營養(yǎng)素與免疫關(guān)系的研究進(jìn)展

　　摘要：營養(yǎng)素與免疫機(jī)能之間存在密不可分的聯(lián)系。充分合理的營養(yǎng)供應(yīng)可使動物免疫機(jī)能得到最大限度的發(fā)揮，從而預(yù)防某些疾病的發(fā)生。作者綜述了近年來的一些研究成果，在分子水平上闡述了營養(yǎng)素與免疫體系的作用關(guān)系。某些重要營養(yǎng)素（例如：鐵）雖然被廣泛研究，但其轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制還不是很清楚，所以對其免疫能的研究不能深入開展。盡管這樣，對營養(yǎng)素與免疫機(jī)能關(guān)系的研究，還是為動物飼養(yǎng)提供了大量的科學(xué)依據(jù)。

　　關(guān)鍵詞：營養(yǎng)素；免疫功能

　　越來越多的研究結(jié)果表明，免疫與營養(yǎng)存在著密不可分的聯(lián)系。動物能夠抵御某些疾病的侵襲，并能使免疫機(jī)能得到充分發(fā)揮，就必須具備良好的營養(yǎng)條件。因營養(yǎng)不良而導(dǎo)致免疫功能和機(jī)能障礙的營養(yǎng)性獲得免疫缺乏綜合征已引起人們的普遍重視。大多數(shù)營養(yǎng)因子的缺乏都會影響免疫反應(yīng)，增加對疾病的易感性，因?yàn)槊庖呦到y(tǒng)是在不斷發(fā)展成熟的，而且激發(fā)免疫反應(yīng)時(shí)細(xì)胞分裂速度快，還需要大量的酶輔助因子?，F(xiàn)代動物生產(chǎn)中，由于日糧配方較科學(xué)，很少出現(xiàn)嚴(yán)重的營養(yǎng)缺乏，但生產(chǎn)中，當(dāng)一些營養(yǎng)因子在口糧中的含量略高于在典型日糧中的推薦量時(shí)，對免疫反應(yīng)和抗病力具有顯著的調(diào)節(jié)能力。

　　1   蛋白質(zhì)、氨基酸與免疫功能

　　1．1  蛋白質(zhì)   日糧中缺乏蛋白質(zhì)，可導(dǎo)致畜禽淋巴器官發(fā)育緩慢，胸腺、脾臟重量減輕；淋巴組織器官中淋巴細(xì)胞數(shù)量減少，外周巨嗜細(xì)胞數(shù)量和吞噬細(xì)胞活力也顯著降低。淋巴細(xì)胞對絲裂原的反應(yīng)性降低。不僅細(xì)胞免疫而且體液免疫能力也下降，使機(jī)體對傳染病的抵抗力降低。對于哺乳動物，母畜的蛋白質(zhì)營養(yǎng)不足則影響泌乳力及乳品質(zhì)，乳中蛋白質(zhì)含量尤其是初乳中免疫球蛋白的含量可影響幼畜的免疫抗病力。 Atsushi Tanabe（2002）的研究結(jié)果表明，高蛋白質(zhì)日糧可影響肝臟內(nèi)某些脫羥酶的表達(dá)，從而影響色氨酸向煙酸的轉(zhuǎn)化。這種轉(zhuǎn)化過程是復(fù)雜的，其中還涉及DNA的合成與循環(huán)反應(yīng)。由此可知，蛋白質(zhì)可影響肝臟內(nèi)的很多代謝活動，適量的日糧蛋白可預(yù)防一些疾病的發(fā)生。

　　1．2   氨基酸  為保證動物機(jī)體最大免疫力，對蛋氨酸的需求超過最快生長的需要量，而且補(bǔ)充膽堿和半胱氨酸均不能節(jié)省因此而增加的蛋氨酸需要量。Hall等（1986）使用小鼠所進(jìn)行的試驗(yàn)解釋了這一現(xiàn)象的機(jī)理，認(rèn)為這是由于淋巴細(xì)胞不能利用半胱氨酸和膽堿等前體物合成蛋氨酸，而這種機(jī)制存在于骨骼肌細(xì)胞中。由于在淋巴細(xì)胞中蛋氨酸被轉(zhuǎn)甲基后不能重新合成蛋氨酸，導(dǎo)致了免疫系統(tǒng)對蛋氨酸的需要量較其它組織高，并且這種需要不能被脫氨酸和膽堿所節(jié)省。

　　蘇氨酸是免疫球蛋白分子中的一種主要氨基酸，它的缺乏會降低免疫球蛋白的水平。試驗(yàn)結(jié)果表明仔雞獲得最大免疫反應(yīng)所需的蘇氨酸水平與最大生長一致。

　　纈氨酸缺乏抑制小雞對新城疫病毒的抗體反應(yīng)，纈氨酸和亮氨酸及異亮氨酸同時(shí)缺乏，增加小鼠對沙門氏菌的易感性。

　　色氨酸缺乏不影響細(xì)胞免疫，但可使lgM和IgG水平下降。

　　細(xì)胞快速分裂依賴蛋白質(zhì)和DNA的合成。除了作為蛋白質(zhì)的合成底物以外，一些氨基酸包括天門冬氨酸和氨基乙酸是核苷合成的重要先體物。因此，氨基酸的缺乏引起的核苷供應(yīng)不足可間接降低DNA的合成率。哺乳動物細(xì)胞通過調(diào)整基因的表達(dá)方式來適應(yīng)營養(yǎng)物質(zhì)的缺乏，并且基因表達(dá)依賴于細(xì)胞是否遭受氨基酸或核苷的缺乏。例如，哺乳動物的細(xì)胞被轉(zhuǎn)移到缺少一種必需氨基酸的培養(yǎng)基中， Gadd153基因的mRNA（也稱作CHOP－10或ddit3）將增加幾倍。同樣，在細(xì)胞相同的生長水平上，通過使用抑制劑阻礙核苷的合成，從而抑制細(xì)胞的生長，將不能減少Gaddl53基因的表達(dá)。Gadd153基因mRNA是細(xì)胞受營養(yǎng)壓力從而過量表達(dá)的系列基因之一，在胎兒正常的生長過程中起重要作用。因此，從基因表達(dá)角度上講，氨基酸的缺乏會引起免疫器官發(fā)育不完善和免疫機(jī)能障礙。

　　2   維生素與免疫功能

　　2．1  維生素A和β-胡蘿卜素   許多研究結(jié)果表明，維生素A對免疫系統(tǒng)功能的維護(hù)致關(guān)重要。維生素A的缺乏可增加機(jī)體對疾病的易感性。動物缺乏維生素A時(shí)，其淋巴細(xì)胞對有絲分裂原刺激引起的反應(yīng)降低，抗體生成量減少，自然殺傷細(xì)胞活性降低，對傳染病的易感性增加。日糧中維生素A與類胡蘿卜素在吸收前必須在腸道中經(jīng)膽汁乳化，然后又被分解為視黃醇而被吸收入腸粘膜細(xì)胞，并以視黃脂的形式儲存。視黃醇可有效刺激多形核嗜中性粒細(xì)胞（PMN）產(chǎn)生大量的超氧化物，從而增強(qiáng)其殺菌力。視黃酸以磷酸視黃酯的形式參與單糖轉(zhuǎn)運(yùn)至受體蛋白質(zhì)，進(jìn)而合成特異性糖蛋白的過程。糖蛋白是細(xì)胞膜表面的主要成分，在細(xì)胞信息傳遞與粘著方面有重要作用。與膜有關(guān)的蛋白質(zhì)糖基化的改變必然影響細(xì)胞的識別機(jī)制，從而影響淋巴細(xì)胞的增殖與轉(zhuǎn)運(yùn)及PMN與巨嗜細(xì)胞的吞噬作用。維生素A在動物胃腸道發(fā)炎的時(shí)候還有潛在的抗炎癥作用。應(yīng)用。DNA芯片技術(shù)比較從缺乏維生素A及TNBC引起的腸炎小鼠模型的結(jié)腸中提取的mRNA發(fā)現(xiàn)，2種模型與對照組（充分供應(yīng)維生素A）相比，有一系列相同的基因序列，而且能抑制或激活另外一些基因的表達(dá)。表明維生素A有抗炎癥作用。

　　β-胡蘿卜素的免疫調(diào)節(jié)作用主要與其抗氧化功能有關(guān)。在生物系統(tǒng)反應(yīng)中不斷產(chǎn)生單線態(tài)氧和過氧自由基，這些活性物質(zhì)能破壞細(xì)胞膜的功能。并使DNA單鏈斷裂。而β胡蘿卜素具有清除單線態(tài)氧和猝滅過氧自由基的作用，尤其在低氧應(yīng)激下其鏈?zhǔn)椒磻?yīng)阻斷活性更強(qiáng)，因而它可保護(hù)免疫細(xì)胞免受活性氧類的損害。

　　2．2   維生素E   維生素E能有效防止細(xì)胞內(nèi)不飽和脂肪酸以及合成與分解代謝的過程中產(chǎn)生不被氧化破壞。而且影響花生四烯酸的代謝和前列腺素（PGE）的功能。免疫保護(hù)作用與前列腺素水平直接相關(guān)，E一前列腺素干擾免疫系統(tǒng)的功能，諸如淋巴細(xì)胞的活動、淋巴細(xì)胞的增殖以及巨嗜細(xì)胞的一系列功能。維生素E通過抑制前列腺素一I和皮質(zhì)酮的生物合成，促進(jìn)體液、細(xì)胞免疫和細(xì)胞吞噬作用以及遞高IL-I含量來增強(qiáng)集體的整體免疫機(jī)能。

　　3  脂肪與免疫功能

　　高脂肪日糧降低雛雞對肺炎球菌感染的抵抗力。高濃度不飽和脂肪酸抑制淋巴細(xì)胞增殖，而在低濃度或缺乏時(shí)淋巴細(xì)胞增殖加強(qiáng)。必需脂肪酸缺乏，降低遲發(fā)型超敏反應(yīng)，T細(xì)胞免疫功能降低，1次和2次接觸T細(xì)胞依賴性抗原和非T細(xì)胞依賴性抗原血清的相應(yīng)抗體水平降低。膽固醇及其氧化產(chǎn)物降低機(jī)體免疫力。
多不飽和脂肪酸與免疫關(guān)系密切，主要有。含有2個(gè)雙鍵的n－3族和n-6族，2者在體內(nèi)不能相互轉(zhuǎn)化。n－6族前體是亞油酸，在動物體內(nèi)可以轉(zhuǎn)變成具有免疫調(diào)節(jié)特性的前列腺素和白細(xì)胞三烯的前體花生四烯酸。N-3河族的前體是α一亞麻酸，在動物體內(nèi)α一亞麻酸可以轉(zhuǎn)化為二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸。n－3族多不飽和脂肪酸可以降低膜花生四烯酸水平，遞高二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸水平，而二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸可以抑制花生四烯酸轉(zhuǎn)化成前列腺素，這樣n－3族可取代膜上的花生四烯酸，同時(shí)還可降低炎性細(xì)胞把花生四烯酸轉(zhuǎn)變成二十烷類物質(zhì)如前列腺素一2。從而調(diào)節(jié)免疫機(jī)能。

　　4  微量元素與免疫功能

　　4.1鐵  鐵與免疫應(yīng)答的許多方面都有關(guān)系。鐵缺乏時(shí)對體液免疫的影響不很明顯，但可影響細(xì)胞免疫功能。鐵缺乏可使T淋巴細(xì)胞數(shù)量和淋巴細(xì)胞增殖應(yīng)答能力明顯下降。PMN的細(xì)菌活性，自然殺傷細(xì)胞、巨嗜細(xì)胞活力明顯降低。干擾素活性及白細(xì)胞介素產(chǎn)量下降。鐵是很多細(xì)胞功能所必需的微量元素。然而，因?yàn)樗c氧作用引起氧化損傷，體內(nèi)鐵的儲存量必須要嚴(yán)格控制。盡管對鐵進(jìn)行了廣泛深入的研究，但是對鐵吸收和發(fā)揮作用的具體機(jī)制還不是十分清楚。為研究二價(jià)金屬轉(zhuǎn)移因子1（DMTI）和金屬轉(zhuǎn)移蛋白1（MTPI）。DMTI在消化道上皮細(xì)胞中的表達(dá)。當(dāng)胃腸道的分泌物造成消化道與上皮細(xì)胞出現(xiàn)離子梯度時(shí)，DMTI蛋白負(fù)責(zé)將二價(jià)鐵離子從腸道內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞中。小紅細(xì)胞貧血的純臺子小鼠和貝爾格萊德小鼠因?yàn)樵贒MTI蛋白中有一個(gè)G185R突變，致使鐵的吸收明顯降低。因此，研究鐵與免疫機(jī)能的關(guān)系不僅要衡量免疫參數(shù)的變化，更要研究鐵的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制與免疫的關(guān)系。

　　4.2  銅   銅是體內(nèi)許多酶的輔助因子，參與機(jī)體的免疫反應(yīng)。缺銅時(shí)，淋巴細(xì)胞數(shù)量減少，并對絲裂原如刀豆素（ConA）和革蘭氏陰性菌脂多糖（LP）的反應(yīng)性降低。血液免疫球蛋白水平降低，嗜中性白細(xì)胞數(shù)量減少、巨嗜細(xì)胞內(nèi)鋼鋅一超氧化物歧化酶活性及其殺傷白色念珠菌的活性降低。殺傷酵母細(xì)胞數(shù)量也減少。天然殺傷細(xì)胞功能受、到損害。缺銅降低絲裂原誘導(dǎo)白細(xì)胞介素2（IL-2）活性。銅可減弱TNF（腫瘤壞死因子）抑制劑（前列腺素E2，血漿γ一球蛋白）對TNF分泌的抑制作用。

　　4．3鋅   鋅是胸腺嘧啶核苷酸激酶和DNA聚合酶的輔助因子。鋅還與巨嗜細(xì)胞膜ATP酶，吞噬細(xì)胞中的NADH氧化酶等的活性有關(guān)。細(xì)胞內(nèi)的鋅濃度對巨嗜細(xì)胞和嗜中性白細(xì)胞的活力起決定作用。
鋅與細(xì)胞膜磷脂部分中的酶和蛋白質(zhì)中巰基結(jié)合構(gòu)成牢固復(fù)合物，以減少細(xì)胞脂類過氧化作用。鋅還是超氧化物歧化酶的輔助因子。
鋅缺乏導(dǎo)致淋巴細(xì)胞減少及細(xì)胞和抗體介導(dǎo)的免疫應(yīng)答顯著減弱。自然殺傷細(xì)胞活力減弱和遲發(fā)性過敏反應(yīng)降低，而且對未成熟的胸腺皮質(zhì)有害。

　　4．4   硒  硒是畜體必需的微量元素。硒可通過形成硒蛋白（包括眈氨酸硒和蛋氨酸硒）的化學(xué)結(jié)構(gòu)，活化細(xì)胞內(nèi)的很多酶類。同時(shí)硒蛋白是一些依靠硒才有活性的抗氧化酶類。例如，谷胱苷肽過氧化酶和硫氧還原蛋白還原酶。無論硒是否與蛋白質(zhì)結(jié)合，都能調(diào)節(jié)某些復(fù)制因子和激酶的活性。例如，硒通過氧化蛋白質(zhì)上的半胱氨酸殘基可直接參與一系列蛋白質(zhì)功能的調(diào)節(jié)。硒同時(shí)也作為一種抗氧化劑，能加速酪氨酸的磷酸化，并且是促細(xì)胞分裂反應(yīng)蛋白激酶的活化劑。硒的不同含量抓化學(xué)組成可促進(jìn)或抑制細(xì)胞的生長。在比營養(yǎng)需要量稍高的情況下，硒有抗腫瘤的作用，這種作用是通過改變某種細(xì)胞的增殖數(shù)量來實(shí)現(xiàn)的，例如提高免疫細(xì)胞的數(shù)量。

　　硒對免疫的影響有：①缺硒降低嗜中性白細(xì)胞和巨嗜細(xì)胞谷胱甘肽過氧化物酶活性，使細(xì)胞不能及時(shí)清除過氧化物而降低免疫細(xì)胞活力；②硒通過影響谷胱甘肽過氧化物酶活性，進(jìn)一步調(diào)控5一脂氧合酶活性，因而影響淋巴細(xì)胞增殖；③硒在胸腺、脾臟、血漿中的主要存在形式是硒蛋白。當(dāng)動物缺硒時(shí)，谷胱甘肽過氧化物酶中硒釋放出來，重新分配到其他硒蛋白中去。日糧硒不但優(yōu)先供給免疫系統(tǒng)，而且因不同情況在免疫系統(tǒng)內(nèi)各組織及同一器官不同部位分配也有先后順序；④硒通過激活NK細(xì)胞和靶細(xì)胞表面的某些結(jié)構(gòu)，促進(jìn)2者結(jié)合從而增強(qiáng)NK細(xì)胞殺傷活力。

　　5  結(jié)語

　　動物抵御疾病和環(huán)境應(yīng)激的能力，取決于免疫系統(tǒng)的機(jī)能狀態(tài)。在影響免疫機(jī)能的各種因素中，營養(yǎng)是最重要和最易調(diào)控的因素。根據(jù)動物免疫機(jī)能的發(fā)育，調(diào)整動物特別是幼齡動物的某些營養(yǎng)需要量，從而提高動物的抗病力和抗應(yīng)激力，使動物處于免疫機(jī)能和生產(chǎn)性能的最佳狀態(tài)。