动物养殖中的氧化应激与肝损伤修复一、自由基和氧化应激 生物体在代谢过程中产生许多自由基,这些自由基通常不会导致组织细胞的损伤,机体依靠自身体内的抗氧化防御体系,可以保护机体组织、细胞,防止自由基的损伤。当生物机体细胞内产生的自由基的水平高于细胞的抗氧化防御能力时,氧化还原状态失衡,过量的自由基存在于组织或细胞内,即诱发氧化应激,并导致氧化损伤。 二、氧化应激导致的问题 机体的氧化应激会导致以下几方面的问题 (一)对组织细胞的损伤影响 (二)对肠道微生物菌群的影响 (三)对消化道腺体的影响 (四)对内分泌的的影响 氧自由基的提高诱导生长抑素(somatostatin,SS)的分泌,SS被认为具有广泛的内分泌抑制作用,抑制生长激素、生长调节素C以及多种胃肠道激素。 SS可抑制胃酸分泌、肠道吸收、胰重碳酸盐和胰酶分泌。SS减缓了食糜通过和细胞对营养素吸收速度(Evers,2001 )。 (五)与炎症反应的关系 炎症性时氧自由基主要来自浸润于固有层的白细胞。 包括中性粒细胞在内的吞噬细胞,在吞噬细菌、各种颗粒状物质及可溶性刺激物时,在其细胞膜中存在的NADPH氧化酶(还原型辅酶氧化酶)可被激活而急剧产生氧的消耗并产生一定量的超氧阴离子自由基O2·-。生成的O2·-,可使酶类及非酶类的物质还原,并可产生反应性更高的活性氧(H2O2、·OH 、CIO-),又可引起炎症反应,而损伤组织。 三、氧化应激和肝损伤 现代医学统计,应激反应中体内的组织学、生理学和生化改变约有1千多个,应激反应最初是交感-肾上腺髓质和垂体-肾上腺皮质激素两大激素调节系统,甚至波及到包括神经-内分泌-免疫网络在内的多个环节和系统。应激结果导致了机体的发育不良;育成率及成活率下降;繁殖力下降;免疫器官萎缩;免疫力下降,病菌感染,发病率增加,等等。 生物体内的能量代谢将氧气作为有氧代谢过程中的电子接受体, 不可避免地产生活性氧(reactive oxygen species, ROS)自由基. ROS具有双重效应, 与某些生理活性物质的调控和炎症免疫过程密切相关, 但是过量的ROS容易导致氧化应激(oxidative stress, OS)状态. 线粒体呼吸链复合体利用电子传递生产ATP, 是ROS的主要来源, 肝脏含有丰富的线粒体, 因此也是ROS攻击的主要器官. OS可能是肝病的共同发病机制 而今,许多养殖场面临的霉菌毒素污染、畜禽体内的药物代谢、营养不均衡、疾病传播、环境污染等问题,影响了畜禽水产动物肝脏健康,肝肿大、脂肪肝、炎症坏死等现象比较普遍。 肝脏是所有营养物质转化平台(糖代谢、蛋白质代谢,脂肪代谢,维生素代谢,激素代谢),其决定着营养物转化的效率。动物的生产速度、抗体合成、激素代谢都和肝脏息息相关。肝脏受损时会引起营养代谢紊乱,如蛋白质代谢紊乱导致血浆蛋白合成减少,轻者生长减速、贫血、抗体水平下降,重者出现水肿、腹水。 肝脏作为动物体内主要的解毒器官能降低代谢过程中所产生的一些有害物,肠道吸收的有害物质(如氨、胺类、吲哚、酚类等)及外来的毒物、毒素、药物的代谢和分解产物。肝脏受损时解毒功能下降,使体内内毒物聚集引起中毒。 由于经济利益的驱动,养殖生产中经常出现强化投饲、滥施药物、饲料营养组成不平衡以及添加变质(如酸败油脂和霉变原料)或禁用物质(如某些激素和抗生素)等诸多问题,造成养殖动物病害频繁发生,其中以损伤肝脏和诱发肝脏病变为特征的疾病危害甚大。 我们可以发现,所有的这些问题,都会导致机体的氧化应激,从而造成细胞、组织或器官损伤。 四、自由基的种类及自由基清除剂(抗氧化剂) 经世界各国研究表明自由基的种类很多,对动物机体产生重大影响的有5种: 1. 超氧阴离子自由基O2·-:是最多的自由基; 2. 过氧化氢H2O2:产生破坏性极大的羟基自由基; 3. 羟基自由基HO· :最活跃的自由基;主要造成体内脂质过氧化; 4. 单线态氧1O2:产生自由基物或脂质氧化; 5. 脂氧自由基:导致细胞膜失去功能或死亡。 此外,还有有机自由基(ROO·)、一氧化氮自由基(NO·)、硝基自由基(·ONOO-)、……,实际上现在发现的自由基有好几百种。 让身体能够抵御自由基的防御工作是落在抗氧化物防御系统上。这个系统是一群特别的化合物,可以在自由基攻击特定组织前就将其缴械。 这就让我们面临了一个新的问题,如何能让我们有效的去消除各种各样过量的自由基呢? 目前抗氧化剂大致可以分为三大类 A、酶类抗氧化剂,包括超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶 (GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)等 B、非酶类抗氧化剂,我们大家熟悉的VE、硒、VC都属于这一类 C、新型天然抗氧化剂,茶多酚、类黄酮、部分中草药,以及微生物源性抗氧化剂。 由于自由基的多样性,注定了其被扑灭的道路不是那么平坦的。经研究表明,各种酶类、非酶类抗氧化剂以及一些天然抗氧化剂,其清除自由基的效率是不一样的,然而都有一个共同点,那就是其可能只对其中的一种或几种自由基有较高的清除效率,对其他的自由基则无能为力。而且还面临了另外一个问题,外援添加的抗氧化剂是有限的,如何能放大清除效率是必须解决的问题,最根本的是,如何能恢复动物的自身对过量自由基的清除能力。这就要涉及到网络抗氧化和细胞修复的概念了。 五、网络抗氧化和损伤细胞修复 网络抗氧化指将几种有互补功能的抗氧化剂复配使用,与单一抗氧化剂相比,不但能增强抗氧化功能 ,而且对动物肠道发育与功能维持有更为明显地促进作用。研究发现,在抗氧化的过程中维生素C、维生素E和GSH形成一个可通过相互作用再生和再循环的网络。这个抗氧化网络由维生素E激活 ,维生素E 清除自由基后,被R OS 氧化成酚氧自由基,之后与维生素C反应,非酶化再生成维生素E,同时产生抗坏血酸自由基。G S H 可清除 抗坏血酸自由基 ,但是会被氧化成氧化型谷胱甘肽 (GSSG) 。而GSSG通过维生素C或其他抗氧化剂又能恢复成GS H,再生抗氧化能力。实际上在各种抗氧化剂中,有这样关联可以形成网络抗氧化作用的组合还不少,行程网络抗氧化的结构后,你会发现抗氧化剂的清除自由基效率会提升很多,这也就回答了我们之前的疑问,在饲料中微量添加的情况下,抗氧化剂仍然能够稳定的发挥作用。 当然还有另外一个更重要的问题,我们不能指望一直添加抗氧化的成分去清除体内的自由基,最好的方法是让动物恢复自己的自由基清除系统,这就引出了细胞修复的概念。我们知道,肝脏在动物体内是一个非常重要的器官,它涉及到动物的营养、代谢、消化、再生、解毒等多个功能,也是体内抗氧化成分分泌代谢的一个重要器官,同时也是最容易受到氧化应激影响或攻击的一个器官。动物机体受到体内氧化应激压迫的时候,肝细胞就会出现损伤,如果得不到修复,由此引起的问题就会导致恶性循环,问题也会越来越严重。因此我们说,肝损伤的修复是动物恢复生理健康的一个非常重要的前提。 六、创博微生物源性抗氧化技术 微生物源性的抗氧化技术是创博独创的技术,他的技术特点包括以下方面: A、含多种抗氧化成分,且全部来源于微生物代谢产物:包括内脂酸、抗氧化酶、各族维生素、氨基酸、金属衍生物等 B、增效剂作用:含有酚类化合物,虽然本身没有抗氧化效果,但是可以增加抗氧化剂的抗氧化效果 C、免疫增强剂:含有多糖类产物以及活性免疫刺激因子,能增强动物的免疫力和抵抗力 D、协同作用:抗氧化剂活性成分之间的配合使用可以达到1+1+1>3 E、网络抗氧化效应:多种微生物源性抗氧化成分之间产生协同并形成抗氧化的循环效应,发挥网络抗氧化功能,从根本上解决氧化应激问题。 微生物源性抗氧化技术最关键的技术特点 含有丰富多样的由微生物来的活性抗氧化代谢产物,形成了网络抗氧化效应,可以有效清除体内的多种自由基,综合清除效率高、作用稳定; 含有大量的小分子细胞营养素,在清除体内过量自由基的同时,同步到达受损的细胞,为细胞修复提供了原料,实现快速修复 因此,我们可以说,微生物源性抗氧化技术在为我们的机体清除损伤源头的同时,还可以快速进行细胞修复,达到“治疗”的目的 如何能做到这一点呢? 要实现这些技术目的并不容易,特别是如何能让微生物产生这些代谢产物其实是很伤脑筋的事,每一个步骤都很关键 首先单独的微生物培养并不能做到,必须要进行多种微生物的复合培养,我们利用菌种之间的共生共栖原理,筛选维持和改善动物肠道微生态平衡的复合菌株,並在同一培养条件下,進行多个菌种共同存活繁殖的多菌种复合发酵 其次,在独有的复合分级发酵工艺过程中,運用菌种的配伍和培养基的配方,共生配伍技术使各个菌种之间相互分解代谢产物的抑制物,使发酵代谢产物的含量最大化;复合分级发酵工艺是在整体发酵过程下的分级发酵,一级发酵过程的目的是微生物的增殖和代谢活性酶的生成;二级发酵的主体产物是多种抗氧化物质;三级发酵为优选微生物的再次增殖过程 只有做到以上这些,才使我们的产品不仅具有传统益生素的功能,富含多种抗氧化物质和小分子细胞营养素,产品才能发挥多因子的协同作用。 我们与其他抗氧化剂的区别 ⚫ 一般的抗氧化剂无法捕捉不同种类自由基,作用效果有限且不稳定 ⚫ 一般抗氧化剂无法在体内形成网络抗氧化的效应,自由基清除效率大打折扣 ⚫ 一般抗氧化剂只能捕捉自由基,无法深入细胞保护细胞结构,对细胞损伤修复并无明显效应 |