維生素E對公豬繁殖性能影響的研究進(jìn)展

龍 熙，張 亮，張利娟，楊 飛，李興桂，潘紅梅*

（1.重慶市畜牧科學(xué)院，重慶 402460；2.重慶市武隆區(qū)和順鎮(zhèn)畜牧獸醫(yī)服務(wù)中心，重慶 408500；3.綏江縣動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所，云南綏江 657700）

維生素E 是哺乳動(dòng)物生長發(fā)育和繁殖必不可少的微量元素，對機(jī)體的免疫、生殖、心血管等系統(tǒng)都具有重要的作用。作為機(jī)體重要的非酶類抗氧化劑，維生素E 定位于細(xì)胞膜上，可以清除細(xì)胞中分子氧單價(jià)還原過程和氧化酶正?；顒?dòng)過程中產(chǎn)生的自由基，抑制脂質(zhì)過氧化作用，延緩細(xì)胞衰老[1]。豬本身無法合成維生素E，只能通過飼料獲取。動(dòng)物飼料中常用的維生素E 是全消旋混合物生育酚醋酸酯（all-rac-a-TEA，單位的標(biāo)準(zhǔn)表示為1 IU=l mg all-rac-a-TEA）[2]。

哺乳動(dòng)物的精細(xì)胞質(zhì)膜含有比體細(xì)胞更多的磷脂、固醇和多不飽和脂肪酸，而豬的精細(xì)胞質(zhì)膜比起其他家畜的精細(xì)胞質(zhì)膜含有更多的多不飽和脂肪酸[3]，更容易遭受氧化損傷[4]。精漿中含有一定的抗氧化體系，可以清除細(xì)胞內(nèi)的活性氧（ROS）。但在精液保存的過程中由于精液的稀釋、滲透壓和溫度變化等原因，精漿中的ROS 防御體系受損，精子膜的完整性受到損傷，精子活力和活率持續(xù)下降，最終喪失受精能力[5-6]。在豬精液稀釋液中添加抗氧化劑，可以穩(wěn)定精子細(xì)胞膜，增強(qiáng)膜的流動(dòng)性，提高精子的品質(zhì)[6]。

本文主要綜述了日糧中添加維生素E 對公豬繁殖性能的影響和精液稀釋液中添加維生素E 對精子體外保存的影響，以期為種公豬的飼料配制及豬冷凍精液和常溫精液的生產(chǎn)提供參考。

1 維生素E 清除超氧自由基的生化過程

維生素E 主要通過終止生物膜和膜蛋白的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)鏈起膜保護(hù)作用。首先ROS 與多不飽和脂肪酸反應(yīng)生成脂質(zhì)自由基（L-，過程1），脂質(zhì)自由基被迅速氧化生成脂類過氧化物自由基（LOO-，過程2），然后脂類過氧化物自由基與另一個(gè)多不飽和脂肪酸反應(yīng)，產(chǎn)生另一個(gè)脂質(zhì)自由基（L-，過程3），新生成的自由基又會(huì)繼續(xù)氧化多不飽和脂肪酸，從而形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)[5,7]。由于過程3 的反應(yīng)速率最慢，大量的超氧自由基形成。超氧自由基和維生素E 的反應(yīng)速率比自由基和多不飽和脂肪酸的反應(yīng)速率快幾個(gè)數(shù)量級[1]，使得在過程3 中維生素E 可以有效清除超氧自由基，從而終止脂肪酸氧化的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

2 日糧中添加維生素E 對公豬繁殖性能的影響

2.1 維生素E 對公豬生殖生理的影響 Marin 等[8-9]從公豬斷奶開始在其日糧中添加220 IU/kg 維生素E，直至18 月齡，通過階段屠宰檢測發(fā)現(xiàn)，在公豬各年齡段的睪丸中各級精子細(xì)胞、支持細(xì)胞及精子數(shù)量、形態(tài)、超微結(jié)構(gòu)和ATP 含量都與對照組無差異；檢測還發(fā)現(xiàn)補(bǔ)充維生素E 的公豬在18 月齡時(shí)前列腺和精囊中前列腺素F2α（PGF2α）濃度都偏低，性欲較強(qiáng)。Umesiobi[10]研究也發(fā)現(xiàn)，在公豬日糧中補(bǔ)充70 IU/kg的dl-α-生育酚醋酸酯后其性欲顯著高于對照組。但Zhu 等[11-12]研究發(fā)現(xiàn)，日糧中補(bǔ)充維生素E 可以顯著刺激波爾山羊的生殖器官發(fā)育，其附睪重量、曲精小管和附睪小管的直徑及生精細(xì)胞的密度均顯著高于對照組，但生發(fā)上皮的厚度、支持細(xì)胞密度及睪丸重量等沒有變化。由此可見，在公豬日糧中額外添加維生素E 對公豬生殖器官的發(fā)育影響不大，但可以提高公豬的性欲。

在基礎(chǔ)日糧中添加220 IU/kg 維生素E 后，公豬睪丸和精子細(xì)胞中谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）活性均顯著高于對照組[13]。Aydilek 等[14]將維生素E 注射至兔睪丸中，發(fā)現(xiàn)維生素E 可以保護(hù)家兔睪丸抗脂質(zhì)過氧化，改善睪丸激素引起的脂質(zhì)過氧化。Zhu 等[11]研究發(fā)現(xiàn)，給山羊補(bǔ)充維生素E 可以保護(hù)睪丸免受氧化損傷，其中睪丸總抗氧化能力（T-AOC）、GSH-Px 和超氧化物歧化酶（SOD）活性提高，而睪丸中一氧化氮（NO）含量降低。上述研究均證明了外源補(bǔ)充維生素E 對公畜體內(nèi)生殖系統(tǒng)中各類細(xì)胞具有保護(hù)作用，可有效降低公畜體內(nèi)各種生殖細(xì)胞的氧化損傷，提高公畜生殖能力。

2.2 維生素E 對公豬精液質(zhì)量的影響 精子發(fā)生過程中，精子細(xì)胞中過量殘留的細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞質(zhì)滴是ROS 的主要來源，主要包括氧離子（O2-）、過氧化氫（H2O2）和氫氧根離子（OH-）等[15]。具有正?；钚缘木蛹?xì)胞也會(huì)通過線粒體呼吸作用產(chǎn)生ROS[7]。精子在正常的代謝過程中，ROS 產(chǎn)量處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，發(fā)揮第二信使的作用，幫助精子細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行正常的生理反應(yīng)[16]，但ROS 過量后會(huì)對精子造成損傷，致質(zhì)膜完整性降低，DNA 的完整性破壞，氧化代謝降低，精子的活力和活率顯著降低，精卵融合受阻[17]。

維生素E 作為重要的抗氧化劑，主要通過抑制自由基的形成阻止誘發(fā)的膜脂質(zhì)發(fā)生過氧化[18]，穩(wěn)定細(xì)胞膜，增強(qiáng)流動(dòng)性，從而維持精子質(zhì)膜的完整，提高精子活力、頂體完整率和降低精子畸形率[10,13,19]。Brzezińska-Slebodzinska 等[18]連續(xù)7 周在公豬飼料中添加1 000 IU/kg 維生素E，發(fā)現(xiàn)公豬精子脂質(zhì)過氧化得到有效抑制，精子數(shù)量顯著增加。Zanini 等[20]在日糧中添加400 mg/kg 維生素E 后，雞精子的抗氧化能力和精子受精能力都顯著提高。

2.3 維生素E 緩解公豬熱應(yīng)激的作用 維生素E 有助于緩解公豬的應(yīng)激，進(jìn)而維持公豬正常性能力。例如，高溫環(huán)境容易使公豬處于熱應(yīng)激狀態(tài)，影響睪丸間質(zhì)細(xì)胞的正常功能，導(dǎo)致公豬生殖系統(tǒng)的失調(diào)，精液品質(zhì)的下降。Alonzo 等[21]研究發(fā)現(xiàn)，添加維生素E 能有效緩解高溫對精液品質(zhì)的負(fù)面影響。Diemer 等[22]研究表明，當(dāng)睪丸間質(zhì)細(xì)胞在高溫應(yīng)激情況下，添加60 IU/kg 維生素E 可提高控制類固醇荷爾蒙生成速率的關(guān)鍵酶（P450scc）的含量與基因表達(dá)量，對控制類固醇激素生產(chǎn)的轉(zhuǎn)移蛋白（StAR）表達(dá)抑制有顯著改善作用，同時(shí)促進(jìn)睪酮的生成。

2.4 維生素E 與其他礦物元素的聯(lián)合使用 日糧中添加維生素E 時(shí)，需要考慮它與其他礦物元素的聯(lián)合使用效應(yīng)[23]。Ko?odziej 等[24]研究發(fā)現(xiàn)，與日糧中添加低濃度硒（0.2 mg/kg）+維生素E（30 mg/kg）相比，日糧中添加高濃度硒（0.5 mg/kg）+維生素E（60 mg/kg）對公豬的睪丸大小和性欲特征有輕微影響，對精子數(shù)量和質(zhì)量均有積極影響，但精漿中GSH-Px 活性低于低濃度組。

維生素E 與其他抗氧化劑的協(xié)同作用也不容忽視。在抗氧化物質(zhì)足夠的均衡日糧中，即使少劑量的維生素E 也可以發(fā)揮有效作用[23]。Alonge 等[25]認(rèn)為，在配制動(dòng)物日糧時(shí)，應(yīng)充分考慮維生素E、鋅、硒、葉酸和n-3多不飽和脂肪酸（PUFA）等營養(yǎng)素的平衡整合，它們對維持精子活力和防止氧化應(yīng)激有積極影響，特別是當(dāng)精液質(zhì)量參數(shù)降低時(shí)要考慮是否攝入不足、吸收減少、損失或需求增加等原因。

2.5 維生素E 在公豬日糧中的添加量 維生素E 在公豬日糧中的添加量目前尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。由于哺乳動(dòng)物普遍可以耐受所需維生素E 的100 倍劑量[26]，豬很少發(fā)生維生素E 中毒。NRC[27]推薦的性成熟公豬的維生素E添加量為44 IU/kg 日糧，每天的需要量為104.5 IU。牛海波等[28]研究發(fā)現(xiàn)，150～200 kg 大白豬日糧中添加的維生素E 水平超過45 IU/kg 時(shí)，公豬精子的活力增加，但繼續(xù)提高維生素E 的添加水平并沒有顯著的改善作用。Umesiobi 等[10]研究發(fā)現(xiàn)，40 IU/kg 維生素E 顯著提高了大白豬（體重約130 kg）的精液量、精子運(yùn)動(dòng)能力和活率，而添加70 IU/kg 維生素E 的改善效果更加明顯。梁明振等[29]研究發(fā)現(xiàn)，精漿GSH-Px 活力隨飼糧維生素E 添加量（10～60 mg/kg）的增加而有升高趨勢，當(dāng)維生素E 的添加量達(dá)到35 mg/kg 后，精子活率的提高和畸形率的降低程度已相對微弱，而公豬的采精量、精子密度、精漿濃度和精漿蛋白質(zhì)含量等未隨維生素添加量的增加而發(fā)生規(guī)律性變化。在維生素E 的實(shí)際使用過程中需要考慮豬的生長發(fā)育階段和生產(chǎn)需要。

3 維生素E 對體外保存豬精液質(zhì)量的影響

3.1 維生素E 對精液有積極的保護(hù)作用 維生素E 對精液有積極的保護(hù)作用。多個(gè)研究表明，在冷凍稀釋液中添加維生素E 可以減少ROS 的產(chǎn)生，并且提高解凍后精子的運(yùn)動(dòng)能力、活率和頂體完整性[3,30]。Pech-Sansores 等[31]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，解凍液中添加200 μg/mL 維生素E 可提高精子質(zhì)膜和頂體的完整性。除抗氧化作用外，維生素E 可以通過減少凋亡基因的表達(dá)來抑制ROS 的生成[32]。Cerolini 等[4]發(fā)現(xiàn)，研究發(fā)現(xiàn)在豬精液稀釋劑中添加α-生育酚能防止常溫保存5 d 的精液中多不飽和脂肪酸22:6n-3 的氧化還原，提高精子活力。

3.2 維生素E 的添加量與精液保護(hù)效果的關(guān)系 維生素E 對精子的保護(hù)效果高度依賴于維生素E 的添加濃度。Breininger 等[3]研究表明，冷凍稀釋液中添加200、500、1 000 μg/mLα-生育酚后，在解凍2 h 后檢測精子品質(zhì)，發(fā)現(xiàn)只有200 mg/mLα-生育酚改善了精子的運(yùn)動(dòng)能力。Merkies 等[33]研究發(fā)現(xiàn)，與添加5%維生素E 相比，添加1%維生素E 對常溫保存（7 d）的精液保護(hù)效果更高。Jeong 等[32]研究發(fā)現(xiàn)，添加100 μmol/L和200 μmol/L 維生素E 后精子運(yùn)動(dòng)能力和存活率較添加400、600、800 μmol/L 維生素E 更高。

3.3 維生素E 對精液保護(hù)的時(shí)效性 維生素E 對精子的保護(hù)具有時(shí)效性。精子冷凍-解凍后孵育待測的時(shí)間越長，越容易引起精液凍后質(zhì)量的下降[3,31]。Breininger等[3]報(bào)道，精液解凍后的1 h 內(nèi)，與200、500 μg/mL 維生素E 組相比，在豬精液冷凍保護(hù)劑中添加1 000 μg/mL維生素E 可以有效降低精子中過氧化物的產(chǎn)生，但解凍后的孵育時(shí)間延長至2 h 或3 h，添加1 000 μg/mL 維生素E 沒有起到顯著的抗氧化作用。Merkies 等[33]報(bào)道，精液在18℃條件下保存3 h，維生素E 可以顯著提高精子的運(yùn)動(dòng)能力，但是當(dāng)保存時(shí)間延長到24 h，維生素E 對精子的運(yùn)動(dòng)能力無明顯影響。Cerolini 等[4]用含α-生育酚的精液稀釋劑常溫保存豬精液5 d，在保存前期，α-生育酚能較好地維持精液活力，但隨著時(shí)間的推移，稀釋劑中的α-生育酚成分逐漸減少而致精子結(jié)團(tuán)。在種豬精液體外保存方案中，應(yīng)考慮不同的使用方法、不同的保存期及輸精時(shí)間等生產(chǎn)需求調(diào)整維生素E 在精液稀釋液或冷凍保護(hù)液中的使用劑量。

4 小 結(jié)

維生素E 是維持公豬正常生殖功能必不可少的微量元素，對改善公豬的精液品質(zhì)有直接或者間接的作用。盡管很少發(fā)生維生素E 中毒，但日糧中添加維生素E 除注意其添加濃度外，維生素E 和其他抗氧化元素的平衡有助于發(fā)揮維生素E 的最佳生理功能。在精液體外保存時(shí)，適量的維生素E 對精子有保護(hù)作用，而過量的維生素E 則可能起反作用。而日糧中維生素E 和其他抗氧化元素之間的平衡機(jī)制、精液體外保存時(shí)的適宜添加濃度仍需進(jìn)一步研究。