多酚：維生素E抗氧化劑的替代物

　　出版日期：2013年12月20日

　　維生素E是一種高效的抗氧化劑，可以幫助防止衰老，抵抗疾病。由于維生素E可能有8種不同的結(jié)構(gòu)形式或同分異構(gòu)體.其中7種僅僅在合成的維生素E中才能被發(fā)現(xiàn)，且生物活性有限，所以它的成本很高。為了抵抗氧化應激，選擇具有良好生物活性的多酚是一種很好的替代方法。

　　自由基的產(chǎn)生是在新陳代謝的日?；顒?。特別是能量生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的超氧化物，過氧化氫和羥基自由基。這些自由基，由于它們的反應活性，可以攻擊細胞膜，DNA和蛋白質(zhì)。細胞膜會失去它們的流動性，影響?zhàn)B分運輸。 DNA可以被改變或破裂，從而引起轉(zhuǎn)運錯誤。蛋白質(zhì)可能會改變它們的結(jié)構(gòu)，失去催化反應的能力。

　　自由基的產(chǎn)生會受到動物的健康狀況的影響，生長速率和飲食也可影響。在健康受到挑戰(zhàn)時，免疫系統(tǒng)啟用自由基來殺死入侵的細菌或病毒。盡管，這些自由基中的一部分會逃逸，但是，對于免疫系統(tǒng)來說，它們必須要被清理掉，這就是健康遇到挑戰(zhàn)時氧化應激增強的原因。而高生產(chǎn)率，高增長速率意味著代謝活性高，這將會導致氧化應激的成倍增加。

　　為了抵抗氧化應激，需要適當?shù)?、防御有到位的防御機制（圖1）。防御的第一道防線是酶構(gòu)成，可以將自由基轉(zhuǎn)換為水和氧氣。這樣的酶，其實是過氧化氫酶，超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶（一種含有硒的酶）。第二道防線是抗氧化劑。實質(zhì)是維生素E和C ，硫辛酸和谷胱甘肽。第三道防線是修復系統(tǒng)，通過氧化應激損傷的分子和細胞成分可以被修復或降解為無害成分，但要以犧牲性能為代價。

　　抗氧化劑是一種可以提供中和自由基的氫原子的分子物質(zhì)。抗氧化劑中有一個重要的例子，就是維生素E，也被被稱為α-生育酚（圖2）。維生素E分子有一個長的親脂性尾巴，就像脂肪一樣分布在機體各處，也可被消化。分子另一端是攜帶苯環(huán)和羥基的多元酚。在這個苯環(huán)上的電子可以移動，使得來自羥基的氫可以被很輕易地分離，中和自由基（圖3）。事實上，維生素E對超氧化物的反應比起多元不飽和脂肪要超過1000倍。在中和自由基時，維生素E可變成一個自由基，但是，它具有有限的機會去破壞其他細胞成分。

　　氧化的維生素E不能長期保留自由基，它很快接受來自如維生素C的氫，而這個氫來自谷胱甘肽（圖3）。不過，在每次轉(zhuǎn)運中，自由基反應性降低了，最終，變成無害的水和氧氣。

　　維生素E不僅可以作為一種抗氧化劑，它在基因表達中也發(fā)揮了關(guān)鍵作用。因此它的營養(yǎng)需求可以分成兩個部分：基因表達需求和作為抗氧化劑的需求，這取決于生長速度和健康狀況。但是，它作為一種抗氧化劑使用，并不是一個維生素E的真正需求，因為其他抗氧化劑與維生素E在同一部位作用，對自由基表現(xiàn)出相似的親和力時，其他抗氧化劑可以替代維生素E。

　　事實上，合成維生素E更是一種缺陷癥與抗氧化劑戰(zhàn)斗的助手。這部分是由于在動物營養(yǎng)中，維生素E是一種由八個立體異構(gòu)體合成的混合物。其中的一個是具有良好生物利用度的天然形式，但是只在高脂肪日糧中才如此表現(xiàn)。然而，其它7種不能被肝臟很好地吸收，大部分返回到腸道中，如此，合成維生素E的生物利用度對于豬來說是33%，而牛是12%。維生素E的第二個障礙是：半衰期隨劑量的增加而減小。實際上，這意味著，它幾乎不可能達到超過3倍基線的血漿水平。為了較高的生產(chǎn)力或健康挑戰(zhàn)動物，我們需要獲得高水平的抗氧化防御系統(tǒng)，因此，最重要的是通過使用多種抗氧化劑，發(fā)揮協(xié)同互補作用，這樣沒有一種氧化劑會自動降解。

　　維生素E的潛在替代源

　　在自然界中，存在大量具有抗氧化潛力的植物成分，它們可替代維生素E的抗氧化功能，例如多酚（圖4）。這些多酚類物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)，正如它的名字所暗示的，它們有一個類似維生素E的酚基。多酚的抗氧化潛力早已被人們認識;由于它們在一些疾病中可提供抗氧化功能，近一個世紀前，多酚甚至被建議作為維生素。甚至更有趣的是，多酚中存在比維生素E更高的抗氧化電位，因為比起維生素E，它們每單位重量中，苯環(huán)有更多的羥基。雖然，并非所有的多酚類物質(zhì)，都適合作為維生素E的替代。生物可用性，基本的親和力，組織分布和代謝都需要加以考慮。

　　生物可利用性至關(guān)重要

　　特別的，多酚的生物有效性是很少被關(guān)注的一個因素。對于反芻動物，這代表著在瘤胃中它們對發(fā)酵，發(fā)酵產(chǎn)物的類型，以及腸道對多酚或多酚發(fā)酵產(chǎn)物吸收的敏感性。舉一個例子，柑橘中的柚皮素可繞過瘤胃發(fā)酵，在小腸中具有良好的生物利用度。相比之下，原花色素大多數(shù)在小腸中消化，并依賴發(fā)酵產(chǎn)生吸收性多酚：如果能表現(xiàn)出生物可利用性的話，底物和發(fā)酵條件都會影響究竟有多少生物可利用性。對于單胃動物，多酚可以根據(jù)腸道吸收來選擇。像迷迭香酸和白藜蘆醇化合物都具有良好的生物利用度，事實上，葡萄中的原花色素幾乎沒有可用的抗氧化性（圖5）。

　　種特異性分類

　　因為在單胃動物和反芻動物之間，多酚的生物功效表現(xiàn)出很大的差異，Nutreco公司制定了物種特異性的維生素E抗氧化功能的替代源。對于反芻動物，富含多酚的植物提取物要選擇那些包含旁路多酚或可發(fā)酵為高效、有生物可用性的多酚。對于單胃動物，植物提取物要選擇那些具有良好消化率的。這樣的產(chǎn)品能夠替代和補充維生素E的抗氧化需求，而且還可以降低由于高劑量維生素E的高成本。因此，它們可表現(xiàn)出比單獨使用維生素E更高的抗氧化保護功能。

　　動物試驗已經(jīng)證明，高效不僅僅是理論上的。給羊飼喂高濃度未經(jīng)保護的亞麻籽油的日糧，結(jié)果表明，我們的多酚混合物延遲和減緩了脂肪過氧化的速率。豬的試驗（圖6）表明，動物飼喂多酚混合物，在熱應激后，氧化應激并沒有升高，這與高劑量的維生素E效應一致。然而，在對照動物中，數(shù)值從7.74提高到8.41 ，這比在AO混合喂養(yǎng)中觀察到的要更顯著高??。最重要的是，經(jīng)驗表明，Trouw AO混合物可以安全地替代維生素E的抗氧化功能，總而言之，多酚，根據(jù)不同的消化生理，自由基親和力，和組織分布差異精心選擇，可以提供當前動物對維生素E的抗氧化劑需求，這種多管齊下的方法，可以為動物抵抗自由基提供更廣泛的保護。

 

　　譯者：畜牧人編輯IRIS