n-3多不飽和脂肪酸對雌性動物繁殖性能的影響

高月鋒

（1.河南科技大學(xué)應(yīng)用工程學(xué)院，河南 三門峽 472000；2.三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 三門峽 472000）

n-3多不飽和脂肪酸的典型特征是其距羧基最遠(yuǎn)端的雙鍵在倒數(shù)第3個碳原子。短鏈n-3多不飽和脂肪酸（18～20個碳）包括α-亞麻酸（ALA，C18∶3），主要來自亞麻籽等；長鏈n-3多不飽和脂肪酸（20個碳及以上）包括二十碳五烯酸（EPA，C20∶5）和二十二碳六烯酸（DHA，C22∶6），主要來自魚油和藻類等。而n-6多不飽和脂肪酸包括短鏈n-6多不飽和脂肪酸亞油酸（LA，C18∶2）和長鏈n-6多不飽和脂肪酸花生四烯酸（AA，C20∶4），主要來自葵花籽和大豆等。n-3多不飽和脂肪酸能夠改善雌性動物的繁殖性能[1]。低生育能力的婦女服用n-3多不飽和脂肪酸，可以提高卵泡與獲取卵母細(xì)胞的比例以及中期Ⅱ卵母細(xì)胞和受精率和Ⅰ級胚胎的數(shù)量，改善卵母細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)單精子注射（ICSI）妊娠結(jié)果[2]。補(bǔ)充n-3可改善卵巢功能，提高胚胎存活率[3]，改善豁眼鵝蛋和后代的脂肪酸組成[4]，增加仔豬出生重[5]及隨后胎次的窩產(chǎn)仔數(shù)[6]，影響母豬妊娠早期子宮內(nèi)膜、孕體和胎兒脂肪酸組成[7]。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，n-3多不飽和脂肪酸通過能量供給發(fā)揮生物學(xué)作用；但后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)，日糧多不飽和脂肪酸對繁殖性能的改變獨(dú)立于其能量供給特性[4-5,8-9]。多不飽和脂肪酸可影響細(xì)胞膜組分[10]，也可調(diào)控前列腺素[11]、孕酮[12]、雌激素[8]等生殖激素的水平，能夠改變凋亡[13]、脂質(zhì)代謝[14]、類固醇合成[15]及激素受體相關(guān)基因表達(dá)[16]，調(diào)控胞內(nèi)第二信使cAMP的表達(dá)量和絲裂原激活蛋白激酶類（MAPK）的磷酸化水平[17]。但也有研究表明，n-3多不飽和脂肪酸對雌性動物繁殖性能無影響[4]，甚至可對繁殖系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響[12,18]。本文對n-3多不飽和脂肪酸對雌性動物繁殖性能影響進(jìn)行系統(tǒng)性綜述，以期為畜牧生產(chǎn)中的相關(guān)應(yīng)用提供參考。

1 n-3多不飽和脂肪酸對雌性生殖激素的影響

n-3多不飽和脂肪酸可影響前列腺素、孕酮和雌激素水平。在奶?；蛘呱窖蛉占Z中添加魚粉、亞麻籽或魚油可降低催產(chǎn)素誘導(dǎo)的前列腺素2α水平[19-21]。且與大豆組相比，發(fā)情周期第15 d的魚油組后備牛，經(jīng)催產(chǎn)素處理的第15和30 min時前列腺素2α水平更低[22]。在特定階段抑制前列腺素水平對畜牧生產(chǎn)至關(guān)重要。多數(shù)流產(chǎn)發(fā)生在奶牛授精后8～16 d期間[23]，此階段流產(chǎn)或與母體妊娠識別期間無法抑制前列腺素2α的黃體溶解有關(guān)。在妊娠第14～18 d，由孕體生成的干擾素-τ（IFN-τ）可抑制子宮生成前列腺素2α，從而促進(jìn)孕酮生成維持妊娠[24]。

EPA和DHA進(jìn)入子宮內(nèi)膜細(xì)胞，能夠通過替代溶解黃體的前列腺素2α前體物AA，或通過與合成前列腺素2α相關(guān)的酶競爭，影響前列腺素的合成和分泌[25]。但也有研究得到不同結(jié)果。研究顯示，發(fā)情第15 d，補(bǔ)充高劑量魚油的后備牛前列腺素2α水平相比對照組更高[26]。發(fā)情第16 d，在催產(chǎn)素處理的第15、30和45 min，魚油組和大豆組后備牛的前列腺素2α水平均顯著高于對照組[22]。經(jīng)50 IU催產(chǎn)素處理后，發(fā)情周期第15和16 d的奶牛血漿前列腺素2α水平未被影響；但在第17 d時，n-6組奶牛血漿前列腺素2α水平更高，對照組和n-3組的水平接近[8]。體外試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)充亞麻酸可提高培養(yǎng)基前列腺素E2（PGE2）和前列腺素2α的水平。50μmol/L的亞麻酸處理卵丘卵母細(xì)胞復(fù)合體（COCs）可顯著增加培養(yǎng)基中PGE2水平[17]。有研究表明，亞麻籽日糧能夠提高前列腺素E合成酶1（PTGES1）基因表達(dá)，PTGES1是編碼參與PGE2合成酶的唯一轉(zhuǎn)錄本，而PGE2是卵丘卵母細(xì)胞復(fù)合體分化的重要激素[27]，解釋了n-3多不飽和脂肪酸與PGE2水平上升的關(guān)系。

目前關(guān)于n-3多不飽和脂肪酸對孕酮濃度影響的研究結(jié)果并不一致，但多數(shù)體內(nèi)外試驗(yàn)結(jié)果顯示n-3多不飽和脂肪酸能夠提高孕酮的水平[21,28-30]，如飼喂n-3的母羊卵泡液孕酮水平高于飼喂n-6的母羊[31]。細(xì)胞試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，DHA（10和50 μmol/L）促進(jìn)了顆粒細(xì)胞增殖，10 μmol/L DHA可提高細(xì)胞增殖marker蛋白增殖細(xì)胞核抗原（PCNA）的表達(dá)水平；1、20和50 μmol/L DHA均可促進(jìn)孕酮分泌，提高孕酮的水平，并提高類固醇激素合成酶CYP11A1、HSD3B2、HSD3B1的活性以及孕酮或雄烯二酮生成相關(guān)的膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)體類固醇急性調(diào)節(jié)蛋白（StAR）蛋白的水平[32]。有研究顯示，與對照組相比，體外成熟后的亞麻酸組孕酮水平顯著升高[28]。但也有研究發(fā)現(xiàn)，日糧中添加魚油并未對血漿孕酮水平產(chǎn)生影響[22]，血清孕酮水平自人工授精后14～20 d也未發(fā)生變化[33]。飼喂亞麻籽或葵花籽未對奶牛孕酮水平產(chǎn)生影響，但亞麻籽組奶牛流產(chǎn)率低于葵花籽組奶牛[34]。有研究表明，日糧中添加魚油和亞麻籽可降低奶牛血漿孕酮水平，生成對維持妊娠不利的子宮環(huán)境，降低繁殖力[12]。研究發(fā)現(xiàn)，兩種多不飽和脂肪酸日糧均會降低奶牛血漿孕酮水平，特別在黃體期[8]。

雌激素受n-3多不飽和脂肪酸的影響也呈現(xiàn)不一致的研究結(jié)果。發(fā)情后第5 d，中劑量魚油組（156 mg/kg體重）山羊黃體直徑增大，表明魚油可降低發(fā)情周期血清雌激素水平；發(fā)情第17 d時，與低劑量組（72 mg/kg體重）、對照組相比，中劑量組血清雌激素水平顯著降低[18]。體外成熟后，亞麻酸組綿羊卵母細(xì)胞培養(yǎng)基中雌激素水平更低[28]。魚油或微藻日糧對奶?；蚰肛i的雌激素水平無影響[16,22]。但也有研究發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)充長鏈n-3多不飽和脂肪酸DHA可促進(jìn)雌激素分泌，進(jìn)而影響類固醇激素合成及轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)蛋白的表達(dá)水平[32]。飼喂n-3多不飽和脂肪酸日糧的卵泡期奶牛雌激素水平較高[8]。日糧或培養(yǎng)基添加n-3多不飽和脂肪酸對前列腺素、孕酮以及雌激素濃度均具有不同程度影響，但由于添加方式、添加時期、劑量、不飽和脂肪酸來源、試驗(yàn)動物物種等存在差異，n-3多不飽和脂肪酸對激素水平的影響仍無法得到一致的結(jié)論。

2 n-3多不飽和脂肪酸對雌性卵泡發(fā)育的影響

卵泡會影響卵母細(xì)胞質(zhì)量，最終影響胚胎質(zhì)量[35]，而多不飽和脂肪酸對卵泡和黃體的數(shù)量及大小具有調(diào)控作用。飼喂n-3或n-6日糧可提高奶牛的小卵泡數(shù)（直徑小于3 mm）、中型卵泡數(shù)（直徑5～10 mm）[8]和總卵泡數(shù)[36-37]。與對照組相比，n-3日糧組蛋雞小黃卵泡數(shù)、大黃卵泡數(shù)、總卵泡數(shù)和完整原始卵泡比例更高[13]。部分研究對比了n-3和n-6兩種日糧對卵泡發(fā)育的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，飼喂n-3日糧奶牛平均排卵卵泡直徑（16.9 mm）大于飼喂n-6日糧奶牛（14.1 mm）[34]，并具有提高大卵泡（直徑不低于10 mm）數(shù)量的趨勢（P=0.06）[38]。在發(fā)情周期的第5和第9 d，亞麻籽油組奶牛直徑為2、5 mm卵泡數(shù)高于葵花油組；發(fā)情周期的第5、9、13 d，直徑不低于10 mm的卵泡數(shù)高于葵花油組和對照組，且亞麻籽組通過活體取卵獲得的卵泡數(shù)高于對照組[9]。與飼喂棕櫚油相比，飼喂魚油的牛排卵前卵泡直徑更大[33]，且卵泡直徑隨魚油添加量而提高；發(fā)情后7 d的后備牛黃體直徑極顯著提高[26]。從斷奶到第二次妊娠30 d，飼喂長鏈n-3多不飽和脂肪酸極顯著提高了母豬黃體重量及黃體的EPA和DHA水平[39]。

上述研究表明，n-3多不飽和脂肪酸能夠提高卵泡數(shù)、卵泡直徑和黃體重，且n-3多不飽和脂肪酸促進(jìn)效果比n-6多不飽和脂肪酸更強(qiáng)。但也有研究發(fā)現(xiàn)，綿羊的卵泡數(shù)和大小并未受到n-3或n-6日糧影響[31]，且日糧添加魚油和亞麻籽降低了奶牛黃體的大小[12]。產(chǎn)生分歧的原因可能因試驗(yàn)動物、不飽和脂肪酸添加量及添加來源不同所致。n-3多不飽和脂肪酸對動物卵泡發(fā)育影響的機(jī)制研究較少，研究發(fā)現(xiàn)，n-3日糧能夠顯著降低蛋雞凋亡相關(guān)基因Bak和Cas9的mRNA表達(dá)量[13]。原 因 可 能 是n-3多不飽和脂肪酸可提高卵泡的數(shù)量和直徑，但機(jī)制仍有待研究。

3 n-3多不飽和脂肪酸對雌性卵母細(xì)胞質(zhì)量的影響

卵母細(xì)胞的質(zhì)量能夠影響早期胚胎存活率和妊娠的建立、維持以及胎兒發(fā)育[40]。n-3多不飽和脂肪酸對卵母細(xì)胞的質(zhì)量具有調(diào)節(jié)作用，亞麻籽油組和魚油組奶牛卵母細(xì)胞卵裂率更高，且形成囊胚的卵母細(xì)胞百分比更高[37]。與n-6日糧相比，補(bǔ)充n-3日糧的奶牛體外授精后囊胚率呈提高趨勢，且高質(zhì)量囊胚率（可冷凍的囊胚）顯著提高。通過活體采卵技術(shù)（OPU）收集卵母細(xì)胞，并通過完整的單卵母細(xì)胞飛行時間質(zhì)譜法（MALDI-TOF）分析脂肪酸組成，發(fā)現(xiàn)共計(jì)42個差異豐度的參與細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的脂肪[10]。結(jié)果表明，n-3多不飽和脂肪酸可通過改變卵母細(xì)胞脂肪酸的組成，進(jìn)而提高卵母細(xì)胞質(zhì)量。

但也有研究發(fā)現(xiàn)，后備牛卵母細(xì)胞數(shù)量、質(zhì)量、受精數(shù)、分裂數(shù)并未受到亞麻籽或大豆日糧影響[27]。飼喂n-3、n-6或正常日糧的圍產(chǎn)期及泌乳早期奶牛卵母細(xì)胞質(zhì)量也相似[36]。研究發(fā)現(xiàn)，采用200μmol/L亞麻酸處理綿羊卵母細(xì)胞，卵母細(xì)胞核成熟和完全擴(kuò)張的卵丘細(xì)胞數(shù)有所降低[28]。體外成熟補(bǔ)充1 mmol/L DHA能夠提高卵母細(xì)胞發(fā)育能力，顯著提高體外授精后的囊胚率，囊胚細(xì)胞數(shù)呈增加趨勢；但補(bǔ)充100 mmol/L DHA反而降低卵母細(xì)胞的卵裂率，可3倍上調(diào)脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)體基因CD36和2倍下調(diào)脂肪酸合成酶基因FASN。1、10 mmol/L DHA對上述及其他脂質(zhì)代謝關(guān)鍵基因表達(dá)無影響[14]。結(jié)果表明，100 mmol/L DHA可通過擾亂脂質(zhì)和類固醇代謝，降低卵母細(xì)胞質(zhì)量。

50μmol/L的亞麻酸處理卵丘卵母細(xì)胞復(fù)合體能夠顯著提高卵母細(xì)胞成熟3 h時胞內(nèi)cAMP的表達(dá)量以及成熟6 h時MAPK的磷酸化水平[17]。上述研究結(jié)果表明，適量的n-3多不飽和脂肪酸能夠提高卵母細(xì)胞質(zhì)量，且提高的方式可能為改變卵母細(xì)胞膜組成；而高劑量的n-3多不飽和脂肪酸能夠降低卵母細(xì)胞質(zhì)量，降低的方式或許為調(diào)控脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)和脂質(zhì)代謝相關(guān)基因的表達(dá)。cAMP表達(dá)水平和MAPK磷酸化水平與卵母細(xì)胞成熟也存在一定相關(guān)性。

4 n-3多不飽和脂肪酸對胚胎質(zhì)量的影響

體外細(xì)胞試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，50μmol/L的亞麻酸處理卵丘卵母細(xì)胞復(fù)合體能夠顯著提高卵裂胚胎、囊胚率和優(yōu)質(zhì)胚胎的比例[17]。飼喂n-3多不飽和脂肪酸的奶牛胚胎死亡率更低[29,36,38]。也有研究發(fā)現(xiàn)，后備牛胚胎特征（數(shù)量和質(zhì)量）以及胚胎發(fā)育階段并未受亞麻籽或大豆日糧影響[27]，且多不飽和脂肪酸對后備牛的胚胎存活率并無影響[41]。飼喂棕櫚酸或過瘤胃n-3多不飽和脂肪酸對后備牛超排率、胚胎回收率、胚胎質(zhì)量及與胚胎發(fā)育相關(guān)的基因LIF、BAX、Cx43和E-CAD和與能量代謝相關(guān)的PPAR-a和PPAR-d基因的mRNA表達(dá)均無顯著影響[42]。卵母細(xì)胞在卵巢成熟期間暴露于高n-3多不飽和脂肪酸環(huán)境可導(dǎo)致線粒體分布和鈣水平發(fā)生變化，促進(jìn)活性氧生成，導(dǎo)致體外授精后胚胎形態(tài)出現(xiàn)異常，且發(fā)育到囊胚階段的能力降低[18]。綜上所述，n-3多不飽和脂肪酸能夠影響胚胎的脂肪酸組成，降低胚胎死亡率；但過量的n-3多不飽和脂肪酸會危害胚胎發(fā)育，降低胚胎質(zhì)量。

5 n-3多不飽和脂肪酸對雌性后代脂肪酸組成的影響

日糧添加亞麻籽能夠顯著提高鵝的產(chǎn)蛋量，改善后代的脂肪酸組成，提高后代十八碳三烯酸（n-3）含量，降低二十碳四烯酸（n-6）含量，多不飽和脂肪酸和總n-3多不飽和脂肪酸水平隨著亞麻籽量的增加而呈現(xiàn)線性增加，n-6/n-3的比例線性降低[4]。與對照組相比，亞麻籽組胎兒EPA水平存在提高趨勢，保護(hù)脂肪酸組（PFA）能夠提高母豬胚胎組織和胎兒DHA的水平[7]。從斷奶到第二次妊娠30 d，長鏈n-3多不飽和脂肪酸能夠提高母豬胚胎DHA水平[39]。因此，飼喂長鏈或短鏈n-3多不飽和脂肪酸均可以改變后代的脂肪酸組成。

6 結(jié)論

綜上所述，日糧中添加n-3多不飽和脂肪酸可影響前列腺素、孕酮及雌激素的水平，調(diào)控卵泡的發(fā)育。添加適量的n-3多不飽和脂肪酸能夠提高卵母細(xì)胞質(zhì)量，降低胚胎的死亡率，并且影響后代的脂肪酸組成。