多酚：维生素E抗氧化剂的替代物

　　出版日期：2013年12月20日

　　维生素E是一种高效的抗氧化剂，可以帮助防止衰老，抵抗疾病。由于维生素E可能有8种不同的结构形式或同分异构体.其中7种仅仅在合成的维生素E中才能被发现，且生物活性有限，所以它的成本很高。为了抵抗氧化应激，选择具有良好生物活性的多酚是一种很好的替代方法。

　　自由基的产生是在新陈代谢的日常活动。特别是能量生产过程中会产生大量的超氧化物，过氧化氢和羟基自由基。这些自由基，由于它们的反应活性，可以攻击细胞膜，DNA和蛋白质。细胞膜会失去它们的流动性，影响养分运输。 DNA可以被改变或破裂，从而引起转运错误。蛋白质可能会改变它们的结构，失去催化反应的能力。

　　自由基的产生会受到动物的健康状况的影响，生长速率和饮食也可影响。在健康受到挑战时，免疫系统启用自由基来杀死入侵的细菌或病毒。尽管，这些自由基中的一部分会逃逸，但是，对于免疫系统来说，它们必须要被清理掉，这就是健康遇到挑战时氧化应激增强的原因。而高生产率，高增长速率意味着代谢活性高，这将会导致氧化应激的成倍增加。

　　为了抵抗氧化应激，需要适当的、防御有到位的防御机制（图1）。防御的第一道防线是酶构成，可以将自由基转换为水和氧气。这样的酶，其实是过氧化氢酶，超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶（一种含有硒的酶）。第二道防线是抗氧化剂。实质是维生素E和C ，硫辛酸和谷胱甘肽。第三道防线是修复系统，通过氧化应激损伤的分子和细胞成分可以被修复或降解为无害成分，但要以牺牲性能为代价。

　　抗氧化剂是一种可以提供中和自由基的氢原子的分子物质。抗氧化剂中有一个重要的例子，就是维生素E，也被被称为α-生育酚（图2）。维生素E分子有一个长的亲脂性尾巴，就像脂肪一样分布在机体各处，也可被消化。分子另一端是携带苯环和羟基的多元酚。在这个苯环上的电子可以移动，使得来自羟基的氢可以被很轻易地分离，中和自由基（图3）。事实上，维生素E对超氧化物的反应比起多元不饱和脂肪要超过1000倍。在中和自由基时，维生素E可变成一个自由基，但是，它具有有限的机会去破坏其他细胞成分。

　　氧化的维生素E不能长期保留自由基，它很快接受来自如维生素C的氢，而这个氢来自谷胱甘肽（图3）。不过，在每次转运中，自由基反应性降低了，最终，变成无害的水和氧气。

　　维生素E不仅可以作为一种抗氧化剂，它在基因表达中也发挥了关键作用。因此它的营养需求可以分成两个部分：基因表达需求和作为抗氧化剂的需求，这取决于生长速度和健康状况。但是，它作为一种抗氧化剂使用，并不是一个维生素E的真正需求，因为其他抗氧化剂与维生素E在同一部位作用，对自由基表现出相似的亲和力时，其他抗氧化剂可以替代维生素E。

　　事实上，合成维生素E更是一种缺陷症与抗氧化剂战斗的助手。这部分是由于在动物营养中，维生素E是一种由八个立体异构体合成的混合物。其中的一个是具有良好生物利用度的天然形式，但是只在高脂肪日粮中才如此表现。然而，其它7种不能被肝脏很好地吸收，大部分返回到肠道中，如此，合成维生素E的生物利用度对于猪来说是33%，而牛是12%。维生素E的第二个障碍是：半衰期随剂量的增加而减小。实际上，这意味着，它几乎不可能达到超过3倍基线的血浆水平。为了较高的生产力或健康挑战动物，我们需要获得高水平的抗氧化防御系统，因此，最重要的是通过使用多种抗氧化剂，发挥协同互补作用，这样没有一种氧化剂会自动降解。

　　维生素E的潜在替代源

　　在自然界中，存在大量具有抗氧化潜力的植物成分，它们可替代维生素E的抗氧化功能，例如多酚（图4）。这些多酚类物质的基本结构，正如它的名字所暗示的，它们有一个类似维生素E的酚基。多酚的抗氧化潜力早已被人们认识;由于它们在一些疾病中可提供抗氧化功能，近一个世纪前，多酚甚至被建议作为维生素。甚至更有趣的是，多酚中存在比维生素E更高的抗氧化电位，因为比起维生素E，它们每单位重量中，苯环有更多的羟基。虽然，并非所有的多酚类物质，都适合作为维生素E的替代。生物可用性，基本的亲和力，组织分布和代谢都需要加以考虑。

　　生物可利用性至关重要

　　特别的，多酚的生物有效性是很少被关注的一个因素。对于反刍动物，这代表着在瘤胃中它们对发酵，发酵产物的类型，以及肠道对多酚或多酚发酵产物吸收的敏感性。举一个例子，柑橘中的柚皮素可绕过瘤胃发酵，在小肠中具有良好的生物利用度。相比之下，原花色素大多数在小肠中消化，并依赖发酵产生吸收性多酚：如果能表现出生物可利用性的话，底物和发酵条件都会影响究竟有多少生物可利用性。对于单胃动物，多酚可以根据肠道吸收来选择。像迷迭香酸和白藜芦醇化合物都具有良好的生物利用度，事实上，葡萄中的原花色素几乎没有可用的抗氧化性（图5）。

　　种特异性分类

　　因为在单胃动物和反刍动物之间，多酚的生物功效表现出很大的差异，Nutreco公司制定了物种特异性的维生素E抗氧化功能的替代源。对于反刍动物，富含多酚的植物提取物要选择那些包含旁路多酚或可发酵为高效、有生物可用性的多酚。对于单胃动物，植物提取物要选择那些具有良好消化率的。这样的产品能够替代和补充维生素E的抗氧化需求，而且还可以降低由于高剂量维生素E的高成本。因此，它们可表现出比单独使用维生素E更高的抗氧化保护功能。

　　动物试验已经证明，高效不仅仅是理论上的。给羊饲喂高浓度未经保护的亚麻籽油的日粮，结果表明，我们的多酚混合物延迟和减缓了脂肪过氧化的速率。猪的试验（图6）表明，动物饲喂多酚混合物，在热应激后，氧化应激并没有升高，这与高剂量的维生素E效应一致。然而，在对照动物中，数值从7.74提高到8.41 ，这比在AO混合喂养中观察到的要更显着高??。最重要的是，经验表明，Trouw AO混合物可以安全地替代维生素E的抗氧化功能，总而言之，多酚，根据不同的消化生理，自由基亲和力，和组织分布差异精心选择，可以提供当前动物对维生素E的抗氧化剂需求，这种多管齐下的方法，可以为动物抵抗自由基提供更广泛的保护。

 

　　译者：畜牧人编辑IRIS