新型的饲料添加剂硫辛酸
日期：2007-12-11 13:17:00 来源：不详 主题：新型的饲料添加剂硫辛酸
吳瓊1,白兆鵬2,孫文志2,劉佰陽1( 1.中國農科院特產研究所, 吉林左家132109;2.黑龍江省畜牧局, 哈爾濱 150000)
摘要:硫辛酸又稱二硫辛酸,近年來已經成為最受關注的強抗氧化劑。主要介紹了硫辛酸的性質、分布、生物學功能及其應用方面。
關鍵詞 硫辛酸;生物學功能;應用
硫辛酸(ｌｉｐｏｉｃＡｃｉｄ)又稱為二硫辛酸,是1951年由Ｒｅｅｄ首次從豬肝中分离出來的天然產物,它作為輔 參与三羧酸循環中ａ 酮酸的氧化脫羧反應,最初被列入維生素類。硫辛酸中文名稱為5 (1、2 二 戊烷 3) 基戊酸,其英文名稱是ａ Ｌｉｐｏ ｉｃ、ｔｈｉｏｃｔｉｃａｃｉｄ或1、2 ｄｉｏｔｈｉｏｌａｎｅ ｖａｌｅｒｌｅａｃｉｄ。四十年來人們對硫辛酸的作用開始只是停留在能量代謝方面,近年來,對硫辛酸的生化作用進行了深入的研究[1]。
1 硫辛酸的理化特性
硫辛酸為白色結晶体,是一种天然成分。天然合成的硫辛酸只有Ｒ异构体,化學合成的硫辛酸是一种由50%Ｒ型硫辛酸和50%Ｓ型硫辛酸組成的混合体。硫辛酸右旋体ｍｐ46～48℃,比旋度+104℃(23℃苯中),左旋体ｍｐ45～47.5℃,比旋度-113℃(23℃苯中),外消旋体ｍｐ60～61℃、ｂｐ160～165℃。硫辛酸既溶于水又溶于脂肪類溶劑,极易溶于脂類溶劑中。分子式為Ｃ8Ｈ14Ｏ2Ｓ2,分子量為206.33。
2 硫辛酸的分布
動植物組織中硫辛酸通常与蛋白質分子中賴氨酸殘基的ε氨基共价結合,以 胺鍵的形式存在。硫辛酸含量最高的植物是菠菜,其次是番茄和甘藍。在動物体內肝臟和腎臟組織中硫辛酸含量最高。
3 硫辛酸的生物學功能
硫辛酸是丙酮酸脫氫 的輔助因子。它是代謝性抗氧劑,在生物体內可以轉化為還原型的二氫硫辛酸。近年來,硫辛酸和二氫硫辛酸在抗氧化、糖代謝、糖尿病并發症和其他多种疾病治療方面的重要作用受到國際生物醫學界的高度關注[2 3]。
3.1 作為輔 調節机体的正常代謝
硫辛酸是線粒体內催化能量代謝几种复雜混合 所必需的輔 ,參与三羧酸循環中ａ酮酸的氧化脫羧反應,在細胞的新陳代謝、細胞內能量產生方面也起到重要的作用。沒有硫辛酸,細胞不能利用糖來產生能量,就會死亡。研究發現,硫辛酸可以增加心肌對葡萄糖的攝取和利用,使心肌對氧的攝取能力及心肌內ＡＴＰ水平恢复正常,增加心輸出量。
3.2 調節氧化-抗氧化系統
當有大量游离的硫辛酸可以利用的時候,硫辛酸能夠發揮抗氧化劑的作用。硫辛酸進入細胞后可一部分被還原為二氫硫辛酸,在体內以硫辛酸和二氫硫辛酸兩种形式存在。硫辛酸和二氫硫辛酸二者相互補充、相互協調,充分發揮高效的抗氧化作用。硫辛酸可清除羥基自由基(‧ＯＨ)、過氧化氫(Ｈ2Ｏ2)、單線態氧(1Ｏ2)、一氧化氮自由基(ＮＯ‧)、過氧化亞硝基(‧ＯＯＮＯ)和次氯酸(
ＨＣｌＯ)。雖然硫辛酸不能清除過氧化物自由基(ＲＯＯ‧)和超氧自由基(Ｏ-
2‧),但是硫辛酸的還原態二氫硫辛酸能清除單線態氧以外的其他自由基,因此,硫辛酸和二氫硫辛酸在生物体內的相互轉化和代謝再生過程中能清除上述所有自由基。研究顯示,二氫硫辛酸是生物体系中過氧化亞硝基作用的优先靶向分子之一[4]。
二氫硫辛酸是一种強還原劑,可還原再生許多氧化型抗氧劑如抗坏血酸、維生素Ｅ、谷胱甘 (ＧＳＨ)、輔 Ｑ、硫氧還蛋白等。硫辛酸和ＤＨＬＡ的氧化還原激活了生物体內其他抗氧劑的代謝循環,形成獨特的生物抗氧化劑再生循環网絡,維持机体正常的抗氧劑水平,共同發揮生物抗氧化作用[2]。
3.3 再生其他抗氧化劑、抗氧化
當一种抗氧化劑或是抗氧化 中和一個自由基后,它就會變成氧化狀態,在被還原或再生以前不能夠再中和其他自由基。二氫硫辛酸是一种有效的還原劑,能夠再生許多种抗氧化劑。有資料顯示:机体內維生素Ｅ消除或氧化自由基后,維生素Ｃ能夠使維生素Ｅ恢复到原來的活性形式,而維生素Ｃ能夠被谷胱甘 循環再利用。谷胱甘 是一种重要的水溶性抗氧化劑,它可以由含硫氨基酸半胱氨酸合成。細胞內半胱氨酸的量決定了谷胱甘 的合成水平。通過細胞培養二氫硫辛酸能夠提高半胱氨酸的吸收,因此導致谷胱甘 的合成增加。硫辛酸能顯著增加細胞內谷胱甘 水平。
谷胱甘是一种水溶性內生抗氧劑,參与許多重要的生理過程,谷胱甘 缺乏會導致活性氧物种的產生和線粒体功能紊亂,最終導致神經細胞凋亡。Ｐａｒｋｉｎｓｏｎ症的重要生化特征就是谷胱甘水平的顯著降低,因此硫辛酸對Ｐａｒｋｉｎｓｏｎ症的防治具有積极作用[8]。谷胱甘 在生物体內的合成受半胱氨酸利用率的影響。硫辛酸可被細胞快速吸收并還原為二氫硫辛酸,分散到各個組織中。二氫硫辛酸將胱氨酸還原為半胱氨酸。細胞對半胱氨酸的吸收速率比對胱氨酸的吸收快十倍,因而加快了谷胱甘 的生物合成。二氫硫辛酸可使谷胱甘 的濃度增加30%～70%。
3.4 螯合金屬离子
生物体內鐵、銅、汞、鎘等過渡金屬离子能催化過氧化氫分解產生強毒性的羥基自由基,導致組織損傷。硫辛酸和二氫硫辛酸能夠螯合這些金屬离子,從而抑制自由基的形成[5]。硫辛酸能夠通過某一种方式螯合或吸附金屬离子,阻止它們產生自由基,降低過氧化程度,乃至起到重金屬离子中毒的解毒作用。硫辛酸對砷、鎘离子的螯合特別有效。當硫辛酸与砷的摩爾比為8︰1時,可完全防止小鼠和狗的砷中毒。硫辛酸与一种琥珀酸衍生物聯合給藥可預防鉛中毒[6]。硫辛酸能螯合銅离子,使銅經尿液排出,肝功能恢复正常,從而減輕Ｗｉｌｓｏｎ氏病神經及精神紊亂綜合症。
3.5 調控基因轉錄ＮＦ ＫＢ作為一种轉錄因子能夠附著在ＤＮＡ上而影響某些基因的轉錄水平。ＮＦ ＫＢ在調控与發炎和一些病理方面疾病有關的基因方面起到重要的作用。研究發現,硫辛酸可以顯著降低ＶＸＡＭ 1轉錄的數量。0.5ｍｍｏｌ/Ｌ和5.0ｍｍｏｌ/Ｌ硫辛酸可以使單核細胞与內皮細胞的粘附下降[12]。
4 硫辛酸的應用
目前對硫辛酸的應用主要是在衰老与疾病的防治方面。國內外學者已從事了大量的研究,取得了一定的成績。我國將硫辛酸作為急慢性肝炎、肝硬化、肝昏迷和脂肪肝等肝病的治療。研究發現糖尿病患者每天口服600ｍｇ硫辛酸三個月后,血漿過氧化水平明顯低于沒有服有硫辛酸的糖尿病患者。有資料顯示,短期內給老齡鼠食物中補充硫辛酸可以降低活性氧的產量,改善了線粒体內的能量代謝,降低氧化應激,增強机体活力,改善短期記憶力。動物試驗証明,硫辛酸對于腦缺血-再灌注損傷也具有保護作用,可以使梗塞面積明顯縮小,提高腦缺血大鼠存活率。大鼠服用30ｍｇ的硫辛酸可以抑制鈣离子誘導的腦、心、睾丸的脂質過氧化,使Ｃａ2+、Ｎａ+、Ｍｇ2+、ＡＴＰ 的活性降低。給口服或是靜脈注射克羅倫特的肉仔雞飼糧中補充100ｍｇ/ｋｇ硫辛酸可以顯著地降低肉雞腹脂重并提高
胸肌蛋白含量,促進了脂肪酸在肝臟及脂肪組織的周轉[5]。白兆鵬等試驗表明,在常溫狀態下,飼糧中補充硫辛酸沒有顯著提高產蛋雞的生產性能,但是高溫應激環境下向產蛋雞飼糧中補充硫辛酸可以顯著緩解熱應激對產蛋雞机体的不利影響,提高机体的抵抗能力。楊國宇等試驗証明:在肉雞飼糧中5添加适宜水平的硫辛酸可以降低血液中甘油三酯、膽固醇的含量,降低肝臟中脂肪的含量。
5 小 結
硫辛酸是已知天然抗氧化劑中效果最強的一种,能夠再生內源性抗氧化劑,被稱為“抗氧化劑的抗氧化劑”,其抗氧化作用是非常突出的,有著很大的應用潛力。硫辛酸作為一种新型的飼料添加劑應用在動物生產中將會有很大的發展前景。目前對硫辛酸的清除自由基能力的研究較多,但對其体內代謝動力學的研究,對其類似物及衍生物等的功能尚需要進一步研究。
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