袁崇善，王 軍，呂文發(fā)

（1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，長(zhǎng)春 130118；2.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)教育部國(guó)際合作聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)春 130118；3.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物生產(chǎn)與產(chǎn)品質(zhì)量安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)春 130118）

多不飽和脂肪酸（PUFA）是一種對(duì)動(dòng)物繁殖、視力和大腦發(fā)育等生理過程具有重要作用的脂肪酸，當(dāng)其缺乏時(shí)可引起生長(zhǎng)遲緩、免疫失調(diào)和生殖障礙等多種疾病[1]。PUFA包括ω-3 PUFA和ω-6 PUFA，其中,ω-3 PUFA主要包括α-亞麻酸（ALA）、二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA），ω-6 PUFA主要包括花生四烯酸（AA）、亞油酸（LA）和二十二碳五烯酸（DPA）[2]。因?yàn)槿狈ο嚓P(guān)的脂肪酸去飽和酶和延伸酶，動(dòng)物不能從頭合成ω-6 PUFA或ω-3 PUFA，必須從體外獲得PUFA或其前體來進(jìn)行PUFA的合成，其合成途徑如圖1所示[3]。在動(dòng)物睪丸及精子中含有大量的PUFA[4]，其在精子冷凍-解凍過程中能夠直接影響質(zhì)膜的流動(dòng)性和完整性，對(duì)精液品質(zhì)有重要調(diào)節(jié)作用[5]。近年來，PUFA對(duì)精液品質(zhì)的影響已成為國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)。作者分別介紹了不同類型PUFA對(duì)精液品質(zhì)的影響，分析了在飼糧或精液稀釋液中添加ALA、EPA、DHA、AA、LA、DPA以及不同比例ω-6/ω-3 PUFA對(duì)動(dòng)物精液品質(zhì)的影響，以期為PUFA在提升動(dòng)物精液品質(zhì)的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

圖1 多不飽和脂肪酸合成途徑[3]Fig.1 Synthetic pathway of polyunsaturated fatty acids[3]

1 ω-6 PUFA對(duì)精液品質(zhì)的影響

睪酮對(duì)精子的產(chǎn)生具有重要調(diào)節(jié)作用，如果缺乏睪酮?jiǎng)t會(huì)影響睪丸中精子的產(chǎn)生，睪丸組織中含有大量的ω-6 PUFA，可刺激睪酮的合成，同時(shí)，ω-6 PUFA是精子質(zhì)膜的重要成分， 并能夠促進(jìn)精子的產(chǎn)生[6]。同樣，公雞精子中也含有較高水平的ω-6PUFA，在飼糧中添加ω-6 PUFA可提高精液品質(zhì)[3]。ω-6 PUFA的來源見表1。已有研究表明，在飼糧中添加ω-6 PUFA可提高家禽的射精量和精子數(shù)量[7]。此外，添加ω-6 PUFA可提高公豬鮮精及冷凍-解凍精子的活力，并可提高精漿的睪酮含量，而過高或者過低的ω-6 PUFA含量會(huì)降低精子活力及精子數(shù)量，同時(shí)提高精子的畸形率[8]。

表1 ω-6 PUFA來源Table 1 Sources of ω-6 PUFA

1.1 AA對(duì)精液品質(zhì)的影響

AA是前列腺素合成的前體，AA及其代謝產(chǎn)物能夠調(diào)節(jié)多種肽類激素的分泌，進(jìn)而調(diào)節(jié)精子的發(fā)生[11]。據(jù)報(bào)道，ω-6 PUFA可促進(jìn)下丘腦釋放促性腺激素釋放激素（GnRH），刺激垂體釋放促卵泡素（FSH）和促黃體素（LH），進(jìn)一步刺激睪丸合成睪酮，最終促進(jìn)精子的生成[12]。睪酮和前列腺素的合成與AA有關(guān)，大鼠睪丸中AA的含量較高，能夠參與精子的發(fā)生和睪酮的合成，隨著AA濃度的增加，精子活力呈依賴性增加[13]。AA濃度與繁殖力呈正相關(guān)，隨著AA水平的降低，公羊的精液品質(zhì)也隨之降低[14]。有研究表明，精漿中的AA含量與弱精子癥的發(fā)生有關(guān)，可能是由于精子產(chǎn)生的活性氧（ROS）隨AA誘導(dǎo)時(shí)間和劑量的增加，最終導(dǎo)致過氧化損傷，通過脂氧合酶（LOX）和絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號(hào)通路降低精子活力，并推測(cè)AA可能是弱精子癥的生物標(biāo)志物[15]。綜上，AA可能通過促進(jìn)睪酮的合成，進(jìn)而提高精子的產(chǎn)生，但精漿中過量的AA可能誘導(dǎo)氧化應(yīng)激，降低精子活力。

1.2 LA對(duì)精液品質(zhì)的影響

食物中最豐富的ω-6 PUFA是LA，其缺乏會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物生長(zhǎng)遲緩并降低雄性動(dòng)物的繁殖力[16]。與AA功能相似，LA也可以提高體內(nèi)睪酮水平，并可修復(fù)由低睪酮水平引起的生殖器官損傷[17]。有研究指出，飼糧中添加156 mg/kg BW的LA可使山羊血漿中LA濃度顯著增加，同時(shí)可通過提高公羊的精液品質(zhì)來提高受胎率[18]。另外，在精液稀釋液中添加0.5 mol/mL LA可提高冷凍-解凍牛精子的質(zhì)膜完整性，降低尾部異常精子數(shù)量[19]，當(dāng)添加1 mg/mL LA時(shí)，可以將牛精子在4 ℃下的平衡處理延長(zhǎng)至30 h，同時(shí)提高新鮮及冷凍-解凍精子的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)[20]。研究證實(shí)，LA是禽類精子質(zhì)膜ω-6 PUFA的必要前體，0.5 mmol/mL LA可提高公雞精子在24和48 h的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，并提高精子在48 h 后的總抗氧化水平，降低脂質(zhì)過氧化對(duì)精子造成的損傷[21]。 同樣，在精液稀釋液中添加0.5 mmol/mL LA可提高公雞精子中的總抗氧化活性，降低精漿和精子中丙二醛水平[22]。由此可見，飼糧中添加LA可提高雄性動(dòng)物體內(nèi)睪酮水平，在精液稀釋液中添加適量LA可降低精子氧化應(yīng)激，提高精子的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)及精子活力。

共軛亞油酸（CLA）是指主要由瘤胃細(xì)菌合成的LA，同樣具有抵抗氧化應(yīng)激的作用[23]。作為一種有效的抗氧化劑，CLA可減輕由冷凍引起的氧化應(yīng)激，在精液稀釋液中添加CLA可降低精子脂質(zhì)過氧化程度，對(duì)冷凍公豬精子具有保護(hù)作用，使豬精子在17 ℃長(zhǎng)期存活[24]。 飼糧中添加50 g/（d·頭）的CLA可提高精子濃度及冷凍-解凍后的牛精子活力，并降低精子氧化應(yīng)激[25]。也有研究顯示，飼糧中添加50 g/（d·頭）的CLA并不能提高牛新鮮和冷凍-解凍精子的質(zhì)量[26]。這一矛盾的結(jié)果可能是由于基礎(chǔ)飼糧的不同導(dǎo)致的。另外，在兔精液品質(zhì)的研究中發(fā)現(xiàn)，CLA可能通過影響附睪脂肪酸的組成從而抑制兔的精子發(fā)生[27]。綜上所述，飼糧中添加CLA對(duì)精子的作用可能與基礎(chǔ)飼糧成分或物種有關(guān)。

1.3 DPA對(duì)精液品質(zhì)的影響

DPA主要以含LC-PUFA磷脂的形式儲(chǔ)存，有利于維持精子質(zhì)量，為精子的正常發(fā)育提供條件。研究證實(shí)，DPA是種馬精子中主要的PUFA，其在精子中的含量會(huì)出現(xiàn)季節(jié)性變化，DPA的含量在繁殖期高于非繁殖期，并推測(cè)DPA的濃度可能與馬精子對(duì)冷凍保存的抵抗力有關(guān)[28]。與其他ω-6 PUFA相比，動(dòng)物體內(nèi)的DPA含量較低，但對(duì)精液品質(zhì)的調(diào)節(jié)具有重要作用，哺乳動(dòng)物大腦和睪丸的細(xì)胞膜中DPA含量比其他組織高3～4倍，在睪丸發(fā)育過程中，DPA不僅由旁分泌提供，還由循環(huán)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)運(yùn)提供，大鼠睪丸中含有較高濃度的DPA，然而睪丸中DPA的水平與飼糧中補(bǔ)充的DPA的含量和質(zhì)量無關(guān)，在體內(nèi)平衡時(shí)，DPA作為睪丸中占優(yōu)勢(shì)的PUFA，參與精子的運(yùn)輸過程，睪丸通過消耗DPA將精子運(yùn)輸?shù)骄襕29]。DPA不僅能維持小鼠精子的質(zhì)量和DNA完整性，還能增加谷胱甘肽或過氧化氫酶等內(nèi)源性抗氧化酶的產(chǎn)生，進(jìn)而提高精子的抗氧化能力[30]。但也有研究表明，DPA不僅不會(huì)影響兔的精子活力、濃度和運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，甚至?xí)岣呔又|(zhì)過氧化程度，降低DNA完整性[31]。上述研究結(jié)果的不一致可能是由于物種的不同引起的。

2 ω-3 PUFA對(duì)精液品質(zhì)的影響

ω-3 PUFA是潛在的重要抗氧化劑，可通過促進(jìn)精子的抗氧化作用提高精子活力，并促進(jìn)睪酮等類固醇激素的合成[32]。據(jù)報(bào)道，ω-3 PUFA具有良好的安全性，在飼糧中添加可通過促進(jìn)前列腺素的合成來提高動(dòng)物的精液品質(zhì)[33]。ω-3 PUFA的來源見表2。Safarinejad[34]報(bào)道，補(bǔ)充32周的ω-3 PUFA可提高人精子中ω-3 PUFA的水平，并提高精液品質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，公牛熱應(yīng)激條件下，在飼糧中直接補(bǔ)充ω-3 PUFA可提高牛精液品質(zhì)[35]，并提高雄性水牛血漿中胰島素樣生長(zhǎng)因子-1、睪酮濃度和陰囊周長(zhǎng)[4]。呂永彪等[36]研究發(fā)現(xiàn)，在飼糧中添加30 g/（d·頭）的ω-3 PUFA后，公豬的精液量可提高12.09%，精子密度提高9.03%，同時(shí)精子活力可提高10%。但是，在飼糧中添加魚油來源的ω-3 PUFA并沒有提高公豬的精子質(zhì)量[37]?？傊?，這些不一致的結(jié)果可能受到動(dòng)物品種和ω-3 PUFA來源等因素的影響。

表2 ω-3 PUFA來源Table 2 Sources of ω-3 PUFA

2.1 ALA對(duì)精液品質(zhì)的影響

ALA具有抗炎[39]和抗氧化[40]的作用。在哺乳動(dòng)物體內(nèi)，ALA是合成DHA和EPA的前體，可以通過超長(zhǎng)鏈脂肪酸延伸酶和脂肪酸脫氫酶的延伸和去飽和交替步驟轉(zhuǎn)化為DHA和EPA[41]。ALA可通過抑制AA代謝為前列腺素，從而刺激睪酮的產(chǎn)生[42]。據(jù)報(bào)道，精液稀釋液中添加5 ng/mL ALA可改善水牛冷凍-解凍精子的直線運(yùn)動(dòng)率、質(zhì)膜完整性、活率、活力和DNA完整性，同時(shí)精子頭部、中部和尾部的總異常情況下降[43]。同樣，將5 ng/mL ALA添加到BioXcell商業(yè)精液稀釋液中可以提高公牛冷凍-解凍精液的品質(zhì)，但較高濃度的ALA并不能進(jìn)一步提高精液品質(zhì)，這可能是由于PUFA過高會(huì)使哺乳動(dòng)物精子更易受到脂質(zhì)過氧化[18]。亞麻籽油含有高達(dá)50%的ω-3 PUFA，其中最豐富的ω-3 PUFA為ALA，當(dāng)山羊飼糧中添加8%的亞麻籽油可提高睪丸組織的抗氧化能力，并促進(jìn)睪丸發(fā)育和精子發(fā)生[44]。綜上所述，ALA可刺激睪酮的產(chǎn)生，在精液稀釋液中添加ALA可提高精子的抗凍性能，同時(shí)在飼糧中添加ALA可通過提高精子的抗氧化能力來提高精液品質(zhì)。

2.2 DHA對(duì)精液品質(zhì)的影響

與其他ω-3 PUFA相比，DHA是精液中含量最高的ω-3 PUFA，其對(duì)精液的作用與ALA相似，DHA中的6個(gè)雙鍵有助于其分子的特殊折疊，使精子質(zhì)膜具有較強(qiáng)的流動(dòng)性和靈活性，以促進(jìn)受精時(shí)的膜融合過程[45]。同時(shí)，DHA對(duì)精子頂體完整性、DNA完整性和活力至關(guān)重要，并能夠促進(jìn)睪酮的合成[46]。在精子成熟的過程中，精子質(zhì)膜的DHA含量會(huì)隨之增加，在成熟精子中DHA占脂肪酸含量的20%，而在未成熟精子中僅占4%，其含量與精液品質(zhì)呈正相關(guān)[47]。有研究顯示，在公豬飼糧中添加富含DHA的魚油，可以促進(jìn)睪酮和雌二醇的分泌，并與豬精子的頂體反應(yīng)密切相關(guān)，當(dāng)DHA添加量為75 g/kg時(shí)，可提高公豬的射精量和精子數(shù)量[48]。在公牛飼糧中添加1.2%的DHA可提高鮮精的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，同時(shí)減緩精子由于冷凍處理造成的損傷[49]，進(jìn)而提高冷凍-解凍精子的活力和質(zhì)膜完整性[50]。 同樣，飼喂10周的DHA（1.5 g/（d·頭））后，荷斯坦公牛精漿中DHA的含量和抗氧化能力提高，DNA損傷的精子比例也顯著減少[51]。在精液稀釋液中添加DHA的研究證實(shí)，當(dāng)DHA的添加量為5 μmol/mL時(shí)，可提高牛精子的活力，降低精子的脂質(zhì)過氧化敏感性[52]。由此可見，DHA可促進(jìn)睪酮的產(chǎn)生，同時(shí)通過提高精子結(jié)構(gòu)完整性和抗氧化能力來提高精液品質(zhì)。

2.3 EPA對(duì)精液品質(zhì)的影響

EPA是前列腺素、環(huán)前列腺素、血栓素和白三烯等類花生酸的前體，而精子的脂質(zhì)包含許多不同的鞘脂，其中鞘磷脂含有豐富的EPA，對(duì)精子活力及精子質(zhì)膜結(jié)構(gòu)具有重要的調(diào)節(jié)作用[53]。飼糧中較高濃度的EPA可提高射精量和精子活力[54]。Baeza等[55]研究發(fā)現(xiàn)，肝臟可以合成EPA，其前體隨血液輸送到睪丸中以提高精子活力，肝臟中的EPA與精子產(chǎn)量之間呈負(fù)相關(guān)，表明EPA在肝臟中合成后被轉(zhuǎn)移到睪丸中以促進(jìn)精子質(zhì)膜的產(chǎn)生。也有研究結(jié)果顯示，EPA可提高精子活力，但不影響精子濃度或精子PUFA的含量[56]。飼糧中EPA的補(bǔ)充能夠提高犬精子的活率、活力、總精子數(shù)和形態(tài)正常精子數(shù)，同時(shí)可提高血清睪酮的濃度[33]。由此可知，體內(nèi)的EPA與精子活力和精子生成有關(guān)。

3 ω-6/ω-3 PUFA比例對(duì)精液品質(zhì)的影響

ω-3 PUFA和ω-6 PUFA約占動(dòng)物精子質(zhì)膜中脂肪酸總量的30%～50%，有利于精子的頂體反應(yīng)，家禽精子中主要的脂肪酸是ω-6 PUFA，而在大多數(shù)哺乳動(dòng)物精子中，ω-3 PUFA是主要的脂肪酸[57]。ω-6 PUFA和ω-3 PUFA的比例在動(dòng)物生殖功能中起著關(guān)鍵作用[58]。精子PUFA的組成隨飼糧的變化而變化，同時(shí)，精子中脂肪酸的含量反映了飼糧中ω-6/ω-3 PUFA的比例，不同比例和來源的PUFA可影響精子質(zhì)膜結(jié)構(gòu)、脂質(zhì)組成和頂體反應(yīng)。有研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)飼糧中ω-6/ω-3 PUFA失衡會(huì)抑制睪丸組織管腔中初級(jí)精母細(xì)胞到精子的發(fā)生過程，降低雄鼠精子活力、精子數(shù)量、睪丸組織中曲細(xì)精管內(nèi)部的初級(jí)精母細(xì)胞數(shù)量及血清睪酮含量[59]。此外，當(dāng)飼糧中PUFA的ω-6/ω-3比例為1.52∶1時(shí)，大鼠的精子密度和活力得到極大提高[60]。在公豬的相關(guān)研究中，Am-In等[61]研究表明，公豬精子中ω-6/ω-3 PUFA比例與精子活力、活率、正常形態(tài)和正常質(zhì)膜呈正相關(guān)，并且種公豬飼糧中ω-6/ω-3 PUFA的適宜比例為1∶1[62]。同樣，ω-6/ω-3 PUFA比例為1∶1的飼糧能促進(jìn)后備公豬睪丸發(fā)育和附性腺的功能，通過調(diào)節(jié)睪酮及前列腺素的合成與分泌，以及提高精漿中總抗氧化能力和抗氧化酶活性，提高直線前進(jìn)運(yùn)動(dòng)精子的數(shù)量和精子活率[63]。由此可見，公豬飼糧中ω-6/ω-3 PUFA的適宜比例為1∶1。此外，適當(dāng)比例的ω-6/ω-3 PUFA可提高公雞的精液品質(zhì)、繁殖力和雄激素含量，ω-6/ω-3 PUFA的比例在6∶1～9∶1之間能夠提高公雞精子的受精能力[64]。在含有維生素E的公雞飼糧中，ω-6/ω-3 PUFA的最佳比例為25∶4，當(dāng)?shù)陀?5∶4時(shí)，可能會(huì)增加精子對(duì)脂質(zhì)過氧化的敏感性，并降低繁殖性能[65]。由此可知，公雞ω-6/ω-3 PUFA最佳比例會(huì)因飼糧的營(yíng)養(yǎng)成分不同而有所差異。上述研究提示，適當(dāng)比例的ω-6/ω-3 PUFA對(duì)提高精液品質(zhì)具有重要作用，且ω-6/ω-3 PUFA的適當(dāng)比例存在明顯的物種差異。

4 小 結(jié)

綜上所述，PUFA是一種重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，具有抗氧化作用，在飼糧或精液稀釋液中添加適量的PUFA均可不同程度地調(diào)節(jié)精液品質(zhì)。PUFA對(duì)精液品質(zhì)作用可能因PUFA的來源、類型、添加方式及動(dòng)物種類的不同而不同。由于影響因素較為復(fù)雜，目前相關(guān)研究多集中于不同類型PUFA對(duì)精子的活力、抗凍性能、抗氧化能力、質(zhì)膜完整性及睪酮水平等的作用，同時(shí)，ω-6/ω-3 PUFA對(duì)精液品質(zhì)的有益作用的適宜比例也是目前的研究熱點(diǎn)。關(guān)于PUFA對(duì)動(dòng)物精液品質(zhì)作用機(jī)制的研究還較少，今后應(yīng)重點(diǎn)研究飼糧或精液稀釋液中添加PUFA對(duì)精子活力和睪酮合成的作用機(jī)制。