采食時向其料槽中單獨添加。此外，在預(yù)產(chǎn)期前14 d和7 d，以70 mg/頭的劑量給試驗組母豬肌肉注射Carofertin? 注射劑(含β-胡蘿卜素10 mg，溶劑1 mL；奧地利Werfft-Chemie GmBH公司提供)，補充β-胡蘿卜素。對照組母豬不補充維生素。試驗所用的全部母豬臨床上健康，在妊娠第115天至第116天自然分娩(未誘導(dǎo))。此外，在整個試驗期間，試驗?zāi)肛i無助產(chǎn)和其他協(xié)助，也不服用藥物。

在補充維生素前(妊娠第57天或第58天)、產(chǎn)仔后48 h和第7天，通過顱腔靜脈采集母豬血液樣本。血液樣本經(jīng)離心收集血漿后，測定紅細(xì)胞懸液中的血紅蛋白，隨后用冷蒸餾水溶血。制備好的血漿和溶血液立即置于－76 ℃下冷凍保存?zhèn)溆?。溶血液用于測定抗氧化酶的活性[谷胱甘肽過氧化物酶(Glutathione Peroxidase，GSH-Px)、超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase，SOD)和過氧化氫酶(Catalase，CAT)]。血漿用于測定所含的維生素E、維生素C、脂質(zhì)過氧化反應(yīng)產(chǎn)物[硫代巴比妥酸反應(yīng)物質(zhì)(Thiobarbituric Acid Reactive Substances，TBARS)]、蛋白質(zhì)過氧化反應(yīng)產(chǎn)物(SH基團)以及總蛋白質(zhì)的水平。

在用地高度緊張的情況下，操場、活動空間與教學(xué)空間難以順利地在平面上擺布開來，于是在空間組織上便采用建筑的圍合去營造一個校園內(nèi)的共享活動空間[7]。環(huán)形內(nèi)院式校園，其校園空間模式為集中獨棟模式，常常以一個單體建筑的形式呈現(xiàn)。這種類型的校園特點是節(jié)約用地，并可產(chǎn)生出極為緊湊的連續(xù)空間，校園建筑造型因地制宜，且常常利用屋頂空間，在密集的三維空間中盡可能布置更多的功能用房。對于占用較大面積的操場來說，在環(huán)形內(nèi)院類型校園中常常會布置在頂層、內(nèi)院與底層架空處。

1.2 生化分析

用Ultrospec 2000分光光度計(瑞典Pharmacia公司)測定紅細(xì)胞中的紅細(xì)胞抗氧化酶的活性；根據(jù)Paglia和Valentine(1967)建立的方法在340 nm波長處測量GSH-Px的活性，該結(jié)果以每克血紅蛋白(per gram of Haemoglobin，g Hb)的納卡塔斯(nkat/g Hb)表示；用Sun和Zigman(1978)描述的方法在340 nm波長處測定SOD的活性，并以每克血紅蛋白的SOD單位(U-SOD/g Hb)表示；根據(jù)Cohen等(1970)的方法在480 nm波長處測量CAT的活性，測得的結(jié)果以每克血紅蛋白的納卡塔斯(nkat/g Hb)表示。

按照Hansen和Warwick(1966)描述的分光熒光法，用LS-30分光熒光計(美國Parkin Elmer公司)在280 nm和310 nm波長處測量維生素E的濃度，所得結(jié)果以μg/mL表示。

用Ultrospec 2000分光光度計(瑞典Pharmacia公司)按Omaye等(1979)的方法在520 nm波長處測定維生素C的含量，所得結(jié)果以mmol/g表達。

按照Ledwozyw等(1986)描述的分光光度法，用Ultrospec 2000分光光度計(瑞典Pharmacia公司)在532 nm波長處測定TBARS的濃度，測得結(jié)果以μmol/g表示。

根據(jù)Rice Evans等(1991)的分光光度法測定SH基團的含量，用Ultrospec 2000分光光度計(瑞典Pharmacia公司)在412 nm波長處測量反應(yīng)混合物的吸光度，結(jié)果以μmol/(g蛋白質(zhì))表示。

按照雙縮脲法，用基于分光光度測量法(Ultrospec 2000分光光度計，瑞典Pharmacia公司)的商用分析試劑盒(波蘭Cormay公司)測定血漿樣本中的蛋白質(zhì)含量。這些數(shù)據(jù)僅用于重新計算被檢測的參數(shù)，以便在不同來源的樣本之間進行更客觀的比較。

1.3 統(tǒng)計分析

用Statistica 6.0統(tǒng)計軟件分析測得的數(shù)據(jù)；根據(jù)Kolmogorov-Smirnov檢驗，數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布；用t檢驗對這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)意義上的差異性分析，所有數(shù)據(jù)均以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(SD)”的方式表示，顯著性水平設(shè)為P＜0.05。

2 結(jié)果

在補充維生素前，兩組母豬各項檢查指標(biāo)的平均值均無統(tǒng)計學(xué)意義上的顯著差異(P＞0.05)。產(chǎn)仔后兩組母豬的GSH-Px活性顯著升高(P＜0.001)；產(chǎn)后第7天，試驗組母豬的GSH-Px活性明顯高于對照組母豬的(P＜0.05)。

與補充維生素相比，兩組母豬的SOD活性均有所提高，其中試驗組母豬產(chǎn)仔后48 h(P＜0.001)和第7天(P＜0.01)以及對照組母豬產(chǎn)后第7天(P＜0.01)與補充維生素前的SOD相比有顯著性差異。產(chǎn)仔后48 h，試驗組母豬的SOD活性在統(tǒng)計學(xué)意義上顯著高于對照組母豬的(P＜0.001)。

與補充維生素前的CAT活性相比，試驗組母豬產(chǎn)仔后48 h(P＜0.01)和第7天(P＜0.001)的CAT活性顯著升高，但對照組母豬無顯著性差異(P＞0.05)。在產(chǎn)仔后第7天，試驗組母豬的CAT活性顯著高于對照組母豬的(P＜0.01)(表1)。

在血漿維生素E水平上，試驗組母豬在產(chǎn)后兩個檢測點均顯著高于補充維生素前的水平(P＜0.001)，同時顯著高于對照組母豬的(P＜0.001)，而對照組母豬在產(chǎn)后48 h顯著低于補充維生素前的水平(P＜0.01)(表 2)。

?

在血漿維生素C水平上，與補充維生素前的水平相比，兩組母豬在產(chǎn)仔后均下降，其中對照組母豬在產(chǎn)后兩個檢測點以及試驗組母豬在產(chǎn)仔后第7天均極顯著下降(P＜0.001)；試驗組母豬在產(chǎn)仔后48 h(P＜0.01)和產(chǎn)仔后第7天(P＜0.05)的均顯著高于對照組母豬(表2)。

?

試驗組母豬產(chǎn)仔后48 h的血漿TBARS水平與補充維生素前的相接近，而在產(chǎn)仔后第7天的明顯下降，但無顯著性差異(P＞0.05)。對照組母豬產(chǎn)仔后48 h的TBARS水平顯著高于補充維生素前的(P＜0.01)。在產(chǎn)仔后兩個測量點，試驗組母豬的TBARS水平均極顯著低于對照組母豬的(P＜0.001)(表3)。

在血漿SH基團含量上，試驗組母豬在產(chǎn)后兩個檢測點明顯高于補充維生素前的水平 (P＜0.01)。在產(chǎn)仔后第7天，試驗組母豬的SH基團含量明顯高于對照組母豬的 (P＜ 0.01)(表 3)。

3 討論

?

本研究探討了維生素E、維生素C和β-胡蘿卜素對妊娠母豬產(chǎn)后機體抗氧化狀態(tài)/氧化狀態(tài)的影響，結(jié)果表明，在妊娠后期給母豬聯(lián)合補充這三種維生素會對其產(chǎn)后機體的抗氧化氧化狀態(tài)產(chǎn)生有益的影響。

細(xì)胞抗氧化防御的關(guān)鍵成分是抗氧化酶，SOD與GSH-Px和CAT一起是保護細(xì)胞抗氧化的第一防線。本研究證明，給母豬聯(lián)合補充抗氧化維生素，能夠激活紅細(xì)胞中抗氧化酶的活性，這與Rodrigez-Porcel等(2002)和Tauler等(2002)的研究結(jié)果一致。Rodrigez-Porcel等(2002)發(fā)現(xiàn)，給每頭豬的飼料中添加100 mg/kg維生素E和1 g/d維生素C，12周后豬心肌組織中GSH-Px、SOD和CAT的活性提高。Tauler等(2002)發(fā)現(xiàn)，給運動員補充維生素E、維生素C和β-胡蘿卜素抗氧化劑90 d后，運動員中性粒細(xì)胞中SOD和CAT的活性顯著提高。Zaidi和Banu(2004)發(fā)現(xiàn)，給處于應(yīng)激狀態(tài)下的大鼠單獨補充維生素A或維生素C或同時補充這兩種維生素，都能有效提高SOD和CAT的活性。外源性維生素對內(nèi)源性抗氧化防御系統(tǒng)的作用機制尚未完全闡明，它們很可能會影響編碼抗氧化酶合成的基因。

維生素E是動物機體中最重要的脂溶性抗氧化劑，是對抗脂溶性過氧化自由基的第一線防御機制的主要成分。本研究證明，與未補充維生素E的母豬相比，妊娠期補充維生素E、維生素C和β-胡蘿卜素的母豬產(chǎn)仔后血漿中維生素E的濃度更高。上述結(jié)果與Pinelli-Saavedra和Scaife(2005)以 及Pinelli-Saavedra等(2008)的研究結(jié)果一致。這些研究人員發(fā)現(xiàn)，與對照組母豬和僅補充維生素E(200 mg/kg)的試驗組母豬相比，整個妊娠期補充維生素E(200 mg/kg)和維生素C(1 g/d)的母豬產(chǎn)后第21天血漿維生素E濃度顯著升高。Chao等(2002)研究了同時補充維生素C和維生素E或單獨補充維生素對人血液透析中抗氧化系統(tǒng)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)補充6周后同時補充組的人比單獨補充組的人和對照組的人血漿維生素E水平高。同樣，Tauler等(2002年)證明，維生素E、維生素C和β-胡蘿卜素的聯(lián)合補充能夠顯著提高人血漿中維生素E的水平。

維生素C屬于水溶性抗氧化劑，被認(rèn)為是細(xì)胞外液中重要的抗氧化劑。人們通常認(rèn)為，在正常生理條件下，豬能夠合成滿足機體所需的足夠數(shù)量的維生素C而不需要再額外補充。然而，在圍產(chǎn)期氧化應(yīng)激以及其他應(yīng)激下，體內(nèi)的維生素C可能會被轉(zhuǎn)移到胎兒和乳汁中，從而提高了自身機體的需求量。本研究證明，盡管在妊娠期補充了維生素C、維生素E和β-胡蘿卜素，但母豬產(chǎn)后體內(nèi)維生素C的水平仍低于補充前的水平；補充維生素C的母豬體內(nèi)維生素C的水平明顯高于未補充母豬的；這很難確定補充維生素C對母豬所具有的高濃度維生素C是否與其他抗氧化劑的協(xié)同作用有關(guān)。Yen等(1983)和Pinelli-Saavedra等(2005)發(fā)現(xiàn)，每天給妊娠期母豬補充1 g維生素C，產(chǎn)仔后其血漿維生素C濃度大于未補充的對照組母豬的，但差異不顯著。Lauridsen等(1999)發(fā)現(xiàn)母豬服用高劑量的維生素E不會影響其血漿中維生素C的濃度。同樣，Pinelli Saavedra和Scaife(2005)指出，與補充前和對照組母豬相比，對母豬聯(lián)合補充維生素E和維生素C不會提高產(chǎn)后第21天的維生素C濃度。然而，Huang等(2002)發(fā)現(xiàn)，給人同時服用維生素E和維生素C，體內(nèi)維生素濃度的提高幅度是單獨服用每一種維生素后所提高幅度的一倍。Chao等(2002)也證明，與僅補充其中一種維生素的人相比，同時補充維生素C和維生素E的人血漿維生素C水平顯著升高。

本研究證明，與未補充維生素的對照組母豬相比，補充維生素的試驗組母豬體內(nèi)TBARS濃度顯著下降，SH基團的水平顯著升高，這表明妊娠期所攝入的維生素E、維生素C和β-胡蘿卜素提高了母豬產(chǎn)后保護脂類和蛋白質(zhì)免受ROS攻擊的能力。Duthie等(1989年)已經(jīng)證明，在飼料中僅添加維生素E(235 mg/kg)時，母豬的血漿TBARS濃度降低。然而，Lauridsen等(1999)在飼料中添加100 mg/kg或200 mg/kg的維生素E時，未能在仔豬中觀察到這種效應(yīng)。本研究證實了在人上進行相似研究所得的結(jié)果。Bolisetty等(2002)發(fā)現(xiàn)，給孕婦補充維生素E、維生素C和β-胡蘿卜素后，分娩時血漿丙二醛(Malondialdehyde，MDA)水平明顯低于未補充的對照組產(chǎn)婦的。Chao等(2002)報道，與單獨補充維生素E或未補充維生素的孕婦相比，同時補充維生素C和維生素E的孕婦具有明顯較低的血漿脂質(zhì)過氧化物水平。Huang等(2002)指出，測定尿8-異前列腺素F2α、丙二醛和4-羥基壬烯醛可知，給人同時補充維生素E和維生素C可以降低尿液中脂質(zhì)過氧化的水平。

目前尚缺少有關(guān)給母豬補充維生素E、維生素C和β-胡蘿卜素對其體內(nèi)蛋白質(zhì)過氧化作用影響的數(shù)據(jù)。Reznick等(1992)證明給人補充維生素E可以減少體內(nèi)蛋白質(zhì)的氧化損傷；同樣，Barja等(1994)和Carty等(2000)證明，補充維生素C可以降低人或?qū)嶒瀯游矬w內(nèi)的蛋白質(zhì)過氧化作用。

總之，本研究證明，在妊娠后期給母豬補充維生素E、維生素C和β-胡蘿卜素，通過增加機體的抗氧化能力以及減少脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的過氧化反應(yīng)，會對母豬產(chǎn)后的抗氧化/氧化狀態(tài)產(chǎn)生有利的影響。