1、維生素A對機體抗氧化功能的調節作用

動物機體抗氧化系統主要包括酶促與非酶促2個體系。酶促系統除了超氧化物歧化酶(superoxidedismutase，SOD)?過氧化氫酶(catalase，CAT)等外，還包括硒蛋白谷胱甘肽過氧化物酶(glutathioneperoxidase，GPx)?硫氧還蛋白還原酶(thioredoxinreductase，TrxR)?硒蛋白P(selenoproteinP，SelP)等；非酶促系統主要包括維生素?氨基酸?金屬蛋白質等。

CAT和SOD等抗氧化酶活性?總抗氧化能力(totalantioxidantcapacity，T?AOC)和脂質過氧化物丙二醛(malonaldehyde，MDA)含量是反映機體抗氧化功能的重要指標，同時也能夠反映出維生素A的添加劑量，是判斷肉牛體內維生素A營養狀況的指標[5]。

在不同的維生素A營養狀態下，大鼠血清中的視黃醇濃度與抗氧化酶SOD的活性呈正相關，與MDA含量呈負相關，提示血清中視黃醇濃度對機體的抗氧化酶的活性和脂質過氧化物的水平具有直接影響作用[6]。

據報道，適量補充維生素A有助于提高大鼠體中維生素A的儲存水平，并且能夠增強機體抗氧化能力[7]。

妊娠后期母羊飼糧中添加不同劑量的維生素A后，1100IU/kg維生素A可以顯著提高血清中SOD活性，2200IU/kg維生素A可以顯著降低血清MDA含量，1100~2200IU/kg維生素A可以顯著提高T?AOC[8]。維生素A也可顯著降低奶牛血清中MDA含量，并能夠使血清GPx的活性有提高趨勢[9]。

這些結果說明飼糧中添加維生素A可以提高機體的抗氧化功能，但最佳的維生素A劑量還有待于進一步的探討。

此外，Jin等[10]和馬露[11]研究表明，奶牛飼糧中添加220IU/kgBW維生素A可不同程度地提高其血清中SOD?GPx?CAT活性，T?AOC和羥自由基抑制力的活性，并且能夠降低脂質代謝產物MDA含量，進而提高了奶牛機體的抗氧化能力。硒蛋白是一類以硒代半胱氨酸形式參入到多肽鏈的蛋白質，是硒在機體內存在的主要功能形式。所有已發現的硒蛋白都具有氧化還原活性，且大多數是具有重要作用的酶，又稱其為硒酶。

因此，硒蛋白的合成直接影響其抗氧化功能，可以作為反映抗氧化功能的一項重要指標。硒蛋白有多種，如GPx?TrxR?SelP等，但目前的研究主要集中在GPx上，對于TrxR和SelP的研究則很少。GPx是生物體內最主要的具有抗氧化作用的硒蛋白，可以使有毒的過氧化物還原成無毒的羥基化合物，保護組織免受氧化損傷的傷害[12]。與GPx相似，TrxR也具有直接減少脂質過氧化物的作用[11]。TrxR是一種含硒的二聚體硒酶，是目前已知的唯一一種可以還原氧化態硫氧還蛋白(thioredoxin，Trx)的酶類，可以將電子通過與酶結合的黃素腺嘌呤二核苷酸轉移到自身的二硫化物的活性位點，然后傳送給氧化態的Trx，所以它屬于吡啶核苷酸-二硫化物氧化還原酶家族。

TrxR通過對Trx的還原作用使氧化態的Trx得到還原并繼續發揮生物抗氧化作用，從而維持和促進細胞的生存與生長[13]。

在表皮細胞中，Trx/TrxR/硫氧還蛋白過氧化物酶系統協調地調節氧化還原狀態，有效地抵御傷害[14]。

SelP是一種胞外的糖蛋白，與硒的轉運和抗氧化作用有關，可防止脂類活性的代謝產物的產生[15]。極其有限的資料報道，維生素A作為一種抗氧化維生素，可以調控硒蛋白的合成。

目前，國內外對于維生素A調控硒蛋白活性的研究均較少。喬良[9]研究表明飼糧中添加165IU/kgBW維生素A，可以顯著增加奶牛血清中硒蛋白GPx的活性，但對于TrxR活性和SelP含量未做研究[9]。

Bruzelius等[16]發現在奶牛乳腺上皮細胞系MAC?T中，使用同位素蛋白質組學的研究方法顯示RA可以影響硒蛋白的形成模式。

此外，也有研究表明MAC?T細胞系中添加RA可上調GPx1和TrxR1的基因表達，進而提高了細胞的抗氧化功能[17]。但目前關于維生素A究竟如何發揮其抗氧化作用的機理并不清楚。

2維生素A發揮抗氧化作用的機理

2.1促進了硒蛋白的基因表達

維生素A的衍生物RA可以調控基因轉錄，進入細胞內可以與RA結合蛋白結合，二者結合后一起被轉運到細胞核內，與RA核受體結合后形成二聚體，調節多種關鍵基因的表達，并且可以有效地與靶基因啟動子附近的RA反應元件結合，進而調節某些基因的轉錄[18]。有限的研究資料報道，RA可誘導乳腺癌患者的乳腺上皮細胞中GPx2的基因表達和提高GPx的活性，其中，GPx2的mRNA表達量比對照組增加了3~11倍，GPx活性增加4倍[18]。在MAC?T細胞系中，采用同位素蛋白質組學的研究方法顯示RA可以影響硒蛋白的形成模式[16]。Bruzelius等[17]研究表明添加1μmol/LRA會上調MAC?T細胞系中GPx1和TrxR1mRNA表達量。

這些結果提示，維生素A可以增強機體的抗氧化功能可能與維生素A促進了硒蛋白的基因表達，進而提高了GPx和TrxR的活性有關，然而，相關的研究很少，值得進一步探討。

2.2通過TrxR調節ARA的釋放

ARA是一種廣泛分布于機體的?屬于n?6系列的多不飽和必需脂肪酸，是在細胞膜中以磷脂形式存在的類花生酸類物質的前體。在通常情況下，機體中大部分的ARA以酯化的形式存在于細胞膜磷脂sn?2位置上，并且沒有生理活性，也有一小部分有正常生理活性的ARA存在于細胞質和體液中[19]。當細胞受到各種炎癥介質[如:脂多糖?腫瘤壞死因子?白細胞介素1?一氧化氮(NO)供體]刺激時，細胞就會在磷脂酶A2(phospholipaseA2，PLA2)的作用下釋放出大量的ARA[20]。過多的ARA會誘導氧化應激的發生進而產生大量的活性氧，對細胞產生毒性和損害作用[21]。

即一定濃度的ARA具有正向的生理功能，但過多的ARA則對細胞產生毒性作用。因此，機體存在有效的調節體系以保持細胞一定濃度的ARA，這是細胞執行正常生理功能的前提。

據報道，RA可以抑制人關節滑液中和大鼠的腹膜巨噬細胞由鈣離子(Ca2+)激活的PLA2的活性和ARA的釋放的升高[22]。Kurosawa等[23]研究了Trx對小鼠的纖維肉瘤細胞中ARA釋放?細胞毒性和細胞內信號傳導途徑的抑制作用。結果提示，硒蛋白TrxR對細胞中胞漿型磷脂酶A2(cytosolicphospholipaseA2，cPLA2)的活性有抑制作用，可以降低ARA的釋放，進而減少對細胞的毒性作用。

同時，Bruzelius等[16]研究了RA對MAC?T系內硒蛋白生物合成的影響后發現，RA可以上調TrxR1的mRNA表達量。由此推測，維生素A可能通過TrxR調節cPLA2的活性，以調節細胞內ARA濃度的平衡，進而保障細胞的抗氧化功能。

ARA在體內主要有2條代謝途徑:

一是通過環氧化酶(cyclooxygenase，COX)途徑產生環內過氧化物前列腺素G2和前列腺素H2，前列腺素H2在酶的催化下生成前列腺素E2和血栓素A2；

二是通過脂氧化酶(lipoxygenase，LOX)途徑生成過氧羥基二十四碳四烯酸(hydroxyperoxidetetracosenicarachidonicacid，HPETE)，然后被氧化生成白三烯A4和羥基二十四碳四烯酸(hydroxyeicosatetraenoicacid，HETE)，白三烯A4再進一步生成白三烯B4等激素類物質[24]。

其中，15?LOX能夠將ARA代謝生成活性的過氧化物中間體，如15HETE及其氧化前體物15?HPETE[25]。然而，有報道指出，15?HPETE釋放的增多會抑制TrxR的活性[26]。

而Kelavkar等[27]研究表明硒蛋白TrxR可以直接地減少過氧化氫脂質，潛在性的抑制15HPETE在體內的蓄積。

由此可見，TrxR的活性與15?HPETE的含量呈現反比的關系。因此也可以推測，維生素A可能通過提高TrxR的活性來調控ARA經LOX的代謝，進而減少脂質過氧化物的累積，減輕其對細胞的傷害，發揮維生素A的抗氧化功能，但相關的研究報道罕見，值得進一步研究。

此外，Straif等[28]研究表明，硒蛋白GPx1可有效抑制單核細胞內5?LOX的活性。

Schnurr等[29]報道GPx也可以減少由15?LOX代謝產生的脂質過氧酯的含量。

SelP也是一種具有脂質過氧化物酶活性的硒蛋白，可以減少在15?LOX的作用下生成脂類活性代謝產物，進而保護細胞免受脂類活性代謝產物的損傷[15]。

Burk等[30]研究表明SelP通過降低脂質過氧化反應進而可以保護大鼠免受敵草快誘導的肝臟損傷。

由此可見，維生素A對ARA釋放的調節作用可能也與GPx和SelP有密切的聯系。然而，更確切的機理有待于更進一步的研究。

2.3通過絲裂原激活蛋白激酶信號通路調節

ARA的釋放

絲裂原激活蛋白激酶(mitogen-activatedproteinkinase，MAPK)家族包括p38MAPK?c?Jun氨基末端激酶(c?JunN?terminalkinase，JNK)和胞外信號調節激酶(extracellularsignal?regulatedkinase1/2，ERK1/2)3個主要成員，它們分別可被上游相應的絲裂原激活蛋白激酶激酶(mitogen?activatedproteinkinasekinase，MAP2K，也可表示為MEK)MEK3/6?MEK1/2和MEK4/7活化，而MEK又可被上游絲裂原激活蛋白激酶激酶激酶(MAP3K)活化，其中，細胞凋亡信號激酶-1(apoptosissignalingkinase?1，ASK?1)是MAP3K家族的重要成員，還原型硫氧還蛋白結合在ASK?1的N端區域，起抑制其活性的作用，當硫氧還蛋白由于TrxR活性降低轉變為氧化形式時，ASK?1被激活，從而激活MAPK信號通路中JNK和p38MAPK[31]。

此外，氧化應激?脂多糖?細胞因子等刺激也可激活MAPK信號通路[32]。cPLA2作為MAPK的底物可直接被磷酸化而激活，磷酸化位點位于絲氨酸(Ser)?505。

MAPK被磷酸化后，也會增強cPLA2酶的活性，導致ARA的大量釋放[33]。Bruzelius等[17]發現RA可以增加奶牛腺細胞中TrxR1的mRNA表達量。由此推測，維生素A可能通過調節TrxR抑制ASK1活性，從而調控MAPK信號通路來進一步平衡細胞中ARA的釋放，保障細胞的抗氧化功能。

可見，維生素A發揮抗氧化的作用可能與多種信號通路途徑有關，其具體的機理有待于進一步的研究。

2.4通過維生素A自身的結構降低脂質過氧化反應

目前，已知維生素A抑制脂質過氧化的作用不是清除引發脂質過氧化的自由基，而是作為阻斷反應鏈的抗氧化劑，與有機過氧化自由基結合。這可能是由于維生素A是含有β-白芷酮環和2分子2-甲基丁二烯構成的不飽和一元醇，自身容易被氧化，從而避免了機體內脂質過氧化反應的發生[5]；

而且維生素A結構側鏈中含有的雙烯共軛鍵，能夠有效地淬滅和捕捉過氧化反應中產生的單線態氧?羥自由基?脂質過氧化自由基等，防止過氧化物對機體的傷害[34]。

另外，由于維生素A是脂溶性維生素，容易進入細胞膜，可以降低細胞膜上的脂質過氧化鏈式反應，從而減少了脂質代謝反應中MDA的產生，間接地提高了機體的抗氧化能力[8]。這些都從維生素A的自身結構角度解釋了維生素A的抗氧化功能。

2.5通過TrxR調節NO的生成

NO是一種結構簡單?分子質量小的生物自由基，可自由穿過細胞膜作用于細胞內的靶分子，能以相對特異的方式控制多種細胞功能或生理功能。

研究證實誘導型一氧化氮合酶(induciblenitricoxidesynthase，iNOS)可以在多種炎癥因子誘導下激活生成大量的NO，而大量生成的NO能夠與超氧陰離子反應產生過氧化亞硝基陰離子，它進一步能夠造成細胞發生脂質過氧化?巰基氧化?蛋白質酪氨酸硝基化等許多生化反應，從而可以誘發產生炎癥和多種疾病[35]。機體產生的NO具有雙向調節功能。一方面，巨噬細胞產生的NO在體內和體外都有抗菌及抗腫瘤的作用，保護動物免除外界環境的感染[36]。

另一方面，過高濃度的NO會對細胞造成損害，導致蛋白質?類脂膜和DNA損傷。據報道，過高濃度的NO還會導致活性氮的產生，導致細胞信號通路的阻斷和全身性不可控制的炎癥，對機體產生氧化應激[37]。因此，機體在正常情況下存在復雜的調控體系以保證NO濃度處于平衡狀態。

有報道指出，Trx體系可保護人單核巨噬細胞免受NO對其引起的損傷[38]。在體外培養條件下利用RA對人單核巨噬細胞進行處理后，可減弱NO引起的細胞損傷，同時細胞的TrxR和Trx基因表達顯著上調，提示Trx體系在保護細胞免受NO引起的損傷方面具有重要的作用。

由此推測，維生素A對抗氧化功能的影響可能通過對硒蛋白TrxR合成的調節作用影響iNOS的活性進而影響NO的生成有關，但相關的研究甚少，需要進一步研究探討。

3小結

綜上所述可知維生素A主要通過調控硒蛋白TrxR的基因表達及信號通路MAPK調節ARA釋放，通過調控硒蛋白TrxR的基因表達調節NO的合成以發揮其抗氧化功能。動物機體氧化應激是導致細胞抗氧化功能降低?引起細胞凋亡增加的主要誘因，進而引發動物的一系列疾病。因此，深入探討維生素A對動物機體抗氧化功能的影響機理，對保障動物健康?提高動物生產性能和改善畜產品品質方面具有重要的理論和實踐意義。

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