动物营养学 自由基对动物机体的氧化损伤与抗氧化剂的修复作用研究共71页文档
动物营养学 自由基对动物机体的氧化损伤与抗氧化剂的修复作用研究
测定抗氧化剂：
a.在血液中加入氧化剂，测定自由基的释放量。
b.测定抗氧化剂含量
c.抗氧化扫描仪 (Biophotonic Scanner)：利用雷射光射入电子， 利用雷射光射入电子，可测定皮肤下胡萝卜素，胡萝卜素是人体
重要的抗氧化剂之一。
营养物质与自由基的关系
1.营养物质是自由基产生的物质基础
氨基酸/蛋白质：一氧化氮合酶的生物合成需要氨基酸、核黄素、嘌 呤等物质
营养物质与自由基的关系
3.营养物质是自由基所致生物分子损伤修复的物质基础
被损伤的生物分子在修复或置换的过程中所需要的物质， 如核苷酸、氨基酸、脂肪酸、酶系统与辅助因子以及能量 来源均以营养物质为最终物质基础。 饲料中某些天然抗氧化剂及部分非营养素的有效成分可能 也直接或间接地在生物分子的修复或置换过程中起到物质 基础的作用。
非酶类抗氧化剂
• VE • 硒 • VC
新型天然抗氧化剂
• • • • 茶多酚 类黄酮 中草药 微生物源性抗氧化剂
GSH-Px
酶类抗氧化剂对各自由基的作用示意图
超氧化物歧化酶(SOD)
超氧化物歧化酶是一种能催化超氧阴离子发生歧化反应 的金属酶，按金属辅基不同分为三类：
Fe-SOD模拟三维结构图
Mn-SOD N端小结构域
过氧化氢酶(CAT)
过氧化氢酶是清除H2O2的一种酶 ，催化H2O2分解的机理 为 CAT-Fe(Ⅲ)+ H2O2 化合物-Ⅰ+ H2O2 化合物-Ⅰ CAT-Fe(Ⅲ)+2H2O+ O2
总反应式为： 2H2O2
2H2O+ O2
VE
VE极易受分子氧和自由基氧化，因此可以充当抗氧化剂和自 由基清除剂，其氧化历程为：
自由基与抗氧化剂的生物学作用研究
自由基与抗氧化剂的生物学作用研究自由基和抗氧化剂是近年来非常热门的话题。
它们在人体内具有重要的生物学作用，不但与健康息息相关，还与许多疾病有着密切的关系。
本文旨在探讨自由基和抗氧化剂在生物学中的作用，并介绍最新的研究成果。
一、什么是自由基？自由基是指带有一个未配对的电子的化学物质，通常是指具有高度反应性的单电子分子，可以与其他分子发生反应。
自由基在人体内主要由氧气分子产生，是一种自然产物。
一部分自由基在正常的生理代谢过程中发挥积极的作用，如参与免疫防御、维持基因稳定等，但过量的自由基则会对人体产生危害，被认为是许多疾病的直接或间接原因。
二、自由基对健康的危害1. 氧化应激自由基可以与DNA、蛋白质和脂质等生物分子结合，使其发生氧化反应，导致细胞损伤和组织损伤，而这种现象被称为氧化应激。
氧化应激是一种失衡状态，即自由基的生成超过机体的抗氧化能力，会引起多种疾病，如心血管疾病、炎症性肠病、糖尿病等。
2. 衰老随着人体的老化，自由基的产生量也越来越高，不可避免地导致细胞、组织和器官的衰老。
自由基通过与细胞膜、DNA、蛋白质和酶等关键分子结合，影响它们的正常功能。
此外，自由基也会影响不同细胞类型和器官的功能，从而使人体所受到的伤害更加显著。
3. 患病风险自由基也与许多疾病的发生和发展有着密切的关系，如癌症、心血管疾病、炎症性疾病等。
自由基能够引起基因变异和细胞突变，甚至可以改变细胞分裂的规律，从而增加某些疾病的发生风险。
三、抗氧化剂的生物学作用抗氧化剂是指能够中和自由基的分子或化合物，通过捕获自由基来减轻氧化应激的影响。
抗氧化剂可以帮助控制自由基的生成，从而减少氧化损伤。
一些常见的抗氧化剂包括维生素C、维生素E、类胡萝卜素、多酚和硫化合物等。
抗氧化剂在人体内起着重要的生物学作用，可以降低自由基的产生和抑制自由基的氧化作用，从而减少细胞和组织的氧化损伤。
已经有很多研究证实，摄入足够量的抗氧化剂可以降低多种疾病的风险，如癌症、心血管疾病和神经退行性疾病等。
营养补剂对运动大鼠组织抗氧化能力的影响研究
GSH（mg/g Prot）
3.5
3
2.5
##
2
1.5
1
0.5
0
运动后0h
##
*
运动后1h
运动后6h
##
运动后24h
图7 运动后肝脏GSH（mg/g Prot）不同时相变化
安静对照组（C） 运动对照组（S） 运动补剂组（T）
3.4.2 运动后骨骼肌GSH的变化
GSH（mg/g Prot）
4.2.2 营养补剂对运动大鼠肝脏和骨骼肌GSH—PX活性和GSH含 量的影响
本研究中服用营养补剂后，机体的GSH含量得到显著增加， 能加快GSH—PX清除自由基的速率，从而提高其活性，最终加 强机体对自由基的清除能力。
4.3 大鼠肝脏和骨骼肌自由基代谢的时相性变化
4.3.1 大鼠肝脏和骨骼肌MDA含量和SOD活性的时相性变化
营养补剂对运动大鼠组织抗氧化能 力的影响研究
汇报人：曲炳屹
1
前言
2
研究对象与方法
3 实验结果 4 分析与讨论
54
结论
目录
1 前言
自1956年在分子生物学的基础上提出了自由基学说以来， 有关自由基的研究受到学术界的普遍重视。体内氧自由基的增 加已经被证实与急性大强度运动有密切关系，氧自由基可导致 体内脂质过氧化物堆积，引起抗氧化酶活力的降低、导致DNA 损伤以及体内亚硝酸盐浓度升高等，这些都是最终造成机体细 胞核组织的损伤。增强机体系统清除自由基的能力，清除体内 过多的自由基，对保护机体细胞核组织免遭自由基的攻击，增 强身体健康，延缓运动疲劳，提高运动能力，具有重要的意义。 清除自由基的途径主要有两方面，一是机体自身的自由基防御 系统对抗体内多余自由基；二是发掘更多外源性抗氧化剂，阻 断大量的自由基对人体的伤害。本研究旨在探讨补充复合营养 剂，对进行大强度运动训练后的肝脏和骨骼肌所产生自由基的 消除效果以及机体抗氧化能力的影响。
氧化及其对动物生长和性能的影响
氧化及其对动物生长和性能的影响Chin Sou Fei 博士新加坡Novus 国际公司摘要饲料原料和全价饲料的氧化可使自身的饲喂价值显著降低。
最终的结果是养分的质量降低、动物的健康受、损动物的性能降低以及生产成本增高。
本研究显示，对肉鸡饲喂氧化脂肪，鸡的体增重、饲料效率和血细胞比容都受到不良影响。
向日粮中添加有效的抗氧化剂，比如乙氧基喹啉，就可以缓解这些后果。
观察到胃肠道结构发生变化、细胞增殖以及肠道菌群受到短暂影响。
这些变化可能与胃肠道的功能（包括养分的吸收、维持需要量以及对条件性病原体的抵抗力）的改变有关。
吸收葡萄糖的能力得到了加强，而其它养分（如蛋氨酸）的吸收则未受影响。
还有证据表明肠道免疫系统的效力也受到了危害。
肝细胞增殖的加强则可能是因为肝细胞受到了脂肪氧化次级产物损害的结果。
氧化性应激的这些效应可能就是使动物在采食含氧化成分的非稳定化日粮时表现体增重下降和饲料效率变差的原因。
可通过向日粮中添加抗氧化剂而减小氧化反应的有害作用。
优质抗氧化剂可有效地阻断氧化反应从而控制饲料营养价值下降的后果。
抗氧化剂的保护作用有助于确保动物得到营养学家配制的优质饲料从而表现出最大的生长而获得最大的利润。
前言人们常在饲料原料和全价饲料中应用抗氧化剂以防止养分和代谢能的氧化性损失。
确保这些昂贵原料的质量、具有重要的经济价值。
然而，饲喂非稳定化饲料所付出的生物学代价尚未被人们完全了解和证实，尤其是当仅仅发生临界氧化作用的时候。
肉鸡饲喂含氧化脂肪和其它非稳定饲料成分时性能表现很差，这可有多种原因。
第一，在没有抗氧化剂的情况下，维生素和多不饱和脂肪酸就会变性，从而导致维生素和多不饱和脂肪酸的缺乏；第二，过氧化脂肪和自身氧化作用的次级产物可直接对细胞施加有害作用。
氧化脂肪整合入细胞膜会导致细胞膜诸多特性的改变，如通透性、粘度、分泌活性和膜结合酶的活性（包括柠檬酸循环中的线粒体酶活性）（Ashida，1987a）等的改变。
自由基与免疫系统
自由基与免疫系统Free Radical and Immunity 一、概述自由基对动物机体的作用，在国内外，均是一个很活跃的研究领域。
在机体正常物质代谢过程中，自由基的产生、利用和消除之间，存在着动态平衡。
自由基一方面参与免疫调节，以及ATP、前列腺素的合成和巨噬细胞的吞噬作用等；另一方面，也能引起机体发生癌症、诱发炎症、病理损伤及自身免疫病等。
所谓自由基free radical FR是一些具有不配对电子的分子、原子、离子或原子团。
实际上，它们是在外层轨道上缺少电子的原子或分子，它们一般都是高度活化的，具有很强的氧化反应能力，它们总是企图夺取其他原子或分子的电子，所以在体内，氧可参与氧化还原反应，为生物提供能量。
生物细胞利用氧，一方面是通过一系列的酶反应，使氧的4 个电子还原生成H2O。
另一方面，氧会经过单电子还原生成氧自由基，氧自由基或称活性氧，通常包括超氧阴离子O2、过氧化氢H2O2、羟自由基OH和单线态氧-O2；以及由此而、、衍生的烷基过氧化物自由基ROO 烷氧自由基RO 烷基自由基R 和氢过氧化物ROOH 等。
FR 在书写时，为了有别于分子、原子，常在不配对电子的元素上角标一小圆点，如OH和RO 。
随着研究的深入，新的自由基不断的发现。
Grygle wshiki1986首次提出内皮细胞松驰因子EDRF可能是一种不稳定的自由基，但其化学结构不清楚，推测它可能是一种过氧化物或是花生四烯酸衍生物自由基。
Palmer 等1987正式提出EDRF 就是一氧化氮NO ，以后经过很多实验室的大量工作证实了这一点。
到目前为止已证实，某些细胞受刺激或活化过程中释放出大量的O2 ，同时也产生大量的NO 。
通常把NO及其反应性氮中间体，包括亚硝酸盐NO2-和相关的具有高活性的氮的氧化物，统称为活性氮或氮自由基。
在生物体内，自由基虽然能够不断地产生，但也不断地被清除。
在生理条件下，处于平衡状态的自由基浓度是很低的。
饲料中抗氧化剂的添加与动物生长性能关系研究
饲料中抗氧化剂的添加与动物生长性能关系研究引言随着畜牧业的不断发展，科学合理的饲养管理手段被广泛采纳，其中饲料中添加抗氧化剂成为提高动物生产性能的关键因素之一。
本文旨在探讨饲料中抗氧化剂的添加与动物生长性能之间的关系。
一、抗氧化剂对动物生长性能的影响1. 抗氧化剂的定义和作用抗氧化剂是一类能够中和自由基，抑制氧化反应并减缓衰老过程的物质。
在饲料中添加抗氧化剂，可以降低由于自由基过量产生而导致的细胞膜损伤，促进动物的正常生长和发育。
2. 抗氧化剂对动物肠道功能的改善通过抑制过氧化反应，抗氧化剂可以保护肠道黏膜细胞免受自由基的侵害，减少黏膜屏障的破坏。
同时，抗氧化剂还可以增强肠道蠕动和各种消化酶的活性，提高养分的吸收利用率，从而改善动物的消化功能和免疫力。
3. 抗氧化剂对动物免疫力的增强自由基的产生会导致细胞受损，从而影响动物的免疫功能。
添加抗氧化剂可以中和自由基，减少细胞的氧化损伤，从而提高动物的免疫力。
研究表明，抗氧化剂的添加可以增强动物的抗病能力，并减少疾病的发生。
二、常见抗氧化剂的种类和使用方法1. 维生素E维生素E是一种脂溶性维生素，具有很强的抗氧化活性。
在饲料中添加适量的维生素E，可以有效抑制脂肪氧化和抗氧化系统的负荷，提高动物的生长性能。
2. 天然植物提取物一些植物提取物，如大豆异黄酮、茶多酚等，都具有较强的抗氧化能力。
这些天然植物提取物通过活性物质的结合和中和自由基，减少动物体内的氧化反应，从而改善动物的生长性能。
3. 微量矿物元素微量矿物元素，如硒、锌等，也可以作为抗氧化剂添加到饲料中。
这些微量矿物元素能够与自由基发生直接反应，并在饲料中发挥抗氧化的作用，从而提高动物的生长性能。
三、饲料中抗氧化剂添加与动物生长性能关系研究进展1. 动物品种和生长阶段的影响不同动物品种和生长阶段对抗氧化剂的反应存在差异。
一些研究表明，添加适量的抗氧化剂可以显著提高禽畜的生长性能，但对于某些特定品种和生长阶段的动物，抗氧化剂的添加可能效果不明显。
动物抗氧化系统中主要抗氧化酶基因的研究进展
动物学杂志Chinese Jou rna l o f Zoology 2007,42(2):153~160动物抗氧化系统中主要抗氧化酶基因的研究进展张克烽 张子平**陈 芸 林 鹏 王艺磊*(集美大学水产学院水产科学技术与食品安全省高校重点实验室 厦门 361021)摘要:抗氧化系统是机体清除体内多余的活性氧、保护自身免受氧化损伤的重要体系,其中超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶等起主要作用。
本文将对动物抗氧化系统中,超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶基因的种类、分布、结构及表达进行综述。
关键词:抗氧化系统;超氧化物歧化酶基因;过氧化氢酶基因;谷胱甘肽过氧化物酶基因中图分类号:Q751 文献标识码:A 文章编号:0250-3263(2007)02-153-08Antioxidant Defense System in AnimalsZ HANG Ke -Feng Z HANG Z-i Ping **C HE N Yun LIN Peng W ANG Y-i Lei*(The Ke y Laborato ry o f Sc ie nce and Te chnolo gy for Aquaculture and Food Sa fety ,Fisheries Colle ge ,Jime i U ni versity ,Xiamen 361021,China )Abstract :The antioxidant defense system which eli minates unnecessary active oxygen is i mportant for protecting the organi sm from oxidation damage.The major antioxidases include superoxide dismutase,catalase,and glutathione perox idase.This review has addressed the category,distribution,structure and expression of antioxidase genes.Key words :Antioxidant defense system;Superoxide dismutase gene;Catalase gene;Glutathione peroxidase gene基金项目 福建省自然科学基金(No.B0510027),厦门大学海洋环境科学教育部重点实验室开放基金(No.MEL0402),福建省教育厅项目(No.J AO04240),厦门市科技项目(No.502Z20055024);*通讯作者,E -mai l:yl wang@j ;第一作者介绍 张克烽,男,硕士研究生;从事水产养殖与生物技术研究;E -mai l:z hangkefeng21@ 。
自由基与水产动物营养的研究进展
自由基与水产动物营养的研究进展自由基与水产动物营养的研究进展刘瑞丽徐建雄水产动物在疾病和应激时，机体会产生大量自由基。
如果动物自身的抗氧化系统不能及时将自由基清除，将会对水产动物造成严重的氧化损伤。
在水产饲料中添加外源抗氧化剂，可以减轻或消除自由基对水产动物的氧化损伤。
随着自由基研究和水产动物营养学的发展，人们认识到抗氧化剂在保护水产动物不受自由基所致的氧化损伤、提高抗病性方面具有十分重要的作用。
因此，许多学者主张水产饲料中添加抗氧化剂。
1 自由基任何包含有一个未成对电子的原子或原子团，均称之为自由基。
在生命活动的氧化代谢过程中会不断地产生各种自由基，其中超氧阴离子自由基（O2－·）﹑羟基自由基（OH·）和脂自由基（ROO·）是三种具有代表性的自由基。
其中，O2－·形成最早，而OH·作用最强。
OH·是一个氧化能力很强的自由基，可以发生电子转移，夺取氧原子和羟基化等反应，能使糖类、氨基酸、蛋白质、核酸和脂类等发生氧化。
O2－·不仅自身具有毒性，而且可以经过一系列反应生成其它氧自由基，进一步对生物体产生损伤作用。
自由基有三个明显的特点：一是反应性强，大多数自由基都很活泼，反应性很强，易生成稳定物质；二是具有顺磁性，未成对电子都有自旋磁距，这就是电子顺磁共振（ESR）技术的理论依据；三是寿命短，大多数自由基反应性强，寿命短。
2 自由基的产生水产动物在正常的生理代谢过程中有自由基的产生，在身体遭受创伤、组织缺氧的病态中自由基的产生会加强。
一般来说，主要产生于以下几种情况。
2.1 辐射分解电离辐射可使许多物质发生分解而产生自由基。
电离辐射可使人和其它动物发生放射病，其原因就在于自由基的作用。
在水产养殖过程中，对养殖水体进行紫外线照射消毒，就是利用了这一原理达到杀死水中有害生物的目的。
2.2 细胞正常代谢细胞进行正常有氧代谢时，线粒体呼吸链可产生副产物O2－·、H2O2、OH·和半醌自由基等，如下列黄素辅酶氧化还原反应可形成黄素半醌自由基：2.3 吞噬作用和病毒感染巨噬细胞吞噬作用和病毒感染时，呼吸释放的产物有NO、O2、H2O2和Cl 等。