|
|
多不饱和脂酸与免疫反应的调节 国立中与大学畜研所 郑永祥、詹德芳 一、前 言 畜牧业每年因禽畜疾病所造成之经济损失甚难估计，更因治疗性药物滥用所衍生之药物残留事件更时有所闻，据报告指出，现今所提供畜禽之营养分，仅为达最佳生长性能所需，并不足以提供增强免疫反应或疾病抵抗力之需。 营养分中：包括维生素Ａ、Ｃ、Ｅ、硒、甲硫酸等均会影响动物体(畜禽)对免疫反应的作用。脂肪除提供能量外；它也提供必须性脂酸、并可做为细胞膜组成分及20碳化合物来源的前驱物(Eicosanoids)：如PG(Prostaglandin)与白烯三素(Leukotriene)。近来发现脂肪也是免疫反应的重要调节因子：包括体液性免疫反应(humoral immunity)和细胞促成性免疫反应(Cell-mediated immunity)均受日粮中脂肪量和形态的影响。 应用日粮处理来增进禽畜抵抗力似乎是颇令人向往的一个新的领域，但在实际应用时，其他相关的问题则仍须 加以注意。 二、炎症发生的机制 发炎反应是动物体防御外物及保护自身安全的一种反应，应为相当有利於动物才对，但因反应过程牵涉到体内脂肪酸的代谢，故在此先做一讨论：
外来的刺激(trigger)作用於肥大细胞(Mast Cell)後有使细胞外液中Ca++因细胞膜通透性已改变而向细胞内进入，细胞膜钙离子与GAMP均增加，而後产生两种反应： (1)立即性之发炎反应－即肥大细胞中颗粒的释出，其内有histamine、蛋白质分解酵素、肝素和趋化性因子。 (2)慢性发炎反应(SRS-A)－乃经由细胞膜上Phosphlipase A2的作用使磷脂质中所含之花生油酸(arachidonic acid)释出，再分别经lipoxygenase和 cyclooxygenase的作用变成白烯三素及前列线素和前列凝素(Thromboxane)等化合物。 在慢性发炎反应所产生的三种物质，对免疫反应均具有抑制性作用，可使动物体对疾病的感受性增加。 三、日粮中油脂来源对体内脂肪酸组成之影响 Fritsche，1991以1日龄母鸡喂予猪油、玉米油、油菜籽油(Canola oil)、亚麻仁油及鱼油，各种油脂均以7％加入日粮中，其中合饱和脂酸最高为猪油，最低为油菜籽油 。多不饱和脂酸之总和最高为亚麻仁油(主来自linoleic及linolenic acid)，最低为猪油。 血清中脂肪酸组成明显受日粮中油脂来源的影响；多饱和脂酸的总数上玉米油、亚麻仁油和鱼油三者并无统计上之差异。但在PUFA组成上；W-6多不饱和脂酸以玉米油为最高； 鱼油最低。W-3多不饱和脂酸则油鱼为最高；玉米油数低。如表一，表二。 |
| 表一 鸡 只 日 粮 之 脂 肪 酸 组 织 | |||||
| 脂 肪 酸 | 处 理 | ||||
| 猪 油 | 玉 米 油 | 油菜籽油 | 亚麻仁油 | 鱼 油 | |
|
──────── ( weight ％ ) ──────── |
|||||
| C14：0
C16：0 C16：1 C18：0 C18：1 C18：2n-6 C18：3n-3 C20：1 C20：4n-6 C20：5n-3 C22：5n-3 C22：6n-3 ∑ SAT4 ∑ MONO5 ∑ PUFA6 |
0.9
20.6 2.0 10.1 37.8 0.6 0.6 0.2
31.4 40.4 25.9 |
9.4 0.1 1.7 27.2 58.6 1.0
11.1 27.3 59.6 |
5.7 0.1 2.0 51.8 31.0 5.5 1.1
7.7 53.0 36.5 |
6.3 0.1 3.0 22.7 28.7 37.8
9.3 22.8 66.5 |
5.3
15.3 8.1 2.8 16.3 18.5 0.9
0.7 10.7 1.8 6.2 23.4 24.5 38.8 |
| 表二 不 同 脂 肪 来 源 对 3-4 周 龄 童 子 鸡 血 清 中 脂 肪 酸 之 分 布 | ||||||
| 脂 肪 酸 | 脂 肪 来 源 | 标准机差 | ||||
| 猪 油 | 玉 米 油 | 油菜籽油 | 亚麻仁油 | 鱼 油 | ||
|
──────── ( weight ％ ) ──────── |
||||||
| C14：0
C16：0 C16：1 C18：0 C18：1 C18：2n-6 C18：3n-6 C18：3n-3 C20：2n-6 C20：3n-6 C20：4n-6 C20：5n-3 C22：4n-6 C22：5n-6 C22：5n-3 C22：6n-3 ∑ SAT ∑ MONO ∑ PUFA ∑ n-6 ∑ n-3 |
0.2b
17.5a 1.4b 13.7a 18.1a 23.4c 0.3 0.4c 0.3b 1.4a 14.5a 0.3c 0.8a 1.1a 0.4d 2.2c 31.4 19.5a 45.2c 41.8b 3.3d |
0.2b
17.4a 0.3d 12.4ab 12.9b 36.8a 0.2 0.5c 0.4a 1.2b 12.8b 0.1c 0.8a 1.1a 0.3d 1.0d 29.9 13.3c 55.4a 53.3a 1.9d |
0.1b
14.7b 0.9c 13.2a 18.3a 27.5b 0.5 1.5b 0.3b 1.4a 12.0b 0.6c 0.5b 0.4b 0.8c 3.5b 28.0 19.3a 49.0b 42.6b 6.4c |
0.2b
16.9a 0.5d 13.3a 14.1b 27.2b 0.2 11.2a 0.2c 1.0b 3.9c 4.3b 0.1d 0c 1.5b 3.3b 29.1 15.5b 53.0a 32.6c 20.3b |
0.6a
17.8a 1.8a 10.3b 9.4c 16.9d 0.6 0.5c 0.2c 3.5c 14.8a 0.3c 0.2b 3.0 15.4a 28.8 11.1d 55.9a 22.2d 33.7a
|
0.1
0.4 0.1 0.8 0.5 1.0 0.2 1.0 0.1 0.1 0.5 0.2 0.1 0.1 0.1 0.4 0.9 0.5 1.2 1.1 0.6 |
|
滑氏囊、脾脏细胞、胸腺等均为鸡体内重要的免疫性组织。日粮油脂来源对此类组织脂酸亦影响之。由鱼油来源者，对滑氏囊、脾脏细胞和胸腺组织中均以含20:5W3及C22:6W-3较其他油脂为高，且C20:4W-6均以鱼油此组者为最低。如图二所示。
Prickett et al. 1982年以老鼠喂给富含W-3系列的不饱和脂酸的鱼油时；抗体的产生呈显着性增加。Fritsche及Johnston, 1989, 1990也分别发现W-3系列的多不饱和脂酸喂给小鼠时，显示可增强细胞促成性细胞毒杀作用(Cell-mediated cytotoxicity)。Frische, 1991同样以猪油、玉米油、油菜籽油、亚麻仁油、鱼油等五种油脂观察其对鸡免疫能力的影响；此处之亚麻仁油及鱼油均富含W-3多不饱和脂酸。如表三。结果显示；鸡只以绵羊红血球(SRBC)攻击後之抗体产生情形；以鱼油显着有较高的抗体力价。Phetteplace et al, 1989报告鸡喂以鱼油和大豆油时对SRBC的抗体反应并无差异。 |
| 表三 鸡 只 试 验 日 粮 之 脂 肪 酸 组 成 分 | |||||
| 脂 肪 酸 | 猪 油 | 玉 米 油 | 油菜籽油 | 亚麻仁油 | 鱼 油 |
|
────────── (％) ────────── |
|||||
| C14：0
C16：0 C16：1 C18：0 C18：2n-6 C18：3n-3 C20：1 C20：4n-6 C20：5n-3 C22：5n-3 C22：6n-3 |
1.3
25.4 2.8 13.7 42.3 10.8 0.4 0.9 0.3
|
9.4 0.1 1.7 27.2 58.6 1.0
|
4.2
2.1 62.4 19.1 7.4 1.5
|
5.0
0.1 3.6 20.8 15.9 53.5
|
7.6
17.9 11.5 3.2 11.6 1.3 0.9 1.0 15.3 2.5 8.9 |
|
Kelley etal, 1988亦报告，兔子喂以氢化大豆油，红花籽油或鱼油时；血清中抗牛血清白蛋白(BSA)的抗体力价以含W-3脂酸者其抗体产生量较高。如图三。 (BSA)的抗体力价以含W-3脂酸者其抗体产生量较高。如图三。
诸多学者认为(Tengtrdy and Nockels, 1973；Heinzerling et al, 1974；Tengerdy and bronon, 1977)日粮中W-3多不饱和脂酸(PUFA)可以降低20碳化合物(eicosanoid)产生；特别是PGE2 (prostaglandin)，因此可增强鸡只免疫反应和疾病抵抗力。 亦有学者指出日粮中维生素Ｅ超过需求量可显着地增加抗体产生，Likoff et al. 1981也证实维生素Ｅ可抑制前列腺素的生物合成，因此可活化体液性免疫反应和吞噬作用(Phagocytosis)。 此外Fristsche亦以ConA (刀豆素Ａ)和PWM (Pokeweed mitogen)(为淋巴细胞之致分裂原)各分别10ug／ml及5ug／ml与腺脏细胞(含Ｔ及Ｂ细胞)一起进行体外培养48小时，并加入3H标定的胸腺嘧啶；结果发现富含W-3 PUFA的亚麻仁油和鱼油其分裂反应较其他油脂来源者少30-50％，显示免疫耐受性(Immune tolerance)提高。如图四。
四、W-3与W-6 PUFA体内代谢及其对动物体之影响
分以linoleic acid及linolenic awd代表W-6及W-3 PUFA在体内均经链加长烟(elongase)和去饱和鶤(desaturase)之作用。如图五所示。 W-3 PUFA最後转变为DHA C22:6 W3 (Doscosahexaenoic acid)而贮存在各种组织中。如；卵、精、脑神经、眼、细胞壁等。DHA亦为维他命的辅因子，具有抗prostaglandin和Leukotrienes的作用。 W-6 PUFA最後转变成arachidonic acid并分别形成Prostaglandins (PGG2、PGH2、PGE2、PGF2a)和Leukotrienes (LTA4、LTB4、C4、D4、E4)等抑制免疫反应的物质，其中以PGE2和LTB4在免疫反应抑制上最具关键性。 目前所提出之W-3增强免疫反应之理论认为经由：(1)结构性改变(structural alteration)：改变免疫反应过程中酵素作用的脂质环境。(2)化学媒介效应(Chemical mediation effect)：参与免疫球蛋白的化学合成，释放和结合。 Utermohlen等人1986指出日粮中过多的W-6 PUFA会增加动物体对疾病的感受性，其原因有：改变Eicosanoids的产生，改变细胞膜流动性，降低吞噬细胞功能及因PUFA有如清洁剂(detergent)作用；会破坏Gram's (+)阳性菌细胞壁而造成死亡。但格兰氏阴性菌Gram's (-)因外围有脂多醣(lipopolysaccharide)的构造可抵抗PUFA的作用，使得体内阴性菌过度生长；这些原因均致使动物易受感染。如图六。 (2)花生油酯与Eicosanoids的产生： 体内花生油酸有两个来源，一为来自日粮中；另一为自linoleic acid合成而来。花生油酸吸收後快速地贮存在细胞膜，且以酯化形态存在。故仅少量的花生油酸可合成前列腺素，因为酯化花生油酸不能转化成前列腺素。 花生油酸大抵以构成细胞膜上的磷脂质(phospholipid)的组成分之一。磷脂质存於卵巢、睾丸和肾上腺中可合成胆固醇。细胞膜上之磷脂质可经由磷脂鶤(membrane- associated phospholipase) 作用，特别是phospholipase A2，释出游离态花生油酸。再分别经由二种径路作用形成前列腺素和白烯三素(leukotriene)。其一为5-lipooxygenase作用形成5-HPETE，此化合物含有共轭三烯结构而後再转变成LTA4，此物质相当不稳定随即转变成LTB4或含有硫醚的LTC4，D4和E4。另一为经环氧化鶤(Cyclooxygonase作用形成以环戊酮为核心且含有两个侧链的前列腺素。如图七。 提高日粮中W3系列PUFA与W3/W6 PUFA比增加均会降低体内Prostaglandin的合成。因此有人会执质前腺腺素有其重要的生理功能。其中最令我知悉的PGF2a，可溶解黄体，使生殖周期得以正常。但此处须特别强调在炎症发生的情形下，所衍生之PGE2对免疫的抑制性。特别是讨论及人类的老年性疾病时所常罹患的心血疾病及关节炎及其他炎症时，W-3 PUFA的提供有其正面之意义。 结 论： W-3多不饱和脂酸的来源一为海水鱼类；如鲭鱼油(Menhaxden oil)含23％以上的W-3 PUFA。另一为植物性来源；主要为亚麻仁油(linseed oil)。在应用上由於W-3 PUFA极易氧化酸败，使用寿命短(short shelf life)。若加以氢化处理，虽可延长保存寿命，但将也失去其W-3的生理意义。 台湾的饲粮组成分中由於大量使用自美进口的玉米供能量之来源，典型的猪鸡饲料中玉米占约60-80％。玉米含有约3.8％脂肪，其中61％是以linoleic acid W-6 PUFA的脂酸存在。故以免疫反应上之观点而言，似较不利。但若应用鱼油来提供W-3 PUFA又可能因价格上考虑及须应用大量的维生素E防止氧化酸败的发生，成本增加必定削减其在市场之竞争力。且鱼油若应用7％以上时对屠体产生不快的鱼腥味。故应用上仍有诸多徵结仍待克服。 其他W-3 PUFA在田间应用时观察到有如下的利益(Stitt, 1990)：增加精子与卵之活力，减少胚着床初期PG的产生，降低胚被母体重吸收，增加红血球携氧能力间接增加营养分通过胎盘供应胚胎生长所需，猪只易於管理且较温驯，对於蹄部的完整性及耐久性有正面的效果，减少猪群中关节炎的严重性，减少抗生素使用量。 |
茂群峪有限公司