汪建國

（中國科學院水生生物研究所 研究員 博導）

漁藥藥效學專題講座第六章 調節(jié)水產動物代謝及生長藥物的藥效學（1）

汪建國

（中國科學院水生生物研究所 研究員 博導）

一、激素

激素（Hormone）是動物內分泌器官直接分泌到血液中并對機體組織器官有特殊效應的物質。對維持動物體正常生理功能和內環(huán)境的穩(wěn)定起著重要作用，通常只需要毫微克和微微克水平量就能對機體的生命活動起到重要作用。激素的主要作用有：控制消化道及附屬結構，控制能量產生，控制細胞外液的組成和容量，對敵害環(huán)境的適應，促進生長和發(fā)育，保證生殖等。

激素按其化學性質與作用原理的不同可分為兩大類，一類是含氮激素（包括蛋白類、肽類、氨基酸衍生物），由發(fā)源于外胚層和內胚層的內分泌腺產生，如胰島素、甲狀腺素、甲狀旁腺素、垂體前葉分泌的激素和腎上腺素等，它們絕大多數(shù)能被胃腸消化酶破壞，一般不宜口服。含氮激素是與靶細胞膜上的特異受體相結合通過環(huán)磷酸腺苷（cAMP）作為傳遞媒介而發(fā)生作用的；另一類是甾體激素（類固醇），由發(fā)源于中胚層的內分泌腺產生，如腎上腺皮質激素和性腺激素等，它們不易被消化酶分解，多可口服。甾體激素是通過激素蛋白受體復合物作為傳遞媒介而發(fā)揮作用的。

（一）含氮激素

胰島素（Insulin）是參與血糖動態(tài)平衡的關鍵激素，由A、B兩條鏈通過二硫鍵連接而成，含51-58個氨基酸殘基，能增強細胞對葡萄糖的攝取利用，在動物組織中可以促進糖原、蛋白質及脂質的合成。魚類血漿胰島素水平不足被認為是造成魚類高血糖及影響魚類糖利用能力的主要因素，當胰島素達到一定水平時，魚類對糖類的利用能力提高。魚類血漿胰島素水平可以受到外源營養(yǎng)物質的調節(jié)。餌料中的糖類，包括葡萄糖和淀粉等形式均能促進魚類胰腺分泌胰島素而引發(fā)血漿胰島素水平升高。

甲狀腺激素（Thyroid hormone，TH），包括三碘甲狀腺原氨酸（T3）和四碘甲狀腺原氨酸（T4），存在于所有的脊椎動物中。魚類的甲狀腺并不構成單獨的腺體，而是由一些分散的甲狀腺濾泡組成。與哺乳動物類似，魚類甲狀腺濾泡也是由單層上皮細胞圍繞而成，其內充滿膠質，T4主要在此合成。TH參與雄性魚類精囊的正常發(fā)育，對維持精囊唾液酸和糖蛋白的分泌、提高精液量和精子活力等方面有重要作用, 同時還可以通過調控肝臟和精巢中11-β羥化酶（11-βH）和11-β羥類固醇脫氫酶（11-βHSD）的活性，影響雄性性激素11-酮基睪酮（11-KT）的合成，進而影響雄性的繁殖過程。TH在雌魚性腺發(fā)育的早期和最后成熟過程,尤其是卵母細胞中TH與卵黃之間的協(xié)同沉積，對于性腺的后續(xù)發(fā)育以及最終繁殖過程的順利進行具有重要的作用。此外，早期的研究表明，TH還對銀大麻哈魚和莫桑比克羅非魚的生長有促進作用。

（二）甾體激素

性激素是由性腺分泌的激素，其作用是促進動物性器官的生長發(fā)育和性成熟，維持動物的性機能、性周期以及副性征等，包括雌激素、孕激素、雄激素等。與此相關的激素還有催產素、促性腺激素。雌激素（Estrogens）主要由雌性動物卵泡分泌，具有廣泛的生理活性，能促進和維持雌性生殖器官和副性征發(fā)育，對機體的代謝、內分泌、網狀內皮系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、骨骼等都有明顯的作用。雌激素包括雌二醇、雌三醇、雌酮等，其中以雌二醇活性最強。孕激素（Progestins）主要由雌性動物卵泡排卵后形成的黃體分泌的激素。孕激素與雌激素共同維持雌性功能，還能抑制腦垂體分泌促性腺激素。雄激素（Androgens）主要由雄性動物睪丸產生，腎上腺皮質也分泌少量雄性激素。雄性激素不僅具有促進雄性動物器官形成和第二性征發(fā)育的作用外，還有明顯的促使蛋白質的合成作用（同化作用），天然雄激素主要為睪丸素。促性腺激素作用促使性腺生殖細胞的發(fā)育和分泌性激素。催產素能有選擇性的使組織興奮，促進排卵。

由于激素類藥物殘留能對食用者造成危害，為保障食品安全，國家對激素類藥物的使用作了嚴格規(guī)定，激素類藥物禁止在飼料中添加用于提高飼料報酬、促進動物生長為目的，只能用于繁殖發(fā)育和性轉化等領域。

1.性狀

黃體酮，別名孕酮，化學名稱為孕甾-4-烯-3，20二酮，屬孕激素。為白色或微黃色結晶性粉末，無臭、無味，不溶于水，在乙醇或植物油中溶解；

絨毛促性腺素，由孕婦尿中提取，為白色或類白色粉末，溶于水，不溶于乙醇、丙酮、乙醚。

垂體促濾泡素，垂體促黃體素和促性腺激素釋放激素均為白色或類白色的凍干塊狀或粉末，易溶于水。促性腺激素釋放激素有A2（促排卵素2號）和A3（促排卵素3號）兩種，A2在水或1%醋酸溶液中溶解，A3溶于水。

催產素為動物腦垂體后葉中提取或化學合成的縮宮素。為白色無定形粉末或結晶性粉末，能溶于水，水溶液呈酸性。

2.藥理作用

黃體酮由卵巢黃體分泌，能夠抑制卵巢排卵及腦垂體分泌促性腺激素，具有維持雌性的功能。絨毛促性腺素能促進性腺發(fā)育，促使雌、雄性激素產生作用，具有促使發(fā)情、排卵的作用。垂體促濾泡素能夠刺激卵泡生長和發(fā)育，與促黃體激素合用，可促進卵泡成熟和排卵，并使卵泡內膜分泌雌激素；對雄性動物可促進生精上皮發(fā)育與精子的形成。垂體促黃體素與垂體促濾泡素協(xié)同作用，能夠促進卵泡成熟及排卵，形成黃體并產生甾體激素；促進雄性動物分泌睪酮，提高性興奮，在垂體促濾泡素協(xié)同作用下可促進精子形成。促性腺激素釋放激素能促使動物垂體前葉釋放促黃體素和促濾泡素，從而發(fā)揮作用，調節(jié)性腺的活動。此外，多潘立酮（domperidone）是多巴胺的拮抗物，能夠阻斷多巴胺對促性腺激素分泌的抑制作用，顯著誘導性腺激素分泌和并促進排卵。

3.用藥方法及制劑產品

激素制劑一般采用注射給藥的方式，使用劑量為：垂體促濾泡素約5～10IU/次（根據(jù)發(fā)育情況決定用藥次數(shù)），人絨毛膜促性腺激素約800～1000IU/kg體重（雄魚減半），垂體促黃體素5～10μg/kg，促性腺激素釋放激素2～5μg/kg（雄魚減半），催產素1～5IU/次，多潘立酮與促黃體素釋放激素A2聯(lián)合使用，2～5mg/kg體重。

4.注意事項

（1）僅限水產動物繁殖使用，食品動物禁用。

（2）黃體酮對肝臟有損害，久用能引起性轉化；動物攝入絨毛促性腺素、垂體促濾泡素、垂體促黃體素，可引起幼齡動物性早熟或性亢奮，成年動物排卵過速、過度刺激綜合征。

（3）垂體促黃體素禁與腎上腺素藥、抗膽堿藥、麻醉藥、安定藥等合用；孕酮可抑制催產素的作用。

蛻皮是甲殼動物生長和發(fā)育的標志特征，它貫穿甲殼動物個體發(fā)育的始終，受神經系統(tǒng)和內分泌系統(tǒng)共同調節(jié)。內分泌調節(jié)過程表現(xiàn)為兩種互為拮抗的激素作用，即蛻皮激素的刺激作用和蛻皮抑制激素的抑制作用。甲殼動物鰓室前端的Y-器官竇腺復合體中分泌蛻皮激素的前體-蛻皮甾酮（Ecdysone），它被運輸?shù)窖馨秃?，?O-羥蛻皮甾酮酶的作用下形成具有活性的蛻皮激索，即2O-羥蛻皮甾酮。當其積累到一定量時即引起蛻皮現(xiàn)象的發(fā)生。而位于眼柄的X-器官竇腺復合體則分泌蛻皮抑制激素，通過抑制Y-器官蛻皮激素的合成而對甲殼動物的生長起關鍵性的調節(jié)作用。

國內的一些漁藥生產企業(yè)將蛻皮激素與澤瀉、龍膽、夏枯草等中草藥混合制成粉末狀散劑，采用拌飼內服的方法，按30～60mg/kg體重的用量給藥，應用于蝦、蟹等甲殼動物的養(yǎng)殖生產，通過促進蝦、蟹的脫殼，提高脫殼的同步性和成活率，避免相互殘殺。

二、維生素

維生素（Vitamin）是動物機體維持正常代謝和機能所必需的一類低分子有機化合物，大多數(shù)維生素是某些酶的輔酶（或輔基）的組成部分，在動物體內參與新陳代謝。與動物生長時構成身體物質和貯存物質的營養(yǎng)素不同，維生素在體內起著催化作用，它們促進主要營養(yǎng)素的合成與降解，從而控制機體代謝。如果缺乏會造成動物生長障礙，影響生長，產生各種缺乏癥，甚至死亡。

水產養(yǎng)殖中添加維生素的意義在于依靠維生素的特殊效用，使配合餌料達到全價要求，每天使用幾毫克甚至幾微克的用量就能達到獲得較高經濟效益的目的。

維生素根據(jù)其溶解性分為脂溶性維生素和水溶性維生素兩大類，常見的維生素有14種。其中脂溶性維生素有4種，即維生素A、D、E、K，水溶性維生素有10種，即維生素B1、B2、B3、B4、B5、B6、B12、B11、H、C。另有一些因子具有維生素的性質，如乳清酸（VB13）、肌醇、硫鋅酸、蘆?。╒P）、生物活素、黃嘌呤（VB14）、肉堿（VBT）、潘安素（VB15）、泛醌（輔酶Q）及一些未名生長因子等，它們被稱為類維生素，暫時還沒列入維生素類。在飼料工業(yè)中，維生素不是按傳統(tǒng)作用去治療某些維生素缺乏癥，而是作為飼料營養(yǎng)的補充，增加動物的抗病或抗應激反應能力，或是促進生長提高水產品產量和質量而添加的。

維生素A、E、C、B6等對水生動物免疫系統(tǒng)均有影響，用于養(yǎng)殖生產取得了一定的成效。VA缺乏或過量都會導致免疫抑制，適當提高VA的含量，能夠促進抗體的合成和T淋巴細胞的增殖，提高細胞的吞噬能力及補體、溶菌酶及天然殺傷性細胞的活性。維生素E又稱生育酚，在體內所有細胞的生物膜上，免疫細胞膜的VE濃度最高。同時免疫細胞膜上的不飽和脂肪酸含量也高。此外，VE還參與體內重要的細胞和體液免疫反應調解，通過促進和調理免疫細胞的功能來改善水產動物的免疫力。VC具有激活吞噬細胞的吞噬活性，增強網狀內細胞系統(tǒng)的功能和促進抗體生成的作用。實驗表明，缺乏VC會妨礙嗜中性白細胞和吞噬細胞的趨化性，使這些細胞向炎癥部位的移動速度降低。VC主要影響水生動物的非特異免疫系統(tǒng)，促進抗體的形成，從而提高水生動物的免疫力。VB6也是另一類影響水生動物免疫的水溶性維生素。

維生素一般通過口服給予。例如，維生素A：飼料中添加，冷水性肉食性魚類2000～3000IU/kg；斑鮰1000～2000IU/kg。維生素E：飼料中添加，冷水性肉食性魚類20～40IU/kg；斑鮰30IU/kg。維生素B6：飼料中添加，冷水性肉食性魚類5～10mg/kg；斑鮰3.0mg/kg；鯉魚5～6mg/kg。維生素C：飼料中添加，冷水性肉食性魚類100～800mg/kg；斑鮰60mg/kg；對蝦1000mg/kg。

維生素易受氧、潮濕、熱、光照、金屬離子等因素的影響而降低其活性。生產上為了滿足加工工藝的要求，幾乎所有的維生素添加劑都需要經過特殊加工處理，以保持維生素的穩(wěn)定性和活性，常用乳化、包被、吸附、固化等措施，使用時應注意這一點。

（一）脂溶性維生素

脂溶性維生素（Fat-soluble Vitamin）在化學組成方面只含有碳、氫、氧三種元素，以維生素原(或前維生素)的形式源于植物組織中，維生素原能夠在動物體內轉變成維生素。脂肪的存在有利于脂溶性維生素在腸道內的吸收，同時在體內能夠大量儲存，其排泄是通過膽汁從糞便中排出。在生理上，脂溶性維生素主要表現(xiàn)在調節(jié)機體某結構單元上的代謝，且每種維生素均顯出一種或多種特定的作用。脂溶性維生素缺乏病有時與其本身的功能有關，如鈣的代謝需要VD，缺乏VD時則會引起骨骼病變。

1.β-胡蘿卜素（β-Carotene）

（1） 理化性狀 β-胡蘿卜素，維生素A原或維生素A前體。分子式C40H56，分子量536.85。本品為深紅色至深紫色六角形結晶或結晶粉末?？扇苡诒胶吐确轮校⑷苡谝颐?、石油醚和油脂中，不溶于水、酸、堿和甘油，熔點183℃，對光和氧敏感，應密閉避光儲存于陰涼、干燥處。

（2）作用與用途 β-胡蘿卜素可在動物體內轉化為維生素A，除從而發(fā)揮維生素A的作用外，同時具有提高動物繁殖性能，影響機體免疫系統(tǒng)的作用。

β2-胡蘿卜素作為維生素A源轉化成維生素A滿足動物對維生素A的需要, 避免了過多維生素A攝入而導致的胚胎畸形（Peterka，1997），還可改善水產動物的體色和肉質。

β2-胡蘿卜素是動物體內一種重要的生理性抗氧化劑，能有效地捕滅多種活性氧成分和自由基，保護機體免受氧化損害，而提高動物非特異免疫機能，Amar等（2000）在虹鱒魚餌料中添加β2-胡蘿卜素養(yǎng)殖12周后，顯著提高了魚的特異和非特異免疫機能。

β2-胡蘿卜素能夠提高水產動物體質量增長率及繁殖力，主要也是作為生理性抗氧化劑，抑制脂質的過氧化，從而保護了卵巢和卵細胞免受氧化損害，有助于卵巢細胞生成類固醇，此外β2-胡蘿卜素能刺激孕酮的產生，與雌激素、黃體酮的合成有關（李永義等，2001）。

β2-胡蘿卜素占一般預混劑含量10%，在飼料中添加量50～100mg/kg。

2.維生素A（VitaminumA）

（1）理化性狀 維生素A，又名視黃醇(Retinol)，包括視黃醇、視黃醛、視黃酸三種。其中視黃醇活性最高，化學結構為紫羅酮環(huán)的類異戊二烯醇。分子式C20H30O 分子量286.5

目前常用維生素A醋酸酯。分子式C22H30O2，子量328.5

維生素A是微黃色平行四邊形塊狀結晶或微黃色結晶性粉末，遇紫外光、高溫易被破壞。溶于乙醇、氯仿、乙醚、脂肪，熔點56～60℃。維生素A醋酸酯為黃色結晶粉末，熔點57～60℃，相對分子質量328.5；不溶于水，溶于乙醇、氯仿、乙醚、油脂中。維生素A遇光、氧、酸易被破壞。

（2）作用與用途 維生素A是動物生長發(fā)育過程中重要的營養(yǎng)素之一，具有維持正常視覺的重要功能，保護上皮組織的健全與完整、促進黏膜和皮膚的發(fā)育與再生；促進結締組織中黏多糖的合成、維護細胞膜和細胞器膜結構的完整功能；當維生素A缺乏時上皮組織結構及會變質而失去分泌功能，因此對外界微生物侵蝕的防御能力即降低甚至完全消失，容易感染疾病。會出現(xiàn)明顯的癥狀，包括生長減慢，上皮組織角質化、夜盲癥、眼眶和鰭基部出血以及骨骼畸形等（Halver，1989）。

另外，維生素A能夠提高繁殖力，促進性激素的形成；促進養(yǎng)殖動物生長；維護骨骼的正常生長和修補；維持神經細胞的正常功能；提高機體的免疫能力。在對蝦、虹鱒和羅非魚、幼川鰈等的研究發(fā)現(xiàn)，當飼料中維生素添加水平在一定的范圍內，增重率隨著維生素A水平的增加而提高，而隨著維生素A添加水平的進一步增加，增重率則出現(xiàn)降低（Dedi等，1998；Takeuchi等，1998；Shiau等，2000；Cuesta等，2002）。維生素A缺乏或不足引起溪紅點鮭、金魚生長受阻，維生素A添加量在一定范圍內，隨著添加水平的增加而提高，而當飼料中添加較高水平維生素A時，則導致出現(xiàn)生長抑制、增重率下降的現(xiàn)象。關于維生素A與水產動物抗病力關系的研究結果表明，維生素A能提高虹鱒（Oncorhynchus mykiss）、隆頸巨額鯛（Sparus auratus）和羅非魚（Oreochromis niloticus）的抗病力。在飼料中添加量，冷水性肉食性魚類2000～3000IU/kg；斑鮰1000～2000IU/kg。

3.維生素D（Vitaminum D）

（1）理化性狀 維生素D包括維生素D2～D7等十幾種，其中以D2（鈣化醇或麥角鈣化醇）、D3（膽鈣化醇）型對水生動物營養(yǎng)意義最為重要。

VD2（Ergocalciferol，化學名稱9，10-開環(huán)麥角甾-5，7，10（19），22-四烯-3β-醇）。

分子式：C28H14O 分子量：396.7

VD3（Cholecalcifeorl，化學名稱9，10-開環(huán)膽甾-5，7，10（19）-三烯-3β-醇）。

分子式：C27H44O 分子量：384.7

維生素D為白色至帶黃色的結晶粉末，無臭味。幾乎不溶于水，溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿等，微溶于油脂。維生素D2熔點113～118℃。 維生素D3熔點82～88℃。遇光、氧、酸易被破壞，維生素D過量亦可引起中毒現(xiàn)象。

（2）作用與用途 維生素D能促進磷、鈣在腸內的吸收。血漿磷酸離子及鈣離子濃度的乘積超過溶解度積數(shù)時，即產生磷酸鈣沉積的鈣化現(xiàn)象。鈣的吸收首先要同小腸黏膜細胞的一種蛋白質結合，才能通過小腸黏膜細胞被轉運到血液，這種蛋白質稱該結合蛋白，也就是鈣離子的載體。

維生素D兩種主要自然資源是麥角鈣化醇（維生素D2，存在于植物中）和膽鈣化醇（維生素D3存在于動物中）兩種形式的維生素D在動物體內肝臟中經羥基化作用形成25-羥基-膽鈣化醇，經腎臟進一步羥基化形成1，25-二羥基-膽鈣化醇，1，25-二羥基-膽鈣化醇是作用于腸道鈣運載和骨骼中鈣動員的維生素D活性形式；同時也作用于腸道磷運載這種活性形式的維生素D在甲狀旁腺激素和降鈣素的協(xié)同作用下，促進水產動物腸道中鈣和磷吸收，提高血漿鈣與磷的水平到超飽和的狀態(tài)，以適應骨骼礦化的要求。

飼料中過量添加維生素D對水產動物會產生毒性，不僅不能促進鈣和磷的吸收和積累，反而會出現(xiàn)抑制作用（陳四清等，李愛杰，1995）；Shiau等（1994）指出斑節(jié)對蝦體內鈣和磷的濃度不受飼料中維生素D3添加水平的影響，淡水鮭科魚類維生素D的需要量隨著飼料中鈣和磷的含量變化而變化，鈣磷含量和比例合適時，其對維生素 D的需要量增加，但當鈣磷含量和比例不合適時，鮭科魚類對其需要量降低（Woodward，1994）；在低鈣水體中，鈣是影響水產動物生長和硬組織礦化的主要因素，而與飼料中是否添加維生素D關系不大，維生素D對鈣的轉運和硬組織礦化及維持體內正常的鈣平衡影響有限，但不補充維生素D則羅非魚的生長下降（O’Connell，2004）。

維生素D在飼料中的添加推薦量：冷水性肉食性魚類2000-3000IU/kg；斑鮰500-1000IU/kg。

（未完待續(xù)）

（通聯(lián)：430072，中國科學院水生生物研究所 武漢市武昌東湖南路7號）