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1、定义
机体内当稳定状态的自由基浓度瞬间或者长期增加,自由基的产生和清除之间的动态平衡遭到破坏,导致自由基在体内或细胞内蓄积而引起的氧化损伤过程。
2、结果
影响机体健康、诱发多种疾病、加速机体的衰老甚至死亡。
自由基(Free Radical,FR)也称游离基,指可独立存在的带有不成对电子的分子、离子、原子或原子团。自由基由于含有未成对电子,因而化学性质非常活泼,易与其他分子发生氧化反应,所在自然界中存在时间非常短。
生物学机体内自由基有三大类:
A.氧自由基 (ROS):包括超氧化物(O2•-)、羟自由基(OH•)和过氧化氢(H2O2)、单线态氧、三线态氧、氢化氧化物(HOO•),占机体自由基总量的 95%。
B.氮自由基 (RNS):一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)和过氧化亚硝酸盐(ONOO·)等;
C.脂质自由基和脂质过氧化物(LPO):丙二醛(MDA)、脂氧自由基(LO·)和脂过氧自由基(LOO·)等。
1、ROS的主要作用机制
损伤DNA :ROS(尤其是•OH)进入细胞核,作用于核酸,引起碱基改变或 DNA核苷酸链的单链和双链断裂。
损伤脂质 :生物膜含有不饱和脂肪酸,与•OH 具有极高的亲和力;•OH 攻击细胞膜,脂质过氧化,膜结构破坏、流动性和膜通透性改变、功能下降。
损伤蛋白质:ROS 直接攻击蛋白质发生氧化,也可威廉希尔官网通过诱导脂质过氧化和加速非酶糖基化产生的活性羰基物质,进行蛋白质修饰,使肽链断裂,蛋白质发生交联,改变构像。
2、氧自由基对于动物体的损害
奶牛:生产性能、炎症应答能力与机体免疫功能下降;机体感染疾病(如乳房炎、胎衣滞留、子宫炎、酮病、真胃变位、脂肪肝等)。
母猪:胚胎再吸收,胎儿生长延缓,甚至流产,产死胎等。
肉鸡:生长性能和饲料报酬下降,感染疾病敏感性増加。宰后胴体肉的 pH、色泽、保水性、剪切力等均有显著负面影响 。
降低氧化应激主要依赖于抗氧化系统,抗氧化系统可分为酶类抗氧化系统和非酶类抗氧化系统。
1、酶类抗氧化系统
可以威廉希尔官网通过超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)等来实现。
超氧化物歧化酶(SOD):唯一一类能够自主消除生物系统中的 O2·−的酶,能够将 O2·−转化为 H2O2 和 O2,H2O2 再被 CAT 和氧化物酶转化为无害的水,从而达到清除细胞内氧自由基,被称为生物体抗氧化系统的第一道防线。
过氧化氢酶(CAT):H2O2清除酶,可以将 H2O2分解为 H2O 和O2。
谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px):含硒酶,主要作用是催化还原型谷胱甘肽变成氧化型,并将脂质、过氧化物及磷脂自由基还原成羟基化合物或水。
这些酶基本都是由动物体内产生,体外合成成本较高,目前没有大规模应用于畜禽饲料的添加。除了酶的抗氧化系统,在实际生产中,通常会添加其他种类的饲料添加剂,来降低氧化应激反应。
2、非酶类抗氧化系统
(1)维生素:VA、VC、VE等。
(2)微量元素:硒、铬等。
(3)人工合成抗氧化物:乙氧基喹啉(EMQ)、二丁基羟基甲苯(BHT)、丁基羟基茴香醚(BHA)等存在残留、安全性等问题。
(4)植物提取物:多糖类、多酚类、皂苷类、氨基酸类等。具有生物活性高、毒副作用小、残留率低,正成为抗畜禽氧化应激研究的热点。