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1、 畜禽维生素 D3骨外功能研究进展党晓鹏 （陕西金冠牧业有限公司，西安，712000）摘 要: 维生素D3是畜禽所必需的营养素。越来越多的研究表明，维生素D3除具有经典的调节钙磷代谢和促进骨骼生长的作用外，还具有其它更为广泛的骨外生物学功能，如调节免疫、提高繁殖力、改善肉质、抗感染、抗肿瘤、防治疗自身免疫性疾病等。关键词: 维生素D 3;1,25(OH)2维生素D 3;骨外功能Research progress on domestic animal vitamin D3 nonskeletal functionsDang xiaopeng (Shaanxi gold animal husban
2、dry Co.LTD,Xian,712000)Abstract: Vitamin D3 is an essential nutritional element to domestic animals .the active form of vitamin D is 1，25-dihydroxy vitamin D3，which is best known for its role in stimulating calcium absorption and thus contributing to optimal bone mineralization Increasing evidence s
3、uggests that 1，25-dihydroxy vitamin D3 has many important nonskeletal functions，including immunoregulation，increase fertility,improve pork quality, prevent infections,antitumor，treat and prevent autoimmune disease etcKey words: vitamin D3 ;1,25-dihydroxyvitamin D3;nonskeletal functions饲料中的维生素D3在畜禽肠道
4、内被机体吸收后，以及畜禽皮肤中的7一脱氢胆固醇在紫外线照射下所产生的维生素D3均首先进人血液。然后通过血浆中的维生素D结合蛋白(vitamin D bind protein,VBP)被运送至肝脏，在肝细胞内被25-羟化酶作用形成25-羟基维生素D3，后者与球蛋白结合并转移至肾脏后被1一羟化酶在l位上再次羟基化，形成具有生物活性的1,25二羟基维生素D3，即骨化三醇，又称为活性维生素D3或激素型维生素D3，其本质上是一种具有生物活性的类固醇激素。1,25(OH) 2D3是畜禽机体内生物活性最强的维生素D 3代谢产物，其生物活性比25(OH)D3高500一1000倍，其结合受体的能力也较高1。在某
5、些情况下，肾脏以外的其他组织细胞也能合成1,25(0H) 2D3，但其数量与肝肾通路相比要少很多。自1922年人类最早发现并命名维生素D3以来，研究内容最多的是其对钙磷代谢的调节和骨骼生长发育的作用。然而从上世纪八十年代开始，科学研究发现维生素D3具有更广泛而重要的骨外生物学功能，包括调节免疫、提高繁殖力、改善肉质、抗感染、抗肿瘤、防治自身免疫病等。维生素 D3 不是直接作用于靶器官,而是通过与维生素 D 受体(vitamin D receptor,VDR)结合而发挥作用的。VDR 于 1983 年由 Prowedini 等首次在人的单核巨噬细胞中发现 2 。VDR本质上是一个配体依赖转录因子
6、 3 。 VDR 的配体为 1,25-(OH)2-D3,受体与配体相结合形成激素-受体复合物,再与细胞核的维生素 D 反应元件相结合,激活或抑制含有维生素 D 反应元件的基因,从而发挥其生物学功能。VDR 属于类固醇激素核受体超家族成员之一。现已证明，VDR 不仅存在于经典的靶组织如小肠、肾脏、骨骼、甲状旁腺中，还存在于视网膜、胰腺、垂体、肌肉、睾丸、乳腺、子宫、胎盘、卵巢、脾脏、皮肤等组织中。1 维生素 D3 对免疫系统的调节维生素 D3是一种神经内分泌免疫调节激素原，其活性形式 1,25() 23 对畜禽免疫具有重要的调节作用。主要表现为对 T 淋巴细胞、B 淋巴细胞、单核巨噬细胞及细胞免
7、疫因子等具有重要影响。研究发现，VDR 可以激活 T 细胞，以及激活巨噬细胞合成 1,25(0H)2D3，对免疫细胞的分化和增殖均有免疫调节作用。 维生素 D3缺乏或过量都会影响机体的免疫反应。过量的维生素 D3主要抑制细胞免疫功能，但对体液免疫没有直接的影响 4。当机体免疫功能处于抑制状态时，维生素 D3 主要是增强单核细胞、巨噬细胞功能，从而增强免疫功能；当机体免疫功能过强时，它则抑制 T、B 淋巴细胞增殖，从而维持免疫平衡。 添加适量维生素 D3 可使动物机体免疫反应增强，且抗体浓度迅速升高；而当日粮维生 D3缺乏、添加水平过高或为中毒剂量时，抗体生成降低。维生素3 具有协调和引导奶牛机
8、体免疫的功能，并通过刺激淋巴细胞产生免疫球蛋白而增强奶牛机体的免疫能力 5。张淑云等（2010）研究证实，提高饲料中维生素 D3水平，可显著提高生长肉鸡胸腺和脾脏等免疫器官指数 6。王丽等（2009）试验表明添加维生素 D3 能促进育成蛋鸭免疫器官发育并增加其相对重量。显著提高了血清中总蛋白及白蛋白浓度 7。1.1 对T淋巴细胞的调节。 T细胞具有识别和攻击细菌、病毒等异物的功能，维生素D3是T细胞发挥作用的直接调控者。如果没有维生素D3，T细胞即使探测到异物也不会采取行动 8。 研究证实，活化的T细胞表达VDR，而静止的T细胞则不表达VDR。植物血凝集素(PHA)是一种促有丝分裂原，动物皮下
9、组织对PHA的反应状况是衡量细胞免疫水平的一项指标。李德发等(2001)试验表明，1,25 (OH)2D3可以提高仔猪对PHA刺激的免疫应答反应，说明维生素D3对T细胞免疫功能具有调节作用 9。1.2 对B淋巴细胞的调节。Vander 等(2004)研究证明给猪肌注人血清白蛋白HSA后，再肌注1,25（OH) 2D3显著提高了血清中HSA特异性IgA抗体水平 10。曹荣等(2007)研究发现，在围产期奶牛日粮中添加维生素D3，机体IgA,IgG,IgM有升高趋势，且能极显著提高T细胞亚群和白细胞的数量，增强围产期奶牛的免疫功能 11。Chou等（2009）研究报道维生素D 3能提高肉鸡抗体水平
10、，增强机体免疫力 12。解俊美等(2012)研究表明维生素D3对蛋雏鸭有一定的提高机体抗体水平的功能 13。1.3 对单核巨噬细胞的调节。单核巨噬细胞系统中，1,25二羟基维生素D3不但可使正常外周单核细胞向巨噬细胞分化，而且可增强单核巨噬细胞的免疫功能。1,25(OH) 2D3能促进单核细胞前体转化为单核细胞，并且在抗原存在时增强单核细胞的功能。1,25(OH) 2D3能增强巨噬细胞的吞噬能力，并对吞噬细菌后的巨噬细胞自身凋亡有一定的抑制作用 14。同时，1,25(OH) 2D3还可抑制单核细胞的活性，减少免疫细胞(淋巴细胞、单核细胞、巨噬细胞)和非免疫细胞(角质细胞和黑色素细胞)抗原的表达
11、。未活化的单核细胞具有VDR,1,25(OH)2D3与VDR结合后能增进这类细胞对分支杆菌的杀伤作用。Veldman 等 (2000)试验表明，1,25(OH)2D3可以增加单核巨噬细胞中VDR的含量 15。Panichi等(2003)发现，1,25(OH) 2D3增强单核巨噬细胞分化和活化。用 1,25(OH)2D3治疗后，机体削弱的免疫功能可以得到加强 16。但Fritts等(2004)给肉仔鸡添加125一4000 IU的维生素D3，在21日龄时，低水平和高水平的维生素D3对仔鸡巨噬细胞功能并没有显著影响 17。1.4 对细胞因子的影响1,25(OH)2D3可抑制T淋巴细胞产生干扰素和粒细
12、胞-巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony stimulating factor;GM-CSF)。1,25(0H)D3对白细胞介素(IL)、干扰素(IFN )、粒一巨噬细胞集落刺激因子(CM-CSF),T细胞生长因子的活性及其它细胞因子的生长均有抑制作用。1,25(OH)D3可以直接抑制T细胞分泌IL-2和IFN的能力，能选择性作用于辅助性T细胞(Th)，在mRNA水平上抑制Th细胞产生IL-2和IFN.Bemiss等(2002)研究证明这一结论，并表明IL-2基因是1,25(OH)2D3在免疫系统中的靶位置 18。2 维生素3 对动物繁殖性能的影响维
13、生素3 可通过胎盘转运。母猪妊娠期肌注一定量的维生素3，可明显提高受胎率、窝产仔数和断奶成活率。产蛋鸡缺乏维生素 D3 可影响其产蛋性能。鸡处于排卵期时，肾脏 1-羟化酶活性明显增高，血清 1,25(OH)2D3 水平也随之增高。蛋壳形成硬壳后，肾脏 1-羟化酶活性及 1,25(OH)2D3 水平均下降到排卵水平。如果在维生素 D3 缺乏鸡所产的蛋中分别注入维生素 D3 或 25-OH-D3,可使正常胚胎率明显增加。奶牛在围产期注射维生素 D3 后，不但能有效地预防生产瘫痪，还能减少胎衣不下，加快恶露排出，促进子宫净化和复旧，并能较早地恢复发情周期。3 维生素D3对畜禽肉品质的影响维生素D3可
14、以改善肌肉嫩度和肌肉品质 19。 其基本原理是维生素D3能够提高血清和骨骼肌中的游离钙离子浓度，而钙离子参与肌肉的熟化过程，可加速肌肉熟化并提高肌肉嫩度 20。Foote等（2004）研究发现，宰前补饲维生素3能够提高牛肉嫩度，还可改善猪肉色泽。沃-布氏剪切力（WBSF）是评定肌肉嫩度的重要指标，宰前补饲维生素3能够降低宰后肌肉的WBSF值，提高肌肉嫩度。宰前补饲维生素3还能够促进肌蛋白-T的降解，破坏肌纤维结构，提高肌肉嫩度。降低钙蛋白酶活性，促进肌肉嫩化 21。Wilborn等（2004）于宰前给猪补饲维生素D3，检测背膘厚、大理石纹评分、pH值、滴水损失等指标，结果表明维生素D3对以上指
15、标均没有显著影响 22。陈娟等（2011）试验证明维生素D3能够降低肉鸡肌肉剪切力和系水力 23。4 维生素D3的抗感染作用临床观察发现，维生素D3缺乏的动物感染疾病的几率增高，这可能与长期维生素D3不足，引起慢性肾功能衰竭，从而导致单核巨噬细胞系统功能降低，削弱了机体的防御机能有关。1,25(OH) 2D3能够抑制CD4的表达和人体单核细胞相关病毒感染。一个世纪以前临床医生就观察到营养缺乏性佝偻病患儿，大多死于呼吸道感染。上世纪50年代，维生素D3被普遍用于结核病的综合治疗和预防 24。临床实践证明，维生素D3可以显著提高标准抗结核治疗方案的疗效，有利于结核病情的好转及痰培养结果转阴 25。
16、5 维生素D3的抗肿瘤作用 1,25(OH)2D3对肿瘤具有预防和治疗作用。近年来的研究表明，1,25(OH) 2D3联合化疗，放疗和内分泌治疗等方法时，可以增强这些方法的治疗效果，降低甚至逆转肿瘤细胞对放化疗的抵抗性。1,25(OH) 2D3联合顺铂治疗肺癌时，可促进P73蛋白的表达，增强顺铂抑制肿瘤细胞增值的作用，并能通过蛋白酶的裂解促进顺铂诱导的细胞凋亡 26。Pan等（2008）报道，在胰腺癌和人骨肉瘤细胞中，细胞凋亡和自噬两种死亡方式的相互转换，增强了细胞对放疗的敏感性。1,25(OH) 2D3联合放疗时促进了细胞自噬，细胞死亡显著增加27。 6 维生素D3对自身免疫疾病的影响维生素D3在预防和治疗人类自身免疫性疾病中有着重要作用，如多发性硬化症，胰岛素依赖型糖尿病，类风湿性关节炎，系统性红斑狼仓等。维生素D缺乏引发自身免疫病，高剂量的1,2
