■許友卿 易 波 丁兆坤

(廣西大學(xué)水產(chǎn)科學(xué)研究所，廣西南寧 530004)

Gln是人、動物包括水生動物血漿和其他組織中最豐富的游離氨基酸，是一種條件必需氨基酸，不僅作為蛋白質(zhì)合成的前體物質(zhì)，為核苷酸、谷胱甘肽、精氨酸及?；撬岬暮铣商峁┑?，而且是腸上皮細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞快速增殖的主要能量來源，對促進和維持各種器官和細(xì)胞的功能發(fā)揮至關(guān)重要的作用，同時具有改善機體營養(yǎng)狀況等多種功能。Gln可以提高魚類機體抗氧化能力，降低感染疾病的風(fēng)險，因此，Gln成為營養(yǎng)學(xué)、生理學(xué)、營養(yǎng)免疫學(xué)等學(xué)科的研究熱點之一。

然而，Gln由于熱不穩(wěn)定和溶解度低等原因而大大地影響其在水產(chǎn)養(yǎng)殖及其他動物生產(chǎn)中的應(yīng)用。而谷氨酰胺二肽如丙氨酰-谷氨酰胺（Alanylglutamine,Ala-Gln）的穩(wěn)定性好、水溶性高和機體利用率高，且Ala-Gln水解后具備Gln所有的生化和物理性質(zhì)，能很好地發(fā)揮Gln的作用，所以在實際應(yīng)用中，用Ala-Gln替代Gln。

本文主要綜述了Gln在水生動物上的抗氧化作用和機理，旨在更好地理解和研究Gln在水生動物的抗氧化作用及其機理，進而將其更有效地利用，促進水產(chǎn)動物的健康生長和發(fā)育，促進漁業(yè)發(fā)展。

1 Gln在水生動物的抗氧化作用

Gln是水生動物代謝的關(guān)鍵營養(yǎng)物質(zhì)之一，在機體內(nèi)發(fā)揮重要的抗氧化作用。Gln可以有效地提高腸內(nèi)谷胱甘肽過氧化物酶（Glutathione peroxi?dase,GSH-Px）、超氧化物歧化酶（Superoxide dis?mutase,SOD）等抗氧化物酶的活性，提高腸上皮細(xì)胞和腸黏膜的抗氧化能力，保護腸道細(xì)胞免受氧自由基損傷。然而，Chen（2009）報道，Gln能夠阻止H2O2，有效地保護建鯉(Cyprinus carpiovar Jian)腸道上皮細(xì)胞免受H2O2誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激。在魚日糧中添加Gln，可調(diào)節(jié)腸內(nèi)酶活性，清除氧自由基。如果在哲羅魚（Hucho taimen）飼料中添加0.5%～1.0%Ala-Gln，可以顯著提高其腸Na+/K+-ATPase活性，大大降低腸內(nèi)脂質(zhì)氧化物——丙二醛（Malondialdehyde,MDA）含量，提高哲羅魚腸道的抗氧化能力和吸收功能。在建鯉飼料中添加Gln，能顯著地提高建鯉腸Na+/K+-ATPase活性、抗氧化作用和吸收能力。

在腸道內(nèi)，Gln抗氧化至少發(fā)揮兩方面的作用：①促進魚腸上皮細(xì)胞的增殖和保持細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性；②維持腸黏膜的完整性，提高黏膜的屏障功能，改善消化道黏膜上皮形態(tài)結(jié)構(gòu)，促進消化道和消化腺的生長發(fā)育。

Gln抗氧化對水生動物氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)具有保護作用。Gln對氧化應(yīng)激的保護作用，可能是通過強化體內(nèi)抗氧化劑的作用而達到的。而外源性Gln則可能是通過提高抗氧化作用，減少分泌炎癥細(xì)胞因子如白細(xì)胞介素-8（IL-8），弱化炎癥反應(yīng)而發(fā)揮保護作用。

在魚體感染或氧化應(yīng)激時，體內(nèi)Gln循環(huán)濃度會急劇下降，以滿足機體免疫調(diào)節(jié)、細(xì)胞吞噬作用及產(chǎn)生細(xì)胞因子的營養(yǎng)需要。Gln可以提高高等脊椎動物的抗氧化能力，促進免疫球蛋白合成。因此，血漿Gln含量可以作為機體免疫功能的有效指標(biāo)。在血液中，Gln除了作為嘌呤、嘧啶生物合成的氮源和白細(xì)胞的主要代謝底物外，在維持機體血液正常狀態(tài)和免疫防御方面發(fā)揮決定性的作用。補充外源性Gln可顯著提高紅細(xì)胞中谷胱甘肽（Glutathione,GSH）與氧化型谷胱甘肽（Oxi?dized glutatione,GSSG）的比率，提高機體抗氧化能力，促進清除自由基。Soltan（2009）報道，補充1%Gln能顯著地增加白細(xì)胞數(shù)量和提高血紅蛋白的百分率，改善嗜菌細(xì)胞的功能。但是，Gln對魚類白細(xì)胞代謝的作用機制，目前還不十分清楚。

Gln之所以被定義為條件必需氨基酸，主要由于其抗氧化作用在提高機體抗應(yīng)激能力方面發(fā)揮重要作用。當(dāng)機體應(yīng)激反應(yīng)時，各種有害物質(zhì)會加劇自由基的產(chǎn)生和積累、誘發(fā)魚體基因毒性、中間代謝改變和組織壞死等，使魚的健康受到嚴(yán)重威脅。而Gln通過其抗氧化作用，可以有效地保護應(yīng)激狀態(tài)下的機體。如在高溫條件下，魚體高度不飽和脂肪酸過氧化加快，增加有毒的活性物質(zhì)——丙二醛（MDA）的含量，后者與核酸、蛋白質(zhì)等結(jié)合，嚴(yán)重?fù)p害魚的生物系統(tǒng)。而外源性Gln的抗氧化作用可有效緩解熱應(yīng)激（Heat stress,HS）效應(yīng)，降低MDA含量。

Gln對水生動物還具有很好的解毒效應(yīng)。如在飼料中添加Gln，可以提高嗜水氣單胞菌（A.hy?drophila）攻毒的全雄奧尼羅非魚（Oreochromis ni?loticus♀×Oreochromis aureus♂）的存活率。

2 Gln抗氧化作用的機理

2.1 Gln通過合成谷胱甘肽（GSH）增強機體的抗氧化作用

GSH是一種具有重要生化性質(zhì)的硫醇三肽物質(zhì)，參與機體內(nèi)蛋白質(zhì)合成、DNA復(fù)制和修復(fù)、細(xì)胞增殖等過程。GSH分子結(jié)構(gòu)中含有1個極易被氧化的巰基，能夠有效清除ROS，所以在抗氧化防御中發(fā)揮非常重要的作用。Gln是動物血液及其他組織中含量最為豐富的游離氨基酸，是GSH合成的重要前體物質(zhì)。Gln在機體代謝過程中合成各種核苷酸和GSH，也是Gln實現(xiàn)生理抗氧化作用的重要途徑。Gln可以調(diào)節(jié)體內(nèi)GSH合成速率，而機體對Gln的利用率也會影響體內(nèi)GSH的儲存。機體內(nèi)缺乏Gln會導(dǎo)致ROS產(chǎn)生和積累，增加細(xì)胞內(nèi)GSH的消耗，加速細(xì)胞凋亡。Gln之所以可以控制細(xì)胞凋亡，其機制是通過合成GSH而實現(xiàn)的，可見，Gln是通過作為GSH合成重要的前體物質(zhì)調(diào)節(jié)抗氧化作用。

2.2 Gln通過影響細(xì)胞抗氧化酶和非酶系統(tǒng)提高機體的抗氧化能力

在日糧中添加Gln可提高GSH的合成，而GSH作為還原因子增強GSH-Px、SOD等抗氧化物酶活性，促進細(xì)胞抗氧化作用，保護和減輕過氧化物對細(xì)胞脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的氧化損傷，提高細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性。

Gln與其他非酶抗氧化劑如維生素E、C等聯(lián)合作用，能更好地發(fā)揮其抗氧化作用，為感染和處于氧化應(yīng)激的機體提供更有效的營養(yǎng)支持。但是，這種聯(lián)合作用尚待進一步研究。

2.3 Gln通過影響相關(guān)基因表達而發(fā)揮抗氧化作用

Gln能調(diào)節(jié)機體內(nèi)多種代謝相關(guān)基因的表達和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用，所以，Gln可通過影響機體內(nèi)抗氧化酶基因的表達來發(fā)揮其抗氧化效應(yīng)。在飼料中添加Gln，發(fā)現(xiàn)其可增加仔豬腸道氧化物清除基因的表達，降低促氧化應(yīng)激反應(yīng)。Gln通過提高細(xì)胞熱休克蛋白70(Heat shock protein 70,HSP70)和熱休克蛋白72（Heat shock protein 72,HSP72）的表達，對膿毒所引起的損傷有顯著的防御作用。添加Gln可抑制中華鱉（Trionyx Sinensis）有關(guān)細(xì)胞因子和糖皮質(zhì)激素的分泌，增強抗氧化能力，維持應(yīng)激狀態(tài)下的正常免疫機能。Gln抗炎反應(yīng)的分子機制可能是減少細(xì)胞因子的釋放和激活核轉(zhuǎn)錄因子。但是，目前關(guān)于Gln提高水產(chǎn)動物組織細(xì)胞抗氧化能力的分子信號機制鮮有報道，亟待研究。

3 結(jié)語

綜上所述，Gln在水生動物發(fā)揮重要的抗氧化作用，然而，Gln對水生動物抗氧化作用的范圍、機理等尚需更深入的研究。今后應(yīng)加強Gln對水生動物抗氧化調(diào)節(jié)的研究，特別是要從分子生物學(xué)水平研究其抗氧化作用的機理，以便更好地理解、應(yīng)用和調(diào)控Gln的抗氧化效應(yīng)。

（參考文獻55篇，刊略，需者可函索）