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.河南科技大學應用工程學院，河南 三門峽 472000；2.三門峽職業技術學院，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端的雙鍵在倒數第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胞的比例以及中期Ⅱ卵母細胞和受精率和Ⅰ級胚胎的數量，改善卵母細胞胞質內單精子注射（ICSI）妊娠結果[2]。補充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]及隨后胎次的窩產仔數[6]，影響母豬妊娠早期子宮內膜、孕體和胎兒脂肪酸組成[7]。傳統觀念認為，n-3多不飽和脂肪酸通過能量供給發揮生物學作用；但后續研究發現，日糧多不飽和脂肪酸對繁殖性能的改變獨立于其能量供給特性[4-5,8-9]。多不飽和脂肪酸可影響細胞膜組分[10]，也可調控前列腺素[11]、孕酮[12]、雌激素[8]等生殖激素的水平，能夠改變凋亡[13]、脂質代謝[14]、類固醇合成[15]及激素受體相關基因表達[16]，調控胞內第二信使cAMP的表達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]，甚至可對繁殖系統產生負面影響[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行系統性綜述，以期為畜牧生產中的相關應用提供參考。

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。在奶牛或者山羊日糧中添加魚粉、亞麻籽或魚油可降低催產素誘導的前列腺素2α水平[19-21]。且與大豆組相比，發情周期第15 d的魚油組后備牛，經催產素處理的第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至關重要。多數流產發生在奶牛授精后8～16 d期間[23]，此階段流產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。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，從而促進孕酮生成維持妊娠[24]。

EPA和DHA進入子宮內膜細胞，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果。研究顯示，發情第15 d，補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]。發情第16 d，在催產素處理的第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50 IU催產素處理后，發情周期第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]。體外試驗發現，補充亞麻酸可提高培養基前列腺素E2（PGE2）和前列腺素2α的水平。50μmol/L的亞麻酸處理卵丘卵母細胞復合體（COCs）可顯著增加培養基中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，PTGES1是編碼參與PGE2合成酶的唯一轉錄本，而PGE2是卵丘卵母細胞復合體分化的重要激素[27]，解釋了n-3多不飽和脂肪酸與PGE2水平上升的關系。

目前關于n-3多不飽和脂肪酸對孕酮濃度影響的研究結果并不一致，但多數體內外試驗結果顯示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]。細胞試驗發現，DHA（10和50 μmol/L）促進了顆粒細胞增殖，10 μmol/L DHA可提高細胞增殖marker蛋白增殖細胞核抗原（PCNA）的表達水平；1、20和50 μmol/L DHA均可促進孕酮分泌，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的膽固醇轉運體類固醇急性調節蛋白（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]。但也有研究發現，日糧中添加魚油并未對血漿孕酮水平產生影響[22]，血清孕酮水平自人工授精后14～20 d也未發生變化[33]。飼喂亞麻籽或葵花籽未對奶牛孕酮水平產生影響，但亞麻籽組奶牛流產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境，降低繁殖力[12]。研究發現，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不一致的研究結果。發情后第5 d，中劑量魚油組（156 mg/kg體重）山羊黃體直徑增大，表明魚油可降低發情周期血清雌激素水平；發情第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胞培養基中雌激素水平更低[28]。魚油或微藻日糧對奶牛或母豬的雌激素水平無影響[16,22]。但也有研究發現，補充長鏈n-3多不飽和脂肪酸DHA可促進雌激素分泌，進而影響類固醇激素合成及轉運相關蛋白的表達水平[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論。

2 n-3多不飽和脂肪酸對雌性卵泡發育的影響

卵泡會影響卵母細胞質量，最終影響胚胎質量[35]，而多不飽和脂肪酸對卵泡和黃體的數量及大小具有調控作用。飼喂n-3或n-6日糧可提高奶牛的小卵泡數（直徑小于3 mm）、中型卵泡數（直徑5～10 mm）[8]和總卵泡數[36-37]。與對照組相比，n-3日糧組蛋雞小黃卵泡數、大黃卵泡數、總卵泡數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育的影響，結果發現，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）數量的趨勢（P=0.06）[38]。在發情周期的第5和第9 d，亞麻籽油組奶牛直徑為2、5 mm卵泡數高于葵花油組；發情周期的第5、9、13 d，直徑不低于10 mm的卵泡數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、卵泡直徑和黃體重，且n-3多不飽和脂肪酸促進效果比n-6多不飽和脂肪酸更強。但也有研究發現，綿羊的卵泡數和大小并未受到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]。產生分歧的原因可能因試驗動物、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育影響的機制研究較少，研究發現，n-3日糧能夠顯著降低蛋雞凋亡相關基因Bak和Cas9的mRNA表達量[13]。原 因 可 能 是n-3多不飽和脂肪酸可提高卵泡的數量和直徑，但機制仍有待研究。

3 n-3多不飽和脂肪酸對雌性卵母細胞質量的影響

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

但也有研究發現，后備牛卵母細胞數量、質量、受精數、分裂數并未受到亞麻籽或大豆日糧影響[27]。飼喂n-3、n-6或正常日糧的圍產期及泌乳早期奶牛卵母細胞質量也相似[36]。研究發現，采用200μmol/L亞麻酸處理綿羊卵母細胞，卵母細胞核成熟和完全擴張的卵丘細胞數有所降低[28]。體外成熟補充1 mmol/L DHA能夠提高卵母細胞發育能力，顯著提高體外授精后的囊胚率，囊胚細胞數呈增加趨勢；但補充100 mmol/L DHA反而降低卵母細胞的卵裂率，可3倍上調脂肪酸轉運體基因CD36和2倍下調脂肪酸合成酶基因FASN。1、10 mmol/L DHA對上述及其他脂質代謝關鍵基因表達無影響[14]。結果表明，100 mmol/L DHA可通過擾亂脂質和類固醇代謝，降低卵母細胞質量。

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

4 n-3多不飽和脂肪酸對胚胎質量的影響

體外細胞試驗發現，50μmol/L的亞麻酸處理卵丘卵母細胞復合體能夠顯著提高卵裂胚胎、囊胚率和優質胚胎的比例[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]。也有研究發現，后備牛胚胎特征（數量和質量）以及胚胎發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、胚胎質量及與胚胎發育相關的基因LIF、BAX、Cx43和E-CAD和與能量代謝相關的PPAR-a和PPAR-d基因的mRNA表達均無顯著影響[42]。卵母細胞在卵巢成熟期間暴露于高n-3多不飽和脂肪酸環境可導致線粒體分布和鈣水平發生變化，促進活性氧生成，導致體外授精后胚胎形態出現異常，且發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育，降低胚胎質量。

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，調控卵泡的發育。添加適量的n-3多不飽和脂肪酸能夠提高卵母細胞質量，降低胚胎的死亡率，并且影響后代的脂肪酸組成。