王 波，李 貞，李鶴瓊，羅海玲

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，國(guó)家動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193）

葉酸也即維生素B9，于1945年實(shí)現(xiàn)人工分離和化學(xué)合成[1]，之后對(duì)其功能進(jìn)行了大量的研究，尤其是妊娠期補(bǔ)充葉酸對(duì)子代發(fā)育的影響，且這些影響通常具有長(zhǎng)期效應(yīng)。在不同的領(lǐng)域針對(duì)葉酸功能的研究側(cè)重點(diǎn)也有所不同。醫(yī)學(xué)研究方面，前期大量研究主要集中在妊娠期葉酸補(bǔ)充對(duì)胎兒的神經(jīng)發(fā)育影響，母體妊娠期補(bǔ)充葉酸能夠有效地預(yù)防胎兒發(fā)生神經(jīng)缺陷癥狀[2]。近年來(lái)，以鼠為模型進(jìn)行的相關(guān)研究，則發(fā)現(xiàn)葉酸對(duì)于子代一些先天畸形、血管疾病、代謝疾病及腫瘤發(fā)生等方面也起到重要的調(diào)控作用[3-5]。在畜牧業(yè)生產(chǎn)方面，則更多關(guān)注葉酸對(duì)動(dòng)物的生長(zhǎng)性能、繁殖性能、抗氧化功能等影響。以宮內(nèi)生長(zhǎng)受限模型（IUGR）研究葉酸對(duì)仔豬繁殖性能及腎臟細(xì)胞凋亡基因表達(dá)的結(jié)果表明，葉酸的添加并未顯著地改變子代小母豬的繁殖性能，但可以使抗細(xì)胞凋亡相關(guān)基因的表達(dá)恢復(fù)到正常水平[6]。家禽上也有相關(guān)研究，在孵化的第11天注射150 μg葉酸，則可上調(diào)IGF2表達(dá)量，促進(jìn)胚胎及器官發(fā)育[7]。在反芻動(dòng)物上，McDowell在1989年提出反芻動(dòng)物瘤胃微生物能夠合成葉酸，并滿(mǎn)足反芻動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育需要，因而日糧中無(wú)需額外添加葉酸。然而，隨后研究發(fā)現(xiàn)，瘤胃微生物合成的葉酸并不能最大程度的滿(mǎn)足奶牛產(chǎn)奶的需要[8]。之后，關(guān)于葉酸在反芻動(dòng)物上的應(yīng)用研究逐漸展開(kāi)。

1 葉酸簡(jiǎn)介

1.1 葉酸結(jié)構(gòu) 葉酸化學(xué)名稱(chēng)為蝶酰單谷氨酸，由蝶啶6號(hào)碳原子通過(guò)亞甲基連接氨基苯甲酸和谷氨酸組成。葉酸代謝主要包括在蝶啶部分的吡嗪環(huán)上發(fā)生還原反應(yīng)形成活性的四氫葉酸，其中谷氨酸鏈可以通過(guò)γ-肽連接方式增加一個(gè)谷氨酸，一碳單位的獲得、氧化或還原反應(yīng)均發(fā)生在5號(hào)或10號(hào)氮原子位置（圖1）[9]。葉酸作為輔酶，主要發(fā)揮著在核酸和氨基酸代謝過(guò)程中作為一碳單位的載體和供體的功能，該反應(yīng)過(guò)程也被稱(chēng)為一碳代謝。

圖 1 四氫蝶酰聚氧乙烯-γ-谷氨酸酯結(jié)構(gòu)[9]Fig.1 Structure of tetrahydropteroylpoly-γ-glutamate

1.2 葉酸消化吸收及主要功能 日糧中葉酸以聚谷氨酸衍生物形式存在，并在小腸中通過(guò)谷氨酰水解酶催化作用水解成單甘脂形式，并通過(guò)小腸黏膜吸收。在血清中，葉酸主要以5-甲基-四氫葉酸的形式存在，但當(dāng)聚酰胺酸鹽鏈中谷氨酸含量達(dá)到3個(gè)或更多的時(shí)候，哺乳動(dòng)物細(xì)胞則無(wú)法轉(zhuǎn)運(yùn)。葉酸吸收入血液后進(jìn)入門(mén)靜脈循環(huán)，大部分葉酸均被肝臟吸收，而后在肝臟以聚谷氨酸衍生物形式存儲(chǔ)或釋放到血液和膽汁中。因而血液中葉酸濃度可以作為判斷機(jī)體葉酸水平的參考。在細(xì)胞中，葉酸轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)主要分為兩類(lèi)：①膜轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)控系統(tǒng)（該轉(zhuǎn)運(yùn)主要依靠組織或細(xì)胞表達(dá)的葉酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體，但這種轉(zhuǎn)運(yùn)載體方式具有飽和性）；②葉酸結(jié)合蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)（主要依靠葉酸結(jié)合蛋白和等離子膜，葉酸結(jié)合蛋白通過(guò)糖基磷脂酰肌醇錨定等離子膜，進(jìn)而通過(guò)特異性磷脂酶C將葉酸從膜上釋放）[10-11]。

前期大量研究表明，葉酸在機(jī)體發(fā)育多個(gè)方面均發(fā)揮著重要作用。首先，葉酸是一碳單位載體，因而主要參與了氨基酸代謝、DNA復(fù)制及修復(fù)[12]。其次，葉酸可以通過(guò)降低促進(jìn)氧化的同型半胱氨酸水平，從而發(fā)揮抗氧化作用[13]。另外，葉酸在調(diào)控線(xiàn)粒體合成及功能方面也發(fā)揮著重要作用，日糧葉酸缺乏改變線(xiàn)粒體DNA含量，并改變相關(guān)基因的表達(dá)水平[14]。也有研究表明，日糧中添加葉酸還可以提高機(jī)體的免疫功能，增強(qiáng)機(jī)體的抵抗力[15]。還有相關(guān)研究證實(shí)，葉酸對(duì)肌細(xì)胞的早期發(fā)育有重要的調(diào)控作用，主要表現(xiàn)在葉酸添加能夠促進(jìn)肌原細(xì)胞分化和融合，促進(jìn)肌細(xì)胞的快速發(fā)育[16]。

2 葉酸添加對(duì)反芻動(dòng)物生長(zhǎng)代謝的影響

2.1 反芻動(dòng)物葉酸需要量 隨著選育工作的深入，動(dòng)物生產(chǎn)性能的不斷提高，動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需要量也逐漸提高，營(yíng)養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)逐漸精細(xì)化，傳統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)需要標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)隨著生產(chǎn)水平的提高而改變，為動(dòng)物提供科學(xué)的飼料配比[17]。以奶牛為例，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)奶牛每天瘤胃微生物合成的葉酸量在16.5～21.0 mg之間，而NRC（2001）版中指出對(duì)于體重650 kg，產(chǎn)奶量35 kg/d（40 g/L乳脂校正乳）奶牛的葉酸需要量為35 mg/d，其中33 mg用于機(jī)體自身組織代謝，2 mg用于產(chǎn)奶[18]。另一方面，日糧中添加葉酸能夠提高泌乳性能，改善乳品質(zhì)。由此可見(jiàn)，瘤胃微生物合成的葉酸不足以滿(mǎn)足高產(chǎn)奶牛的產(chǎn)奶需要。而在NRC綿羊或山羊的營(yíng)養(yǎng)需要量中，并未提到葉酸的需要量，針對(duì)目前的生產(chǎn)水平，羊瘤胃微生物自身合成的葉酸是否能滿(mǎn)足其不同階段的生長(zhǎng)需要尚無(wú)明確的報(bào)道。

2.2 葉酸影響產(chǎn)奶性能的影響 葉酸主要在十二指腸遠(yuǎn)端和空腸通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸和被動(dòng)擴(kuò)散的方式吸收。葉酸通過(guò)小腸吸收后，進(jìn)入血液循環(huán)，在進(jìn)食約6 h時(shí)達(dá)到最高值，隨后逐漸下降至接近正常水平；且隨著日糧中添加葉酸，通過(guò)門(mén)靜脈循環(huán)進(jìn)入其他組織器官的葉酸水平也會(huì)相應(yīng)增加，對(duì)維持組織器官的代謝有重要作用；不同的生產(chǎn)階段，從肝臟轉(zhuǎn)移到其他組織的葉酸水平也有所不同，從而滿(mǎn)足不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期組織代謝的需求[19-20]。葉酸對(duì)泌乳性能有顯著影響，尤其是泌乳早期?？赡茉蛴校孩偃~酸可以通過(guò)高半胱氨酸促進(jìn)蛋氨酸的再合成；②葉酸可以促進(jìn)能量代謝，為泌乳供能[21]。

目前，有研究表明，日糧中添加葉酸，對(duì)奶牛的體重?zé)o顯著的影響，但是可以提高奶品質(zhì)（提高乳蛋白、乳脂、固形物），而對(duì)于能否提高產(chǎn)奶量尚無(wú)統(tǒng)一的結(jié)論，這可能與不同的研究設(shè)計(jì)及產(chǎn)奶階段等因素有關(guān)[22-23]。通過(guò)研究日糧中添加葉酸對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，發(fā)現(xiàn)雖然瘤胃和血清中葉酸含量升高，但是通過(guò)瘤胃壁的葉酸含量并未上升，且瘤胃揮發(fā)酸和氨氮濃度也未發(fā)生顯著改變，表明日糧中葉酸添加不會(huì)通過(guò)改變瘤胃發(fā)酵環(huán)境而提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收[23]，因而其具體的調(diào)控泌乳性能的方式還有待進(jìn)一步研究。另一方面，葉酸參與的一碳單位代謝途徑，還與作為輔酶的維生素B12、維生素B6以及甲基供體如蛋氨酸、膽堿等有密切關(guān)系，載體、輔酶和供體共同維持一碳循環(huán)系統(tǒng)。研究結(jié)果表明，當(dāng)葉酸水平較高，而維生素B12或蛋氨酸不足時(shí)，機(jī)體利用或存貯葉酸的能力下降，機(jī)體清除非甲基化葉酸的速率也會(huì)加快。也有研究表明，奶山羊日糧中添加甲基供體（蛋氨酸，2.5 g/d.只）可以提高奶產(chǎn)量、乳蛋白等，促進(jìn)奶山羊的產(chǎn)奶性能[24]。因而，在補(bǔ)充葉酸的同時(shí)，還需考慮日糧中其他輔酶和甲基供體的水平，從而保證葉酸能夠充分發(fā)揮其促進(jìn)動(dòng)物生產(chǎn)的功效。

2.3 葉酸添加對(duì)高產(chǎn)羔率母羊的潛在影響

2.3.1 高繁母羊妊娠期對(duì)葉酸的需求 羊業(yè)生產(chǎn)受市場(chǎng)波動(dòng)較大，因而，需要根據(jù)依據(jù)研究進(jìn)展進(jìn)行及時(shí)調(diào)整和升級(jí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加強(qiáng)生產(chǎn)管理[25]。且隨著肉羊產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，羔羊肉受到特別重視[26]。目前，為了提高生產(chǎn)效率，提供更多羔羊肉，我國(guó)在加速選育使得母羊的產(chǎn)羔率有較大的提升。在妊娠期，研究表明對(duì)于多胎動(dòng)物，葉酸是保證胚胎成活的必需成分，因而妊娠期需要足夠的葉酸才能保證子代的成活。一方面，在羊上通過(guò)選用不同的品種，發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)羔數(shù)對(duì)葉酸的需求量也是不同的。產(chǎn)羔數(shù)越多，日糧及瘤胃微生物合成的葉酸在妊娠期及哺乳期無(wú)法保證血清中葉酸維持穩(wěn)定的水平，表明此階段母體的葉酸處于代謝負(fù)平衡階段，且這種變化規(guī)律和妊娠母豬相似[27]。另一方面，由于在妊娠期，母體的胎盤(pán)、子宮以及胎兒的生長(zhǎng)均需要合成大量的DNA，而DNA的合成離不開(kāi)葉酸參與，且隨著產(chǎn)羔率的上升，需要的葉酸含量也可能隨著升高[28]。因而針對(duì)高產(chǎn)羔率的母羊，在妊娠期很可能發(fā)生葉酸不足的現(xiàn)象，進(jìn)而影響自身體況及胎兒發(fā)育。

2.3.2 高繁母羊哺乳期對(duì)葉酸的需求 在哺乳期，可能造成母羊葉酸供給不足的原因有：①產(chǎn)羔后，母體自身相對(duì)較虛弱，自身葉酸大量轉(zhuǎn)移到子代，抵抗外界應(yīng)激能力相對(duì)較差，且還需要大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行體況恢復(fù)，而補(bǔ)充葉酸具有增加促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝、抗應(yīng)激、增強(qiáng)免疫等功能；②產(chǎn)羔率的提升使得對(duì)母羊泌乳能力的要求也提高，母體需要提供更多的母乳以滿(mǎn)足羔羊的生長(zhǎng)發(fā)育需求，而葉酸的添加有利于提高產(chǎn)奶性能，為羔羊的發(fā)育提供保障。

2.3.3 生產(chǎn)方式可能造成葉酸供應(yīng)不足 集約化、現(xiàn)代化、規(guī)?；娘曫B(yǎng)模式逐漸替代傳統(tǒng)的散養(yǎng)，促進(jìn)了肉羊生產(chǎn)效率。而在這種集約化的養(yǎng)殖模式下，母羊的飼料來(lái)源普遍單一，無(wú)論是妊娠期還是哺乳期，通常都是由精料、青貯和干草組成，這些原料相對(duì)于放牧的青綠飼料而言，其葉酸含量非常低，而瘤胃自身合成葉酸的能力有限，因此集約化的養(yǎng)殖模式下高繁母羊葉酸供應(yīng)也可能不足。

另外，由于反芻動(dòng)物體型較大，妊娠期較長(zhǎng)，研究難度相對(duì)較大，因而目前葉酸對(duì)反芻動(dòng)物應(yīng)用效果研究主要包括：①產(chǎn)奶性能及乳品質(zhì)；②營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝。對(duì)妊娠期的研究鮮見(jiàn)，還需進(jìn)一步加強(qiáng)探究，明確妊娠期反芻動(dòng)物的葉酸需求。

3 展望

葉酸對(duì)機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育具有重要的調(diào)控作用，尤其針對(duì)高繁性能品種的妊娠期和哺乳期。而瘤胃微生物合成的葉酸在這兩個(gè)時(shí)期不足以維持機(jī)體葉酸處于正常水平，且目前關(guān)于葉酸在羊生產(chǎn)中的作用鮮見(jiàn)報(bào)道，因而有必要加強(qiáng)在妊娠期和哺乳期葉酸對(duì)母體及子代發(fā)育的研究，明確葉酸對(duì)反芻動(dòng)物產(chǎn)奶性能及繁殖性能的影響，進(jìn)一步優(yōu)化集約化模式下的營(yíng)養(yǎng)需要量。