張文曄 宋樹豪
維生素C(VC)也稱為抗壞血酸,屬于水溶性維生素,它的水溶液呈酸性。VC為白色或微黃色的粉狀晶體,晶體是正方形或長(zhǎng)方形,易溶于水,微溶于乙醇和丙酮。VC容易受到濕熱、金屬離子、氧化劑等物質(zhì)的破壞而失活。VC包括還原型抗壞血酸和氧化型脫氫抗壞血酸兩種。這兩種的L-型異構(gòu)體都具有生物學(xué)活性。VC容易失去電子,是一個(gè)很好的電子供體,所以具有強(qiáng)還原性。VC極易氧化,特別是在有Cu2+或堿性條件下容易被破壞,但是在酸性條件下穩(wěn)定。在所有的維生素中VC是最不穩(wěn)定的,很容易受到氧化而被破壞。VC具有在應(yīng)激狀態(tài)下促進(jìn)生產(chǎn)性能,提高繁殖率等多種功能,為家禽生長(zhǎng)發(fā)育所必需,有助于家禽最佳生產(chǎn)性能的發(fā)揮。在正常情況下,VC可以在動(dòng)物體內(nèi)大量合成,不存在缺乏問題。但是在應(yīng)激狀態(tài)下,動(dòng)物機(jī)體自身的合成量遠(yuǎn)低于需要量,必須靠外部供給才能滿足正常的生長(zhǎng)發(fā)育。隨著家禽集約化生產(chǎn)的發(fā)展,家禽受到的運(yùn)輸、寒冷和噪音應(yīng)激越來越多,有必要在家禽飼糧中添加VC來緩解應(yīng)激。
據(jù)Roy等(1961)報(bào)道,除了靈長(zhǎng)目、昆蟲以及一些鳥類外,幾乎所有的動(dòng)物都可以自身合成VC。其中爬行類動(dòng)物和兩棲類動(dòng)物的VC在腎臟合成,家禽體內(nèi)的VC也主要在腎臟中合成;哺乳類動(dòng)物的VC是在肝臟中合成的,不能合成VC的動(dòng)物需由食物供給。
體內(nèi)的VC吸收方式和碳水化合物相似。豚鼠吸收VC的部位在十二指腸和小腸的上端。大鼠吸收VC的部位在回腸。在動(dòng)物本身不能合成VC的情況下,VC在腸道的吸收是一個(gè)依賴Na離子的主動(dòng)運(yùn)輸過程。也有人認(rèn)為,不易患?jí)难〉膭?dòng)物對(duì)VC的吸收可能是被動(dòng)擴(kuò)散過程。Bains(1979)認(rèn)為,雞攝入的VC有75%被腸道主動(dòng)吸收,這是一個(gè)需要能量的過程,其余25%的VC在腸道中氧化分解或被腸道中微生物利用。少量的VC容易吸收,劑量大時(shí)吸收效率下降。在代謝過程中,VC經(jīng)酶促反應(yīng),首先被轉(zhuǎn)化成脫氧VC,然后在細(xì)胞中被還原,還原型VC和氧化型VC的可逆氧化還原反應(yīng)是其重要的化學(xué)特性,也是VC已知的生物學(xué)活性及穩(wěn)定性的基礎(chǔ)。被吸收的VC易與體內(nèi)的VC保持平衡。
Health,McDowell等先后發(fā)現(xiàn),吸收的VC廣泛分布于動(dòng)物體全身組織,在腺體中,以腎上腺的含量最高。在試驗(yàn)動(dòng)物體內(nèi),VC含量最高的器官是垂體和腎上腺,肝臟、腎、脾、胰腺中含量也很高,在脂肪中含量最低。就家禽而言,VC主要分布在腎、腎上腺、肝臟、生殖腺和法氏囊中,含量與日齡呈正相關(guān)。在新愈合的傷口附近,VC的含量也很高。
絕大多數(shù)VC在體內(nèi)被代謝分解為二氧化碳和草酸,剩余的VC通過尿、汗、糞便排出體外。對(duì)于大鼠和兔子來說,二氧化碳是VC排出體外的主要途徑,靈長(zhǎng)類的主要排泄途徑是尿。尿中VC的含量取決于VC的攝入量、儲(chǔ)存量及腎臟功能。腎臟的VC排出量取決于腎小球的濾過能力,該能力又受血漿中VC濃度的影響。
骨膠原是纖維狀的蛋白質(zhì)。骨膠原的形成包括將脯氨酸羥化形成一個(gè)穩(wěn)定的細(xì)胞外基質(zhì)、將賴氨酸羥化和糖基化以及纖維網(wǎng)的形成等。VC活化脯氨酰羥化酶,后者又影響脯氨酸轉(zhuǎn)化成羥基脯氨酸。賴氨酸轉(zhuǎn)化成羥基賴氨酸也需要VC。上述兩種反應(yīng)都需要VC,兩種反應(yīng)都是骨膠原形成的要素。
VC作為還原劑,在動(dòng)物體內(nèi)可使亞鐵保持還原狀態(tài),增進(jìn)其吸收、轉(zhuǎn)移以及在體內(nèi)的儲(chǔ)存;同時(shí),還可使鈣在腸道內(nèi)不至于形成不溶性化合物,從而改善其吸收率;VC還參與四氫葉酸的一碳單位轉(zhuǎn)移和防止VA、VE及不飽和脂肪酸的氧化;VC有清除氧自由基的作用,某些化學(xué)物質(zhì)對(duì)機(jī)體的損害都涉及自由基的作用,如氧、臭氧、二氧化碳等對(duì)心臟的損傷。Stocker等(1991)報(bào)道,VC是細(xì)胞外液中最重要的抗氧化物質(zhì)。Frei(1989)和SIES(1992)認(rèn)為VC通過有效的抗活性氧自由基,減少組織中氧自由基來保護(hù)生物膜免遭過氧化物的損傷;VC作為體內(nèi)水溶性的抗氧化劑,可與脂溶性抗氧化劑協(xié)同作用,防止脂類過氧化。VC是細(xì)胞外液中最重要的抗氧化劑,通過降低氧化自由基在水相中的過氧化,保護(hù)生物膜免受脂質(zhì)過氧化的破壞。
維生素C對(duì)機(jī)體免疫機(jī)能的影響主要有4種途徑:①影響免疫細(xì)胞的吞噬作用。嗜中性白細(xì)胞、單核細(xì)胞等均含有大量的維生素C。②維生素C作為一種抗氧化劑,發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。③維生素C降低循環(huán)的糖皮質(zhì)激素,改善應(yīng)激狀態(tài),增強(qiáng)免疫機(jī)能,動(dòng)物處于應(yīng)激狀態(tài)時(shí),腎上腺皮質(zhì)激素分泌增加,而糖皮質(zhì)激素是免疫抑制劑。④刺激保護(hù)細(xì)胞免受病毒攻擊的蛋白質(zhì)——干擾素的產(chǎn)生。
VC可促進(jìn)肝內(nèi)膽固醇轉(zhuǎn)變?yōu)槟苋苡谒哪懰猁}而增加排出,降低血膽固醇的含量;腎上腺皮質(zhì)激素的合成與釋放也需要VC的參與;據(jù)此人們推測(cè)VC可以保護(hù)精子免受有害的氧化作用;VC在體內(nèi)常作為酶激活劑、物質(zhì)還原劑,或參與激素合成等而發(fā)揮作用。
腎臟是家禽體內(nèi)VC合成的主要位置,而成禽在肝臟中也能合成。但在應(yīng)激條件下,家禽合成VC的能力明顯下降。Cafantaris(1995)認(rèn)為,2周齡之前家禽體內(nèi)合成的VC可能不能滿足需要,2周齡后合成VC基本可以滿足需要,但是當(dāng)家禽處于應(yīng)激狀況時(shí),對(duì)VC的需要量增加,這時(shí)則需要額外補(bǔ)充VC。文杰等(1994)關(guān)于應(yīng)激和非應(yīng)激條件下,肉雞肝臟中VC合成的關(guān)鍵酶——古洛糖酸內(nèi)酯氧化酶活性變化的比較試驗(yàn)表明,肉雞在熱應(yīng)激條件下,肝臟的VC合成能力減弱,血漿中VC含量明顯降低,其原因是應(yīng)激因素使家禽肝臟中的古洛糖酸內(nèi)酯氧化酶活性降低。同時(shí),外源性VC對(duì)該酶的活性無(wú)明顯影響,但可以使肝、腎和血漿中的VC濃度明顯升高。
畜禽受到驚嚇,會(huì)影響其生長(zhǎng)、飼料效率及產(chǎn)蛋率等生產(chǎn)性能指標(biāo),特別對(duì)家禽,添加VC可減輕禽類的生理應(yīng)激。VC的抗應(yīng)激作用是通過調(diào)節(jié)血漿中皮質(zhì)酮濃度來降低皮質(zhì)酮分泌增加的毒副作用,從而防止細(xì)菌或病毒毒素對(duì)雞體的侵害。VC在類固醇激素的合成中也起到重要作用,而類固醇則與維持雞的體溫有關(guān),這對(duì)抗高溫應(yīng)激尤其有利。
在正常溫度下,VC能夠滿足機(jī)體的需要,但在高溫情況下,維生素的合成不足,合成量降低43.5%,甚至有人認(rèn)為,動(dòng)物體在應(yīng)激情況下,維生素C的需要量是正常量的4~5倍,日糧中添加VC有助于應(yīng)激條件下雞維持正常體溫,降低死亡率。但又有報(bào)道,VC抗應(yīng)激是有條件的,當(dāng)環(huán)境溫度超34℃時(shí),就不起作用了。
添加VC可提高種雞的繁殖率和改善種雞的健康狀況,從而提高種雞產(chǎn)蛋率和蛋殼質(zhì)量。孫延鳴(1997)報(bào)道,夏天在飲水中添加200 μg/g VC,對(duì)提高商品蛋雞的產(chǎn)蛋率有顯著的效果,對(duì)降低料蛋比也有幫助。在高溫天氣中,家禽血漿中的VC降低43.2%,產(chǎn)蛋雞的各項(xiàng)血液生化指標(biāo)都有變化,而在使用VC以后,在血糖、血脂、總蛋白方面都有趨于適溫狀態(tài)的趨勢(shì)。添加VC對(duì)緩解熱應(yīng)激、提高機(jī)體對(duì)高溫的耐受性和抵抗力有顯著效果。Rogen(1994)報(bào)道,在家禽日糧中添加VC或其衍生物,可促進(jìn)其生產(chǎn)性能的充分發(fā)揮,提高其抗應(yīng)激免疫應(yīng)答能力。
VC對(duì)公雞精液品質(zhì)的影響。VC可顯著提高一次射精量。動(dòng)物缺乏VC時(shí),精子發(fā)育不良,且活動(dòng)能力低下。劉明江(1995)報(bào)道,公雞日糧中添加VC,能顯著增加一次射精量,提高精液的品質(zhì),提高受精率,從而提高了孵化率和健雛率。
VC對(duì)畜禽的免疫能力有明顯的影響。VC是家禽免疫系統(tǒng)發(fā)揮正常功能所必需的營(yíng)養(yǎng)素,也是家禽抗應(yīng)激的重要營(yíng)養(yǎng)素之一。有研究結(jié)果表明,VC能增強(qiáng)機(jī)體抵抗力,減少發(fā)病率。VC一般間接起作用,與一些抗氧化物質(zhì)(如維生素E)以及對(duì)機(jī)體有防御功能的金屬元素鐵、銅等的運(yùn)輸協(xié)同作用。
VC在一定范圍內(nèi)對(duì)體液免疫有促進(jìn)作用,但過量和不足都會(huì)有抑制作用。對(duì)不同的體液免疫,發(fā)揮最佳免疫功能的VC量不同。不同類型的免疫球蛋白和補(bǔ)體C3,達(dá)到最高含量所需的VC的量也不相同。大量的事實(shí)說明,保證機(jī)體最佳免疫狀態(tài)的VC需要量大大高于滿足機(jī)體最佳生長(zhǎng)的需要量。
VC影響特異性細(xì)胞(如淋巴細(xì)胞)的免疫。VC對(duì)細(xì)胞的增殖、分裂有促進(jìn)作用。VC對(duì)免疫功能的影響可能與VC在飼料中的保存狀態(tài)有關(guān)。添加量不足或者飼喂的時(shí)間不夠長(zhǎng)都會(huì)掩蓋VC對(duì)機(jī)體免疫的影響。熱應(yīng)激時(shí),給雞足夠量的VC,其體溫明顯低于VC不足的雞,且死亡率明顯降低。VC對(duì)非特異性細(xì)胞免疫的影響,不僅跟VC的量有關(guān),還受個(gè)體差異的影響。
畜禽除能自身合成內(nèi)源性VC,植物性飼料及添加劑是外源性VC的主要來源。要獲得較好的飼養(yǎng)水平,推薦量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。在高溫、寒冷、運(yùn)輸?shù)饶婢澈蛻?yīng)激狀態(tài)下,以及飼糧能量、蛋白質(zhì)、維生素E、硒和鐵不足時(shí),動(dòng)物對(duì)VC的需要量大大增加。
在飼料中應(yīng)該補(bǔ)充抗壞血酸以便滿足雞為緩解所有的生理性和環(huán)境性應(yīng)激的需要。對(duì)于幼雞來說,補(bǔ)充抗壞血酸的目的是補(bǔ)償因機(jī)體較高的抗壞血酸需要量導(dǎo)致的抗壞血酸不足。在蛋雞群和種雞群上,應(yīng)該將重點(diǎn)放在雞群的產(chǎn)蛋率和種蛋的孵化率方面。為了得到更好的生產(chǎn)效果,表1中列出了大多數(shù)情況下都適用的飼料中VC推薦添加水平(以供參考)。
表1 維生素C的推薦添加量
VC缺乏會(huì)造成:①血管系統(tǒng)的損傷。VC缺乏可使構(gòu)成毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞和基膜基質(zhì)的糖蛋白溶解及毛細(xì)血管周圍膠原的消失,導(dǎo)致毛細(xì)血管的通透性增加,引起畜禽的黏膜、漿膜、皮膚、長(zhǎng)骨外膜下、骨干與骨骺交界處出血。②結(jié)締組織系統(tǒng)的損傷。VC缺乏時(shí),膠原合成受到影響,骨基質(zhì)形成減少,因而影響軟骨組織和成骨細(xì)胞發(fā)育及骨樣組織生成,故骨質(zhì)變薄變脆弱。由于骨外膜膠原纖維減少和張力下降,骨外膜下的血管發(fā)生擴(kuò)張出血或出血。③血液的改變。VC缺乏對(duì)血液的影響表現(xiàn)為貧血。因?yàn)閂C缺乏能影響鐵的吸收而發(fā)生缺鐵性低色素性貧血。此外,在葉酸還原為四氫葉酸過程中,VC是必需的物質(zhì)。當(dāng)VC缺乏時(shí),引起幼紅細(xì)胞性貧血。VC缺乏時(shí)還影響成骨細(xì)胞的分化而表現(xiàn)高度增生,增生的骨細(xì)胞充填于骨髓內(nèi),使骨髓內(nèi)的其他造血成分受壓而減少,于是引起造血機(jī)能降低和促進(jìn)貧血的發(fā)生。
VC是低毒類物質(zhì)。正常情況下,VC絕大部分在體內(nèi)經(jīng)代謝分解,最終產(chǎn)物主要是二氧化碳和草酸,草酸隨尿排出體外。但若長(zhǎng)時(shí)間大量攝入VC,血漿濃度特別高時(shí),會(huì)發(fā)生草酸鹽尿和草酸鹽結(jié)石。最近研究證明,VC具有促氧化作用,該作用可引起DNA氧化性損傷,并對(duì)細(xì)胞的增殖和凋亡起到一定影響,因此在飼糧中添加不能過量(湯蓉等,2004)。
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